胡剛，陸蘭甜，徐超昊，張忠華，胡聰

手機(jī)APP在輔助高校植物學(xué)和生態(tài)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

胡剛，陸蘭甜，徐超昊，張忠華，胡聰

（南寧師范大學(xué) 環(huán)境與生命科學(xué)學(xué)院，廣西 南寧 530100）

手機(jī)APP在輔助高校植物學(xué)和生態(tài)學(xué)教學(xué)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值．通過(guò)對(duì)植物識(shí)別和查詢類、野外調(diào)查和記錄類、研究工具類共計(jì)16種手機(jī)APP的功能及其應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行歸納總結(jié)，分析APP在輔助植物學(xué)和生態(tài)學(xué)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)和不足，以期提升高校植物學(xué)和生態(tài)學(xué)教學(xué)的效果，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，為高校生物學(xué)教學(xué)模式的創(chuàng)新和實(shí)踐提供參考．

手機(jī)APP；植物識(shí)別；植物學(xué)；生態(tài)學(xué)

伴隨智能手機(jī)的普及，各類具有不同功能的應(yīng)用軟件（application，簡(jiǎn)稱APP）不斷涌現(xiàn)，并滲透到社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域．花伴侶、形色、Biotracks、Canopeo等APP以智能手機(jī)為載體，為植物分類鑒定與資料查詢、科研數(shù)據(jù)測(cè)定與記錄等方面提供了新的解決途徑[1-2]．高校植物學(xué)和生態(tài)學(xué)課程教學(xué)中往往存在師資力量不夠、教學(xué)資源不足、實(shí)踐教學(xué)模式單一固化等問(wèn)題[3]．運(yùn)用智能手機(jī)APP輔助高校植物學(xué)和生態(tài)學(xué)教學(xué)具有多方面的價(jià)值．如在實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)教學(xué)時(shí)，學(xué)生可通過(guò)手機(jī)便捷地識(shí)別植物種類，較大程度地減輕了野外實(shí)習(xí)帶隊(duì)教師的植物鑒別和指導(dǎo)壓力；使用APP進(jìn)行資料查詢（如查詢中國(guó)植物志書(shū)和地方植物志），讓學(xué)生隨時(shí)隨地高效查詢植物形態(tài)性狀，解決學(xué)校紙質(zhì)書(shū)籍不足的問(wèn)題；還可以借助科研工具類APP建立科研小活動(dòng)和小課題，可以便捷地進(jìn)行課程內(nèi)容拓展，為學(xué)生鞏固課堂知識(shí)以及進(jìn)行科研訓(xùn)練提供重要的幫助[4-5]．

為促進(jìn)高校教師運(yùn)用手機(jī)APP輔助植物學(xué)和生態(tài)學(xué)教學(xué)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)新能力，歸納總結(jié)了植物識(shí)別和查詢類、野外調(diào)查和記錄類、研究工具類合計(jì)16種APP的功能及其應(yīng)用價(jià)值，結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)實(shí)例分析了這些APP在輔助植物學(xué)和生態(tài)學(xué)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)和不足．

1　手機(jī)APP的分類介紹

選取功能豐富且在國(guó)內(nèi)外有較為廣泛使用的16種專業(yè)APP，將其分為植物識(shí)別和查詢、野外調(diào)查和記錄、研究工具3大類，重點(diǎn)介紹了這些APP的功能特點(diǎn)和應(yīng)用價(jià)值（見(jiàn)表1）．

表1　16種手機(jī)APP的類別與功能

1.1　植物識(shí)別和查詢類APP

1.1.1植物詞典由中國(guó)國(guó)家標(biāo)本資源共享平臺(tái)（NSII）發(fā)布的植物名稱查詢工具．用戶可進(jìn)行拉丁名、中文名和異名等關(guān)鍵詞的模糊或精確搜索，并可在線訪問(wèn)數(shù)據(jù)來(lái)源．該APP共收錄了8個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的植物數(shù)據(jù)，包括Species 2000中國(guó)節(jié)點(diǎn)、Flora of China、中國(guó)植物志、The International Plant Names Index、The Plant List等，具有自動(dòng)補(bǔ)全、收藏物種名稱、通過(guò)異名訪問(wèn)接受名等實(shí)用功能．

