智能手段在植物學實習教學改革中的應用

摘要 植物學實習是植物學課程實踐教學中重要組成部分。部分植物學實習課程在實習教學內容、考核方式和學生學習積極性等方面存在待改進之處，因此需要結合實際情況對教學進行改革，以適應新農科的發展要求。本文對植物學實習教學現狀進行分析，探索并實踐了將各種智能手段應用于植物學實習“新生態”的具體方法，分析其在教學中的應用過程，對教學內容、考核方式和學生學習積極性的全面改革進行探討和實踐，并就實踐教學效果進行分析。實踐結果表明，該教學改革可有效提升學生對知識的掌握和融合程度，激發學生的自主能動性，持續提升教學質量。為相關課程教學改革和建設提供參考，助力新農科建設。

關鍵詞 植物學實習；農學實踐教育；智能應用

中圖分類號 G642.0；S3-3" "文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2024）11-0128-04

Application of intelligent methods in the teaching reform of Botany internship

LYU Gaoqiang" " SONG Jinxiu" " SUN Weihong

（Jiangsu University， Zhenjiang 212013， China）

Abstract Botany internship is an important component of practical teaching in Botany course. Some Botany internship courses need to be improved in terms of internship teaching content，assessment methods，and student learning enthusiasm. Therefore， it is necessary to reform the teaching according to the actual situation to adapt to the development requirements of the new agricultural science. The current situation of Botany internship teaching were analyzed，and practiced the specific methods of applying various intelligent methods to the “new ecology” of Botany internship were explored，its application process in teaching were analyzed，the comprehensive reform of teaching content，assessment methods，and student learning enthusiasm were explored and practiced， and the effectiveness of practical teaching were analyzed. The practical results shown that this teaching reform could effectively enhance students’ mastery and integration of knowledge，stimulate their autonomy，and continuously improve the quality of teaching. Its provided reference for the reform and construction of relevant course teaching， and assisted in the construction of new agricultural science.

Keywords Botany internship; agricultural practical education; intelligent applications

高等院校是培養新型科技人才的主陣地之一，擔負向社會輸送“前沿性”人才的重任。高等教育改革要順應時代發展，與時俱進，融入社會、科技的變革，進一步提高教育質量[1]。植物學實習是農科教育的基礎課程之一，在新農科建設中占據重要地位。

植物學是生物學、農學和醫學等學科中植物生產類專業的基礎課程之一，在農林高校的主干課程中占據重要地位。植物學課程通常包含課堂教學和實踐教學兩個環節，其中實踐教學包括實驗和實習兩個部分。植物學課程實習一般是為期1～2周的野外實習，學生通過實習能夠鞏固課堂知識，實現理論聯系實踐，掌握植物的主要類群特征，認識常見植物及其分類和特征，學習植物標本的采集與制作等。其中，植物分類學知識是實習的主要內容之一，也是植物學課堂教學的重點內容。實習過程中，指導教師需要引導學生實地學習，幫助其掌握植物不同分科間的重點區分特征，增強自主鑒別能力，達到學以致用 [1-2]。

陳光富[3]對植物學實驗進行“一體化”教學改革，提高了教學有效性，對地方高等師范院校植物學實驗的多樣化開展提供參考。趙凱等[4]系統研究指向深度學習的植物學教學實踐方法，提出了具有高互動性、高建構性以及高投入性的指向深度學習的植物學教學策略。

本文對植物學實習教學現狀進行分析，探索并實踐了將各種智能手段應用于植物學實習“新生態”的具體方法，分析其在教學中的應用過程，對教學內容、考核方式和學生學習積極性的全面改革進行探討和實踐，并就實踐教學效果進行分析。

1 植物學實習教學現狀分析

現階段，植物學實習教學存在部分待改進之處，主要包括以下幾個方面。

（1）教學內容方面，作為植物學實習的主要內容，植物分類學的部分知識龐雜，概念性內容較多、易混淆，學生較難在短時間內完全掌握所有內容。野外實習一般就近開展，而針對當地植物分類的參考書目有待進一步補充，野外實習地點不同，所學習的植物繁多，這對教師教學和學生學習都帶來一定影響。

（2）考核方式方面，實習過程中會有部分對學生鑒別常見植物能力的考核，但其考核難度不大；實習結束后的考核以學生提交實習報告為主，較難全面考察學生在實習過程中的學習成果。

