謝艷萍，吳曉敏，張興旺

淮北師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院 資源植物生物學(xué)安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 淮北 235000

植物學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)植物形態(tài)解剖、植物生長(zhǎng)發(fā)育、植物系統(tǒng)分類(lèi)的一門(mén)學(xué)科，是全國(guó)高校中生物科學(xué)、生物技術(shù)、園藝、生態(tài)學(xué)、草業(yè)科學(xué)、植物保護(hù)、林業(yè)、農(nóng)學(xué)、環(huán)境科學(xué)等專(zhuān)業(yè)必修的一門(mén)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)課程[1]。通過(guò)植物學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握植物學(xué)研究的基本方法，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，為后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[2]。掌握好植物學(xué)領(lǐng)域的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐技能，才能適應(yīng)新時(shí)代植物學(xué)的發(fā)展和社會(huì)對(duì)植物學(xué)創(chuàng)新人才的需求[3]。

近年來(lái)，很多學(xué)者就植物學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度以及植物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中存在的問(wèn)題等進(jìn)行了探討，也提出了一些可行的方法和改良[4-7]。植物學(xué)實(shí)驗(yàn)一般采用室內(nèi)觀察標(biāo)本、制作切片來(lái)增強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)知[8]。然而，當(dāng)今在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代下成長(zhǎng)起來(lái)的大學(xué)生的思維和學(xué)習(xí)特點(diǎn)發(fā)生了很大的改變，他們更善于通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、智能手機(jī)等渠道獲取知識(shí)和信息，傳統(tǒng)的教學(xué)方法越來(lái)越難以滿足教學(xué)和學(xué)習(xí)要求[9,10]。加之近年來(lái)植物學(xué)學(xué)科的迅速發(fā)展，大量新理論、新知識(shí)和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，而我們參考教材的更新速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上學(xué)科發(fā)展的速度，這就使得學(xué)生在進(jìn)行后續(xù)的學(xué)習(xí)和深造時(shí)感到所學(xué)知識(shí)的陳舊和脫節(jié)[11,12]?；谥参飳W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，我們將國(guó)家標(biāo)本資源共享平臺(tái)引入教學(xué)過(guò)程中，結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)模式，以期形成更能適應(yīng)學(xué)生的教學(xué)方法。

1 國(guó)家標(biāo)本資源共享平臺(tái)

國(guó)家標(biāo)本資源共享平臺(tái)（National Specimen Information Infrastructure，NSII）是隨著我國(guó)生物多樣性信息學(xué)的快速發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的[13]。NSII 自2006 年開(kāi)始建立，并于2013 年正式上線，是國(guó)家科技部認(rèn)定并資助的國(guó)內(nèi)最大的生物多樣性數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，匯集了植物、動(dòng)物、巖礦化石和極地資源等標(biāo)本照片、名錄、文獻(xiàn)和圖片信息等。在高度信息化的時(shí)代，NSII 又開(kāi)展了很多的專(zhuān)題的建設(shè)[13]，如物種可視化專(zhuān)題、中國(guó)物種紅色名錄、極小種群（狹域分布）保護(hù)庫(kù)、中國(guó)珍稀瀕危植物圖鑒、國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物、植物精細(xì)解剖數(shù)據(jù)專(zhuān)題庫(kù)、物種種子數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)新物種數(shù)據(jù)庫(kù)、圖解植物學(xué)詞典數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)入侵植物、中國(guó)資源植物、中國(guó)芳香植物、植物教學(xué)科普視頻等各種專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)。如何發(fā)揮如此龐大的標(biāo)本數(shù)據(jù)和如此豐富的專(zhuān)題的優(yōu)勢(shì)，有效發(fā)揮其推動(dòng)科學(xué)研究的作用也將是NSII 發(fā)展的重中之重[13]。

2 NSII 在植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

NSII 如此豐富的專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)正好可以為植物學(xué)及植物學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)提供海量的免費(fèi)資源，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教材內(nèi)容陳舊的不足，讓學(xué)生獲取到植物學(xué)學(xué)科的最新動(dòng)態(tài)和成果。

