裴 瑾 万德光 马云桐 刘 薇
(成都中医药大学,四川 成都 611137)
药用植物学是医药院校中药、药学等相关专业的一门实践性很强的专业基础课,是传统医药与现代医学、现代生物学之间的桥梁。我国的药用植物学教学一直注重学科的整体性和系统性,教学内容与教学形式数十年不变,沿用“形态构造”和“系统分类”两大部分。过去药用植物学的教学定位主要是为后期学习采用形态学方法解决中药品种问题奠定基础,但这已远远不能满足中药学科发展及人才培养的需求。
课程组在进行国家级精品课程药用植物学建设的过程中,不断思考、探索药用植物学这门既古老又年轻的学科,其教学目标是什么?应该让学生掌握哪些知识和技能?药用植物学学科的发展、教学定位的转变以及学校专业设置的增加,提出了深入优化整体课程体系的要求,既突出经典的基础知识,又加强学科发展的动态变化,构建新的药用植物学课程知识体系,以帮助学生掌握较完整的药用植物生物学知识,并利用研究型教学方式得以贯彻、实现。
早期的药用植物学是描述性学科,迄今仍以描述为主,从不同层次、不同角度对药用植物的形态结构、生长发育特点进行静态描述。教学一直沿用“形态构造”、“系统分类”两大组成部分,形态解剖从细胞—组织—营养器官—繁殖器官,分类则多采用恩格勒系统,从藻类—菌类—地衣—苔藓—蕨类—裸子植物—被子植物。名词概念多,显微结构以及形态多变,分类结构复杂。这主要是受前苏联教育思想的影响,以及有足够的学时作为保证。表现出来的是学生缺乏动态、连续、整体的药用植物学概念。
目前国际、国内突出强调的一个很重要的教育理念是在知识结构上加强综合。这在2l世纪创新性人才的培养上具有重要意义,特别是在基础知识上,加强综合基础知识有利于发展学生的多向思维,有利于创新型人才的培养。以这一思想为指导,设想将植物科学近二十年来一些新进展,特别是细胞生物学、分子生物学、植物生理学、生态学等的研究方法、研究成果充实到教学内容中,将不同层次(细胞、组织、器官、个体、类群、生态系统)和各分支学科(植物的形态、解剖、生理、分类、分布、遗传变异和进化及其与环境的相互关系)内容有机交融在一起[1],突出经典,又及时反映学科最新成果,构建崭新的药用植物学知识框架体系,帮助学生树立“植物形态、结构与机能的辩证统一”,“植物的生长发育与其内部的生理、基因调控及外环境的辩证统一”,“植物个体发育与系统发育的统一”的思想方法和思维方式,帮助学生发展科学思维,特别对于学生今后从事研究工作意义深远。同时也有助于学生顿悟21世纪植物科学是各分支学科的进一步交叉渗透,各分支学科的差异和界限逐渐淡化,以弥补现在学生整体知识结构中生态、生理、遗传进化等方面知识不足的缺陷。
因此,探索构建综合的药用植物学课程知识体系,在现已建立的知识点的基础上,突出重点。既包括药用植物的细胞、形态构造、系统分类,又融入新的知识点,如药用植物的生长发育与调控、药用植物的物质与能量代谢,药用植物的遗传变异与进化,以及药用植物与环境等知识[2]。这些内容是现代药用植物栽培、遗传育种、资源利用保护、中药生物技术等后期学习或研究工作的基础,是优化学生知识结构的重要组成部分,使学生在学习过程中,了解结构与功能、结构与发育的关系,加强生物亲缘关系与化学成分的相关性等内容。这不仅弥补了学生缺乏后续的相关课程学习的不足,更重要的是在思维方式上体现了多向综合思维,为今后的现代中药栽培、遗传育种、资源利用与保护等研究工作奠定基础。当然这也凸现出了教学内容不断更新、丰富与教材体系陈旧、教学时数有限的矛盾。
