植物学实验中培养学生生物绘图能力的研究与实践

姚元枝+刘良科+李爱民+刘光华

摘 要：本文研究了植物学实验教学中培养学生生物绘图能力的方法与途径。首先学生应熟悉生物绘图的基本要求；其次通过植物学实验训练生物绘图基本技能；通过改革植物学实验考核方式，强化学生的生物绘图能力。

关键词：植物学实验；生物绘图；实践

生物繪图是科学与艺术相互渗透的产物，是应用绘画手法，将生物体的外部形态、细胞、组织、器官等结构特征及生态环境、自然景观的每个内容作科学形象表达的一种形式，是自然科学的重要组成部分，可与文字相互补充，是辅助学习生物科学内容的直观媒介。生物绘图使难以理解的、枯燥的生物科学知识一目了然，增加了学生学习的趣味性。生物绘图在物种识别和鉴定及有关生物教学中应用广泛。

植物学实验是生物类专业的主要基础课程之一，在课程体系中占有重要的地位。植物实验不仅可以加强对植物学理论的理解，还可激发学生学习植物学的兴趣。植物学实验是培养生物科学专业学生素质的重要途径。培养学生的生物绘图能力是植物学实验课程的重要任务之一。那么在植物学实验中，如何培养学生生物绘图能力呢？

一、 让学生熟悉生物绘图的基本要求

生物绘图要求表达规范，必须科学、客观、真实地描述和反映所观察的形态与结构。学习植物学有关的理论，搞清要观察的结构，掌握各部分特征，画出结构中最本质和重要特征的部分，依据实际观察到的图像绘图，不凭想象或单纯以教材图片绘制，以保证形态结构的准确性与生物绘图的科学性。

生物图版面中的图形分布要均匀、合理，比例恰当。生物图不同于艺术图，各部分结构及特征均以点或者线的形式表示。线条清晰、流畅、匀称；重点突出、主次分明，主要特征显示清晰，使人一目了然。线条按顺手方向一笔勾出，粗细均匀、光滑、清晰、明暗一致，无深浅之分，线条的衔接必须准确，接头处无错位、分叉和痕迹，切忌重复描绘。不能用直尺或其他圆规等工具代画，必须手绘而成。生物图一般用圆点衬阴，表示明暗和颜色的深浅，以显示立体感，点要圆而整齐，大小均匀，切忌钉着点、蝌蚪点、条形点、重选点和毛糙点等。根据需要灵活掌握疏密变化，一般由疏至密，由浅至深，逐点进行，不能用涂抹阴影的方法代替圆点。

图画好后，将图进行标注。图注必须准确，突出重点，简明扼要。最好在图的右侧，引出平行线不交叉，间隔均匀，图注部分接近时可用折线，但图注线之间不能交叉，必须整齐一致，平行线右端点应在同一垂直线上，用铅笔把各部分的名称注出，注字尽量要求用仿宋体，注字清秀、工整，使用术语科学、规范；或用阿拉伯数字标号，再在图题的下方按标号依次整齐地注明结构名称。图题和所用材料的名称以及部位写在图的下方，并加括号标明显微镜的放大倍数，注意注字一律用铅笔。

二、 通过生物绘图基本技能训练，培养学生生物绘图能力

通过学生生物绘图基本技能训练，达到培养生物绘图能力的目的。学生植物学实验教学体系，通常分为基础性实验、综合性实验和设计性实验3个部分。通过基础性实验训练生物绘图基本技能，通过综合性实验加强生物绘图基本技能，通过设计性实验提升生物绘图基本技能。

1. 通过植物学基础性实验训练生物绘图基本技能

基础性实验训练基本技能结合以下两个实验进行。

实验1 植物细胞结构的观察及生物绘图。

由于植物学实验课程大多在一年级开设，学生刚进校，绘图水平参差不齐，所以有必要开设这一实验，并上好第一堂实验课，讲授生物绘图的意义、特点和方法。植物学实验包括形态解剖、系统分类两部分，每次实验基本上都有生物绘图，因此，第一次实验课的讲解和强调是非常重要的。同时要求学生除了仔细观察外，还应对教材中所涉及的图认真研究，力争绘好。本次实验绘制典型的植物洋葱鳞片叶表皮细胞结构图，目的在于让学生理解生物绘图中点、线的含义，轮廓用线表达，如细胞壁用均匀的线表示；用点表达质地的疏密，如细胞核和细胞质用点表示，细胞核用较密集的点表示，细胞质用较稀疏的点表示。为了清楚地表达细胞内部结构，所画细胞不宜过多，画2-3个完整的细胞即可。为了表示植物中的细胞并非孤立，要求细胞与相邻细胞的连接处要画出来一些。本次实验对点、线的要求有一个基本的概念和训练，老师要亲自示范，学生要反复地练习，以求收到良好的效果。

实验2 植物组织及植物细胞有丝分裂。

通过实验1植物细胞结构图的绘制，学生基本了解了生物绘图的要求。植物组织包括分生组织、保护组织、机械组织、薄壁组织、输导组织五大类组织。选择合适的组织绘图，如芹菜叶柄横切面厚角组织结构图，进一步理解点、线的含义，在对点、线的基本要求上，进一步要求各部分的比例适当。很多学生不知道怎么表示细胞壁在角隅处加厚，要求用平行的短横线表示，用点表示原生质体的疏密，点本身是分散排列的，没有形成线，从而体会“点是自由的”这一特征。如绘制机械组织中石细胞图时，要注意细胞壁厚、胞腔小、纹孔细管状或有分枝等特征。

