劉志紅 葛麗萍 吳冰鑫 解 慶

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，山西太谷 030801)

一、高校“樹(shù)木學(xué)”課程教學(xué)的目標(biāo)及特點(diǎn)

“樹(shù)木學(xué)”課程教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生能較為系統(tǒng)地掌握有關(guān)樹(shù)木分類的基本知識(shí)，熟悉主要植物類群及其代表植物，尤其是構(gòu)成我國(guó)主要地帶森林植被和在科學(xué)研究、經(jīng)濟(jì)利用、生態(tài)及自然保護(hù)等方面具有重要價(jià)值的樹(shù)木種類，培養(yǎng)學(xué)生具備野外鑒定樹(shù)種的能力。

“樹(shù)木學(xué)”課程教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生的觀察、創(chuàng)新能力，注重實(shí)踐環(huán)節(jié)。在“樹(shù)木學(xué)”課程理論教學(xué)開(kāi)始的同時(shí)，同步開(kāi)展物候期觀測(cè)的實(shí)踐，可以讓學(xué)生按照物候期觀察植物的形態(tài)變化，從而加深對(duì)植物形態(tài)術(shù)語(yǔ)的掌握。張憲智和康永祥[1]認(rèn)為理論教學(xué)不必拘泥于教材的排列順序，可以按照授課的實(shí)際情況進(jìn)行靈活調(diào)整。

二、高?！皹?shù)木學(xué)”課程教學(xué)存在的問(wèn)題

以山西農(nóng)業(yè)大學(xué)為例，“樹(shù)木學(xué)”是林學(xué)院林學(xué)專業(yè)的必修課，在第四學(xué)期開(kāi)設(shè)。按照“樹(shù)木學(xué)”課程教學(xué)大綱，首先講授各論部分的植物分類系統(tǒng)、分類依據(jù)(以形態(tài)學(xué)為主)、植物命名及檢索表的編制和使用(以形態(tài)術(shù)語(yǔ)為基礎(chǔ))。因?yàn)檫@部分內(nèi)容也是“植物學(xué)”課程講授的內(nèi)容，學(xué)生已經(jīng)基本掌握，所以在“樹(shù)木學(xué)”課程的教學(xué)中只安排了2個(gè)學(xué)時(shí)，主要是回顧以往學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)。

但筆者在課下與學(xué)生交流時(shí)發(fā)現(xiàn)，僅用2個(gè)學(xué)時(shí)進(jìn)行樹(shù)木分類概述的講解，并不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。究其原因，“植物學(xué)”課程通常在第二學(xué)期開(kāi)設(shè)，與“樹(shù)木學(xué)”課程的學(xué)習(xí)時(shí)間相隔太久，按照大腦識(shí)別和遺忘的一般規(guī)律，學(xué)生對(duì)于該部分知識(shí)的遺忘度較高。此外，作為專業(yè)基礎(chǔ)課，“植物學(xué)”課程知識(shí)點(diǎn)豐富，但學(xué)時(shí)較少，導(dǎo)致一些學(xué)生對(duì)于該部分內(nèi)容掌握得不扎實(shí)，直接影響了后續(xù)課程“樹(shù)木學(xué)”的教學(xué)效果。為了彌補(bǔ)這一不足，筆者在“樹(shù)木學(xué)”課程教學(xué)中探索運(yùn)用了研究型實(shí)踐教學(xué)的模式。

三、研究型實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)涵

研究型實(shí)踐教學(xué)是一種有利于培養(yǎng)學(xué)生科研能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的實(shí)踐教學(xué)模式。在研究型實(shí)踐教學(xué)中，教師的個(gè)體化講授轉(zhuǎn)向與學(xué)生合作化研究，以引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展科研探索為目的；而學(xué)生作為直接體驗(yàn)者經(jīng)歷了科學(xué)思考的全過(guò)程，能夠充分體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性[2-3]。研究型實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、探索能力的重要手段，也是專業(yè)課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)[4-7]。研究型實(shí)踐教學(xué)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的綜合性，注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