1.1.2花伴侶由魯朗軟件（北京）有限公司基于中國(guó)科學(xué)院植物研究所分類圖庫(kù)和用戶共建圖庫(kù)，利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)開(kāi)發(fā)的植物識(shí)別軟件[6]．用戶可通過(guò)手機(jī)拍攝花、果、葉等特征部位即可對(duì)植物進(jìn)行快速識(shí)別，鑒定出該植物的中文名、拉丁名，同時(shí)配以照片、形態(tài)特征等信息，用戶可以開(kāi)啟定位標(biāo)記植物所在位置、查看附近用戶拍到的植物或通過(guò)搜索位置查看附近的植物種類．該APP還具有發(fā)布動(dòng)態(tài)、發(fā)起求助和分享朋友圈等功能．該APP能夠識(shí)別豐富的野生或栽培植物，對(duì)于常見(jiàn)種的識(shí)別準(zhǔn)確率較高，可為物種多樣性調(diào)查、園林綠化建設(shè)等提供一定的幫助．

1.1.3植物智（花伴侶專業(yè)版）由中國(guó)科學(xué)院植物研究所開(kāi)發(fā)的植物物種智能識(shí)別應(yīng)用，是花伴侶APP的專業(yè)版，其能識(shí)別15 000種野生或栽培植物，用戶可以在手機(jī)端進(jìn)行中國(guó)植物圖像庫(kù)檢索，《中國(guó)植物志》志書(shū)詞條內(nèi)容檢索，標(biāo)本識(shí)別和檢索等功能，可為植物分類學(xué)、資源調(diào)查、物種保護(hù)提供更為專業(yè)的服務(wù)．相較于花伴侶APP，其識(shí)別準(zhǔn)確性更高，識(shí)別的植物種類和功能更為豐富．

1.1.4形色由杭州睿琪軟件有限公司基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開(kāi)發(fā)的植物識(shí)別軟件．除了可以進(jìn)行拍照識(shí)別植物的科、屬、種信息外，還有戶外賞花、每日一花、趣味植物、花藝生活等趣味性和生活化的欄目，且建有交流群，對(duì)常見(jiàn)植物的識(shí)別能力較強(qiáng)，受到廣大植物愛(ài)好者的喜愛(ài)．通過(guò)APP識(shí)別的植物可自動(dòng)生成記錄，內(nèi)容包括植物中文名和相關(guān)詩(shī)詞等，并可通過(guò)圖片的形式導(dǎo)出．

1.1.5標(biāo)本伴侶由中國(guó)科學(xué)院植物研究所開(kāi)發(fā)的植物標(biāo)本資源信息管理工具，用戶可以進(jìn)行標(biāo)本檢索、標(biāo)本條碼閱讀、標(biāo)本信息收藏、標(biāo)本圖像識(shí)別及標(biāo)本采集記錄等[7]．該APP可在線檢索中國(guó)數(shù)字植物標(biāo)本館（https://www.cvh.ac.cn/）中的700萬(wàn)份標(biāo)本，識(shí)別最常見(jiàn)的植物標(biāo)本，科屬識(shí)別準(zhǔn)確率較高，是標(biāo)本采集工作、植物分類及資源考察的良好工具．

1.1.6曉草由中國(guó)科學(xué)院植物研究所與內(nèi)蒙古草原生態(tài)環(huán)境（集團(tuán)）股份有限公司合作開(kāi)發(fā)的草原植物識(shí)別軟件，用戶可以對(duì)草原植物進(jìn)行拍照或圖片識(shí)別，獲取植物科、屬、種名稱以及照片，還包括形態(tài)特征、產(chǎn)地、生境和物候等信息，可實(shí)現(xiàn)我國(guó)北方草地2 000種左右常見(jiàn)草本和木本植物的拍照識(shí)別．

