《植物分类学》线上实验课教学的改革初探

刘柏玲，尹肖晗，侯元同

（曲阜师范大学 生命科学学院，山东曲阜 273165）

自2020年初新冠肺炎疫情暴发以来，全国所有学校延缓开学。为了不影响学生的学习进度，全国各个高校精心设计、推出了“停课不停教，停课不停学”的线上教学模式。线上教学，让教师从台前走到屏前，学生从学校教室上课改成在家通过网络听课，这对于教师和学生来说，都是一种新生事物，给教学工作带来了极大挑战，尤其是“线上实验课”的教学，怎样才能让学生真正深入实验，对植物种类进行识别和对植物各种器官结构进行解剖、观察和学习是值得深思的问题。

植物分类学是一门实践性很强的学科，教学中非常重视实验教学，每个学期都会安排十多个实验进行实践训练。从植物营养器官——根、茎、叶形态的识别到繁殖器官——花、果实和种子结构的解剖，都需要学生仔细解剖、认真观察才能掌握这些基础知识。正常教学情况下，教师会提前准备好各种实验仪器，如显微镜、解剖镜、镊子等常规工具和新鲜植物材料，供学生在实验室中进行解剖、观察和学习。通过多个基础实验的训练，学生能掌握植物类群的基本结构，把握植物科的关键识别特征，实验技能也得到了极大提高。另外，本实验课程还有野外实习，它是植物学课程的重要教学环节，是理论课堂教学的延伸和发展[1-3]，主要内容包括常见植物种类的识别、植物检索表的编制与使用、植物标本的采集制作等，属于拓展性实验内容。曲阜师范大学（曲阜校区）校园有600多种植物，每年春夏是学生学习识别植物种类、巩固植物学知识的最好季节。但在疫情期间无法集中学生在校园讲解植物，而只能进行线上教学，不得不改变教学模式，适应线上实验教学的新变化。因此，本文从以下方面进行尝试和改革，取得了令人满意的教学效果。

1 改变植物种类识别方式，将校园植物实习转变为学生自主认识家乡植物

每年的春天都是开展校园或野外植物实习的适宜季节，而疫情期间带领学生进行校园植物识别已经无法实现。为了让学生随着理论课的学习认识更多的春夏开花植物，教师每周拍摄校园开花植物照片，通过QQ交流群与学生进行互动，带动大家积极行动，提高认识植物的积极性。教师疫情期间引导学生走出家门，把身边开花植物用手机拍照并用识花软件进行识别。学生下载植物识别软件，如百度识花、形色、花伴侣等，这些软件用于开花植物识别非常方便。当对软件识别有疑问时，请学生对照权威的植物网站进行核对，比如中国科学院植物研究所的“中国植物图像库”“中国自然标本馆”“国家标本资源共享平台”等。如果还是不能确定，学生可以通过微信或QQ发给教师进行交流和确认。最后，学生把拍到并确认植物名称的图片上传到班级QQ群里共享，一起认识丰富多彩的春夏开花植物。教师把学生收集到的开花植物图片整理成课件，结合清晰的图片进行植物特征、用途、典故等内容的讲解，取得了非常好的教学效果。通过这种方式，学生可以看到不同地区的植物，而不像平时看到的大部分是山东境内的植物，比如广西柳州、云南昆明的学生拍到了很多漂亮的南方植物，这些种类都是北方室外观察不到的。

2 改变植物花果解剖实验教学的程序，由教师课堂先演示后操作转变为学生自主操作，再由教师总结规律

植物花的解剖实验对于理解掌握植物分类学知识非常重要。只有通过认真解剖、仔细观察并总结其规律，才能真正把学到的植物分类学知识活学活用。

2.1 花被卷叠式的观察

花被卷叠式指的是植物花被片（萼片、花瓣）在花芽或花中的相互排列方式，是重要的分类学证据，也是植物花图式绘制的重要依据。只有在解剖之前仔细观察，明白花芽中或花上的花瓣两侧边缘之间相互覆盖情况，才能准确把握花被卷叠式类型。一旦解剖结束，则无法恢复。

