胡珂，梁益敏，秦軍

（安徽中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，安徽 合肥 230031）

成果交流

面向中藥類專業(yè)的植物生理學(xué)教學(xué)方法探索

胡珂*，梁益敏，秦軍

（安徽中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，安徽 合肥 230031）

為使學(xué)生更好地掌握中藥資源與開發(fā)應(yīng)用所需的基礎(chǔ)知識，在中藥類專業(yè)中開設(shè)植物生理學(xué)課程具有重要意義。文章闡述了教學(xué)內(nèi)容和方式的改進(jìn)、合理利用多媒體技術(shù)以及加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面的體會，推進(jìn)植物生理學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高。

植物生理學(xué)；教學(xué)研究；中藥專業(yè)

植物生理學(xué)是生物科學(xué)的一個(gè)分支，它主要運(yùn)用數(shù)理化、生物化學(xué)和植物學(xué)的技術(shù)與方法，研究揭示植物的物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)變、形態(tài)建成、信息傳遞、類型變異的綜合過程及與環(huán)境條件的相互關(guān)系[1]，作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，歷來都是綜合性大學(xué)生物系及農(nóng)林院校各專業(yè)（包括植物學(xué)、生物技術(shù)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)、園藝、農(nóng)業(yè)資源等）的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課[2]。多年來中國高等中醫(yī)藥院校普遍都開設(shè)了藥用植物學(xué)、生藥學(xué)、藥用植物栽培學(xué)等課程，其中大量內(nèi)容涉及到植物生理學(xué)知識，隨著生藥學(xué)科的發(fā)展，植物生理學(xué)被引入并成為大中藥專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，期望通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生能更好地了解植物生長發(fā)育的機(jī)理，用植物生理學(xué)的基本技能來分析、討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為今后從事中藥資源保護(hù)、開發(fā)利用以及中藥材規(guī)范化生產(chǎn)打下更扎實(shí)的基礎(chǔ)。但如何在高等中醫(yī)藥院校，面對基礎(chǔ)知識缺乏的學(xué)生開好此類跨專業(yè)的新課程，把原本用于普通植物及農(nóng)作物生長發(fā)育的理論轉(zhuǎn)化應(yīng)用到藥用植物生長發(fā)育上來，優(yōu)化課堂教學(xué)內(nèi)容、取得最佳教學(xué)效果成為亟待解決的問題。

從2004年開始，安徽中醫(yī)學(xué)院已經(jīng)進(jìn)行了六屆學(xué)生的《植物生理學(xué)》課程理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，建立了植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)室，開設(shè)了7個(gè)實(shí)驗(yàn)，已有一套完整的多媒體教學(xué)課件，在學(xué)生的畢業(yè)實(shí)習(xí)及論文的寫作中得到了很好的效果，我們就這幾年在教學(xué)實(shí)踐中所做的探索和點(diǎn)滴收獲做一個(gè)初步總結(jié)，希望能和從事這方面工作的同仁們作進(jìn)一步的交流。

1 將具有普遍意義的植物生理學(xué)理論運(yùn)用到藥用植物生長發(fā)育中去

當(dāng)今世界最為關(guān)注的幾大問題：如光合效率與作物產(chǎn)量、生物固氮、病蟲害綜合防治、激素控制等屬植物生理學(xué)范疇的占多數(shù)，涉及植物生理學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，這種即符合于自然規(guī)律又能用于實(shí)踐的學(xué)科自其誕生以來一直具有無限的生命力，因此肩負(fù)著用基礎(chǔ)理論去利用自然、適應(yīng)自然，造福于人類的使命，目標(biāo)很大，應(yīng)用很寬泛。然而因藥用植物類群廣、生長環(huán)境復(fù)雜多樣、應(yīng)用范圍特殊，其與一般植物的生長發(fā)育有著很多不同點(diǎn)，所以我們在教學(xué)中注重選取收集與藥用植物有關(guān)的資料，將其與普通植物、農(nóng)作物生命活動(dòng)的規(guī)律相比較，視其機(jī)理的不同性和特殊性，確定具有代表性的藥用植物生長發(fā)育實(shí)例來取代通用教材中普通植物范例。如關(guān)于頂端優(yōu)勢理論的應(yīng)用，在向日葵、玉米、煙草、麻類等普通作物生長中需利用和加強(qiáng)頂端優(yōu)勢，維護(hù)頂芽，保持單桿生長，才能獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)；而在中藥山茱萸、辛夷、菊花的生長則需控制和消除頂端優(yōu)勢，以促進(jìn)側(cè)枝的生長，即這個(gè)理論的反向利用，應(yīng)采取整形修剪等措施，才能達(dá)到控制徒長，使養(yǎng)分集中，促進(jìn)花果著生和果實(shí)肥大的目的。又如小檗科的三顆針在營養(yǎng)生長與開花期，小檗堿含量變化不大，到落果期其含量可增加1倍以上而達(dá)最高，因此采收期的確定不僅僅要依據(jù)正常的植物生長曲線，還要用主要成分的積累、果實(shí)成熟時(shí)的生理變化等其他的理論來詮釋藥用植物生長發(fā)育過程，根據(jù)藥用植物的生長發(fā)育規(guī)律，完善植物生理學(xué)在中藥方面的應(yīng)用。因此我們收集、選擇、改編這部分內(nèi)容，使之更適合于中醫(yī)藥院校學(xué)生的教學(xué)，為栽培學(xué)、采收加工學(xué)等后續(xù)課程做好鋪墊與引導(dǎo)。

