1、智能手机在植物学实验和实习课程中的应用 杨文权 姜在民 慕小倩 西北农林科技大学 摘 要： “植物学”是高等农林院校重要的专业基础课, 植物学实验和实习是“植物学”课程的重要组成部分, 不仅能加强学生对“植物学”理论知识的理解, 提高学生的动手操作能力, 而且在培养学生科研及创新能力等方面具有重要的作用。文章针对目前植物学实验和实习中存在的问题, 尝试将智能手机引入植物学实验和实习课程中。通过在实验课中用手机拍照, 在实习中制作电子标本, 构建师生互动平台等措施, 激发学生的学习兴趣, 提高“植物学”的教学质量。关键词： 智能手机; 植物学; 实验和实习; 作者简介：杨文权 (1975) ,
2、男, 陕西扶风人, 西北农林科技大学生命学院副教授, 博士, 主要从事植物学教学和研究。收稿日期：2017-02-08基金：西北农林科技大学 2017 年教学改革项目“植物学实验微课课程建设” (JY1703098) ”Received： 2017-02-08“植物学”是高等农林院校植保、园艺、农学、生技、林学等专业非常重要的一门专业基础课1, “植物学”课程教学水平的高低, 对学生专业知识的学习及后续课程的教学具有非常重要的影响2。而该门课程的特点是知识点多, 实践性强, 许多理论知识需要通过实验和实习课程才能理解和掌握3。因此, 植物学实验和实习课程是学生掌握“植物学”课程知识的重要环节,
3、 对理解和巩固“植物学”理论知识, 提高学生的实验操作技能, 培养他们的科研能力和创新精神具有重要的意义4。智能手机是随着电脑和通讯技术发展而发展起来的移动终端设备, 除能拨打电话和接发短信外, 还具有上网、拍照、录像、阅读等多种功能, 深受青年学生的喜爱5。由于智能手机的种类较多, 可选择的范围较大, 所以学生几乎人手一部。加之现在校园网络的日益完善, 致使学生对手机的依赖程度很高, 无论是吃饭、上课还是走路都是机不离手, 让许多教师很是担忧6。但是, 由于植物学实验和实习课程本身具有的特点和存在的一些问题, 我们尝试将智能手机引入到植物学实验和实习课程中来, 通过与互联网结合, 取得了很好
4、的教学效果。一、植物学实验和实习课程现状(一) 植物学解剖部分实验作业绘图费时由于植物学实验只有 32 学时, 包括植物解剖和植物分类两大部分内容, 因此每次实验内容特别多。植物学解剖部分实验主要是观察植物的细胞、组织及根、茎、叶、花等器官的结构, 并要把这些结构绘出。因为需要借助显微镜观察, 所以作业必须在课堂上完成。但由于课时有限, 每次实验需观察的切片非常多。以根的结构一节实验为例, 通过此次实验要掌握根尖结构, 单、双子叶植物根的初生结构, 双子叶植物根的次生结构, 侧根和变态根共 4 部分内容, 仅这一次实验要观察的切片就有十几张。同时, 还要观察小麦刚萌发的幼根, 萝卜、胡萝卜及根
5、瘤的标本等。学生不仅要观察这些切片和标本, 还要将其中一部分结构绘图作为作业, 由于绘图需要一定的技巧, 因此, 大部分学生需要花费很长的时间才能完成。等作业完成时, 也该下课了, 而其余的切片和标本只能走马观花。虽然教师和学生都很积极用心, 但教学效果可想而知。(二) 植物学分类部分实验材料有限植物分类部分实验主要是以新鲜植物为标本, 通过观察植物根、茎、叶、花等器官的外部形态特征, 掌握植物分类的形态学术语, 并对常见科的植物特征进行识别。由于植物学是基础课, 所以每学期开设的班级很多。以我校为例, 秋季开课班级相对较多, 有 30 多个, 相同的重复实验每周就有 30 多次, 需要的实验
6、材料相当多。一方面实验室教师有限, 工作强度很大;另一方面如此多的实验材料也很难获得。因此, 每次分类实验只能观察有限的植物材料, 不光数量少, 而且要观察的类型也不全。(三) 植物学实习对生态和植物资源破坏严重西北农林科技大学的植物学实习基地位于宁陕县火地塘试验林场, 该基地位于秦岭南坡, 植物种类丰富, 区系成分复杂, 是实习的理想场所。传统的植物学实习是每班学生分为 3 组, 每天以组为单位, 在教师的带领下外出采集植物标本。因为花、果是植物分类的主要依据, 所以学生都是尽量采集有花有果的植物, 以利于鉴定。由于每年实习的学生很多, 经过几年我们发现:一是前两批来的学生能采到开花的植物很
7、多, 但后两批就很少;二是每年都在同一时间段实习, 一些在此时间段开花的植物被破坏后不能繁殖, 导致一些本来稀少的植物越来越难看到。这种实习方式破坏了实习地的资源和生态环境, 也与我们植物学实习的宗旨相违背。(四) 学生积极性不高目前的植物学实验和实习主要是以教师为中心, 很少有学生独立思考的机会。如植物学实验, 先是教师讲, 学生听, 然后是学生根据教师所讲的内容做, 最后完成实验报告。整个实验过程学生不用思考, 只是被动接受, 甚至许多实验还未做都已经从实验指导书上知道了答案。而植物学实习采取的是学生采标本, 教师讲标本, 学生记标本, 最后是教师考标本的模式。这种实验和实习模式既不能激发