线有实线和虚线（连续点）两种表达方式。虚线由连续的点组成，对点的要求更高，点不但要细和圆，而且其间隔非常小而均匀。如在植物细胞有丝分裂图中，纺锤丝是直线状的，并没有膜所形成的轮廓，因此，一般用连续点表示的线可以很好地表示纺锤丝的结构。

2. 通过植物学综合性实验加强生物绘图基本技能

综合性实验加强基本技能结合以下七个实验进行：实验3“根的形态与结构”，实验4“茎的形态与结构”，实验5“叶的形态与结构”，实验6“雄蕊与雌蕊的结构和发育”，实验7“种子与果实的结构和发育”，实验8“低等植物的形态结构观察”，实验9“高等植物的系统演化”。

通过基础性实验中植物细胞和组织结构的绘图，生物绘图的基本技能得到了训练，学生的绘图基础普遍提高，达到了预期的目标。

综合性实验主要是绘制植物器官的外形及内部结构图。绘制植物器官的外形，绘图训练将从显微绘图转入实物绘图，实物绘图既要注意整体的结构，又要注意细节的表达。实物绘图对点、线的要求很高，线的变化更多，包括长短、曲折、粗细等；而点则主要表达实物的立体形态。用点和线反映所绘物体的具体薄厚、宽窄、光滑、粗糙、柔软、坚硬等质地情况，富有立体感，表现出立体形象。通过调整观察的角度及标本摆放的方向等，尽量凸显植物器官外形的主要特征。利用线的粗细和长短、点的疏密等来表达植物器官外形的立体形态，需特别强调立体形态的表达切忌用阴影。通过绘图来表达植物器官外形的大小及重点特征。如绘叶片的形态，不但要把叶片的形状画准确，而且要把叶端、叶基、叶缘、叶脉等一一表现出来。

绘图顺序要与基本概念、基本理论描述相配合，由外到内、由下到上、由中心到边缘，边画边描述，便于掌握记忆。如无限花序简图，先画花轴，小花由下向上或由边缘向中心画。

植物器官内部结构图有简图和细胞详图两种，两种图常配合使用。植物器官的内部组织结构图，简图用来表示在低倍镜下所见各种组织和某种特征分子的排列与分布情况，用线条来表示各种组织的界限，不画细胞形状，用不同的画线方式或符号来区别不同的组织及特征，表示方法：木栓层用折线表示，韧皮部用点表示，木质部用阴影线表示，机械组织用斜向交叉线表示，油细胞用圆圈表示，空白处表示薄壁组织。

绘制植物器官的内部结构图时，根据器官的大小，绘制一部分图，如绘1/2、1/4或1/8部分，其余部分可仅绘出轮廓，以表示其完整性，注意把细胞及组织结构特点表达清楚。植物器官的内部构造有横切面、径向纵切面、切向纵切面，以横切面为主，由外向里画部分或全图。以双子叶植物木质茎的次生构造为例，其构造从外至内依次为表皮、周皮包括木栓层和木栓形成层及栓内层、皮层、初生韧皮部、次生韧皮部、形成层、次生木质部、维管射线（次生射线）、髓射线、初生木质部、髓。绘图时，尽量表达每一结构的细胞及组织特点。

3. 通过植物学设计性实验提升生物绘图基本技能

设计性实验提升基本技能结合以下三个实验进行：实验10“植物结构与化学成分的分布”，实验11“植物器官结构与生态条件的关系”，实验12“植物多样性”。除了教学大纲中的设计实验项目外，每个学生可以在老师的指导下或与老师的科研课题相结合自主设计实验。

结合基础性实验和综合性实验部分的训练，学生的绘图能力已经有了很大提高。由于课时关系，设计性实验中绘图将不再是训练的重点，而重点在于实验的设计及创新、实验操作、实验结果的分析，所以绘图只是辅助。可选择部分结构绘图，重点是注重结构的变化和各部分的位置和比例關系，以体现器官的结构与化学成分及生态条件的关系，通过绘图以体现植物的多样性。如植物结构与化学成分的分布中，淀粉粒由内向外画，先画脐点，再画层纹。

三、 通过改革考核方式强化学生的生物绘图能力

通过考核，督促学生更好地掌握生物绘图技巧。考核采用平时考核和期末考核相结合的方式。平时考核，采用每个实验项目考核的方式，每次实验课的绘图部分必须在课堂上完成，由老师检查，当场指出不足之处，直到过关，老师当场给出每次的成绩，并签字后，方可离开。将每次实验课的成绩累计作为本课程的平时成绩，计入期末的考核成绩。每次上实验课前，对上一次实验图绘得好的学生提出来表扬，对马虎的学生提出来批评，对于绘画基础差的学生，采用个别辅导等方法。通过这样反复的训练，同学们掌握了生物绘图的技能和技巧，并且培养了绘图能力。

期末考核就是将植物绘图列入植物学实验考核体系。植物学实验考核体系中有实验操作考核部分，我们将显微镜观察和绘画列入实验操作考核部分，现场考核现场打分，这样有利于督促学生更好地掌握植物绘图技巧。

通过举办生物绘图展，激励学生绘得更好。实验课结束后，一般在期中或期末，举办生物绘图展，将好的生物绘图予以展览，并存放在植物标本室内，供参观。

总之，在每个实验内容中，必须有目的性地选择绘图对象进行绘图技能的训练。这样，经过一学期的植物学实验课的训练，学生可以很好地掌握生物绘图的技能；更重要的是，通过对绘图的训练培养了学生的观察能力，因为如果没有仔细的观察和理解，就不能绘出好的生物图。对于学习者来说，如果不能正确地理解结构，生物图再精美也不能说明问题，更不能找到问题的所在，进而分析和解决问题，以达到学习的真正目的。良好的生物绘图技能可为学生今后的课程学习和科学研究打下坚实的基础。

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