四、基于物候期觀測(cè)的“樹(shù)木學(xué)”課程研究型實(shí)踐教學(xué)的探索

(一)研究型實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

1.科學(xué)確定研究型實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容

物候期觀測(cè)可以將植物的結(jié)構(gòu)解剖和植物形態(tài)分類緊密聯(lián)系起來(lái)，學(xué)生通過(guò)觀測(cè)不同物候期的植物形態(tài)，可以加深對(duì)植物分類學(xué)中植物形態(tài)術(shù)語(yǔ)的理解。因?yàn)椤皹?shù)木學(xué)”是一門專業(yè)性較強(qiáng)的課程，具有大量的專業(yè)性詞匯和知識(shí)點(diǎn)，有的學(xué)生第一眼看到眾多的植物形態(tài)術(shù)語(yǔ)時(shí)，就產(chǎn)生了抵觸心理，影響了學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。而開(kāi)展物候期觀測(cè)，可以按時(shí)間順序，將眾多的知識(shí)點(diǎn)分解成塊，學(xué)生依時(shí)間順序?qū)?shù)種的形態(tài)特征進(jìn)行學(xué)習(xí)，這樣學(xué)生面對(duì)紛繁復(fù)雜的形態(tài)術(shù)語(yǔ)時(shí)，就會(huì)有章可循了。學(xué)生首先要對(duì)植物進(jìn)行觀察，之后在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行思考，找出植物形態(tài)的異同，逐步掌握植物形態(tài)分類的基礎(chǔ)知識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。基于物候期觀測(cè)的“樹(shù)木學(xué)”研究型實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容及其涉及的相關(guān)問(wèn)題見(jiàn)表1。

表1 基于物候期觀測(cè)的“樹(shù)木學(xué)”研究型實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容及其涉及的相關(guān)問(wèn)題

2.正確選擇適用于研究型實(shí)踐教學(xué)的觀測(cè)樹(shù)種

首先，為了調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，在開(kāi)課伊始，教師允許學(xué)生自主選擇觀測(cè)樹(shù)種。學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)或自身的知識(shí)組成，從興趣出發(fā)主動(dòng)選擇觀測(cè)樹(shù)種。有的學(xué)生受傳統(tǒng)文化的影響，喜歡牡丹花，那他就會(huì)選擇牡丹作為觀察對(duì)象；有的學(xué)生家里種植過(guò)花椒，就會(huì)選擇花椒樹(shù)作為觀測(cè)樹(shù)種；有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)玉蘭樹(shù)枝條的先端有個(gè)毛茸茸的結(jié)構(gòu)，他想弄清楚這個(gè)結(jié)構(gòu)是什么，那他就會(huì)選擇玉蘭樹(shù)作為觀測(cè)對(duì)象，以弄清玉蘭花的形態(tài)變化。

其次，由授課教師提出與課程相關(guān)的選題，學(xué)生依據(jù)選題確定觀測(cè)樹(shù)種。例如，筆者設(shè)問(wèn)，腥臭衛(wèi)矛的臭味從何來(lái)，已經(jīng)在學(xué)校度過(guò)一個(gè)春天的學(xué)生都會(huì)知道，校園里的這顆腥臭衛(wèi)矛是全國(guó)唯一的一棵，全球也只有兩棵，每當(dāng)花開(kāi)時(shí)節(jié)，便有強(qiáng)烈的刺激性氣味，學(xué)生將腥臭衛(wèi)矛作為觀測(cè)對(duì)象，通過(guò)進(jìn)一步觀察花的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)現(xiàn)，花瓣中是沒(méi)有異味的，腥臭衛(wèi)矛也不結(jié)果實(shí)，那臭味是來(lái)自由花托變態(tài)形成的花盤嗎？學(xué)生將分化成熟的腥臭衛(wèi)矛花解剖成花瓣和花盤兩部分，并分別放置于無(wú)異味且相對(duì)獨(dú)立的環(huán)境中，此時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)花盤結(jié)構(gòu)散發(fā)出臭味，再進(jìn)一步用體式顯微鏡觀察花盤，可見(jiàn)分泌細(xì)胞，臭味正是通過(guò)此結(jié)構(gòu)釋放。