1.2　野外調(diào)查和記錄類APP

1.2.1Biotracks由中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所開(kāi)發(fā)的一款自然觀察類公眾科學(xué)應(yīng)用[8]．用戶可以借助它進(jìn)行各類自然觀察記錄，并能夠發(fā)布和組織自己的科學(xué)觀察項(xiàng)目，同時(shí)具備語(yǔ)音記錄、地理網(wǎng)格、在線地圖、離線地圖、軌跡記錄等地圖服務(wù)．快速記錄可以滿足隨走隨記，項(xiàng)目記錄可用于單任務(wù)的多人協(xié)同工作，記錄內(nèi)容可以導(dǎo)出為Excel數(shù)據(jù)表，便于進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理和利用．

1.2.2綠途由北京數(shù)字綠土科技有限公司和中國(guó)科學(xué)院植物研究所研發(fā)的用于植被信息數(shù)據(jù)采集服務(wù)的軟件[9]．該APP可以加載多源遙感地圖，并有等高線、1∶100萬(wàn)植被圖、1∶50萬(wàn)植被圖等圖層．用戶可以使用APP進(jìn)行路線規(guī)劃軌跡記錄，地圖打點(diǎn)，面積計(jì)算和群落全景、優(yōu)勢(shì)種及其細(xì)節(jié)等照片的記錄和上傳等多種功能．

1.2.3奧維互動(dòng)地圖由北京元生華網(wǎng)公司開(kāi)發(fā)的地理信息記錄類應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)地圖導(dǎo)航、地理規(guī)劃、位置記錄、行程位置分享、軌跡記錄、指南針、全球地圖離線下載等強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能與地理信息展現(xiàn)能力[10]．其整合多種地圖數(shù)據(jù)資源，用戶可以進(jìn)行經(jīng)緯度、海拔、坡度等判讀，可以進(jìn)行路線的實(shí)時(shí)定位，隊(duì)員間共享位置，劃定調(diào)查區(qū)域，規(guī)劃調(diào)查路線，標(biāo)簽定位功能可插入照片和錄音，這些功能均有助于提高野外調(diào)查設(shè)計(jì)的精度及工作效率．

1.2.4數(shù)圖由無(wú)錫維樂(lè)彩智科技有限公司開(kāi)發(fā)的田野調(diào)查數(shù)據(jù)采集軟件．該APP除支持通過(guò)“數(shù)圖項(xiàng)目”采集并存儲(chǔ)在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中的矢量數(shù)據(jù)外，還支持kml，geojson，EsriJson，GeoPackage等格式的矢量數(shù)據(jù)，提供包括坡度計(jì)、測(cè)高器、指南針等多種數(shù)據(jù)采集輔助工具，其調(diào)查數(shù)據(jù)采集內(nèi)容高度可定制，適用于林業(yè)調(diào)查規(guī)劃、生態(tài)科學(xué)考察、動(dòng)植物保護(hù)、資源調(diào)查、市場(chǎng)調(diào)研、戶外運(yùn)動(dòng)等多種場(chǎng)景．

1.3　研究工具類APP

1.3.1Canopeo由美國(guó)俄克拉荷馬州立大學(xué)（Oklahoma State University）開(kāi)發(fā)的冠層覆蓋度測(cè)量軟件[11]．該APP采用Matlab編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，其基于紅綠比和藍(lán)綠比以及超綠指數(shù)（excess green index）來(lái)分析像素變化，是一種自動(dòng)顏色閾值圖像分析工具．用戶可十分簡(jiǎn)便、快速和準(zhǔn)確地量化農(nóng)作物、草坪或草地等植被的冠層覆蓋率，可用于監(jiān)控作物的生長(zhǎng)進(jìn)度，估算植被生物量以及評(píng)估冰凍、冰雹或除草劑對(duì)植被的損害等研究．

