高校“植物學”教材解析及對教材改革的建議

徐 波，張大才

（西南林業大學林學院，云南 昆明 650224）

“植物學”是生物學、林學、農學、園藝學等領域的專業必修課，是本科新生最先接觸的基礎課程之一[1-2]。“植物學”是后續開展相關學科和專業核心課程學習的必備基礎；同時，它在提高學生的專業知識、動手能力，培養科研素養及創新思維等方面具有重要作用。

教材是科學技術發展的成果和結晶，也是一個國家一定歷史時期科技水平和教學思想的反映[3]。國內“植物學”教材主要有《植物學》和《植物生物學》兩類。其中《植物學》教材歷史悠久，分形態解剖、系統類群、分類三大塊內容，這類教材版本最多。《植物生物學》是伴隨植物科學發展及分支學科興起產生的，并在“植物學”教材基礎上增加植物生理學、植物生態學等相關知識，知識覆蓋更廣泛、內容更新穎，被認為是更符合時代發展的面向新世紀的植物學教材[4]。

1《植物學》教材的解析

1.1 教材的特點

國內“植物學”教材版本豐富，其中馬煒梁主編的《植物學》（第二版）[5]是目前國內傳統“植物學”教材的巔峰之作。該系列教材按照經典的“植物學”知識體系介紹了種子植物形態解剖、植物系統、種子植物分類以及植物與環境的關系等內容。最難能可貴的是馬煒梁主編的《植物學》（第二版）[5]等書中采用1000 余幅編者原創彩圖，直觀形象，把微觀的、不易理解的、動態的現象連貫起來，展示出形態各異、色彩豐富的植物世界。“植物學”的研究對象是植物，而植物的分布又具有明顯的區域特征。馬煒梁主編的《植物學》（第二版）[5]教材中選擇的代表植物類群多為華東及華南地區植物。

1.2 存在的問題

植物學教學類教改文章非常多，但是針對“植物學”教材的相關教改文章非常少見。實際上，目前國內“植物學”教材的問題比較突出：①教材內容仍以形態解剖、系統類群、分類三大部分組成，基本框架幾十年不變，各部分有機聯系少，缺少貫通始終的主線；②內容較陳舊，不能反映本學科的新進展、新動態，部分知識點與中學教材存在低水平重復；③很少吸取植物生理學、分子生物學等學科的新進展，進而更新、改革“植物學”的有關內容；④植物分類系統老舊，多采用恩格勒系統、哈欽松系統或克朗奎斯特系統，被子植物沒有采用APG 系統；⑤與人類社會所面臨的實際問題聯系較少；⑥實驗課內容老舊，缺乏更新，不利于培養學生創新能力；⑦教材選擇的植物具有局限性，難以顧及各地高校教學，不利于各區域高校植物學教學與實踐。

2《植物生物學》教材的解析

2.1 教材的特點

國內植物學者先后出版了影響深遠的《植物生物學》教材，包括2016 年北京師范大學周云龍和劉全儒編著的《植物生物學》（第4 版）[3]及2017 年中國農業大學和北京林業大學楊世杰等編著的《植物生物學》（第3 版）[6]等。這些教材反映了目前“植物學”的發展趨勢和“植物學”人才培養的需要，對推動我國“植物學”課程改革和教學質量的提高起到積極作用。這些教材有以下特點：①是普通高等教育本科國家級規劃教材，列入教育部相應的出版計劃，并得到相應項目支持；②教材編寫體系既“新”又“廣”。緊跟植物科學發展潮流，盡可能將基礎知識與學科發展前沿、發展動態相結合，能夠較全面反映“植物學”各分支學科最新進展；③力圖用現代的觀點重新審視、選擇、充實和組織傳統的“植物學”教學內容，綜合植物科學各分支學科的成果，系統地介紹了“植物學”的全貌，將細胞、結構、生理、遺傳、分類、系統演化以及植物與環境的相互關系等基礎知識有機融合；以上特點共同決定《植物生物學》教材另一特點——有活力。例如周云龍主編的《植物生物學》[3]，自1999 年作為普通高等教育“九五”國家級重點教材出版以來，經10 多年持續建設，先后修訂4 版，分別被列入“面向21 世紀課程教材”“十五”“十一五”“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材。該教材影響深遠，被多所高等學校采用，受到許多高校師生的好評與支持；也被中國科學院及國內知名大學相關專業列為研究生入學考試參考書，在生物學相關專業人才培養和課程建設中發揮重要作用。楊世杰主編《植物生物學》[6]，先后修訂3 版，最突出的部分是系統分類學，蕨類植物和裸子植物采用最新的分類系統。