2.1 NSII 在植物解剖教學(xué)方面的應(yīng)用

植物解剖是植物學(xué)實(shí)驗(yàn)中一項(xiàng)很重要的技能，在我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)植物解剖部分的術(shù)語(yǔ)難以理解和記憶，如果在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能及時(shí)加深印象，學(xué)生將很難掌握這些術(shù)語(yǔ)的含義。NSII 中的圖解植物學(xué)詞典數(shù)據(jù)庫(kù)資料來(lái)源于《圖解植物學(xué)詞典》一書(shū)[14]，涵蓋了絕大部分在植物鑒定和描述中涉及的詞匯，包括根、莖、葉、花、花序、果實(shí)等器官。每個(gè)詞匯有中、英文釋義及中、英文描述四部分內(nèi)容，術(shù)語(yǔ)解釋簡(jiǎn)明扼要，線描圖特征明顯，便于學(xué)生準(zhǔn)確、直觀地理解詞義。數(shù)據(jù)庫(kù)共有2 400 余條術(shù)語(yǔ)，并配以1 900 余幅精美的線描圖，足夠植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用。在標(biāo)本教學(xué)資源共享平臺(tái)中也可以直接輸入搜索框查詢(xún)術(shù)語(yǔ)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)學(xué)生需要理解解剖術(shù)語(yǔ)的含義時(shí)，不僅僅能夠通過(guò)查詢(xún)教材，還能夠隨時(shí)使用NSII 平臺(tái)的這項(xiàng)搜索功能，及時(shí)配合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容理解和記憶這些術(shù)語(yǔ)，獲得較深刻的記憶。此外，NSII 目前有來(lái)自于西北農(nóng)林科技大學(xué)校園和實(shí)習(xí)基地的42 個(gè)典型屬的代表植物的營(yíng)養(yǎng)器官和繁殖器官的精細(xì)解剖，并制作了反映該類(lèi)群主要特征的圖版，排版精美，對(duì)植物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程有極大的促進(jìn)和借鑒作用，也能培養(yǎng)學(xué)生的審美意識(shí)。

2.2 NSII 在植物分類(lèi)學(xué)方面的應(yīng)用

近幾十年來(lái)，植物分類(lèi)學(xué)發(fā)生了很大的變化，新分類(lèi)群的陸續(xù)發(fā)表、新分類(lèi)系統(tǒng)的產(chǎn)生都在給分類(lèi)學(xué)注入新鮮的血液，但同時(shí)也帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。學(xué)生如果只知道教材中的分類(lèi)系統(tǒng)，他們可能會(huì)在后續(xù)深造時(shí)對(duì)植物學(xué)的知識(shí)感到迷茫。NSII 中有專(zhuān)門(mén)的模塊“植物科屬種最新分類(lèi)系統(tǒng)匹配工具”，可以批量查詢(xún)物種的最新分類(lèi)地位。其中，苔類(lèi)、蘚類(lèi)和角苔則參考苔蘚學(xué)界最新的分子系統(tǒng)學(xué)成果進(jìn)行了調(diào)整，石松類(lèi)和蕨類(lèi)按PPGI 系統(tǒng)（2016），裸子植物按Christenhusz 系統(tǒng)（2011），被子植物按APG IV 系統(tǒng)（2016），這就能方便學(xué)生及時(shí)了解某些類(lèi)群在分類(lèi)地位上的變化。此外，NSII 對(duì)2000 年以來(lái)不同年份、不同省份發(fā)表的新物種都有詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)，并配有新物種分省地圖，可以直觀看出新物種的發(fā)表情況。

現(xiàn)今大學(xué)生雖然能熟練使用互聯(lián)網(wǎng)，但是大多學(xué)生只知道利用百度搜索等主流的搜索引擎來(lái)檢索某個(gè)物種，而得到的搜索結(jié)果通常參差不齊，其中還有些圖片并不正確，這樣就可能誤導(dǎo)學(xué)生形成錯(cuò)誤的認(rèn)知。NSII 收錄有近1 600 萬(wàn)張高質(zhì)量的彩色照片，且這些圖片基本上都經(jīng)過(guò)了植物分類(lèi)專(zhuān)業(yè)人員的鑒定，相比于百度搜索等的結(jié)果來(lái)說(shuō)，具有較高的可信度，是教學(xué)活動(dòng)中非常好的素材庫(kù)。

我們?cè)谥参飳W(xué)實(shí)驗(yàn)課上還發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)室內(nèi)進(jìn)行的標(biāo)本鑒定等興趣比較低，而對(duì)野外實(shí)習(xí)興趣很高，但是受到學(xué)時(shí)、季節(jié)的影響，室內(nèi)的實(shí)驗(yàn)必不可少。NSII 的“植物達(dá)人秀”板塊，可以對(duì)華北、東北、華東、華中、華南、西南、西北等7 個(gè)地區(qū)常見(jiàn)的植物進(jìn)行識(shí)別挑戰(zhàn)，這能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。

