植物學實驗課程教學體系改革與實踐

摘要""為培養適應社會發展需求的高素質人才，本文從教學形式、教學內容、戶外實踐及綜合考核等方面對植物學實驗課程教學體系現狀進行分析，并提出針對性改革措施。具體包括優化教學形式，采用線上線下、虛擬仿真等教學形式，增強師生互動；更新實驗教學內容，增加綜合性、研究性實驗項目，增強學生學習動力和興趣；拓展戶外實踐課堂，讓學生在暑期利用電子設備采集家鄉戶外植物的完整形態信息、壓制植物標本等，維護生態系統；采用多層次考核方式，通過顯微實驗觀察報告、植物標本和植物檢索表的質量等評價指標，培養學生的綜合素質。實踐表明，改革后的教學體系增強了師生間的互動，有效延展了課堂內容，提升了學生自主學習的積極性與課堂參與度，有助于其更好地掌握植物學理論知識，并增強其綜合實踐能力，為高校植物類課程教學改革提供參考。

關鍵詞""植物學；植物標本制作；植物形態觀察；虛擬仿真

中圖分類號""S41；G642.0 """"""文獻標識碼""A """"""文章編號""1007-7731（2025）07-0117-04

DOI號""10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.07.028

Reform and practice of Botany Experiment"course teaching system

WANG Xiaxia """WANG Haixia

（College of Grassland， Qingdao Agricultural University， Qingdao 266109， China）

Abstract "To cultivate high quality talents to meet the needs of social development， the current situation of the teaching system of Botany Experiment"course was analyzed from the aspects of teaching form， teaching content， outdoor practice and comprehensive assessment， and the corresponding reform measures were put forward. Specifically， it included optimizing teaching forms， using online and offline， virtual simulation and other teaching forms to enhance teacher-student interaction; updating the experimental teaching content， increasing the comprehensive and research oriented experimental projects， enhancing students’ learning motivation and interest; expanding outdoor practice classes， allowing students to use electronic equipment in summer to collect complete morphological information of outdoor plants in their hometown， making plant specimens， etc.， and maintaining the ecosystem; adopting a multi-level assessment method， evaluating the quality of microscopic observation reports， plant specimens， and plant retrieval tables through microscopic experiments， aimed to cultivate students’ comprehensive qualities. Practiced had showed that the reformed teaching system had enhanced interaction between teachers and students， effectively extended classroom content， improved students’ enthusiasm for self-directed learning and classroom participation， helped them better grasp botanical theoretical knowledge， and enhanced their comprehensive practical abilities， providing a reference for the teaching reform of plant courses in colleges and universities.

Keywords "Botany; plant specimen preparation; plant morphology observation; virtual simulation

植物學是涉農專業的核心基礎課程之一，其教學內容涵蓋了豐富的科學知識和自然規律。該課程既包括理論教學，還通過實驗教學培養學生的科學素養和實踐能力。劉凱良等^[1]研究指出，該課程的核心教學內容包括植物解剖與分類，旨在培養學生的生物學動手能力和植物科學素養。因此，實驗教學在該課程教學中不可或缺，其對學生掌握植物科學知識和技能有著至關重要的影響。在植物學實驗教學的研究與實踐中，相關學者積累了豐富的經驗，形成了多種教學形式。王軍娟^[2]研究認為，在植物解剖實驗部分，學生普遍對植物根、莖、葉、花、果實和種子等需動手做水封片的實驗表現出較高的積極性和參與度，且能從切片中成功觀察到植物組織的顯微結構，極大提升了其學習成就感與積極主動性。慕小倩等^[3]綜合分析了近30年植物學實驗課程的改革成果，認為高質量的實驗教學不僅能幫助學生理解理論知識，還能有效提高其觀察現象、發現問題并結合理論解決實際問題的能力，從而為其后續從事植物學相關研究打下堅實基礎。