2 將新技術(shù)引入相關(guān)教學(xué)中，擴(kuò)展學(xué)生們的知識范圍

隨著生物化學(xué)及分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)手段革新與發(fā)展，現(xiàn)代植物生理學(xué)在內(nèi)容和方法上發(fā)生了很大的更新，特別是在微觀生理機(jī)理的研究方面，如核磁共振、電鏡技術(shù)、冰凍離心、X光衍射等，已從分子、細(xì)胞、器官、整體、群體多個(gè)不同層次上來開展研究工作[3]。因此我們的教學(xué)內(nèi)容也追隨研究前沿不斷充實(shí)、調(diào)整。如在學(xué)習(xí)植物根系對水分的吸收和運(yùn)輸時(shí)，先用圖片展示出植物體內(nèi)細(xì)胞水勢、壓力勢、滲透勢等數(shù)值的變化后，結(jié)合木質(zhì)部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、其相互之間關(guān)系的曲線及模擬運(yùn)動(dòng)圖解，學(xué)生便很快可以理解壓力差推動(dòng)液流流動(dòng)的理論，并對影響根系吸水的條件及有爭議的內(nèi)聚力學(xué)說提出自己的認(rèn)識；再如，植物激素生長素的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了幾個(gè)關(guān)鍵性的實(shí)驗(yàn)，對于這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)非常有助于學(xué)生的思維訓(xùn)練，我們設(shè)計(jì)了圖片用于課堂教學(xué)及課后作業(yè)，并模擬了其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)，教學(xué)效果很好。另外，我們在光合作用這一章的教學(xué)中，用圖片及動(dòng)畫手段展示了多次人工模擬實(shí)驗(yàn)的失敗及設(shè)計(jì)中存在的困難，使學(xué)生們了解到盡管植物生理學(xué)在許多方面現(xiàn)在已經(jīng)取得了引人注目的成果，但擺在它面前的任務(wù)和問題仍然是很多的，并引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)用豐富圖書資料及網(wǎng)絡(luò)資源，來追索本學(xué)科研究的一些前沿問題及疑難問題。

3 搜集積累素材用于教材建設(shè)

植物生理學(xué)從其誕生迄今之所以受到人們的重視，最根本的原因就是它能為太陽能的生物利用、栽培植物、環(huán)境保護(hù)與改良提供理論依據(jù)，并能不斷提出控制植物生長的有效方法，其在人類對整個(gè)物質(zhì)世界的認(rèn)知所具有特殊的作用（如光合作用的發(fā)現(xiàn)），以及在農(nóng)、林業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用是眾所周知的事實(shí)。但在中藥領(lǐng)域，植物生理學(xué)中有關(guān)藥用植物生長對礦質(zhì)營養(yǎng)需求；光能利用、水分及氮素代謝對控制和調(diào)節(jié)藥用植物有效成分積累的作用；內(nèi)源激素與合成物質(zhì)（如三十烷醇等）在藥用植物細(xì)胞培養(yǎng)、原生質(zhì)體融合上的作用等一系列理論成果尚不為人知；因此現(xiàn)有的多種教材內(nèi)容都為普通植物生長發(fā)育機(jī)理，是為已具備環(huán)境科學(xué)、土壤學(xué)、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)等知識生物類、農(nóng)林類學(xué)生所編寫的，不太適合于缺乏農(nóng)學(xué)方面基礎(chǔ)知識的高等中醫(yī)藥院校學(xué)生使用。如普通植物的整個(gè)生育期一般從出苗到地上部分枯萎為止，但以莖葉為收獲目標(biāo)的藥用植物的整個(gè)生育期到花開放前就為止了，后續(xù)的生長過程在實(shí)際生產(chǎn)中常被省略。因此我們根據(jù)中醫(yī)藥院校學(xué)生的接受能力，適當(dāng)調(diào)整補(bǔ)充大氣、土壤、光照等方面的內(nèi)容整合到教學(xué)過程中，建立一套適合中藥類學(xué)生學(xué)習(xí)接受的植物生理學(xué)教學(xué)內(nèi)容與方法，擴(kuò)大了傳統(tǒng)植物生理學(xué)的教學(xué)領(lǐng)域，使為環(huán)境及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)多年的植物生理學(xué)為藥材生產(chǎn)在理論上找到新依據(jù)，將普通植物生理學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)樗幱弥参锷韺W(xué)，為改編新教材積累資料，以便今后進(jìn)一步修訂教材。