2.2 植物花和果实的解剖

花和果实的形态特征是植物识别和分类鉴定的重要依据，有很多专业术语对其进行描述。在理论课讲述过程中，学生对部分术语理解有一定难度，但如果能对实物进行解剖并观察，那学生对这些晦涩难懂的术语掌握起来就容易多了。平时实验教学中，教师会到校园或野外采集盛花期的植物请学生进行解剖和观察，让学生掌握花的结构组成，把握各科植物的关键识别特征。学生对这部分内容非常感兴趣，尤其是在解剖镜下观察到平时没注意的细微结构时，比如蜜腺、杠杆雄蕊[4]、聚药雄蕊、花粉块等，总会不由自主地感叹植物为繁衍自己的后代而进化出各种结构的智慧组合。在疫情期间，我们的实验方案随机进行了调整，请学生在家创造条件进行植物解剖实验：首先是就地取材，采集家里、居住小区或野外开花或结果的植物，拍照保存；然后再取植物的花进行解剖，制作花的离析图进行拍照，在图片上标注出各轮花器官的组成、排列、位置以及彼此关系等（如图1所示），并写出花程式、绘制花图式，最后统一上交图片，作为实验成绩考核的重要组成部分。通过5次训练，加上教师对不同地区不同种类植物的讲解，学生基本上掌握植物的解剖过程以及花和果实的结构特点，准确把握常见植物科的识别特征，取得了非常好的教学效果。

图1 疫情期间学生在家解剖和观察植物

3 检索表的编制和使用训练

植物检索表是植物分类学家鉴定植物、识别植物的基本工具[5]，通过检索表可以对采集到的植物和标本进行种类的鉴定。因此，学习植物分类学必须学会编写和使用植物检索表。为使学生在家学会编写和使用植物检索表，教师在线上实验课先讲述检索表的定义、类型和编制方法，布置作业让学生先从熟悉的植物进行编写，把编写的结果拍照上传，教师再统一指出学生在编写过程中出现的错误，然后再请学生进行更正。经过3次训练，学生基本都能编写检索表。接下来，就要教会学生如何使用检索表鉴定他们采集到的植物。通过前几次的解剖实验以及教师的指导，学生已经学会用科学规范的形态学术语对植物的形态特征进行较准确的描述和记录。学生通过仔细解剖所要鉴定的植物，详细描述其形态特征，包括茎、叶、花、果实和种子，然后根据植物的形态特征，从检索表的第一项开始核对（教师下载好检索表工具书的电子版传给学生），直到找到符合他们描述特征的植物为止。“授之以鱼不如授之以渔”，通过教会学生使用检索表鉴定植物的方法，为他们以后从事植物相关工作奠定坚实的基础。

4 植物标本的制作，由教师提前准备转变为学生自主采集

腊叶标本是植物分类学研究和实验教学的第一手资料，在植物学教学和科研中具有重要的作用。腊叶标本是将植物带有繁殖器官（花或果实）的全株（草本）或植物一部分（木本及大型草本）经过采集、压制、干燥后，装订在台纸上，标明采集时间、地点等重要信息，鉴定出植物的学名后，再进行永久保存的植物标本[6]。因此，植物标本的采集和制作是植物学教学和实践中的一项重要内容。由于从植物标本的采集到压制需要1-2周的时间，再加上学生去野外采集也有一定的风险，因此，平时“腊叶标本制作”实验都是由教师准备已压干的植物标本，学生的主要任务是把干燥的标本按要求装订到台纸上。疫情期间学生时间比较充裕，因而改变原来的教学方式，请学生自己在家乡采集植物标本、干燥并装订标本，要求每位学生制作2份合格的腊叶标本，这样可以训练学生完成从植物的野外采集、压制到标本装订的整个实践过程，使他们掌握植物标本的制作过程以及了解标本的获得来之不易。开学后请学生上交他们的作品，教师对腊叶标本的完整性、压制的质量、信息收集等内容进行打分评价。

5 结语

疫情期间经过系统的认识植物、解剖植物和标本制作等实践过程，学生已经认识了很多家乡植物。当线上实验课结束时，请学生汇总自己家乡所在地的物种组成、资源分布状况，探讨植物经济价值等，撰写野外植物调查报告，进而写出小论文。通过以上环环相扣的训练，锻炼了学生的实践能力，提高了学生分析问题的能力，培养了学生的写作能力，从而提高了学生的综合素质。

经过线上《植物分类学》实验课教学的改革探索，学生对于线上实验教学方式非常认可，积极配合完成教师布置的各项任务，为更好地解剖植物，学生自己购买专业的解剖工具。课后的解剖作业不仅使学生深入自然观察各类植物，而且让学生对课上学习的理论知识有了更加深刻清晰的认知。这样新颖的教学方式有着非常强的灵活性，使学生将植物学知识与生活联系起来，拓展知识面，取得了非常好的教学效果，为在特殊时期开展线上《植物分类学》实验教学提供了一定的参考方案，值得进一步推广。