植物學實驗中培養學生生物繪圖能力的研究與實踐

姚元枝+劉良科+李愛民+劉光華

摘 要：本文研究了植物學實驗教學中培養學生生物繪圖能力的方法與途徑。首先學生應熟悉生物繪圖的基本要求；其次通過植物學實驗訓練生物繪圖基本技能；通過改革植物學實驗考核方式，強化學生的生物繪圖能力。

關鍵詞：植物學實驗；生物繪圖；實踐

生物繪圖是科學與藝術相互滲透的產物，是應用繪畫手法，將生物體的外部形態、細胞、組織、器官等結構特征及生態環境、自然景觀的每個內容作科學形象表達的一種形式，是自然科學的重要組成部分，可與文字相互補充，是輔助學習生物科學內容的直觀媒介。生物繪圖使難以理解的、枯燥的生物科學知識一目了然，增加了學生學習的趣味性。生物繪圖在物種識別和鑒定及有關生物教學中應用廣泛。

植物學實驗是生物類專業的主要基礎課程之一，在課程體系中占有重要的地位。植物實驗不僅可以加強對植物學理論的理解，還可激發學生學習植物學的興趣。植物學實驗是培養生物科學專業學生素質的重要途徑。培養學生的生物繪圖能力是植物學實驗課程的重要任務之一。那么在植物學實驗中，如何培養學生生物繪圖能力呢？

一、 讓學生熟悉生物繪圖的基本要求

生物繪圖要求表達規范，必須科學、客觀、真實地描述和反映所觀察的形態與結構。學習植物學有關的理論，搞清要觀察的結構，掌握各部分特征，畫出結構中最本質和重要特征的部分，依據實際觀察到的圖像繪圖，不憑想象或單純以教材圖片繪制，以保證形態結構的準確性與生物繪圖的科學性。

生物圖版面中的圖形分布要均勻、合理，比例恰當。生物圖不同于藝術圖，各部分結構及特征均以點或者線的形式表示。線條清晰、流暢、勻稱；重點突出、主次分明，主要特征顯示清晰，使人一目了然。線條按順手方向一筆勾出，粗細均勻、光滑、清晰、明暗一致，無深淺之分，線條的銜接必須準確，接頭處無錯位、分叉和痕跡，切忌重復描繪。不能用直尺或其他圓規等工具代畫，必須手繪而成。生物圖一般用圓點襯陰，表示明暗和顏色的深淺，以顯示立體感，點要圓而整齊，大小均勻，切忌釘著點、蝌蚪點、條形點、重選點和毛糙點等。根據需要靈活掌握疏密變化，一般由疏至密，由淺至深，逐點進行，不能用涂抹陰影的方法代替圓點。

圖畫好后，將圖進行標注。圖注必須準確，突出重點，簡明扼要。最好在圖的右側，引出平行線不交叉，間隔均勻，圖注部分接近時可用折線，但圖注線之間不能交叉，必須整齊一致，平行線右端點應在同一垂直線上，用鉛筆把各部分的名稱注出，注字盡量要求用仿宋體，注字清秀、工整，使用術語科學、規范；或用阿拉伯數字標號，再在圖題的下方按標號依次整齊地注明結構名稱。圖題和所用材料的名稱以及部位寫在圖的下方，并加括號標明顯微鏡的放大倍數，注意注字一律用鉛筆。

二、 通過生物繪圖基本技能訓練，培養學生生物繪圖能力

通過學生生物繪圖基本技能訓練，達到培養生物繪圖能力的目的。學生植物學實驗教學體系，通常分為基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗3個部分。通過基礎性實驗訓練生物繪圖基本技能，通過綜合性實驗加強生物繪圖基本技能，通過設計性實驗提升生物繪圖基本技能。

