基于二维码技术的“普通植物病理学”课程教学改革与实践

韩长志，白雪珍

（西南林业大学 云南省森林灾害预警与控制重点实验室，云南昆明 650224）

基于二维码技术的“普通植物病理学”课程教学改革与实践

韩长志，白雪珍

（西南林业大学 云南省森林灾害预警与控制重点实验室，云南昆明 650224）

该文阐述了“普通植物病理学”课程理论教学与实验教学的改革实践，通过对理论课程内容的二维码设置、实验教学中盒装标本与玻片标本的二维码设置等方面进行教学改革，较大程度上激发了学生的学习兴趣，改变了学生被动学习、课堂依赖等长期存在的弊端，理顺了教与学之间的相互关系，使教师更加注重课堂外教学内容的准备工作，也使学生能较好地利用二维码实现课堂外的学习。

普通植物病理学；理论教学；实验教学；改革实践；二维码

“普通植物病理学”不仅是农学类植物保护专业的基础课，也是林业院校森林保护与游憩（森林保护）专业的基础课。它不仅要求本科生掌握普通植物病理学的基本理论知识，而且要求学生掌握专业性强的实验操作技能。在国内大多数农业院校的教学计划中，该课程总学时为88，理论课学时为56，实验课学时为32［1］。本校森林保护专业该课程总学时为48，其中理论学时为32，实验学时为16；植物保护专业该课程的总学时为56，其中理论学时为32，实验学时为24。该课程的传统教学方式主要是以老师讲授理论知识点为主，实验课则以学生观察植物病害盒装标本、显微镜观察病原菌玻片标本和制作临时玻片观察病原菌形态为主。多年的教学实践表明，由于该课程理论知识点庞杂，专业词汇晦涩难懂，常导致学生学习积极性和兴趣不高，并严重地影响课程的教学质量［2］。如果任课教师不能深刻把握诸多知识点的内在精髓，极易形成“台上全盘灌输、台下死记硬背、教学枯燥乏味、学生不求甚解”的尴尬局面［3］。

因此，本实验室在分析以往开展“普通植物病理学”教学改革成就的基础上，明确提出理论教学与实践教学的重要性，就二维码的特点及在教学方面的可行性进行分析，提出将二维码引入教学的方法，即在对“普通植物病理学”理论教学知识点和实验教学操作指南进行梳理、汇总的基础上，充分利用网络资源。同时，对目前植物病理学教研室所保存的植物病害盒装标本、病原菌玻片标本进行数字化处理，整理出适合二维码技术应用的文本文件、网络地址、多媒体等资料，利用二维码在线生成器制作用于上述资料的二维码，并将这些二维码嵌合在“普通植物病理学”教学、实验等课件（PPT）上，以及将二维码打印粘贴在实验教学所需的标本上。通过上述操作，促进二维码用于理论教学和实验教学，更好地提高学生的学习兴趣和学习效率，从而提升该课程的教学质量。

1 前人教学改革成就

目前，通过对以往所展开的“普通植物病理学”课程教学改革研究进行归纳、总结和分析，发现主要集中在以下3个方面。

1）就多媒体课件而言，开设该课程的国内农林院校基本上都在使用PowerPoint来开展教学活动，同时，一些院校还开发了一系列以计算机辅助教学（CAI）为主导的多媒体课件［2］，如南京农业大学，以及基于数据库的辅助教学系统开发等研究［4］，如福建农林大学。

2）就理论教学而言，教学者往往从教学方法、教学形式等方面开展教学改革研究及探索［5－7］，以便更好地提高教学质量、增强学生综合素质。同时，在课堂上应用一些教学语言技巧，为自然科学“人文化”的实现提供指导［8］，以及使用双语开展教学改革研究的探索等［9］。具体而言，文献［10］就理论教学中的教学内容、教学方式等方面的改革进行了探讨，文献［11］则从学生的角度评价和审视该课程实践教学模式，探讨学生群体对该课程的适应性。

