新疆地方农业高等院校植物学教学改革探索与实践——以菊科分类为例

师小军，邱娟

（新疆农业大学 生命科学学院，新疆 乌鲁木齐）

植物学是我国高等农林院校园艺、农学、植保、林学、草业等专业一门重要的专业基础课和专业必修课程。该课程是学生进一步学习“植物生理学”“作物育种学”“园林树木学”“花卉学”等专业课程的前提和基础。该课程内容主要包括植物的形态与解剖结构及功能、植物界各大类群的基本特征和被子植物重要科/属的分类三部分。该课程具有较强的理论性、实践性和应用性，通过理论、实验和实习教学环节，教导学生掌握植物分类的基本形态术语、植物标本采集与制作以及植物检索表使用与物种鉴定及识别，培养学生的实践、观察、分析和解决问题的能力，为今后从事相关工作奠定良好的理论与实践基础[1]。

新疆农业高校以本省汉族学生和少数民族学生为主，学生们对植物学的认知多限于周边生活环境中常见的植物，缺乏对植物系统分类的认识。目前我国多数农业高校植物学教学都使用国家统编教材，书中大多数植物在新疆并未分布，学生对这些植物没有直接感观的认识也就没有学习的兴趣，这不利于新疆高校植物学教学工作的顺利开展。因此制定适合新疆地方农业高校植物学的教学体系，对培养我国西北地区植物学人才具有重要意义。新疆位于我国西北干旱区，“三山夹两盆（阿尔泰山、天山和昆仑山以及准噶尔盆地和塔里木盆地）”的地形地貌及其特殊气候环境条件孕育了区别于其他省区独特的植被与植物区系成分[2]。因此，新疆地方农业高等院校在安排植物分类教学内容时，应根据新疆的植被与植物区系特点，选择新疆代表性的植物类群，在对其形态与识别特征、分布特点和鉴定方法进行重点讲授的基础上，还应讲授其利用、生态与理论研究价值，使学生充分了解新疆植被中的重要植物类群及其利用价值。

菊科（Compositae）是新疆植物区系中的重要类群之一，也是新疆地方农业高等院校植物分类教学的重要内容之一。新疆共有菊科植物115属538种，约占我国种类的四分之一以上[3-4]。该科植物不仅在医药、保健品、植物源农药、化妆品、添加剂、绿色食品、观赏、育种等方面具有研究和开发利用价值，而且对自然环境适应性很强，如在荒漠、半荒漠草原中，常以菊科蒿属植物为优势群落，是理想的防风固沙植物[5-6]。为了满足农业科技发展及人才培养的需要，本文拟以菊科植物分类为例，从植物学理论教学、实验教学和实习教学三方面剖析现有教学中存在的问题，并提出相应的改革措施，着力培养学生实践和创新能力，以期为今后新疆地方农业高校植物生产类专业的植物学教学工作提供参考意见。

一 理论教学现状与改进措施

（一） 教学内容

目前，新疆地方农业高等院校的植物学教学在进行菊科植物分类的理论教学时，存在的主要问题是：植物学教材里的教学内容一般是传统、经典的菊科分类学内容，缺乏对学科前沿研究的介绍。具体表现为：在教学内容的安排上，过于聚焦于教材上的相关理论知识点，缺乏对菊科植物在新疆植被中的分布特点极其重要应用价值、各类群间的系统演化关系以及国内外学者在菊科植物的医药、保健品、植物源农药、添加剂、化妆品等研究进展的介绍。在知识点的讲授上，虽然对菊科植物的主要识别特征——头状花序、叶状总苞、管状花/舌状花、聚药雄蕊、连萼瘦果、同形花/异形花、冠毛等进行了详细的讲授，但不能充分利用新鲜实物材料讲授这些识别特征以及如何用这些识别特征对菊科未知类群进行分类鉴定，导致学生对该科植物的理解片面、缺乏对该科植物的重要价值及国际前沿研究的了解，不能全面培养学生观察和分析问题的能力，更不能激发学生的求知欲。

具体改进措施如下：在教学内容的安排上除了重点讲授菊科分类的相关内容外，也要讲授该科在新疆高山、草原、森林、荒漠和绿洲生态系统的分布特点，同时介绍该科植物在生活生产上具体或者潜在的应用价值。如，茼蒿属（Chrysanthemum L.）和向日葵属（Helianthus L.）等蔬菜和油料植物、矢车菊属（Centaurea L.）和狗娃花属（Heteropappus Less.）等野生花卉、蒿属（Artemisia L.）、蒲公英属（Taraxacum Wigg.）、风毛菊属（Saussurea DC.）、千里光属（Senecio L.）等牧草以及红花（Carthamus tinctorius L.）、茵陈蒿（Artemisia capillaris Thunb.）和雪莲（Saussurea involucrate）等传统中草药和民族药在新疆的分布情况[7-9]。在知识点讲授时，要充分利用常见的菊科新鲜实物材料重点讲授该科的识别特征，加深学生对头状花序、叶状总苞、舌状花/管状花、聚药雄蕊、连萼瘦果、同形花/异形花等形态术语的理解，还应重点培养学生观察、鉴定和识别该科未知类群的能力，以达到培养学生正确鉴定该科植物的教学目的。