1.3.2Gap Light Analysis Mobile Application（簡(jiǎn)稱GLAMA）由捷克共和國(guó)馬薩里克大學(xué)（Masaryk University）開(kāi)發(fā)的森林冠層覆蓋度測(cè)量軟件．該APP可用于分析半球形、廣角和標(biāo)準(zhǔn)照片，其可以定義鏡頭類型、照片邊緣的最小天頂角以及整個(gè)半球的周長(zhǎng)大?。ㄒ韵袼貫閱挝唬瓽LAMA中多數(shù)參數(shù)只需設(shè)置一次，后續(xù)照片會(huì)自動(dòng)沿用先前定義的參數(shù)，所以可以快速分析出結(jié)果．與傳統(tǒng)的林分冠層分析儀器相比，該APP可簡(jiǎn)便、高效地在野外對(duì)森林冠層進(jìn)行測(cè)量．

1.3.3Leafscan由卡洛斯·安德森（Carlos Anderson）博士開(kāi)發(fā)的一款葉面積測(cè)量工具．用戶需要打印一張帶距離標(biāo)識(shí)的白紙，然后將一片或多片葉子放置于白紙上，用手機(jī)拍攝即可獲得高精度葉片表面積數(shù)據(jù)．Leafscan可以自動(dòng)校正拍攝角度，自定義測(cè)量單位，測(cè)量結(jié)果可以導(dǎo)出為csv格式文件．

1.3.4LeafByte由美國(guó)喬治·華盛頓大學(xué)（George Washington University）的博士后佐伊（Zoe）和軟件工程師阿比蓋爾（Abigail）共同制作的一款快速測(cè)量葉片面積以及蟲(chóng)食特征的軟件[12]．用戶可以在白色背景紙上拍攝受損葉片的照片，即可快速獲得葉片被食部分的面積．該APP可自動(dòng)計(jì)算出葉總面積以及被取食部分的占比，并且可以糾正照片的傾斜角度．

1.3.5Petiole Pro是由英國(guó)Petiole公司提供的用于植物表型測(cè)量的軟件，其基于深度學(xué)習(xí)算法可快速分析葉面積、冠層蓋度指數(shù)、葉綠素含量、種子以及花和果實(shí)的數(shù)量等指標(biāo)．

1.3.6PocketLAI由意大利Cassandra Tech公司發(fā)布的用于估算葉面積指數(shù)（leaf area index）的軟件[13]．該APP使用分割算法對(duì)冠層圖像進(jìn)行處理，從而獲取較為準(zhǔn)確的葉面積指數(shù)，適用于作物、果園和自然植被的冠層葉面積指數(shù)測(cè)量．

2　使用APP輔助教學(xué)的價(jià)值

2.1　降低植物識(shí)別與查詢的時(shí)間成本

野外實(shí)習(xí)是高校植物學(xué)和生態(tài)學(xué)課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)．學(xué)生既需要觀察、調(diào)查和采集植物，又需要制作標(biāo)本并進(jìn)行鑒定和歸類，時(shí)間往往很有限．一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)植物學(xué)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，學(xué)生基本能夠識(shí)別常見(jiàn)植物的科名或?qū)倜?，而難以鑒定到種名．厚重的各類植物志、植物圖譜等書(shū)籍往往難以攜帶到野外，而使用花伴侶、形色、植物詞典等APP對(duì)植物進(jìn)行識(shí)別或查詢就顯現(xiàn)出其小巧輕便、操作簡(jiǎn)單便捷的優(yōu)勢(shì)．通過(guò)智能手機(jī)的拍照或使用相機(jī)拍照后上傳的方式進(jìn)行植物識(shí)別，可以較為準(zhǔn)確地鑒定常見(jiàn)植物的科、屬，甚至到種水平[14]524．教師可以組織學(xué)生進(jìn)行趣味性的植物鑒定活動(dòng)或比賽，如開(kāi)展“識(shí)花大挑戰(zhàn)”“校園植物攝影大賽”“某公園的園林植物多樣性調(diào)查”等實(shí)踐活動(dòng)課程，可顯著提高學(xué)生學(xué)習(xí)植物學(xué)的熱情．因此，利用植物識(shí)別和查詢類APP進(jìn)行物種鑒定與傳統(tǒng)的書(shū)籍查詢方式相比，在便利性和效率上都具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)．