8、学生的学习积极性, 又与实践课程培养学生的动手、动脑及创新能力的宗旨相背。(五) 师生交流有限植物学实验或实习都是每个教师带一个班, 每班学生多数为 30 人, 不能保证教师与每个学生在每次实验或实习时, 都有交流的机会, 加之每个教师每学期要带多个班级, 所以学生与教师交流的次数非常有限, 学生的问题经常无法得到及时解答。二、智能手机在植物学实验和实习中的改革尝试(一) 运用智能手机照相, 节约课堂时间植物学解剖实验中, 通过显微镜目镜用手机对要观察的植物结构拍照, 然后对着手机上的照片绘图, 由于目前智能手机的像素都很高, 因此照片很清晰。一方面, 对着手机中的照片绘图要比从目镜中看完后绘
9、图方便;另一方面, 上实验课时可以先将实验课上的植物切片全照完, 然后再仔细观察和绘图, 如果课堂上没有看完或绘完, 回去后还可以对着手机照片继续完成。(二) 改革分类实验模式植物学分类实验中, 为了解决实验材料少和类型不全的问题, 我们进行了两方面的改革。一是在实验课前或课后, 让学生将平时在校园周围能碰到的植物用手机拍照, 收集实验材料, 如让学生拍复叶类型、花序类型、雄蕊类型等, 然后在课堂或课后进行分享交流, 以弥补课堂实验材料类型不全的问题;二是针对实验课上因为数量少, 不能满足所有学生都有机会动手解剖的材料, 如花冠类型, 我们引导学生在课后对所学的花冠类型自己寻找植物进行解剖,
10、然后将花各部分结构按顺序排列, 照相, 最后进行共享, 没有解剖的学生通过看这些解剖好的照片也能掌握这一部分内容。整个过程全班学生都积极动手, 每次基本都能收集全所学的实验材料。(三) 在实习中采集电子标本为了避免大量植物标本采集对实习基地生态和资源的破坏, 从 2015 年起, 我们将智能手机引入到植物学实习中来, 对原有的实习方式进行了大的改革。即在植物学实习时, 每组只采集和压制 10 份植物标本, 学会植物标本的采集和压制方法即可, 其余改为电子标本。学生利用智能手机, 对植物进行拍照, 每种植物从全株、叶、花、果等不同角度对植物信息进行收集, 每种植物制作一份 (包括不同部位) 电子
11、标本, 然后进行检索, 实习结束后每组上交一套电子标本。植物实习标本电子化后, 大大减少了对实习基地植物资源的破坏, 而且最后几批实习学生的实习效果也得到了保障。(四) 作业形式多样化智能手机在植物学实验中的引入, 使得学生的作业形式多样化, 可以交纸质实验报告, 也可以交电子实验报告, 即将植物学解剖部分照的照片, 导入计算机后进行编辑和标注, 上交电子实验报告。而在分类部分, 不再是全班一样的标本, 学生可以在学校周围, 随机挑选植物进行照相, 即使一个简单的“复叶类型”, 交上来的作业也是各不相同。而对于花冠、花序或果实类型, 除拍照外, 还可以拍成视频, 剪辑后上交。(五) 构建师生网
12、络互动平台由于西北农林科技大学校园和实习基地都已经是无线网络全覆盖, 任课教师在实验或实习开始时, 可以建立植物学实验或实习微信群、QQ 群, 学生利用智能手机和老师在线随时互动, 进行交流和讨论。教师可以在实验课前提醒学生预习, 课后对实验中碰到的问题进行解答。同时, 学生们还可以将自己完成的作业、解剖的花、不认识的植物在群中与大家分享, 共同讨论, 丰富大家的植物学知识。三、智能手机应用的教学效果(一) 激发学生的学习兴趣将智能手机应用到植物学实验和实习课程后, 学生的实验和实习不再是一成不变的模式, 而是由学生自主安排, 根据自己的喜好解剖和拍摄植物, 按照自己的方式剪辑, 利用微信或
13、QQ 平台分享经验。在实习过程中, 不仅互相之间比较拍摄的照片, 每周还举办一次植物摄影大赛, 分享摄影经验和技巧, 这些都极大地激发了学生学习植物学的兴趣。(二) 提高学习成绩智能手机的引入, 也让学生的学习成绩有了明显的进步。以往常见科的识别特征是学习的难点, 学生不一定真正理解这些专业术语的意思, 主要是靠死记硬背, 但是, 这种方式容易忘记而且容易张冠李戴。但智能手机引入后, 在实验中要拍这个科植物的识别特征, 必须首先要明白这些术语的意思, 如锦葵科植物具有副萼、单体雄蕊, 只有完全掌握了这些术语, 才能拍正确, 这些对于学生学习成绩的提高起到了很大的帮助。我们通过比较植物分科部分
14、15 分左右的考试题发现, 在实验中应用智能手机的班级平均分数较不用智能手机的班级多34 分。参考文献1刘朝辉.植物学课程建设中的几点体会J.中国林业教育, 2008, (5) . 2黄燕芬.高校植物学课程教学改革探讨以贵州为例J.贵州师范学院学报, 2013, (6) . 3李孙文, 赵昶灵, 刘勇等.农业院校植物学实验教学改革的思考与实践J.云南农业大学学报:社会科学版, 2008, (4) . 4慕小倩, 刘虎岐, 杨文权.关于“植物学实验”课教学改革的思考J.黑龙江教育:高教研究与评估, 2016, (12) . 5张莉, 高静.智能手机在高等院校中的应用研究J.智能计算机与应用, 2016, (1) . 6李晓亮.论智能手机时代的课堂变化及教学应对J.黄冈师范学院学报, 2015, (1) .