2.3 NSII 在標(biāo)本制作規(guī)范性方面的應(yīng)用

植物標(biāo)本是植物教學(xué)和科研的一個(gè)重要手段，植物標(biāo)本的制作是植物分類(lèi)教學(xué)的主要內(nèi)容之一，也是學(xué)生必須掌握的技能之一[15]。植物標(biāo)本在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中既是理論聯(lián)系實(shí)際的重要橋梁，又是思政教育的載體[16,17]。NSII 目前收錄有1 600 萬(wàn)余標(biāo)本數(shù)據(jù)，670 萬(wàn)余張標(biāo)本圖片。這些標(biāo)本圖片都來(lái)自于全國(guó)高等院校或科研機(jī)構(gòu)的標(biāo)本館的館藏標(biāo)本。在植物學(xué)實(shí)驗(yàn)課上，引導(dǎo)學(xué)生瀏覽NSII 的標(biāo)本，有利于學(xué)生能夠更加清楚標(biāo)本的制作規(guī)范。

2.4 NSII 在交叉學(xué)科和擴(kuò)展知識(shí)面的應(yīng)用

隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展逐漸進(jìn)入更高的階段，對(duì)于大學(xué)生的創(chuàng)新能力有了更高的要求[18]。而創(chuàng)新教育除了要有扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和創(chuàng)新思想以外，還需要具備更多的學(xué)科交叉知識(shí)，這也就意味著知識(shí)面越寬的學(xué)生可能會(huì)具備越強(qiáng)的創(chuàng)新能力。而NSII 集合了諸多功能于一身，其中的板塊涉及國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物、瀕危野生植物、資源植物、芳香植物、油脂植物、鹽生植物、水生植物、雜草、入侵植物、孑遺植物和化石標(biāo)本、生物多樣性監(jiān)測(cè)和研究、極地植物等板塊，可以拓寬植物學(xué)實(shí)驗(yàn)所能學(xué)到的知識(shí)。此外，網(wǎng)站首頁(yè)也有國(guó)內(nèi)外最新的研究動(dòng)態(tài)、新書(shū)推薦等內(nèi)容，非常有利于學(xué)生主動(dòng)拓寬自己的知識(shí)面。

3 教學(xué)效果評(píng)價(jià)

以2020 級(jí)園藝專(zhuān)業(yè)66 人為研究對(duì)象，在植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生使用NSII 平臺(tái)，并輔以傳統(tǒng)的教學(xué)方法，學(xué)期結(jié)束后，通過(guò)匿名調(diào)查問(wèn)卷的方式調(diào)查學(xué)生的使用效果。問(wèn)卷調(diào)查共包括5 項(xiàng)內(nèi)容，每項(xiàng)內(nèi)容分為“滿意”、“基本滿意”和“不滿意”3個(gè)等級(jí)。問(wèn)卷結(jié)果顯示（表1），學(xué)生對(duì)于新的教學(xué)方式的滿意度非常高，說(shuō)明新的教學(xué)方式至少在本次所調(diào)查的5 項(xiàng)內(nèi)容上發(fā)揮出了很好的效果。

表1 學(xué)生對(duì)新教學(xué)方法的滿意度調(diào)查結(jié)果

4 結(jié)語(yǔ)

植物學(xué)實(shí)驗(yàn)是植物學(xué)課程的重要組成部分，其教學(xué)效果的好壞不僅影響學(xué)生對(duì)植物學(xué)理論知識(shí)的理解和掌握，而且影響學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)?，F(xiàn)代信息化時(shí)代的技術(shù)和平臺(tái)為傳統(tǒng)教學(xué)提供了新的機(jī)遇，各種大數(shù)據(jù)也為大學(xué)生學(xué)習(xí)提供了大量的素材。NSII 就是我國(guó)生物多樣性信息學(xué)快速發(fā)展的產(chǎn)物，收錄了豐富的標(biāo)本圖片和信息，可以提供快捷的搜索功能和大量素材。且新時(shí)代的學(xué)生思維活躍、能更好更快地使用網(wǎng)絡(luò)資源，對(duì)新知識(shí)的需求更高，應(yīng)用NSII 開(kāi)發(fā)的各種板塊，既是對(duì)傳統(tǒng)知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，也是對(duì)傳統(tǒng)知識(shí)的重要補(bǔ)充。將NSII 平臺(tái)引入植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。此外，學(xué)生還可以通過(guò)自主學(xué)習(xí)一些交叉學(xué)科的知識(shí)，從而拓寬自己的知識(shí)面。