2.2　提高植物數(shù)據(jù)測(cè)量、記錄與整理的工作效率

在植物學(xué)和生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)過(guò)程中，使用手機(jī)APP可以更為便捷和高效地進(jìn)行科研數(shù)據(jù)的測(cè)定和記錄．教師可根據(jù)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)地點(diǎn)所在地植物分布情況，提出一些研究課題供學(xué)生選擇，也可由學(xué)生自主分組查詢資料，自主擬定課題．可提醒學(xué)生利用植物識(shí)別和查詢類、野外調(diào)查和記錄類、研究工具類APP進(jìn)行課題研究，提高學(xué)生的科研能力，從而更易于掌握植物學(xué)和生態(tài)學(xué)野外科學(xué)研究方法．讓學(xué)生領(lǐng)悟科研的魅力，轉(zhuǎn)變學(xué)生“談科研色變”的現(xiàn)狀，提高實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量．如可以使用Biotracks的“項(xiàng)目”功能，選擇自然觀察記錄或標(biāo)本采集記錄2個(gè)模塊建立團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目并劃定項(xiàng)目區(qū)域．其中，自然記錄模塊有“通用生物觀察”“植物樣方記錄”“民族植物學(xué)調(diào)查”等16種模板可供選擇，標(biāo)本采集記錄模塊有“地衣標(biāo)本采集”“苔蘚標(biāo)本采集”“寄生植物調(diào)查”等９種模板可以選擇．根據(jù)課題的特點(diǎn)選擇相應(yīng)的模板建立項(xiàng)目，邀請(qǐng)學(xué)生加入項(xiàng)目即可多終端協(xié)作進(jìn)行調(diào)查研究工作．

教師可以給學(xué)生布置一些課外作業(yè)幫助學(xué)生鞏固植物學(xué)和生態(tài)學(xué)知識(shí)．如利用Biotracks建立“南寧師范大學(xué)武鳴校區(qū)植物鑒賞”項(xiàng)目，學(xué)生６人為一組進(jìn)行校園植物鑒定，其中３人選擇形色、花伴侶等識(shí)別類APP進(jìn)行植物鑒定，３人使用Biotracks進(jìn)行相關(guān)信息記錄．結(jié)合手機(jī)APP及教師的指導(dǎo)，學(xué)生僅花費(fèi)２天時(shí)間即可完成“南寧師范大學(xué)武鳴校區(qū)維管植物名錄”的編寫(xiě)．除此之外，教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用手機(jī)植物識(shí)別APP開(kāi)展校內(nèi)或周邊植物學(xué)小課題研究，如“校園植物標(biāo)本制作與數(shù)字化展示”“校園雜草組成與分布特征調(diào)查”“校園植物物候觀測(cè)”等課題．因此，相比于傳統(tǒng)的紙筆記錄和查詢書(shū)籍，利用這些APP可以明顯提高學(xué)生在實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)過(guò)程中數(shù)據(jù)測(cè)量、記錄與整理的效率．

2.3　提升學(xué)生的專業(yè)能力和學(xué)習(xí)效果

利用APP輔助植物學(xué)和生態(tài)學(xué)教學(xué)，結(jié)合項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方式拓寬了知識(shí)獲得的路徑，使零散的知識(shí)系統(tǒng)化，能較大程度地提升學(xué)生的專業(yè)能力和學(xué)習(xí)效果．除了植物識(shí)別和查詢類APP以外，野外調(diào)查記錄類和研究工具類APP等都較大程度地影響和轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)和科研方式，進(jìn)而改變和促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的迭代以及科研方法的創(chuàng)新．通過(guò)對(duì)花伴侶和形色２款A(yù)PP輔助教學(xué)的作用效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，表明手機(jī)APP輔助植物學(xué)教學(xué)有助于提升學(xué)生的專業(yè)能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成效．