又如，貼梗海棠的正?；ㄆ谑窃诿磕甑?月份，而在12月至次年1月非花期也會(huì)時(shí)有花朵零星開(kāi)放的異?，F(xiàn)象。筆者就此提出了貼梗海棠冬季花和在正?；ㄆ陂_(kāi)的花在形態(tài)結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別的問(wèn)題，于是學(xué)生選擇貼梗海棠作為觀測(cè)樹(shù)種。學(xué)生在正?；ㄆ谟^察記錄花瓣、花萼、雄蕊、雌蕊等花的基本結(jié)構(gòu)，之后再將其與冬季花的結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，從而找出它們之間是否存在形態(tài)結(jié)構(gòu)上的差異，探究不同物候?qū)N梗海棠花結(jié)構(gòu)的影響。通過(guò)對(duì)特殊現(xiàn)象的觀察，加深了學(xué)生對(duì)貼梗海棠花基本結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。丁香是山西農(nóng)業(yè)大學(xué)的?；?，校園里的丁香資源十分豐富。筆者提出如何為有效利用丁香資源選擇最優(yōu)樹(shù)種的問(wèn)題。因此學(xué)生選擇紫丁香和白丁香為觀測(cè)樹(shù)種，以開(kāi)花時(shí)長(zhǎng)和香氣為選擇性狀，于5—6月花期(是指從全樹(shù)有5%的花瓣展開(kāi)的初花期到殘留5%以下花朵的開(kāi)花末期)進(jìn)行觀察，通過(guò)對(duì)多株紫丁香、白丁香的開(kāi)花天數(shù)、香氣濃淡的觀察記錄，最終選出開(kāi)花時(shí)間最長(zhǎng)且香氣濃郁的一株作為優(yōu)樹(shù)，為有效利用丁香資源奠定基礎(chǔ)。

第三，通過(guò)研究型實(shí)踐教學(xué)資源數(shù)據(jù)庫(kù)選擇觀測(cè)樹(shù)種。教師將歷屆學(xué)生在物候期觀測(cè)的不同樹(shù)種的數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，構(gòu)建基于物候期觀測(cè)的“樹(shù)木學(xué)”研究型實(shí)踐教學(xué)資源數(shù)據(jù)庫(kù)，以保證教學(xué)資源的延續(xù)性，并供下屆學(xué)生參考，下屆學(xué)生也可以選擇數(shù)據(jù)庫(kù)中往屆學(xué)生的選題進(jìn)行延續(xù)性觀察研究。例如，白蠟樹(shù)和洋白蠟是形態(tài)相近的同屬植物，往屆學(xué)生觀察了兩樹(shù)種的圓錐花序著生位置的區(qū)別，白蠟樹(shù)花序頂生或腋生于枝梢，洋白蠟則生于去年的生枝條上。下屆學(xué)生則選擇繼續(xù)觀察白蠟樹(shù)和洋白蠟果實(shí)的性狀差異，發(fā)現(xiàn)白蠟樹(shù)翅果匙形，洋白蠟翅果狹倒披針形，從而豐富了兩樹(shù)種的識(shí)別性狀。

3.按照學(xué)習(xí)的一般規(guī)律安排研究型實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的順序

對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)應(yīng)從最基本、最典型的現(xiàn)象入手，力求以點(diǎn)帶面，從典型現(xiàn)象的學(xué)習(xí)中反映出基本的現(xiàn)象規(guī)律。研究型實(shí)踐教學(xué)的開(kāi)展也應(yīng)遵循這一規(guī)律。如筆者在講授葉脈類型這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，先讓學(xué)生觀察紫丁香葉片的葉脈分布特點(diǎn)，掌握羽狀脈的特征；再通過(guò)觀察色木槭葉片的葉脈分布特點(diǎn)，明晰掌狀脈的特征；之后通過(guò)觀察竹子的葉脈分布特點(diǎn)，了解平行脈的特征。在此基礎(chǔ)上，筆者再進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生掌握葉脈特征與植物分類間的關(guān)系，如羽狀脈和掌狀脈是木蘭綱樹(shù)種(雙子葉植物)葉脈的主要類型，而平行脈是百合綱樹(shù)種(單子葉植物)葉脈的主要類型等。

(二)研究型實(shí)踐教學(xué)的組織實(shí)施

1.小組合作研究

筆者將學(xué)生3～5人分成一個(gè)小組，如果小組成員過(guò)多，會(huì)影響學(xué)生的參與度，3～5人為一個(gè)小組，可以確保每個(gè)組員都能參與研究學(xué)習(xí)。小組長(zhǎng)由學(xué)生推薦選出，小組長(zhǎng)負(fù)責(zé)各組員的工作分工、研究工作的階段性總結(jié)及問(wèn)題反饋。研究型實(shí)踐教學(xué)將在校園里開(kāi)展，各小組充分利用校園植物，選出各自感興趣的樹(shù)種，每一個(gè)小組負(fù)責(zé)同一個(gè)屬或科的幾個(gè)樹(shù)種或不同屬卻形態(tài)相近較難區(qū)分的幾個(gè)樹(shù)種，拍照記錄樹(shù)種在物候期各階段的形態(tài)差異，并以形態(tài)特征為基礎(chǔ)，深入思考找尋各種形態(tài)表現(xiàn)的科學(xué)解釋，最后完成研究總結(jié)報(bào)告。小組合作研究的方式適合大學(xué)二年級(jí)的學(xué)生，此時(shí)他們還沒(méi)有完全具備獨(dú)自開(kāi)展科研的能力，因此鼓勵(lì)他們以小組合作的形式開(kāi)展研究學(xué)習(xí)。

