植物系统分类学实验教学改革实践

刘 艳

(重庆师范大学 生命科学学院，重庆 401331)

植物学是一门实践性非常强的学科。实验教学以其“亲身经历与感受”为特色，对培养学生的创新精神和实践能力有着其它教学无法替代的特殊作用，在人才培养的过程中占有极其重要的地位。实验教学又是理论教学的坚实后盾，对学生理论知识的吸收和消化起着重要作用。近年来，不少高校针对植物学实验教学开展改革实践，取得了良好教学效果。然而，这些教学研究多聚焦于植物形态解剖学部分[1-5]，很少涉及系统分类部分[6]。

植物学教学通常分为形态解剖学和系统分类学两大部分，各占总教学课时数的一半。其中，植物系统分类部分以进化为主线，阐述各大植物类群的主要形态特征、代表种类及其系统演化规律。我校目前使用王幼芳等编写的《植物学实验指导》作为实验教学教材[7]。由于近年课时数压缩，植物学系统分类部分的实验教学共计9个实验27个学时。本文结合笔者近几年教学实践，围绕如何调动学生主观能动性、发挥学生主体作用、培养学生学习兴趣、实践精神和科研能力，与同行交流教学改革措施。

1 传统实验教学的主要弊端

随着高等教育教学改革的推进和深入，传统植物学实验教学的弊端十分明显，主要体现在：1)实验教学依附于理论教学。教师和学生对实验教学的重视程度不够。不少学生认为，实验课无非就是检视教学装片或者解剖植物标本，然后绘图，“不需要动脑筋”就能“很快、很轻松”的完成学习任务。2)实验教学内容基本上是验证性的基础性实验，综合性实验少，探索性实验基本没有，学生学习积极性不高，对所学知识无法灵活应用，不利于学生创新精神、实践能力和综合分析能力的培养。3)在教学过程中，教师是中心，教法以“满堂灌”的讲授方式为主。实验材料的准备工作都是由教师或实验师完成，学生直接进入实验，按照实验指导进行观察，被动学习的现象较为普遍。

2 教学改革措施

2.1实验教学与理论教学有机结合

实验教学与理论教学孰先孰后，一直存在争议。传统的教学设置通常将实验教学置于理论教学之后，认为学生应该先有理论知识，再通过实验去验证知识。然而，现代科技史上无数事实证明，科学实验是理论知识的源泉。传统的教学设置无法让学生真正体验到探索未知的科学研究过程。事实上，实验教学与理论教学不应该是从属关系，而是各自独立又相辅相成的教学体系。实验教学先于理论教学将更有利于提高理论教学效果。植物系统分类学涉及大量专业术语，例如种鳞、大小孢子叶、孢子囊群、单体雄蕊、瓠果、合蕊柱等，抽象而枯燥。绝大多数学生都是死记硬背，并没有真正理解。若先进行实验教学，可以使学生具有感性认识，将抽象的概念具体化、形象化，为进一步理论学习奠定基础。另一方面，实验教学不应该只停留在“观察现象”的层面，而需要将现象上升到理论层面。在教学过程中，笔者除了使用实验教材[7]，还结合马炜梁等编写的理论教材辅助实验教学[8]，要求学生把观察到的结构、特征与专业术语一一对应。

2.2 参与实验材料准备，调动学生主观能动性

为了让学生主动、自觉地学习，笔者在教学中，要求学生做好课前预习、查阅相关资料，联系实际，选择各类群的代表种类，独立准备实验材料。重庆师范大学大学城校区背靠缙云山系，植物多样性丰富，为学生采集标本提供了优良的地理条件。对于独立准备实验材料的“作业”，多数学生表现出很高的积极性，他们利用课余时间采集了许多标本，一定程度上改善了以往教师准备实验材料、学生被动学习的状况，使得学生真正参与到实验教学的每一个环节中，有助于培养学生的动手能力和学习能力。

又例如，在传统教学中，藻类部分的实验教学基本上都是以观察教学显微玻片为主。藻类植物在学生印象中，似乎就是海带、紫菜等众所周知的海水藻类的代名词，而对于物种数相对更多的淡水藻类，则十分陌生。即使观察部分淡水藻类的教学显微玻片，学生对藻类植物的认识仍然是片面和被动的。于是，笔者在教学过程中，利用校园池塘众多的地理优势，鼓励学生课前自己取水样、采水绵等，甚至到校园周边一些富营养化的水体中采集水样，然后带到课堂上进行显微观察。很多学生在观察到水样中形态各异的不同藻类时都兴奋不已。另一方面，笔者还指导学生采集校园内的气生藻类进行观察，拓宽他们的知识面。这样的改革措施极大地调动了学生的学习积极性，也使得实验教学不再是验证知识，而变成了学生积极探索知识的学习过程。