在常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如植被蓋度、郁閉度、葉面積等的測(cè)量往往采用目測(cè)或儀器測(cè)定等傳統(tǒng)或常規(guī)方法，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而利用Canopeo，LeafByte，Leafscan等APP可以明顯提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取的質(zhì)量和效率．如在測(cè)定葉面積時(shí)，往往利用掃描儀掃描葉片，再利用Image J等軟件測(cè)算葉面積；在測(cè)定林分冠層葉面積指數(shù)時(shí)，需要架設(shè)冠層分析儀（如WinScanopy，LAI-2200等冠層分析儀）進(jìn)行測(cè)定，再利用軟件解析數(shù)據(jù)，因而獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，并且這些儀器存在相對(duì)笨重、難以學(xué)會(huì)操作使用、價(jià)格昂貴等問(wèn)題．雖然Leafscan，GLAMA等APP在冠層分析的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性方面還不如專業(yè)的冠層分析儀，但其使用非常簡(jiǎn)易，同樣獲取數(shù)據(jù)僅數(shù)秒即可，非常適合師生實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)教學(xué)中使用．師生利用這些APP進(jìn)行植物學(xué)和生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)定，可在很大程度上提升學(xué)生的專業(yè)能力和教學(xué)效果．因此，這種由科技進(jìn)步帶來(lái)的學(xué)習(xí)方式和科研方法的改變，有助于教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段的提升和優(yōu)化，同時(shí)助推高校教師在教學(xué)和科研方面的協(xié)同發(fā)展．

3　使用APP輔助教學(xué)中的潛在問(wèn)題與應(yīng)對(duì)措施

3.1　手機(jī)APP測(cè)定的數(shù)據(jù)無(wú)法保證準(zhǔn)確性

植物識(shí)別類APP的識(shí)別原理是通過(guò)將植物照片與數(shù)據(jù)庫(kù)的圖片進(jìn)行比對(duì)，從而匹配出形態(tài)相似植物的科、屬、種等相關(guān)信息．僅使用植物識(shí)別類APP對(duì)植物進(jìn)行識(shí)別鑒定，并不能保證鑒定的準(zhǔn)確性[4]117．一些不常見(jiàn)的野生植物種類、拍攝植物的不同部位等均會(huì)導(dǎo)致難以準(zhǔn)確識(shí)別．為了提高識(shí)別的精確度，拍攝時(shí)要盡量拍清楚植物的莖、葉、花、果實(shí)及種子的特征，同時(shí)可以使用多款A(yù)PP同時(shí)識(shí)別植物種類，從而提高準(zhǔn)確性．花伴侶和形色是多款植物識(shí)別類APP中識(shí)別準(zhǔn)確率較高的２款A(yù)PP[14]530．在借助其進(jìn)行初步識(shí)別后，對(duì)于難以鑒定的植物仍需要學(xué)生使用專業(yè)知識(shí)或書(shū)籍對(duì)識(shí)別結(jié)果做出進(jìn)一步的判斷．因此，在熟練使用這些APP的同時(shí)，仍需引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，并在日常生活中注意觀察和自主學(xué)習(xí)，豐富自身識(shí)別植物的經(jīng)驗(yàn)和植物知識(shí)的積累．識(shí)別植物不僅要觀察其特征，還要引導(dǎo)學(xué)生用鼻子聞、用手觸摸等方式，從視覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)等多方面掌握植物性狀特征，以達(dá)到準(zhǔn)確鑒定植物種類的目的．此外，由于各APP的服務(wù)定位及功能各有側(cè)重，識(shí)別能力也有所差異，因此可在實(shí)習(xí)地點(diǎn)開(kāi)展不同APP的植物識(shí)別能力評(píng)價(jià)，從而提高學(xué)生對(duì)各APP功能特性和使用技巧的掌握．