2.個(gè)人獨(dú)立研究

個(gè)人獨(dú)立研究是指學(xué)生在一定的時(shí)間內(nèi)，獨(dú)立開(kāi)展觀察研究活動(dòng)，這種形式適合有一定科研基礎(chǔ)的學(xué)生。

3.觀察研究與定期討論相結(jié)合

各小組成員或獨(dú)立開(kāi)展研究的學(xué)生將觀察結(jié)果做成PPT，并定期進(jìn)行匯報(bào)，與其他學(xué)生一起展開(kāi)討論。這種將觀察研究與定期討論相結(jié)合的教學(xué)方式可以敦促學(xué)生及時(shí)對(duì)觀察結(jié)果進(jìn)行深入思考和總結(jié)，及時(shí)解決觀測(cè)中遇到的問(wèn)題，以便為下一步的觀察研究奠定良好的基礎(chǔ)。

在用于匯報(bào)的PPT中，內(nèi)容應(yīng)包括學(xué)生在物候期觀察中獲得了什么知識(shí)、發(fā)現(xiàn)了什么有趣的現(xiàn)象、這些現(xiàn)象能否用專業(yè)知識(shí)進(jìn)行解釋等內(nèi)容。各小組或個(gè)人在匯報(bào)完成后，其他學(xué)生提出問(wèn)題，由匯報(bào)的學(xué)生進(jìn)行解答。與學(xué)生直接向授課教師提問(wèn)的方式相比，向自己熟悉的同學(xué)提問(wèn)會(huì)顯得更加自如，也更加放得開(kāi)，交流得更加深刻。對(duì)于那些匯報(bào)小組不能解釋的問(wèn)題，教師鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)查閱相關(guān)書(shū)籍、文獻(xiàn)資料等方式去探尋答案。如果問(wèn)題仍無(wú)法解決，授課教師會(huì)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入觀察研究，逐步揭開(kāi)問(wèn)題的答案。

例如，在匯報(bào)時(shí)，有的學(xué)生對(duì)山茱萸的葉脈類型產(chǎn)生了疑問(wèn)。因山茱萸葉脈多表現(xiàn)為弧形，以往學(xué)生習(xí)慣地將其描述為弧形脈，而弧形脈多指單子葉植物的一種葉脈類型，屬于平行脈。而山茱萸則為雙子葉植物，因此學(xué)生認(rèn)為將山茱萸的葉脈描述為弧形側(cè)脈或側(cè)脈呈弧形更為恰當(dāng)，應(yīng)屬于網(wǎng)狀脈的一種。筆者對(duì)這一結(jié)論給予了肯定。通過(guò)討論得出的正確結(jié)論，會(huì)給學(xué)生留下深刻的印象，同時(shí)通過(guò)匯報(bào)討論還鍛煉了學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力，激發(fā)了學(xué)生的好奇心，使他們化被動(dòng)接受為主動(dòng)思考。

(三)適合研究型實(shí)踐教學(xué)特點(diǎn)的課程考核方式的實(shí)踐

針對(duì)研究型實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)，筆者確立了新的考核形式，包括了期末成績(jī)占70%、平時(shí)成績(jī)占15%、觀察實(shí)踐成績(jī)占15%。其中，平時(shí)成績(jī)包括課堂表現(xiàn)、出勤率等，觀察實(shí)踐成績(jī)包括學(xué)生在物候期觀測(cè)實(shí)踐中的表現(xiàn)、PPT制作的質(zhì)量、階段性討論的效果和最后提交的實(shí)踐報(bào)告等。新的考核方式可以將學(xué)習(xí)任務(wù)或?qū)W習(xí)壓力前移，并分散到學(xué)習(xí)的整個(gè)過(guò)程中，避免了學(xué)生為了通過(guò)考試臨時(shí)突擊用功的弊端。同時(shí)，新的考核方式加大了對(duì)學(xué)生能力的考核，鼓勵(lì)學(xué)生利用碎片化時(shí)間，進(jìn)行主動(dòng)的觀察、認(rèn)知和思考。