（二） 教学手段

目前，新疆地方农业高等院校的植物学课程的理论教学手段以音/视频的多媒体教学为主。多媒体课件虽形象生动、图文并茂，可一定程度地抓住学生的注意力，但因缺乏自身地域特色，尤其是在植物分类教学中。如在讲授菊科植物分类时，课件中所介绍的代表类群是其他省区的一些常见类群，缺乏对新疆菊科特色植物、代表类群及其重要应用价值的介绍，即使图片精美的课件去讲授，也无法让学生产生精神上的共鸣，影响学生对新疆菊科植物的感性认识。同时多媒体教学虽可以展示植物彩色图片且内容丰富，可以帮助学生理解课本上晦涩抽象的文字概念，但是讲授过程中课件展示时间有限，学生们在课堂上无法用笔记进行及时记录，严重影响教学效果。

具体改进措施如下：①制作一套具有新疆植物区系特色的植物分类学课件应用到理论教学实践中。该课件应尽可能地对分布在新疆的特色代表类群进行重点详细介绍。如介绍新疆菊科植物时，在课件中插入新疆常见的、优势的或具重要经济应用价值的代表性菊科物种的精美图片，这样不仅使教学内容更加形象具体生动，也增加了学生对新疆菊科植物的感性认识。②充分利用网络资源开展教学，在教学过程中向学生推荐一些植物学的精品资源开放课程、精品资源共享课等网络课程，引导学生自主学习；同时可以给学生介绍国内外相关的植物数据库和微信公众号来拓宽视野、增长知识。如国家标本资源共享平台（NSII; http://www.nsii.org.cn/）、中国植物主题数据库（www.plant.nsdc.cn/）、中国数字植物标本馆（CVH; http://www.cvh.ac.cn/）和中国植物图像库（PPBC; http://www.plantphoto.cn/）等网络平台，这些平台提供了大量的植物标本、植物志、植物图片、植物物种名录和文献等信息，是学生了解我国菊科植物的重要辅助教学手段之一。③随着信息时代的高速发展，微信、QQ和抖音等网络平台也是课堂教学的有益补充。如中国植物志、新疆植物物种知晓、新疆农业大学干旱区研究中心等微信公众号定期更新，用诙谐生动的语言描述介绍植物特征，更容易吸引学生自主学习。教师也可以利用微信、抖音或QQ每天在朋友圈发送一种植物详细介绍的图片或短视频，包括植物科属、植物叶片、花及果实等形态特征和植物利用价值等内容，这样不仅促进了学生们学习植物学的热情，同时还可以让学生们利用课外第二课堂时间巩固植物学知识。

二 实验教学现状与改进措施

目前，新疆地方农业高等院校在进行菊科植物分类实验教学时，存在的问题主要表现为：传统植物学实验课教学大多都是靠教师语言、图片描述和示范引导学生，而植物学实验教学中观察的都是植物的微观形态结构，仅靠老师对显微镜下物像的语言描述，学生难以找到相应结构的位置，不能达到预期的教学效果；花和果实形态特征是菊科分类的主要鉴定特征，新疆分布的大部分菊科植物花期都在7-10月之间，而实验课程中菊科的开设时间一般为每年的5-6月，开设实验时缺乏新鲜实验材料，所用的材料多为往年采集留下的一些干标本，由于干标本色泽改变，且脱离了植物整体和生态环境，学生很难将这些干标本与活体实物的形态特征联系起来，影响学生的感性认识；在实验教学过程中，一般先由教师介绍菊科常见类群的识别特征，然后学生按照老师教授的识别特征去进行常见菊科类群的鉴定，缺乏让学生独立运用所学识别特征利用检索表对菊科未知物种进行分类鉴定的实践训练，整个教学过程学生被动接受知识，很少主动去思考问题，这样很难培养学生观察和分析问题的能力，无法达到“举一反三”的教学效果。