4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合理論課學(xué)習(xí)內(nèi)容，重視學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)

植物生理實(shí)驗(yàn)與其他學(xué)科有很多交叉滲透，從研究生物大分子到闡明個(gè)體生命活動(dòng)功能；從環(huán)境條件對個(gè)體生長發(fā)育的影響到生產(chǎn)應(yīng)用，目的都是提高學(xué)生對新技術(shù)、新知識的理解和應(yīng)用能力，使理論教學(xué)更加貼近生產(chǎn)實(shí)踐。我們借助多媒體、藥用植物園等輔助手段，在講授基本理論的基礎(chǔ)上，通過一些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)（如植物組織水勢的測定、植物呼吸速率的測定），進(jìn)行了五屆學(xué)生的《植物生理學(xué)》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，很受學(xué)生們的歡迎，彌補(bǔ)了與其他學(xué)校相比某些知識方面的欠缺，對學(xué)生的畢業(yè)實(shí)習(xí)及考研有很好的幫助。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中由于開課歷史較短，現(xiàn)階段的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和儀器設(shè)備都是新增的，我們要求學(xué)生在課前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，老師課堂就實(shí)驗(yàn)相關(guān)原理與內(nèi)容作簡短講解，講清操作關(guān)鍵點(diǎn)，并介紹實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的應(yīng)用范圍；如每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都有很多種測定方法，指導(dǎo)老師就測定方法的特點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀作相關(guān)介紹，使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)學(xué)科的發(fā)展新知識；每次實(shí)驗(yàn)所用精密儀器，都由指導(dǎo)老師講明操作程序和要點(diǎn)，然后學(xué)生獨(dú)立操作使用，老師輔助作一些必要指導(dǎo)，學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。按照學(xué)習(xí)態(tài)度、獨(dú)立操作能力、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、書寫情況、分析表達(dá)能力等考核評定實(shí)驗(yàn)成績，占期末總評成績的20%。

另外在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們還在一些傳統(tǒng)的生物類、農(nóng)學(xué)類經(jīng)典實(shí)驗(yàn)上，對部分內(nèi)容和手段進(jìn)行更新研究，使之更符合中藥類學(xué)生的實(shí)際情況，如在氣孔運(yùn)動(dòng)對植物光合速率影響的實(shí)驗(yàn)中，我們用薄荷葉、菊花葉來進(jìn)行比較，并讓同學(xué)們用顯微攝影記錄下來，提高學(xué)生獨(dú)立科研的興趣，開闊學(xué)生們的眼界，使之認(rèn)識到如果在植物生理學(xué)取得新的進(jìn)展和突破之后，無疑將對生物科學(xué)理論和中藥生產(chǎn)實(shí)踐產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。

5 制作內(nèi)容與效果俱佳的多媒體課件，優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)

目前教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教材中的圖多為黑白示意圖，學(xué)生只能靠自我想象來理解植物的生理過程，缺少形象觀察，很抽象。我們采用資料查閱，各種版本的教材研究、總結(jié)、提煉，改編，并拍攝對教學(xué)、生產(chǎn)有幫助的圖片，集文字、圖片、表格、動(dòng)畫等形式為一體，按照適合高等中醫(yī)藥院校學(xué)生學(xué)習(xí)接受的教學(xué)內(nèi)容和方法，制作出效果精良的多媒體課件。