1. 通過植物學基礎性實驗訓練生物繪圖基本技能

基礎性實驗訓練基本技能結合以下兩個實驗進行。

實驗1 植物細胞結構的觀察及生物繪圖。

由于植物學實驗課程大多在一年級開設，學生剛進校，繪圖水平參差不齊，所以有必要開設這一實驗，并上好第一堂實驗課，講授生物繪圖的意義、特點和方法。植物學實驗包括形態解剖、系統分類兩部分，每次實驗基本上都有生物繪圖，因此，第一次實驗課的講解和強調是非常重要的。同時要求學生除了仔細觀察外，還應對教材中所涉及的圖認真研究，力爭繪好。本次實驗繪制典型的植物洋蔥鱗片葉表皮細胞結構圖，目的在于讓學生理解生物繪圖中點、線的含義，輪廓用線表達，如細胞壁用均勻的線表示；用點表達質地的疏密，如細胞核和細胞質用點表示，細胞核用較密集的點表示，細胞質用較稀疏的點表示。為了清楚地表達細胞內部結構，所畫細胞不宜過多，畫2-3個完整的細胞即可。為了表示植物中的細胞并非孤立，要求細胞與相鄰細胞的連接處要畫出來一些。本次實驗對點、線的要求有一個基本的概念和訓練，老師要親自示范，學生要反復地練習，以求收到良好的效果。

實驗2 植物組織及植物細胞有絲分裂。

通過實驗1植物細胞結構圖的繪制，學生基本了解了生物繪圖的要求。植物組織包括分生組織、保護組織、機械組織、薄壁組織、輸導組織五大類組織。選擇合適的組織繪圖，如芹菜葉柄橫切面厚角組織結構圖，進一步理解點、線的含義，在對點、線的基本要求上，進一步要求各部分的比例適當。很多學生不知道怎么表示細胞壁在角隅處加厚，要求用平行的短橫線表示，用點表示原生質體的疏密，點本身是分散排列的，沒有形成線，從而體會“點是自由的”這一特征。如繪制機械組織中石細胞圖時，要注意細胞壁厚、胞腔小、紋孔細管狀或有分枝等特征。

線有實線和虛線（連續點）兩種表達方式。虛線由連續的點組成，對點的要求更高，點不但要細和圓，而且其間隔非常小而均勻。如在植物細胞有絲分裂圖中，紡錘絲是直線狀的，并沒有膜所形成的輪廓，因此，一般用連續點表示的線可以很好地表示紡錘絲的結構。

2. 通過植物學綜合性實驗加強生物繪圖基本技能

綜合性實驗加強基本技能結合以下七個實驗進行：實驗3“根的形態與結構”，實驗4“莖的形態與結構”，實驗5“葉的形態與結構”，實驗6“雄蕊與雌蕊的結構和發育”，實驗7“種子與果實的結構和發育”，實驗8“低等植物的形態結構觀察”，實驗9“高等植物的系統演化”。

通過基礎性實驗中植物細胞和組織結構的繪圖，生物繪圖的基本技能得到了訓練，學生的繪圖基礎普遍提高，達到了預期的目標。

綜合性實驗主要是繪制植物器官的外形及內部結構圖。繪制植物器官的外形，繪圖訓練將從顯微繪圖轉入實物繪圖，實物繪圖既要注意整體的結構，又要注意細節的表達。實物繪圖對點、線的要求很高，線的變化更多，包括長短、曲折、粗細等；而點則主要表達實物的立體形態。用點和線反映所繪物體的具體薄厚、寬窄、光滑、粗糙、柔軟、堅硬等質地情況，富有立體感，表現出立體形象。通過調整觀察的角度及標本擺放的方向等，盡量凸顯植物器官外形的主要特征。利用線的粗細和長短、點的疏密等來表達植物器官外形的立體形態，需特別強調立體形態的表達切忌用陰影。通過繪圖來表達植物器官外形的大小及重點特征。如繪葉片的形態，不但要把葉片的形狀畫準確，而且要把葉端、葉基、葉緣、葉脈等一一表現出來。

繪圖順序要與基本概念、基本理論描述相配合，由外到內、由下到上、由中心到邊緣，邊畫邊描述，便于掌握記憶。如無限花序簡圖，先畫花軸，小花由下向上或由邊緣向中心畫。

植物器官內部結構圖有簡圖和細胞詳圖兩種，兩種圖常配合使用。植物器官的內部組織結構圖，簡圖用來表示在低倍鏡下所見各種組織和某種特征分子的排列與分布情況，用線條來表示各種組織的界限，不畫細胞形狀，用不同的畫線方式或符號來區別不同的組織及特征，表示方法：木栓層用折線表示，韌皮部用點表示，木質部用陰影線表示，機械組織用斜向交叉線表示，油細胞用圓圈表示，空白處表示薄壁組織。