具体改进措施如下：①随着科技发展，百万像素的智能手机在学生中越来越普及，笔者将显微镜下的图像通过百万像素高清晰度的手机进行采集并处理，通过班级微信群或QQ群实现师生之间的双向互动教学。这样既方便教师示范讲解，也便于学生观察、学习和掌握，是优化植物学实验教学的一种补充手段。②建议将实验课程菊科教学内容的开设时间安排在每年6月底进行，并且要选择菊科植物中花果期较早的类群，如蒲公英属（Taraxacum Wigg.）、苦苣菜属（Sonchus L.）、异喙菊属（Heteracia Fisch. et Mey.）、婆罗门参属（Tragopogon L.）和蝎尾菊属（Koelpinia Pall.）等，以保证学生有充足的新鲜实验材料开展实验。③实验教学过程采取教师和学生共同参与的方法。为了避免填鸭式的教育，笔者要求学生实验课前要预习当堂课的实验教学内容，并检查提问，以督促学生掌握每次的实验目的等问题，让学生带着问题来上实验课，主动参与到实验课堂。准备实验材料时，要求师生尽可能地采集新疆常见的蒲公英属（Taraxacum Wigg.）、苦苣菜属（Sonchus L.）和婆罗门参属（Tragopogon L.）等菊科植物花/果期的新鲜材料，以便学生进行形态解剖观察和分类鉴定，增加学生对菊科植物形态特征的理解和认识；实验过程可采用启发式、互动式和讨论式开展教学，激发学生的学习植物学的兴趣，使学生身心真正投入到课堂，成为学习的主体，要求学生根据理论课上所学的菊科分类知识讲解每种实验材料的营养器官（根、茎、叶）和繁殖器官（花/花序、果实和种子）的形态及其主要识别特征，以及如何根据这些识别特征使用检索表对未知菊科物种进行分类鉴定，培养学生观察、分析和解决问题的能力，最终提高教学质量。

三 实习教学现状与改进措施

目前，新疆地方农业高等院校在进行菊科植物分类实习时，存在的问题主要表现为：野外实习时间短、效果差。实习时间集中在6月下旬的几天之内完成，实习地点主要集中在校园、植物园和雅玛里克山等区域，期间学生分组现场听取任课老师描述植物的形态特征，介绍和讲解常见科属的识别特征。只有距离较近的学生认真听讲并做记录，大部分距离较远学生心不在焉，且大多学生学习态度不端正，将野外实习当做游山玩水，有悖野外实习初衷。实习完成后的考核通常只关注学生能够正确识别的植物物种数，作为实习考核的主要部分，导致学生只是实习考试前突击性地死记硬背。另外，由于植物学实习教学内容多，知识面广，对一些年轻的植物学老师由于植物学的积累不足，造成实习课程授课水平参差不齐，教学效果难以保证。

具体改进措施如下：①发挥学生在学习中的主导地位，采用多种教学手段贯穿于植物分类实习教学全过程。要求学生利用节假日及课余时间采集和制作植物标本，并拍摄所采集植物的图片和视频，教师定期对学生所采集标本的制作质量及图片和视频拍摄质量进行点评，并对出现的问题进行指导和答疑，辅导学生掌握鉴定物种的方法。同时教师筛选较好拍摄效果的植物图片和视频以及压制较好的植物标本，举办鉴赏竞赛和标本制作大赛，让学生积极参与竞赛并讲解，以培养学生的鉴赏能力，提高审美情操，激发学生学习植物学的热情。②在不同生态系统或植被带中选择合适的实习路线。在路线的选择上既要考察路线的安全性，又要体现出植物分布的特点（水平分布、垂直分布、物种多样性、生态多样性、菊科植物的代表性物种等），如乌鲁木齐后峡、雅玛里克山、红雁池等地蕴含着不同生态类型的植物资源。笔者利用周末组织学生分组到后峡和红雁池等地进行标本的采集和制作。在采集过程中，不仅让学生了解新疆不同生态系统或植被带中菊科植物的差异，熟悉更多新疆的菊科物种，也培养了学生的团结合作的精神，取得较好的教学效果。③教师在野外实习之前，要对校园、公园绿地和野外实习路线上的植物调查清楚，老师之间相互交流，共同研讨教学，共同进步。笔者建议新疆地方农业类高校植物教研室应每年抽出时间集体对乌鲁木齐南山、乌拉泊红雁池、乌鲁木齐柴窝堡湖国家湿地公园等不同生态类型的植被进行调查学习，提高教师自身水平。

四 结语

新疆多样的植物资源为新疆地方农业高等院校的植物学教学提供了充足的教学素材。新疆地方农业高等院校植物学教学必须充分利用新疆植物区系及植被特点，不断优化教学内容、教学方法和教学手段，建设具有新疆地方特色的教学体系，充分调动学生自主学习植物学的兴趣，提高植物学的教学质量和教学效果，致力于培养实践能力强、综合素质高、服务于新疆地方农业发展的综合应用型人才。