在課件中，凡涉及到重點(diǎn)的概念、理論均用反差較大的特殊顏色（如紅色、藍(lán)色）予以標(biāo)注，使學(xué)生對每章知識的要點(diǎn)清楚、明了，能有側(cè)重地做課堂筆記。另外課件內(nèi)容的編排有詳有略，在現(xiàn)有的54個(gè)學(xué)時(shí)上，既考慮到知識學(xué)習(xí)的必要性，又避免課堂教學(xué)超限、超時(shí)。如在植物呼吸作用這一章中，植物生理學(xué)側(cè)重于影響植物呼吸作用的因素和植物呼吸作用與生產(chǎn)的關(guān)系，要很好理解這部分內(nèi)容，需要生物化學(xué)課程所學(xué)的植物呼吸作用的生化途徑、電子傳遞及氧化磷酸化等基礎(chǔ)知識。因此，我們制作了一些呼吸作用的化學(xué)歷程和各部分之間關(guān)系的幻燈片，使學(xué)生們在較短的時(shí)間內(nèi)清晰地溫習(xí)了曾經(jīng)所學(xué)過的知識，以便和新的內(nèi)容相銜接。利用當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆奖恪⒖旖萏攸c(diǎn)，我們收集了許多與植物生理學(xué)相關(guān)的圖片、影像，尤其是新的研究成果、理論的實(shí)際應(yīng)用等方面的資料，在課堂教學(xué)中適量運(yùn)用，作為對相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容的補(bǔ)充和對學(xué)生知識面的拓展。如光合磷酸化中ATP合成酶的變構(gòu)學(xué)說；細(xì)胞信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)；植物生長、成花、開花、結(jié)實(shí)和衰老的主要生理機(jī)制等；使學(xué)生更直觀地了解環(huán)境條件與藥用植物生長發(fā)育的相互關(guān)系，取得了較好的教學(xué)效果。

6 發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，注重引發(fā)培育學(xué)生興趣

由于植物生理學(xué)現(xiàn)行的教學(xué)課時(shí)較少，課堂上往往不能很直觀地涵蓋某些理論，我們鼓勵(lì)學(xué)生課后自行觀察植物的生長發(fā)育情況，利用身邊方便觀察到的植物，無論是藥用植物還是瓜果蔬菜，都可以與我們學(xué)過的理論相聯(lián)系，并用其加以解釋和推理，這樣同學(xué)們的印象才更加深刻，掌握的理論才牢固。如觀察折斷了的瓜蔞、絲瓜、黃瓜等葫蘆科植物的莖來解釋傷流和傷流液；用仙人掌、垂盆草等植物葉子特殊形態(tài)的形成來解釋景天科酸代謝過程；用葉、花、果實(shí)等顏色變化來解釋植物體內(nèi)葉綠素和其他色素之間的比例及關(guān)系。很多學(xué)生反映，雖然平時(shí)在日常生活中他們對這些現(xiàn)象也非常熟悉，但沒有做過深入思考，是通過植物生理學(xué)的學(xué)習(xí)才在理論上得到明確的闡述，使大家體會到只有通過自己動(dòng)手動(dòng)腦，才能加深對書本知識的理解，培養(yǎng)了學(xué)生隨時(shí)隨地多留心、多觀察、多思考的習(xí)慣。

幾年來我們通過植物生理學(xué)教學(xué)方法的探索，將藥用植物學(xué)的基礎(chǔ)理論進(jìn)一步深入，研究和了解藥用植物在各種環(huán)境條件下進(jìn)行生命活動(dòng)的規(guī)律和機(jī)理，使其與中藥資源學(xué)、生態(tài)學(xué)、藥用植物栽培學(xué)等學(xué)科更加緊密地聯(lián)系在一起，能夠使學(xué)生從藥材生長的源頭掌握中藥學(xué)相關(guān)內(nèi)容，并將其應(yīng)用于中藥材生產(chǎn)中，更好地理解生物的自然規(guī)律與傳統(tǒng)中醫(yī)藥理論之間的統(tǒng)一性，增強(qiáng)了對中藥類專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，更加熱愛祖國傳統(tǒng)的中醫(yī)藥事業(yè)。

[1]武維華.植物生理學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2003：1-7.

[2]金國虔，秦民堅(jiān).談中藥資源與開發(fā)專業(yè)的植物生理生態(tài)學(xué)教學(xué)[J].藥學(xué)教育，2006，22（6）：27-28.

[3]潘瑞熾，王小菁，李娘輝.植物生理學(xué)[M].第六版.北京：高等教育出版社，2008：4-5.

*胡珂，Tel：（0551）5169306，E-mail：huk611＠yahoo.com.cn

2011-03-13）