课程组准确把握药用植物学专业基础课的性质和地位,教学内容“去粗取精,去伪存真”,精心筛选。教学内容反映研究进展、突出“新”和“精”,但同时要正确把握“度”。知识更新的范围和多少,依据专业基础课的性质、学生对知识的接受程度、学生的专业差异等。
目前我国的中学生物学教学发展很快,但是全国各地教学质量的差异,导致我们的学生起始水平参差不齐。作为大学专业基础课的药用植物学,基本框架数十年不变,内容陈旧,起点较低。有些内容,如细胞结构、细胞分裂、植物形态部分与中学教材低水平重复,中学讲的细胞有丝分裂,大学基本照旧,而对细胞分裂过程中的超微结构、分子机制几乎没有提及。因此,更新药用植物学教学内容,如药用植物学首先要面对的植物概念的界定、生物分界的问题,过去都是按照已经200多年的林奈两界系统讲授,而现在已经根据新的研究成果提出了3界、4界、5界、6界、8界和3域系统,尽管还没有完全达到一致,但已经有了许多共识和新的认识;对一些新知识、新成就进行简要介绍,如细胞的信号系统、信号转导等细胞生物学的问题,加强植物生命活动动态的、连续的理念;再者一些尽管现在还不能定论而又有重要意义的内容,提出各家的观点和理由,既达到了反映药用植物科学新进展的目的,也可培养学生的科学态度,引导学生继续发现问题、探讨问题的兴趣。还有根据刚刚颁布的《中国药典》2010年版出现的变化,在专业基础课的教学中,相关内容也应随之有所调整,如药典大幅增加了横切面或粉末显微鉴别,增加了DNA分子鉴定,因此在植物组织构造章节应有所强调,关于生物技术相关内容,更应有专门章节加以论述、讲解,因为这是药用植物学研究、发展最为活跃的领域之一,学生应该具有这方面的知识与技能。
为了实践我们提出的教学理念、教学内容的改革,课程组在小班教学中进行了一些尝试。
1.提出问题贯穿教学
每次课堂教学都根据教学内容,提出培养分析综合能力的问题,引导学生主动思考,进行查阅文献、实际观察或实验,或者是进一步激发学生深入探讨问题的兴趣。例如,综合比较分析方面的思考题:“与苔藓植物相比,裸子植物在适应陆生生活方面有哪些进步特征?二者间的最主要区别在什么地方?”、“双子叶植物茎和单子叶植物茎的结构有什么相同之处以及不同之处?”、“如何从结构上区别裸子植物的茎和双子叶植物木本茎?”等;引导学习、利用文献资料的思考题,如“进一步查阅文献资料,试述人们对细胞的认识过程,分析细胞学说是怎样建立和发展的”;“查阅文献资料,了解现在用激素、光、温度和基因调控药用植物生长发育在实际应用中的情况,并在理论机制上进行初步分析,从中对你有何启发”等;引导进行实验实践的思考题,如“以校园里的各种药用植物的器官组织为材料,制作切片,观察分析和记录植物细胞的形态和功能的多样性”;“进行黄皮树、杜仲树皮环割实践,在方法上进行各种探讨,并对各项实践结果给予理论上的解释”等。
2.以学生为主体进行专题讨论
为进一步引导和激发学生进行科学探索的兴趣,让学生通过查阅资料,主动学习,进行如“植物细胞的全能性”、“人工种子”、“植物细胞的程序性死亡与濒危药用植物的形成机制”、“蓝藻在植物分子生物学研究中的作用”、“海洋药用植物的开发及利用”、“苔藓植物在大气污染监测中的应用”、“药用植物分子系统发育研究”、“模式植物拟南芥”、“药用植物类群间的亲缘关系与紧缺药材的代用品和新资源”等命题的专题讨论,在内容上涉及药用植物学的理论、成就、应用、以及微观、宏观等各个层面,使学生在学习基础知识的同时,了解一些相关的研究热点,了解药用植物科学发展的动态与脉搏,使其能够在学习期间就置身于药用植物科学的发展之中,拉近了学生学习植物学基础知识与药用植物科学研究和发展的距离。同时,引导学生主动学习,有助于提高学生查阅文献、分析问题的能力,培养学生对植物科学的兴趣、好奇和探索精神。
