《植物分類學》線上實驗課教學的改革初探

劉柏玲，尹肖晗，侯元同

（曲阜師范大學 生命科學學院，山東曲阜 273165）

自2020年初新冠肺炎疫情暴發以來，全國所有學校延緩開學。為了不影響學生的學習進度，全國各個高校精心設計、推出了“停課不停教，停課不停學”的線上教學模式。線上教學，讓教師從臺前走到屏前，學生從學校教室上課改成在家通過網絡聽課，這對于教師和學生來說，都是一種新生事物，給教學工作帶來了極大挑戰，尤其是“線上實驗課”的教學，怎樣才能讓學生真正深入實驗，對植物種類進行識別和對植物各種器官結構進行解剖、觀察和學習是值得深思的問題。

植物分類學是一門實踐性很強的學科，教學中非常重視實驗教學，每個學期都會安排十多個實驗進行實踐訓練。從植物營養器官——根、莖、葉形態的識別到繁殖器官——花、果實和種子結構的解剖，都需要學生仔細解剖、認真觀察才能掌握這些基礎知識。正常教學情況下，教師會提前準備好各種實驗儀器，如顯微鏡、解剖鏡、鑷子等常規工具和新鮮植物材料，供學生在實驗室中進行解剖、觀察和學習。通過多個基礎實驗的訓練，學生能掌握植物類群的基本結構，把握植物科的關鍵識別特征，實驗技能也得到了極大提高。另外，本實驗課程還有野外實習，它是植物學課程的重要教學環節，是理論課堂教學的延伸和發展[1-3]，主要內容包括常見植物種類的識別、植物檢索表的編制與使用、植物標本的采集制作等，屬于拓展性實驗內容。曲阜師范大學（曲阜校區）校園有600多種植物，每年春夏是學生學習識別植物種類、鞏固植物學知識的最好季節。但在疫情期間無法集中學生在校園講解植物，而只能進行線上教學，不得不改變教學模式，適應線上實驗教學的新變化。因此，本文從以下方面進行嘗試和改革，取得了令人滿意的教學效果。

1 改變植物種類識別方式，將校園植物實習轉變為學生自主認識家鄉植物

每年的春天都是開展校園或野外植物實習的適宜季節，而疫情期間帶領學生進行校園植物識別已經無法實現。為了讓學生隨著理論課的學習認識更多的春夏開花植物，教師每周拍攝校園開花植物照片，通過QQ交流群與學生進行互動，帶動大家積極行動，提高認識植物的積極性。教師疫情期間引導學生走出家門，把身邊開花植物用手機拍照并用識花軟件進行識別。學生下載植物識別軟件，如百度識花、形色、花伴侶等，這些軟件用于開花植物識別非常方便。當對軟件識別有疑問時，請學生對照權威的植物網站進行核對，比如中國科學院植物研究所的“中國植物圖像庫”“中國自然標本館”“國家標本資源共享平臺”等。如果還是不能確定，學生可以通過微信或QQ發給教師進行交流和確認。最后，學生把拍到并確認植物名稱的圖片上傳到班級QQ群里共享，一起認識豐富多彩的春夏開花植物。教師把學生收集到的開花植物圖片整理成課件，結合清晰的圖片進行植物特征、用途、典故等內容的講解，取得了非常好的教學效果。通過這種方式，學生可以看到不同地區的植物，而不像平時看到的大部分是山東境內的植物，比如廣西柳州、云南昆明的學生拍到了很多漂亮的南方植物，這些種類都是北方室外觀察不到的。

2 改變植物花果解剖實驗教學的程序，由教師課堂先演示后操作轉變為學生自主操作，再由教師總結規律

植物花的解剖實驗對于理解掌握植物分類學知識非常重要。只有通過認真解剖、仔細觀察并總結其規律，才能真正把學到的植物分類學知識活學活用。

2.1 花被卷疊式的觀察

花被卷疊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，是重要的分類學證據，也是植物花圖式繪制的重要依據。只有在解剖之前仔細觀察，明白花芽中或花上的花瓣兩側邊緣之間相互覆蓋情況，才能準確把握花被卷疊式類型。一旦解剖結束，則無法恢復。