五、基于物候期觀測(cè)的“樹(shù)木學(xué)”課程研究型實(shí)踐教學(xué)取得的成效

(一)調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性

研究型實(shí)踐教學(xué)的開(kāi)展，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性?！皹?shù)木學(xué)”上課時(shí)間是在春季學(xué)期，當(dāng)課程結(jié)束時(shí)，一些木犀科和薔薇科的樹(shù)種可以完成萌芽期、展葉期、開(kāi)花期、結(jié)果期的整個(gè)過(guò)程，但有些樹(shù)種才剛剛進(jìn)入開(kāi)花期，甚至還未到開(kāi)花期，因此，后續(xù)的觀察研究完全靠學(xué)生自主開(kāi)展。有的學(xué)生在假期旅行或其他活動(dòng)中遇到感興趣的樹(shù)種，會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送樹(shù)種的照片給教師進(jìn)行咨詢；有的學(xué)生會(huì)基于樹(shù)種的物候觀察，提出問(wèn)題、探討解決問(wèn)題的方法，部分學(xué)生還以此完成了本科畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)。林學(xué)1502班的問(wèn)宇翔就是以腥臭衛(wèi)矛為觀察對(duì)象，圍繞腥臭衛(wèi)矛結(jié)果率幾乎為零這一現(xiàn)象展開(kāi)研究，并完成了畢業(yè)論文。他通過(guò)查閱現(xiàn)有的資料得出：由于引栽地與原產(chǎn)地的生境不同，因而不能滿足果實(shí)發(fā)育的需要，從而導(dǎo)致腥臭衛(wèi)矛在引栽地有極低的結(jié)果率[8]，那么生境的改變究竟影響了結(jié)果進(jìn)程中的哪個(gè)環(huán)節(jié)呢？他以此為論題，從影響受精作用的因素入手，分別檢測(cè)了腥臭衛(wèi)矛的花粉活力和柱頭的可授性，發(fā)現(xiàn)腥臭衛(wèi)矛的花粉活力極低，因而解釋了腥臭衛(wèi)矛結(jié)果率低的自然現(xiàn)象。

(二)提升了學(xué)生的專業(yè)認(rèn)知能力

通過(guò)與學(xué)生交流探討，學(xué)生普遍認(rèn)為將樹(shù)種的物候期觀察與樹(shù)木學(xué)實(shí)踐相結(jié)合，有助于對(duì)課程理論知識(shí)的理解。在學(xué)習(xí)各論部分時(shí)，尤其是樹(shù)種生物學(xué)特性時(shí)，對(duì)形態(tài)特征的反應(yīng)更迅速。學(xué)生從課程開(kāi)始時(shí)對(duì)每一性狀的專業(yè)描述都需要翻看形態(tài)學(xué)術(shù)語(yǔ)，到課程結(jié)束時(shí)對(duì)專業(yè)描述有快速反映，極大提高了對(duì)樹(shù)種的識(shí)別和特征描述能力。

(三)促進(jìn)任課教師不斷優(yōu)化教學(xué)方案

授課教師將學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)中提出的問(wèn)題集中起來(lái)，記錄在冊(cè)，并在下一次的實(shí)踐教學(xué)中著重講解與之相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)根據(jù)實(shí)踐教學(xué)的開(kāi)展情況，不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，調(diào)整教學(xué)方案，以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)相長(zhǎng)的目標(biāo)。

基于物候期觀測(cè)的“樹(shù)木學(xué)”課程研究型實(shí)踐教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生自主性和創(chuàng)新性為原則，遵循時(shí)間序列，與理論課同步進(jìn)行，充分體現(xiàn)了“樹(shù)木學(xué)”課程的特色，是對(duì)理論課和實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的有益補(bǔ)充。

資助項(xiàng)目：山西省2018年高等學(xué)校教學(xué)改革創(chuàng)新項(xiàng)目“山西農(nóng)業(yè)大學(xué)校園樹(shù)木綜合數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)──提升校園樹(shù)木在樹(shù)木學(xué)類課程實(shí)踐教學(xué)中的作用”，項(xiàng)目編號(hào)J2018076。