（3）學生學習主動性方面，野外實習的教學形式比課堂教學更為自由，以指導教師當面講解為主，在教師的帶領下，學生在野外邊走、邊聽、邊學，知識學習停留在表層，課堂式“口傳面授”的教學方式讓學生被動接受相關知識，不利于其進行課上記錄及課后復習，學生較難在課后對實習內容進行系統梳理，學習主動性有待進一步提升。由于實習內容繁雜，教學手段有待進一步多樣化，實習過程較長，學生可能會產生枯燥感，在實習過程中的主觀能動性有待進一步提升，學習過程較為被動。部分實習課程考核難度不高，導致學生“學”更加被動，不利于真正進入學習狀態，較難充分發揮野外實習的真正效果。

2 智能手段在植物學實習中的創新性應用

隨著現代信息技術的發展，智能應用逐漸大眾化，很多智能工具均可在手機端、電腦端在線使用，其中不乏一些可有效應用于植物學實習教學的工具[5-6]，包括識花軟件、電子雜志制作軟件或在線工具、部分數據分析軟件（如Matlab、Python等）和新媒體工具等。在教學改革過程中，引導學生正確、充分利用智能工具，有助于促進植物學實習的改革，幫助學生實現全面發展。智能工具在實習過程中的具體應用包括以下兩個方面。

2.1 使用識花軟件

使用識花軟件收集植物圖片及相關信息。首先，教師指導學生利用識花軟件識別并保存植物信息。以形色識花為例，該軟件對識別到的植物進行分科及別稱介紹，同時包含大量與該植物相關的人文信息，如與植物相關的詩詞、植物名稱的由來、植物趣聞和寓意等，增加了學習的樂趣。該軟件使用便捷，數據豐富，識別準確率高，遇到形態相近的植物可提供多個識別條目供學生參考。另外，該軟件具有在線保存識花痕跡的功能，學生可將識別到的正確條目在線保存，形成在線課堂筆記，方便課后復習整理。其次，教師對植物特征進行詳細講解。教師講解與學生識別收集植物信息同步進行，并保存識別到的正確條目信息。也可由教師引導學生先進行自主識別，然后告知學生識別是否準確，以提高其學習自主能動性。另外，可根據實際情況，如布置預習任務，讓學生先通過識花軟件預習相關學習內容，提高實習效率。植物學實習一般安排在6—7月，較少植物在該時段開花，學生較難觀察到相關植物的開花形態。因此，可以將部分教學任務提前安排在3—4月，讓學生提前利用識花軟件記錄植物的開花信息。

2.2 利用數據處理工具

學生利用各種智能應用，將所保存的植物圖片等數據進行后期處理，利用數據處理工具創建實習作品，并根據實際情況選取不同的智能工具制作實習作品集。具體方法較為多樣，常用的包括以下幾種。（1）使用Flbook等工具在線將所保存的圖片制作成電子雜志。該智能工具不僅具有編輯文字的功能，還能自主添加其他修飾成分，并提供一定的藝術創作空間，有利于激發學生的制作興趣。（2）以所保存的植物圖片為數據庫，利用Matlab、Python等軟件，結合人工神經網絡算法（如卷積神經網絡）進行圖片數據處理，自主建立實習地區的植物識別程序，既可以幫助學生預習實習內容，又可以提高在線端對實習地植物的識別率。植物智能識別涉及人工智能領域，可充分調動學生的學習積極性。學生還可以根據個人興趣，將保存的植物資料進行講解，并以短視頻的方式發布到相關平臺，向大眾科普實習課上學習到的內容，以特殊的社會實踐方式溫習所學知識。最后，將制作好的作品作為實習日志或者周志提交給教師，教師對學生的作品進行評價，評價重點在于所涉及的知識點是否正確、全面，輔以學生一定的藝術創作指導。

3 智能手段在植物學實習課程教學中的改革探索

要解決實習教學過程中面臨的問題，必須創建植物學實習“新生態”。利用智能手段對現行的教學方法、學習方式和考核形式進行改革，使植物學實習教學以新穎、生動和有趣的方式進行，提升學生學習的自主能動性，提升實習效果。智能手段的應用會使植物學實習課堂結構發生改變，同時，其教學主體、考核方式和學生學習積極性都會發生相應改變。

3.1 優化教學內容

將智能手段應用于植物學實習課教學，生成“在線課堂筆記”，方便學生記錄實習過程中所學植物的相關信息，并以圖片形式進行復習，學生對植物的特征一目了然，可更加直觀地認識植物，擴大認知范圍，提高其對植物的鑒別能力。以作品為導向，學生通過實習作品制作，溫習所學內容，加強對知識的理解和記憶。實習作品的制作可能涉及對基礎編程知識的應用，有利于學生對計算機技術等課程知識的回顧，促進不同學科間的交叉融合，培養復合型人才[7]。