近年來，隨著科技的發展和教學手段的進步，植物學實驗課程教學逐漸引入了現代化教育技術。慕小倩等^[3]在“植物解剖與分類綜合大實驗”的優化過程中，充分利用微課視頻和虛擬實驗課程，大幅提升了教學效果。馬晗等^[4]依托雨課堂、釘釘和騰訊會議等在線教學平臺，實現了藥用植物實踐教學，提高了教學質量。代磊等^[5]通過Motic數碼互動系統，有效增強了師生之間的互動交流。胡金璐^[6]以培養學生的創新創業能力為核心，對該課程的理論和實驗教學體系進行改革，采用信息化手段，將混合式教學、翻轉課堂與教學評價改革進行有機結合，有效提高了學生自主學習能力，激發了其創新思維。實踐中，涉農專業的教學要求不斷提升，對相關人才的綜合素質和專業技能提出了更高標準。因此，植物學實驗課程教學需不斷更新、與時俱進，融入新的教學技術和教育理念，為學生提供更具實踐性和創新性的學習體驗，培養出適應社會發展需求的高素質人才。

本文分析了植物學實驗課程在教學形式、實驗內容、戶外實踐及綜合考核等方面的教學現狀，結合現代教育技術，提出一系列以促進學生自主學習和增強動手實踐能力為核心的教學改革措施，以提升整體教學效果，更好地適應社會發展對植物學人才培養的要求。

1 植物學實驗課程教學現狀分析

1.1 教學形式方面

目前，該實驗課通常由教師通過多媒體講解實驗目的、內容和方法，并演示實驗操作步驟，學生根據教師講解的技巧進行顯微鏡觀察并完成實驗報告撰寫。這種教學模式具有一定的規范性和效率，但也限制了學生的參與積極性，未能充分激發其學習興趣、鍛煉其自主思考能力。學生在實驗過程中更多的是按照教師的預設步驟操作，對實驗設計的深入理解和實踐中的創新嘗試有限，學習體驗可能趨于被動，探索和挑戰的空間不足。此外，固定的實驗流程不利于培養學生解決問題的能力及其批判性思維。以學生為中心的教學方法有待進一步應用，以使學生在實驗過程中具備更多的自主性和參與感，增強其學習動力，并在潛移默化中提升其創新思維和實踐能力。

1.2 教學內容方面

該實驗課程的教學內容主要包括結構觀察和分類鑒別，側重教學植物器官微觀結構的描述性實驗，缺乏對植物器官宏觀特征的鑒別和分類，也缺乏驗證性和探索性試驗。例如，根、莖、葉和花的顯微結構實驗占總學時的75%，實驗集中在顯微鏡下觀察永久切片并繪圖。因此，實驗報告的差異主要體現在書寫規范性和觀察的細致程度上，不利于教師全面判斷學生的綜合能力。部分學生認為實驗課程教學內容較為單調，對實驗課的重視程度不足。

1.3 戶外實踐方面

戶外實踐在植物學課程教學中發揮至關重要的作用。例如，植物器官的識別是植物分類的主要依據，需清晰觀察植物各器官的形態結構。然而，受季節、區域、實驗經費、學生安全和實驗室管理等多重因素影響，開展高質量的戶外實踐教學仍面臨一定挑戰。部分實驗課程通常在室內進行，以當季水果和蔬菜為實驗材料；部分實驗經費不足，以及實驗材料種類有限等，使得部分學生深入學習該課程的積極性有待提高。

植物標本制作是植物學實驗課程一項重要的綜合性實驗，涉及對植物學知識的綜合應用，也是植物分類的關鍵環節之一。該實驗在常規教學模式下是在特定的花果集中時間帶領學生到固定地點進行實地觀察和植物標本采集。由于生殖器官特征相對穩定，是植物分類的重要依據，學生常常選擇帶有花或果實的植株進行鑒定和識別。然而，由于實習時間高度重疊，部分學生在后期較難采集到帶花或果實的植株，且大量植物標本材料的采集顯著影響了其正常繁殖，特別是稀有植物的數量可能會因此大幅減少。這種實習方式不利于維護實習地的植物多樣性，可能會破壞生態資源，與植物學教學維護自然和諧的初衷相悖。此外，植物標本制作的步驟繁多且周期較長，需數天甚至數周才能完成，而部分實驗的師資力量不足，實驗室管理難度大，實驗過程中可能會出現監管不到位等情況。部分學生在完成材料的戶外采集、整理和標本夾綁縛等任務后，可能會不認真負責后續的換紙、熏蒸消毒等步驟，導致資源被浪費，同時影響教學質量。