2.2 存在的問題

盡管《植物生物學》教材具有緊跟學科發展前沿、兼顧分支學科、編寫體系新穎、適用性廣等優點，但在實際教學工作中仍存在一定局限性和挑戰：①廣泛的教材內容要求設置更多的課程學時，完成形態解剖、系統分類、植物生理、植物生態等內容的學習，這與培養計劃和教學大綱相悖；②內容廣而不夠深入，不能滿足教學實踐需求；③對教師專業能力要求更高；④教材核心內容被子植物部分仍然沒有采用最新的APG 系統。

3 對高校“植物學”教材建設和改革的建議

現代生物學的發展日新月異，新的概念、新的理論和知識不斷產生。近幾年，植物生物學各分支學科都取得一定的進展。尤其是植物系統學，借助分子生物學手段，發展迅速，取得一系列重大研究成果，科學地揭示植物的系統發育關系及進化趨勢，解決一系列系統演化難題，為理解和揭示自然界植物起源與演化提供有力的證據。這些成果在國際植物學研究、教材、專著等方面得到廣泛承認和應用，而這部分內容在國內現有教材中卻反映不多。知識點陳舊落后，跟不上科學研究的最新進展，造成學生所掌握的知識和理論嚴重滯后，甚至存在錯誤的可能；與畢業后所從事的工作或研究之間仍有相當距離，無法滿足社會實際需求。不利于培養具創新思維及適應時代發展需要的人才。教材編寫需要廣博的“植物學”知識，要長期積累，相比科研論文更嚴謹，受眾更廣，某種意義上更具權威性，這導致教材編寫難度大、周期長。在編寫過程中，結合以上現有教材的問題以及高效植物學教材建設的實際情況，特提出以下幾點建議：

（1）擯棄“二界系統”，選擇“三域系統”，甚至“二域系統”[7-9]。國際上對整個生物界的認識有了重大的變化。借助分子生物學和基因組學，科學家能夠更準確地對地球上生命的起源演化做出更科學的系統分類。以往普遍接受的二界系統嚴格來說已經是錯誤的知識，“植物學”的范疇已發生顛覆性的變化，細菌、黏菌、真菌等已不再歸于植物；西方教材已將其分開，而國內“植物學”教學，還要叢藻類、細菌、真菌逐一講述。

（2）在植物分類板塊的教學中，應引入APG 概念。被子植物種系發生學組（APG，Angiosperm Phylogeny Group）合作建立了關于被子植物分類學的共識，反映出通過系統發生學研究發現的植物之間親緣關系的新知識。截至2016 年，該組織發表了四個版本的分類學系統：1998 年《被子植物APG 分類法》、2003 年《被子植物APGII 分類法》（修訂版）、2009 年《被子植物APGIII 分類法》和2016 年《被子植物APGIV 分類法》。APG 系統的發表驗證了被子植物分類系統的可重復性和可預言性；解決了一些依據形態學性狀未能確定的類群的系統位置；證明了被子植物傳統一級分類（子葉）的不自然性，打破傳統的單子葉植物綱和雙子葉植物綱；確定被子植物基部類群：無油樟科Amborellaceae、獨蕊 草 科 Hydatellaceae、 莼 菜 科 Cabombaceae、 睡 蓮 科Nymphaeaceae 等；證實了三溝花粉在被子植物高級分類單元劃分中的重要性；發現雄蕊的向心發育和離心發育在多雄蕊類群中是多次發生的；支持基于形態學（廣義）性狀劃分的大多數科是自然的；并將一些長期作為自然的科進行合理重組，如百合科、玄參科等[10-11]。基于APG 系統的理念，豆科（6 個亞科）[12]、薔薇科（3 個亞科）[13]及禾本科（12 個亞科）[14]等科下系統已經發生變化，如仍按照植物志、教材講述，顯然是不合理的。

（3）教材建設緊密結合地域、區域特色。中國西南地區作為“植物王國”，植物多樣性豐富，區系類型多樣，為了反映區域特色，拉近教學和實踐的距離，該區域高校植物學教材應結合西南地區植物區系編寫。

（4）全彩色印刷。植物學研究的主體是植物，自然界中豐富多樣的植物是以不同形態結構和色彩展現的。彩色印刷教材能更加科學、客觀、直觀地將植物宏觀及微觀特征展現在學生面前，有利于激發學生的學習興趣，便于學生理解和掌握植物復雜多樣的形態學特征，進而提高教學質量。

致謝：

本文寫作過程中得到王重力老師、馬金雙老師、劉冰、杜誠、蔣凱文等人熱心幫助，在此致謝。