3.转换教学场景、教学角色
发挥药用植物学教学手段的多元性、先进性,有利于实现药用植物学教学内容的丰富、精彩和精炼。尤其在植物系统分类部分,一直是老师难教、学生难学。尝试充分利用校园资源进行教学。走出教室,进行室外授课,在校园里让学生直接面对植物,仔细观察,加深印象;其次开展学生课堂模拟性教学,让学生自主学习,从充分准备教案、讲稿、课堂设计,到演示标本的采集、制作,课堂讲授,老师、同学的点评,整个过程使书本上枯燥的知识变得形象、具体而有趣,学生对知识的理解更为充分,不必再死记硬背那些名词、特征,但记忆反而更为牢固,非常突出的是学生的学习积极性极大提高。通过这一系列环环相扣的室内、室外教学体验,学生的分析问题、解决问题以及动手能力和实践能力都有提高。
药用植物学的传统教学中,主要安排验证性实验,如对药用植物外部形态的观察、使用显微镜观察固定装片或新鲜材料制作的临时装片等,其目的是让学生对课堂中学习的基本理论、知识予以映证,但对学生创新能力和探究能力的培养明显不够。改革以验证性实验为主的传统实验教学模式,促进学生研究兴趣的自我发展,创新始于问题,源于实践。学生研究兴趣自我发展,既要调动学生的积极性和主动性,也要为学生搭建平台。因此在验证性实验让学生掌握基本理论的前提下,设置综合设计性实验,从而调动学生学习的主动性和积极性,培养创新性。
学生根据研究型实验教学的要求和内容,查阅文献资料,拟定实验方案,选择实验仪器设备,先假设后实验,得到实验结果,进行分析讨论,撰写实验研究报告。设计选题,如在观察细胞结构这个验证性实验的基础上,“比较植物不同生长发育时期细胞的形态、大小、后含物累积情况,并根据不同药用植物细胞的观察结果得出分析结论”;“比较旱生药用植物、水生药用植物以及阳生药用植物、阴生药用植物叶的角质膜厚度、气孔的形态和数量、栅栏组织细胞的层数等,并将结果进行分析”;根据学生学习与生活实际设计实验,如“校园药用植物多样性的调查”等。问题源于思考,通过鼓励学生对实验现象、生活现象的思考,在教师的启发和指导下凝练成研究的课题,再通过实验与实践解决问题,使学生思考问题、分析问题和解决问题的科研素质与能力得到培养和提高。
课程组在长期的教学实践中,在国家级精品课程药用植物学的建设过程中,坚持教师教学创新、坚持引导学生主动创造性学习,优化课程体系,及时反映学科最新研究成果。随着学科的飞速发展,以及目前高校大规模扩招,专业设置细分、增加,提出了药用植物学课程体系改革的必要性和思路。针对不同专业的设置,通过更新药用植物学教学内容、科学设计药用植物学教学形式、增加药用植物实验研究型教学,达到构建新的药用植物学课程知识体系的目的。强化药用植物形态、结构与功能的有机统一,突出植物系统进化的思想,树立药用植物各分支学科间相互交叉、渗透和融合的现代药用植物生物学的理念,提高药用植物学的教学质量,有利于学生学习创新知识,建立整体思维,培养创新性人才。
[1] 汪矛,等.加强植物生物学课程建设,推动高校植物学科教学改革.植物学通报,2002,19(5):634~636
[2] 周云龙,等.把握教材编写准则编写创新性《植物生物学》教材.中国大学教学,2008,(4):93~96