應用智能工具進行教學是一個數據不斷積累的過程，教師通過收集每學年實習的植物圖片積累大量相關數據[8]，可以整合智能應用教學過程中積累的數據，統一編撰、生成有針對性的地方植物圖片庫，以電子書或實體書的形式供學生參考，從而有效促進教學質量的提高，提升實習的效率和效果。此外，編撰的地方性植物志有利于了解該地區植物種類和分布情況，促進對該地區植物資源的保護和利用，提供社會服務功能。

3.2 改革考核方式

以作品為導向的智能手段的應用使考核方式更加多樣化[9]。智能手段應用于植物學實習教學后，在要求學生提交實習報告的基礎上，考察學生利用智能手段創作作品的能力。通過作品中植物的種類、數量和分布等特征，可直觀展現學生在實習過程中的學習成果和學習積極性，并敦促學生認真對待實習課程。此外，作品的制作還可提高學生的審美觀，促使其全面發展。

3.3 激發學生學習能動性

智能手段應用于實習教學是以學生自主學習為主體的教學方法，摒棄了走馬觀花式的野外實習方式。學生在實習過程中需要主動收集植物資料，查閱相關資料對識別結果進行甄別，實習結束后要對收集到的資料進行整合。這一過程讓學生“學”變得更加主動，充分調動了其主觀能動性與學習積極性，進一步激發其自主探索欲與求知欲，并增加成就感，提高了教學效果。另外，智能工具的功能較為多樣，能夠有效緩解實習過程中繁雜知識帶來的學習壓力，極大提升學生主動學習的能動性[10]。

4 植物學實習課程實踐教學效果分析

植物學是設施農業科學與工程專業的基礎課程之一，對培養學生對本專業的學習興趣發揮重要作用。本次教學改革在該專業進行了為期3年的實踐。實習地點主要安排在大學校園、市內及周邊山脈、濕地和森林公園等，已累計記錄40余科300多種植物，收集到近2萬張植物圖片。實習過程中，學生積極性高漲，主觀能動性強，并反饋該教學方法貼合生活，有利于激發其學習興趣，實習效果突出。實踐結果表明，學生對實習內容的掌握程度明顯提升，對專業產生濃厚興趣。因此，利用智能手段建立植物學實習 “新生態”是一種具有明顯優勢的教學方式。

智能工具應用于植物學實習教學改革，構建植物學實習“新生態”，可以有效改善植物學實習教學效果，促進學生對知識的融合和掌握，激發學生的主觀能動性，促使教學質量不斷提升。同時，教學手段與時俱進，促進了不同學科的融合發展，學生在學習之余服務社會，切合新農科建設背景下培養新型人才的需求。

智能手段應用于植物學實習教學能夠極大促進教學質量的提升，但可能也存在一些需要注意的地方。第一，可能增加了實習時間。實習過程中，學生收集所見植物圖片等數據，實習結束后要對所收集的數據進行整理。該過程可能會涉及對新知識（如數學模型創建等）和其他軟件或在線工具等使用方法的學習，這會增加學生的實習時間，使得學生完成相關實習任務的時間緊湊。因此，下一步須根據實際情況對實習計劃進行合理優化，以適應實習“新生態”。第二，可能使實習考核更具主觀性。原有的實習考核方式是讓學生提交格式統一的實習報告，教師根據實習報告的撰寫情況等進行評分，考核標準相對客觀。而實習“新生態”要求學生提交實習作品，不同形式的實習作品呈現方式不同，制作難度各異，導致最終考核評價的主觀性較強。因此，下一步須探索優化實習考核的方法，針對不同形式的實習作品制定詳細的考核標準，確?？己说目陀^性。第三，可能會導致學生對智能工具（如識花軟件）產生依賴，而對植物分類原本的學習方法和知識可能有所忽略，不利于促進學生學習。因此，教師要引導學生合理使用智能工具，將其作為學習的輔助手段，而不能代替學習本身。

綜上，本文對植物學實習教學現狀進行分析，探索并實踐了將各種智能手段應用于植物學實習“新生態”的具體方法，分析其在教學中的應用過程，對教學內容、考核方式和學生學習積極性的全面改革進行探討和實踐，并就實踐教學效果進行分析。實踐結果表明，該教學改革可有效提升學生對知識的掌握和融合程度，激發學生的自主能動性，持續提升教學質量。為相關課程教學改革和建設提供參考，助力新農科建設。

參考文獻

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（責編：楊 歡）