3）实验教学改革方面，国内诸多教师结合自身教学经历介绍了开展实验教学改革的成果并提出了对于今后实验教学改革的构想［12－16］。文献［17］认为通过结合教师研究方向为学生开展实验以及增加对学生的实验课考试环节等，可以有效地促进教学质量的提升；文献［15］认为应充分利用现代化的教学手段及现有科研资源来提高教学质量；文献则［18－19］认为从实验教学内容、教学方法、教学标本建设和考核方式等方面进行实验教学改革，有助于提升实验教学质量。

作为一门以技术操作为主的专业基础课程，能否较好地实现理论教学与实践教学有机结合是学生能否较好掌握理论知识和操作技能的关键。前人所开展的教学改革研究要么针对教学课件的开发、使用为主，要么以实验教学改革为主，人为割裂了理论教学与实验教学之间结合的有机性［20］，不利于更好地实现“普通植物病理学”课程的教学改革向纵深方向发展。因此，对该课程的教学改革应立足于理论教学与实验教学两方面开展应用与探索，为进一步提升该课程的教学水平打下坚实的理论基础。

2 二维码特点及在教学中应用的可行性分析

2.1 二维码特点

近年来，随着国家信息化进程加快，二维码（2－dimensional code）开始大量进入人们的视野，这个黑白相间、具有“马赛克”般正方形的图案正改变着人们的生活，其具有以下6个特点。1）高密度编码，信息容量大，可容纳多达1 850个字符，或2 710个数字，或1 108个字节，或500多个汉字。2）容错能力强，具有纠错功能，这就使得二维码由于穿孔、污损等引起局部损坏时，照样可以正确识读。一般而言，损毁面积达50，仍可恢复信息。3）译码可靠性高，可引入加密措施，其误码率低，保密性、防伪性好。4）成本低，易制作，持久耐用。5）条码符号形状、尺寸大小比例可变。6）读取方便，它不仅可使用专门阅读器进行识读，而且支持3G智能手机的摄像头读取。

2.2 二维码在教学改革的可行性分析

鉴于二维码技术所具有的良好特性，从网络资源下载、网上购物、电子票务到质量防伪、名片识别，二维码的应用无处不在。一些学者对其在多媒体和网络教学方面的可行性进行了分析［21］，该技术可以与PowerPoint、视频和网络教学平台等传统技术实现无缝衔接、优势互补［22］。

基于二维码所具有的诸多优点，其可以较好地应用于高校诸多课程的教学中，从而使学生产生极大地学习兴趣，提升学生对于知识的掌握程度，更好地促进教学质量的提升，增加学生未来就业的砝码。“普通植物病理学”作为农林院校植物保护专业、森林保护与游憩（森林保护）专业本科生的基础课，直接关系着后续课程“农业植物病理学”“经济林病理学”和“园林植物病理学”等的学习，对于学生培养专业素养具有十分重要的意义。

2.3 二维码引入教学的方法

对国内外《普通植物病理学》教材［23－26］及《普通植物病理学考点归纳与全真模拟》［27］等书籍进行梳理、汇总相关理论教学知识点，以及在整理、汇总实验教学标本、操作指南的基础上，首先，最大限度利用网络资源，以理论教学知识点为基础获取相关网址及网络资源，同时，通过借鉴、参考国内外科研院所有关标本数字化的处理方式，解析不同学科在处理实验教学标本的方法，从而明确进一步开展该课程实验标本的数字化处理的最优方法；其次，对目前植物病理学教研室所保存的、实验教学相关植物病害盒装标本、病原菌玻片标本进行数字化处理，同时对尚有缺乏的病害标本、病原菌玻片标本进行合理补充，构建较为全面的植物病害标本数据库资源，并对上述资源进行整理，获得适合二维码技术应用的文本文件、网络地址、多媒体等资料；再次，利用二维码在线生成器（http：／／cli.im／）将上述文本文件、网络地址等制作上述资料的二维码，并将这些二维码嵌合在“普通植物病理学”教学、实验等课件上，以及将二维码（纸质版）粘贴在实验所需的标本上，通过上述操作，实现二维码在理论教学和实验教学中的应用；最后，将上述所获得的“普通植物病理学”理论、实验教学课件用于实际的教学检验中，并对其进行修改、完善，最终形成具有自主知识产权的本校“普通植物病理学”教学实验课件及实验教学标本，更好地促进学生的学习兴趣和提高学生的学习效率，提升该课程的教学质量，如图1所示。