1.4 綜合考核評價方面

目前，該實驗課的考核依賴實驗報告，而現有報告內容集中在顯微觀察和繪圖上，部分學生在缺乏實際操作和動手經驗的情況下依然能完成，導致教師無法準確評估其實驗技能和動手能力；同時，報告中的繪圖和觀察結果無法充分體現學生對實驗過程的深入理解和科學思維能力。為此，有待進一步引入更多實踐性考核方式，以提高實驗教學的質量和效果。

2 植物學實驗課程教學體系優化與實踐

基于該課程在教學形式、實驗內容、戶外實踐及綜合考核等方面的教學現狀，教學團隊致力于整合課堂內外資源，優化現有的實驗教學體系，為學生提供知行合一的實踐途徑，以實現“厚基礎、強實踐、嚴過程、求創新”的教學目標。

2.1 優化教學形式，增強師生互動

引入微課、空中課堂和虛擬仿真等線上教學模式，讓學生通過線上資源提前了解相關實驗內容并熟悉實驗過程。丁海東等^[7]基于多維教學平臺，開展該實驗課程“線上線下、虛實結合”的混合式教學模式創新與實踐，學生可隨時隨地借助網絡訪問虛擬仿真實驗項目、虛擬標本、數字切片、視頻、動畫和圖文資料等數字資源，如觀看生物顯微鏡的使用、徒手制片法、植物葉的發生與結構組成等微課視頻；利用虛擬仿真教學平臺學習棉花葉片的3D透視結構，利用虛擬標本學習小麥葉片結構，并結合數字切片學習棉葉和小麥葉片的橫切結構特征，以提前對實驗流程有更深入的了解。莫云川等^[8]分別以“微課+翻轉課堂”、翻轉課堂（小組合作制作PPT演講）、“PPT+微課”、“微課+板書”、PPT授課、掛圖與板書等形式開展教學，不僅大幅減少了教師的課堂講授時間，也為學生提供了更多的實踐機會，為其進行實驗操作和更深入的師生互動留出了充分的空間。學生可以更多地專注實驗操作，教師則可以更好地關注學生的操作細節，并指導其利用植物學理論知識解決實驗中遇到的實際問題。

2.2 更新實驗內容，增強學習動力和興趣

描述性、驗證性和研究性實驗等在教學中發揮其獨特作用。為培養學生探索和理解自然現象的能力，特別是掌握驗證性實驗和以探索為導向的研究性實驗，有必要及時更新實驗教學內容，增強學生的學習動力和興趣。王美艷等^[9]嘗試實現校園綠化與教學實訓的一體化，以創新人才培養模式，打造了實訓基地校園化、實訓內容生產化、實訓評價行業化的“三實”模式。這種身臨其境的實驗操作模式極大激發了學生的學習興趣和動力，有效將專業人才培養與行業發展需求相契合，并助力校園綠化工作。

實踐中，教學團隊對現有的描述性實驗內容進行精簡和優化，結合植物學專業特點，增加了驗證性、綜合性和研究性實驗項目，鼓勵學生在實驗過程中發現問題、尋求答案，從而提高其綜合實驗技能和解決實際問題的能力。將實驗課程分為基礎的描述性實驗環節、自主設計的驗證性實驗環節兩個部分。在描述性實驗環節，學生通過顯微鏡觀察永久切片，了解植物顯微結構并繪圖；在驗證性實驗環節，學生使用自行培養的材料，根據實驗目的徒手切片并觀察，尋找目標結構并進行驗證，同時用植物學理論知識解釋自然現象。例如，比較同一材料在不同光照條件下葉綠體的變化，了解光與葉綠體發育的關系，從而理解轉換原理。實驗結束后，教師提供種植材料，指導學生自行培養并處理植物根、莖、葉等不同類型器官的驗證性實驗，匯總并展示其實驗結果，讓學生以小組討論形式分享。通過自行設計驗證性實驗，幫助學生全面提升實驗綜合素質。