繪制植物器官的內部結構圖時，根據器官的大小，繪制一部分圖，如繪1/2、1/4或1/8部分，其余部分可僅繪出輪廓，以表示其完整性，注意把細胞及組織結構特點表達清楚。植物器官的內部構造有橫切面、徑向縱切面、切向縱切面，以橫切面為主，由外向里畫部分或全圖。以雙子葉植物木質莖的次生構造為例，其構造從外至內依次為表皮、周皮包括木栓層和木栓形成層及栓內層、皮層、初生韌皮部、次生韌皮部、形成層、次生木質部、維管射線（次生射線）、髓射線、初生木質部、髓。繪圖時，盡量表達每一結構的細胞及組織特點。

3. 通過植物學設計性實驗提升生物繪圖基本技能

設計性實驗提升基本技能結合以下三個實驗進行：實驗10“植物結構與化學成分的分布”，實驗11“植物器官結構與生態條件的關系”，實驗12“植物多樣性”。除了教學大綱中的設計實驗項目外，每個學生可以在老師的指導下或與老師的科研課題相結合自主設計實驗。

結合基礎性實驗和綜合性實驗部分的訓練，學生的繪圖能力已經有了很大提高。由于課時關系，設計性實驗中繪圖將不再是訓練的重點，而重點在于實驗的設計及創新、實驗操作、實驗結果的分析，所以繪圖只是輔助。可選擇部分結構繪圖，重點是注重結構的變化和各部分的位置和比例關系，以體現器官的結構與化學成分及生態條件的關系，通過繪圖以體現植物的多樣性。如植物結構與化學成分的分布中，淀粉粒由內向外畫，先畫臍點，再畫層紋。

三、 通過改革考核方式強化學生的生物繪圖能力

通過考核，督促學生更好地掌握生物繪圖技巧。考核采用平時考核和期末考核相結合的方式。平時考核，采用每個實驗項目考核的方式，每次實驗課的繪圖部分必須在課堂上完成，由老師檢查，當場指出不足之處，直到過關，老師當場給出每次的成績，并簽字后，方可離開。將每次實驗課的成績累計作為本課程的平時成績，計入期末的考核成績。每次上實驗課前，對上一次實驗圖繪得好的學生提出來表揚，對馬虎的學生提出來批評，對于繪畫基礎差的學生，采用個別輔導等方法。通過這樣反復的訓練，同學們掌握了生物繪圖的技能和技巧，并且培養了繪圖能力。

期末考核就是將植物繪圖列入植物學實驗考核體系。植物學實驗考核體系中有實驗操作考核部分，我們將顯微鏡觀察和繪畫列入實驗操作考核部分，現場考核現場打分，這樣有利于督促學生更好地掌握植物繪圖技巧。

通過舉辦生物繪圖展，激勵學生繪得更好。實驗課結束后，一般在期中或期末，舉辦生物繪圖展，將好的生物繪圖予以展覽，并存放在植物標本室內，供參觀。

總之，在每個實驗內容中，必須有目的性地選擇繪圖對象進行繪圖技能的訓練。這樣，經過一學期的植物學實驗課的訓練，學生可以很好地掌握生物繪圖的技能；更重要的是，通過對繪圖的訓練培養了學生的觀察能力，因為如果沒有仔細的觀察和理解，就不能繪出好的生物圖。對于學習者來說，如果不能正確地理解結構，生物圖再精美也不能說明問題，更不能找到問題的所在，進而分析和解決問題，以達到學習的真正目的。良好的生物繪圖技能可為學生今后的課程學習和科學研究打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1]陳川惠.淺談藥用植物生物繪圖方法[J].衛生職業教育，2015，33（11）：63-65.

[2]金銀根.植物學實驗與技術[M].北京：科學出版社，2007：183-187.

[3]王金鳳，肖集芳.生物繪圖和教學掛圖注字要盡量規范化[J].生物學教學，1986，（04）：29.

[4]張乃群，朱自學.植物學實驗及實習指導[M].北京：化學工業出版社，2008：27-34.

[5]吳志新，陳孝煊，陳楠.動物學實驗中生物繪圖能力培養的思路與實踐[J].畜牧與飼料科學，2010，31（08）：59-60.

[6]龔雙姣，劉世彪.植物學實驗指導[M].長沙：中南大學出版社，2010：17-92.

[7]汪小凡，楊繼.植物生物學實驗（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2006：152-178.