2.3 开展小组学习，发挥学生主体作用

传统教学是教师先讲，学生后学的模式。于是知识是教师灌输给学生，学生被动接受，不利于他们发现问题和思考问题。笔者在教学过程中颠倒传统教学顺序，采用学生先学、教师后讲的方式，以教师为主导、学生为主体。教师讲解内容少而精，留更多的时间给学生操作、学习。具体做法如下：将学生分成若干个学习小组，先对照标本边观察，边查阅教材、工具书自学，然后开展小组讨论，总结类群的形态特征。再由各小组派代表发言描述所观察的某一个科或属的形态特征以及科属鉴定的主要依据，其它小组随后进行补充。最后由教师指正、归纳总结。植物形态特征的描述是植物系统分类学理论教学的重要内容，让学生通过解剖观察，对照标本进行总结描述，有利于考查他们对知识的理解和掌握程度。教学实践证明，这种小组式学习方式有助于学生间形成“比、学、赶、帮”的良好学习氛围。

2.4以兴趣促学习，拓展教学内容

兴趣是最好的老师。丰富的植物多样性总是给人愉悦与享受。在完成教学任务的前提下，笔者允许并鼓励学生根据自身兴趣，采集教学大纲以外的科属种类进行解剖观察。植物的花往往是最能吸引学生并激发学习兴趣的。例如校园里常见的红花羊蹄甲、红千层、白花车轴草、红花酢浆草、凤仙花、三角梅等是学生采集最多的种类。对于自己感兴趣的标本，例如“试管刷花”(红千层)，学生总是想尽快知道种名。这时，教师会引导学生解剖、观察形态特征，查阅工具书，找出标本所属的科和属，最后鉴定到种，而不会直接把答案告诉学生。对于那些学生熟悉且能准确说出种名的标本，则要求学生进一步说出鉴定的依据。有时候，即使是那些学生能够正确鉴定的种类，相关理论知识仍然有学习的必要性。例如，重庆地区非常常见的三角梅，几乎所有学生都能说出其种名，但是“我们主要的观赏部位属于花的哪一个结构呢？”，学生们往往一致认为“是花瓣”而不是苞片。

2.5开设创新性实验，培养学生实践精神

创新思维的培养离不开实践活动。笔者在前人相关教学实践基础上[9-10]，结合学情和校情，要求学生以学习小组为单位通过自主选题、设计、完成至少1个创新性实验。具体实施过程主要利用学生课余时间，以实验教学平台和学院生物学研究基地为依托来完成相关实验内容。考虑到大一学生专业知识储备十分有限，因此创新性实验的选题并不强调“难”和“新”，而重在过程，强调培养学生独立思考、解决问题的能力。从学生的选题来看，主要聚焦于对校园内某一个科的植物进行分类研究。他们对植物的花和果实进行形态解剖，制作腊叶标本，并拍照记录。然后，通过形态特征比较，编制分类检索表，形成较为完整的分类学资料。此外，也有不少学生利用学院生物学基地种植常见蔬菜种类(以茄科植物为主)和一些观花、观叶植物，探究如何促进植物生长发育。极个别学生还在此基础上申报了重庆市大学生创业大赛项目。

2.6科研与教学相结合，提升学生科研能力

在当前实验教学课时数被大幅度压缩的背景下，有限的课堂教学只能让学生掌握植物系统分类学最基本知识和实验技能。为了让学有余力或对植物学怀有浓厚兴趣的学生，其科研能力获得更多拓展机会，教研室教师组织成立课外兴趣小组，利用地方植物志等资料，认识校园、公园的常见植物、开展学校周边外来入侵植物调查、观察校园植物物候现象等培养学生创新能力和综合分析问题的能力。另一方面，吸收学生参与教师的科研项目，进一步培养他们的动手能力和科研素养，为将来求学深造奠定基础。近两年来，学生从植物学研究领域选题，先后获得重庆市高校大学生创新和创业训练项目资助共3项，多个项目参加了第十二届、第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛。一些学生顺利通过硕士研究生入学考试，先后被中国科学院水生生物研究所、华南植物园、成都生物研究所、中国农业大学、四川大学等国内知名研究机构录取。

参考文献：

[1]陆嘉惠, 阎 平, 马 淼, 等. 高校植物学实验教学改革与创新人才培养的探讨[J]. 生物学杂志, 2009, 26: 89-91.

[2]史刚荣, 徐燕英, 张 铮. 高师植物学实验教学改革的探讨[J]. 生物学杂志, 2006, 23: 52-53, 59.

[3]王峻玉, 许 平. 高师植物学实验教学改革与实践[J]. 生物学杂志, 2003, 20: 46-47.

[4]王若南, 徐 涛. 植物形态解剖学及实验教学改革实践[J]. 云南教育, 2002, 20(36): 66-68.

[5]张亚冰, 侯小改, 乔 琦, 等. 比较教学法及其在植物学教学改革中的应用[J]. 安徽农业科学, 2010, 38: 3269-3270.

[6]罗利群. 植物学的探究式学习[J]. 生物学杂志, 2008, 25: 75-77.

[7]王幼芳, 李宏庆, 马炜梁. 植物学实验指导[M]. 北京: 高等教育出版社, 2007.

[8]马炜梁, 王幼芳, 李宏庆. 植物学[M]. 北京: 高等教育出版社, 2009.

[9]段德君, 姚家玲, 魏 星. 植物学研究性教学模式探索与实践[J]. 中国大学教学, 2011(6): 61-62, 49.

[10]黎 科, 邹永东, 张永夏. 植物学创新性实验教学改革探索与实践[J]. 实验室研究与探索, 2011, 30: 309-311.