2.3 拓展戶外實踐課堂，維護生態系統

植物分類識別是植物學知識綜合應用的核心，通過對植物整體形態的分類鑒別來確定植物的科、屬、種等。樊杰等^[10]研究認為，開展戶外植物采集分類鑒定活動對該課程教學十分必要。考慮實驗經費、植物生長條件及戶外實驗安全等實際情況，教學團隊采取課堂內外結合的策略，讓學生利用手機、相機等電子設備采集戶外植物的完整形態信息，并在課堂上進行分享和討論。具體實施步驟包括選擇春季植物返青等時間節點舉行實驗動員會，指導學生按時完成線上課程學習，掌握植物電子信息技術采集技能；布置實習任務。要求學生利用手機、相機等設備記錄5種植物的生長發育動態，重點關注植物器官的發育變化，并在實驗課堂上通過PPT匯報其采集、觀察成果，教師引導其進行討論和分析，利用4個學時完成該項實驗任務。這種教學方法不僅降低了實驗成本，解決了室內實驗材料不足和戶外實習安全等問題，還讓學生深入參與植物生長動態的觀察過程，提升了其實驗能力，并培養其科學實踐素養。

壓制植物標本是植物學實驗課的重要組成部分，涉及戶外植物采集、室內材料處理和壓制管理等環節。為避免集體采集植物標本對自然生境造成破壞，將這一過程安排在暑期進行。為每名學生配備標本夾、瓦楞紙、吸水紙等實驗工具，要求其在家鄉完成植物標本壓制任務，并在開學后提交標本及實驗報告。這有效避免了集體采集對某地自然群落的影響，有助于培養學生的實驗態度和責任感。

2.4 采用多層次考核方式，強化綜合素質培養

為全面提高學生的實驗綜合技能，對實驗教學內容進行優化，并設計多層次、多維度的實驗教學考核評價體系，以科學合理地評估學生在實驗課程中的表現。首先，通過顯微實驗觀察報告、植物標本和植物檢索表的質量，反映學生的實驗動手能力和對實驗內容的理解程度，評估其對基本實驗技能的掌握度。其次，通過線上課堂參與度和團隊合作情況，評估學生在實驗課程中的學習積極主動性和協作能力。最后，舉辦植物微視頻、繪圖以及植物人文科普宣傳活動，展示學生的植物學實驗成果，鼓勵其參加相關比賽，培養對植物學的學習熱情。這些活動不僅有利于激發學生的創造力，還可以增強其對植物學實驗課程的學習興趣和熱情。

3 植物學實驗課程教學改革實踐成效

植物學實驗課程教學改革經歷了2個學期，在8個班級（共計256名學生）加以實踐。改革后的班級學生平均成績提高了3.5分，高分段學生增加了2.7%，中分段學生增加了9.6%。學生將植物標本、微視頻、植物繪圖等實驗成果用于參加植物科普類競賽，獲得了多個獎項，大大提高了其學習積極性。同時，利用學生采集制作的植物標本建立了植物標本展覽，為其后續學習提供了良好的觀摩素材。

綜上，本文從多層次、多角度對植物學實驗課程教學體系改革及實踐效果進行了深入分析。改革后的實驗課程體系突出強調了學生的主體地位，有效降低了實驗管理成本，激發了學生學習的主動性，有助于實現實驗綜合素質培養的目標。通過親身參與，學生能夠更深入地學習理論知識、掌握實踐操作技能，并加深對植物的理解，同時在小組合作中培養其團隊合作精神。課堂內外線上線下資源的整合有效打破了植物季節性和區域性限制，戶外實踐學習為培養學生理論知識與實際生活的有效結合提供了有效途徑。未來，將更加關注實習教學內容的豐富與優化，以激發學生的學習興趣，培養其多維度的自主學習意識，更好地滿足學生的實踐學習需求。

參考文獻

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（責任編輯：楊歡）

基金項目"山東省本科教學改革研究面上項目“‘思政引領、專創融合’草業科學專業耕讀教育體系建構與實踐路徑研究”（M2023046）；山東省本科教學改革研究重大專項“黃河文化、黃河精神進課程教材研究”（D2022001）；青島農業大學研究生教育教學改革項目“農科創翼：研究生就業創業能力提升路徑構建”（QNYJG2414）；青島農業大學“專創融合”課程教學改革項目“‘專創融合’視角下《植物學》課程體系的教學改革與實踐探索”（ZCJG202403）。

作者簡介"王霞霞（1977—），女，甘肅慶陽人，博士，講師，從事植物學、植物學實驗等課程的教學與研究。

通信作者"王海霞（1979—），女，山東濟寧人，博士，副教授，從事植物學、植物生物技術等課程的教學與研究。