图1 二维码引入教学的方法

3 理论教学改革

3.1 理论教学内容不断充实更新，逐步实现二维码对知识点的全覆盖

为了较好地将二维码贯穿到整个知识讲授过程，使学生更好地获得二维码，植物病理学教研室各位老师首先将普通植物病理学全部知识点进行总结归纳，并完成《普通植物病理学考点归纳与全真模拟》一书的编写。利用工作及业余时间及时完成理论教学内容知识点二维码的制作工作，如图2所示。使得课程内容不仅在课堂上可以得到较好地讲授，在课堂外，学生也可以较好地实现对知识点的自学以及进一步学习掌握。

实践证明，二维码在理论教学中的应用，不仅可以打破“台上老师全盘灌输、台下学生死记硬背”的尴尬局面，还可以进一步激发学生的学习兴趣。将二维码运用于实际教学中，使得学生在课上不用一味地忙于做笔记，只要把主要知识点记下即可，大部分时间则用来认真听老师讲解相关知识点；学生可以利用课后对二维码进行扫描，不仅随时随地可以获得课上老师所讲的知识点，也可以拓展其对相关知识理解的广度和深度；同时，也使得教师对于每一节课程内容的讲授能够做到详略有当、重点突出，对于教师课前准备工作也提出了更高的要求。随着网络授课理念的不断推进和普及，高校传统教学受到了较大地挑战，如何更好地利用网络教学，更好地实现教师与学生之间的互动，将在一定程度上关系着教学质量的提升与否。目前，有关理论教学知识点的二维码制作工作还在稳步推进，理论教学内容将不断充实更新，今后将逐步实现二维码对知识点的全覆盖，更好地实现教学质量的提高。

图2 已获得的二维码

如图2（a）所示，扫描后植物病理学（plant pathology／phytopathology）是研究植物病害的发病原因、病害发生发展规律、植物与有害生物间的相互作用机制以及病害预测及防治的学科。主要包括普通植物病理学和农业（园艺）植物病理学两大骨干课程，前者以基本概念和基本原理为主，后者以具体病害诊断和防治为主。

如图2（b）所示，扫描后菌物（fungi），往往也叫真菌，是一类具有真正细胞核、无叶绿素，不能进行光合作用，以吸收为营养方式的有机体。不含叶绿素，无根、茎、叶的分化，异养生物，其营养体通常是丝状分支的菌丝体，细胞壁的主要成分是几丁质（chitin）或纤维素（cellulose），无根、茎叶的分化，通过产生各种类型的孢子进行有性生殖或无性生殖。

3.2 实验教学内容更加完善，二维码拓展了标本的可视性

就实验教学而言，随着时间的推移，一些盒装的植物病害实物标本的症状特征会出现不同程度的失真、变色现象，严重影响学生对于病害症状的观察识别，而数字化病害标本则具有保真性高、保存时间长久等特性，可以较好地解决传统病害实物标本失真、变色等问题；同时，由于空间限制的原因，许多实验室只能陈列出具有典型症状的病害标本，而数字化病害标本则不受空间的限制，故可以展示诸如病害发生的初期症状、中期症状以及晚期症状等，甚至是连续变化过程均可以实现，极大地增加了学生对病害标本的观察识别效果，提高了学生的学习兴趣。