2.2 植物花和果實的解剖

花和果實的形態特征是植物識別和分類鑒定的重要依據，有很多專業術語對其進行描述。在理論課講述過程中，學生對部分術語理解有一定難度，但如果能對實物進行解剖并觀察，那學生對這些晦澀難懂的術語掌握起來就容易多了。平時實驗教學中，教師會到校園或野外采集盛花期的植物請學生進行解剖和觀察，讓學生掌握花的結構組成，把握各科植物的關鍵識別特征。學生對這部分內容非常感興趣，尤其是在解剖鏡下觀察到平時沒注意的細微結構時，比如蜜腺、杠桿雄蕊[4]、聚藥雄蕊、花粉塊等，總會不由自主地感嘆植物為繁衍自己的后代而進化出各種結構的智慧組合。在疫情期間，我們的實驗方案隨機進行了調整，請學生在家創造條件進行植物解剖實驗：首先是就地取材，采集家里、居住小區或野外開花或結果的植物，拍照保存；然后再取植物的花進行解剖，制作花的離析圖進行拍照，在圖片上標注出各輪花器官的組成、排列、位置以及彼此關系等（如圖1所示），并寫出花程式、繪制花圖式，最后統一上交圖片，作為實驗成績考核的重要組成部分。通過5次訓練，加上教師對不同地區不同種類植物的講解，學生基本上掌握植物的解剖過程以及花和果實的結構特點，準確把握常見植物科的識別特征，取得了非常好的教學效果。

圖1 疫情期間學生在家解剖和觀察植物

3 檢索表的編制和使用訓練

植物檢索表是植物分類學家鑒定植物、識別植物的基本工具[5]，通過檢索表可以對采集到的植物和標本進行種類的鑒定。因此，學習植物分類學必須學會編寫和使用植物檢索表。為使學生在家學會編寫和使用植物檢索表，教師在線上實驗課先講述檢索表的定義、類型和編制方法，布置作業讓學生先從熟悉的植物進行編寫，把編寫的結果拍照上傳，教師再統一指出學生在編寫過程中出現的錯誤，然后再請學生進行更正。經過3次訓練，學生基本都能編寫檢索表。接下來，就要教會學生如何使用檢索表鑒定他們采集到的植物。通過前幾次的解剖實驗以及教師的指導，學生已經學會用科學規范的形態學術語對植物的形態特征進行較準確的描述和記錄。學生通過仔細解剖所要鑒定的植物，詳細描述其形態特征，包括莖、葉、花、果實和種子，然后根據植物的形態特征，從檢索表的第一項開始核對（教師下載好檢索表工具書的電子版傳給學生），直到找到符合他們描述特征的植物為止。“授之以魚不如授之以漁”，通過教會學生使用檢索表鑒定植物的方法，為他們以后從事植物相關工作奠定堅實的基礎。

4 植物標本的制作，由教師提前準備轉變為學生自主采集

臘葉標本是植物分類學研究和實驗教學的第一手資料，在植物學教學和科研中具有重要的作用。臘葉標本是將植物帶有繁殖器官（花或果實）的全株（草本）或植物一部分（木本及大型草本）經過采集、壓制、干燥后，裝訂在臺紙上，標明采集時間、地點等重要信息，鑒定出植物的學名后，再進行永久保存的植物標本[6]。因此，植物標本的采集和制作是植物學教學和實踐中的一項重要內容。由于從植物標本的采集到壓制需要1-2周的時間，再加上學生去野外采集也有一定的風險，因此，平時“臘葉標本制作”實驗都是由教師準備已壓干的植物標本，學生的主要任務是把干燥的標本按要求裝訂到臺紙上。疫情期間學生時間比較充裕，因而改變原來的教學方式，請學生自己在家鄉采集植物標本、干燥并裝訂標本，要求每位學生制作2份合格的臘葉標本，這樣可以訓練學生完成從植物的野外采集、壓制到標本裝訂的整個實踐過程，使他們掌握植物標本的制作過程以及了解標本的獲得來之不易。開學后請學生上交他們的作品，教師對臘葉標本的完整性、壓制的質量、信息收集等內容進行打分評價。

5 結語

疫情期間經過系統的認識植物、解剖植物和標本制作等實踐過程，學生已經認識了很多家鄉植物。當線上實驗課結束時，請學生匯總自己家鄉所在地的物種組成、資源分布狀況，探討植物經濟價值等，撰寫野外植物調查報告，進而寫出小論文。通過以上環環相扣的訓練，鍛煉了學生的實踐能力，提高了學生分析問題的能力，培養了學生的寫作能力，從而提高了學生的綜合素質。

經過線上《植物分類學》實驗課教學的改革探索，學生對于線上實驗教學方式非常認可，積極配合完成教師布置的各項任務，為更好地解剖植物，學生自己購買專業的解剖工具。課后的解剖作業不僅使學生深入自然觀察各類植物，而且讓學生對課上學習的理論知識有了更加深刻清晰的認知。這樣新穎的教學方式有著非常強的靈活性，使學生將植物學知識與生活聯系起來，拓展知識面，取得了非常好的教學效果，為在特殊時期開展線上《植物分類學》實驗教學提供了一定的參考方案，值得進一步推廣。