作为理论教学的重要补充，实验教学所使用的盒装标本、玻片标本可以较好地弥补传统理论教学的不足。近些年借助多媒体技术所实施的理论教学在很大程度上保障了理论教学的形象性和可视性，可以较好地激发学生对于诸如植物病害标本症状、病原菌形态特性等内容的兴趣。然而，作为“普通植物病理学”理论教学中不可或缺的实验教学，长期以来处于较为尴尬的境界。传统的实验课程教学方法是由实验教师帮助学生完成很大一部分准备工作，学生只是按教师的讲解和实验手册的步骤进行操作，而前人就此问题进行了教学改革实践，改变了以往简单的学生实验、编写报告的教学方法，将实验教学贯穿到实验准备、实验过程、编写报告、实验考试等全过程［6］。有的院校实施实验教学是以实验员为任课教师开展的，有的学校则是简单对于理论教学进行补充说明，极大地阻碍了实验教学应有的作用。

图3 玻片标本使用二维码效果及其扫描后显示内容

目前，“普通植物病理学”实验教学所使用的病原菌玻片标本有两种，一种购于试剂公司，一种为教师学生自制标本。不管哪种玻片标本其尺度均为9 cm×3 cm。限于尺寸，并不能在其上标注更多的信息，严重制约了学生对其认识的全面性。而二维码则由于其所具有的面积小、所含信息量丰富，较好地满足了学生对于玻片标本的深入认识，如图3所示。而随着二维码技术对实验标本的全覆盖，将大量的有关标本的内容通过二维码的形式引入盒装标本以及玻片标本上，学生们则可以通过亲自操作相关实验内容，较好地理解标本的“前世今生”，从而较好地实现学生对实物标本的认知。

随着二维码技术在“普通植物病理学”教学改革的逐渐深入，近期，设想对学生进行二维码技术的教学工作，将盒装标本和玻片标本二维码的制作过程讲授给学生，使其能够在开展普通植物病理学实习课程上以小组为单位完成对植物病害标本的采集、制作以及二维码的形成等工作，更好地体验二维码带给教学的便利，也为进一步补充教学标本提供重要的保障。

4 结束语

将二维码引入“普通植物病理学”课程理论教学与实验教学改革，目前尚未见相关学术报道。该教学改革不仅可以较好地对原有盒装植物病害标本、病原菌玻片标本进行保护，而且也可以获得具有自主知识产权的“普通植物病理学理论”、实验教学课件及相关实验标本，也为进一步提高传统优势学科的教学质量提供重要的数字化平台，同时，也为学生在课后进一步学习相关课程知识提供重要的平台。利用大学生喜闻乐见的二维码技术应用于“普通植物病理学”课程理论教学以及实验教学改革中，是适应目前“慕课”背景下多媒体、网络技术广泛应用条件新形势教学的需要，也是更好地促进本科教育质量、使之进一步提升的重要举措之一。

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Reform and Practice in General Plant Pathology Teaching Using Two－Dimensional Code Techniques

HAN Changzhi，BAI Xuezhen
（The Key Laboratory of Forest Disaster Warning and Control of Yunnan Province，Southwest Forestry University，KunMing，650224，China）

Reform and practice of General Plant Pathology teaching，which include the theoretical aspects of the course content with the two－dimensional code settings and experimental teaching through boxed and slide specimens based on two－dimensional code settings，have extent stimulate student interest in learning，and change the drawbacks of university teaching with character of passive learning for student and dependent on classroom.Meanwhile，this reform and practice have straighten out the relationship between teaching and learning，and teachers can pay more attention to prepare the teaching content outside the classroom，while students not only in the classroom get better on learning content，but can take advantage of the two－dimensional code to achieve better learning outside the classroom.

general plant pathology；theoretical teaching；experiment teaching；reform and practice；two－dimensional code

G64

A

10.3969／j.issn.1672－4550.2016.06.034

2015－07－30；修改日期：2016－11－22

西南林业大学教育科学研究课题（yb201429）；国家级大学生创新创业训练计划立项项目（201510677004）；西南林业大学大学生科技创新项目（1462）；云南省大学生创新创业训练计划项目（515006075）。

韩长志（1981－），男，博士，副教授，主要从事经济林木病害生物防治与分子生物学方面的研究。