3.2　部分APP的運(yùn)行對(duì)手機(jī)性能的要求較高

部分APP對(duì)手機(jī)性能的要求相對(duì)較高．如地圖下載、軌跡數(shù)據(jù)、照片等數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)對(duì)手機(jī)的內(nèi)存容量要求較高；開(kāi)啟GPS定位或軌跡跟蹤功能，手機(jī)的耗電量較高；拍攝清晰照片要求手機(jī)攝像頭的像素較高以及變焦能力較強(qiáng)；一些APP的使用需要購(gòu)買周邊配件，如魚(yú)眼鏡頭．此外，學(xué)生手機(jī)的系統(tǒng)各異，部分限定平臺(tái)的APP將無(wú)法安裝運(yùn)行．因此，在分組時(shí)應(yīng)充分考慮學(xué)生手機(jī)的性能和系統(tǒng)類型，并且需要提前安裝、調(diào)試并運(yùn)行APP．在實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)教學(xué)前，需要提醒學(xué)生提前清理手機(jī)內(nèi)存，同時(shí)可通過(guò)外接儲(chǔ)存器的方式擴(kuò)充內(nèi)存，使用充電寶以保證手機(jī)的續(xù)航能力，魚(yú)眼鏡頭等手機(jī)周邊配件往往價(jià)格不高，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)集中采購(gòu)．

3.3　學(xué)生過(guò)度依賴APP

手機(jī)使用的便捷性可能導(dǎo)致學(xué)生過(guò)度依賴這些APP，從而導(dǎo)致學(xué)生對(duì)植物學(xué)和生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)積極性的下降[4]117．有的學(xué)生甚至認(rèn)為用手機(jī)就可以輕松獲取信息，學(xué)習(xí)植物分類知識(shí)無(wú)用的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)．因此，教師需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想認(rèn)識(shí)的引導(dǎo)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到APP只是學(xué)習(xí)的輔助工具，其目的是幫助學(xué)生鞏固自身所學(xué)的理論知識(shí)、提升專業(yè)能力和輔助實(shí)驗(yàn)研究．為避免學(xué)生過(guò)度依賴APP，教師可僅利用APP輔助部分實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)教學(xué)活動(dòng)．如在植物分類教學(xué)過(guò)程中，要求學(xué)生多利用植物志、植物圖譜類書(shū)籍進(jìn)行植物分類檢索查詢；在進(jìn)行植物葉面積指數(shù)、植物表型測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)，可首選專業(yè)儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，同時(shí)使用APP輔助采集數(shù)據(jù)，比較分析儀器與APP測(cè)定數(shù)據(jù)的差異及其原因，這樣可鞏固學(xué)生專業(yè)理論知識(shí)并理解實(shí)驗(yàn)原理．

4　結(jié)語(yǔ)

文章總結(jié)了植物識(shí)別和查詢類、野外調(diào)查和記錄類、研究工具類共計(jì)16種APP的功能及其應(yīng)用價(jià)值，其中部分功能實(shí)用的APP（如LeafByte，Leafscan等）在國(guó)內(nèi)尚鮮有使用和報(bào)道．結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)例，較為詳細(xì)地分析了這些APP在輔助植物學(xué)和生態(tài)學(xué)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)和不足，可為高校生物學(xué)教學(xué)模式的創(chuàng)新和實(shí)踐提供參考．運(yùn)用手機(jī)APP輔助高校植物學(xué)和生態(tài)學(xué)教學(xué)，對(duì)教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)都能起到較好的促進(jìn)作用，其使用價(jià)值主要體現(xiàn)在能夠降低植物識(shí)別與查詢的時(shí)間成本，提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量、記錄與整理的工作效率，進(jìn)而轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，提升學(xué)生的專業(yè)能力和學(xué)習(xí)效果．然而，使用手機(jī)APP輔助教學(xué)存在測(cè)定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性難以保證、部分APP對(duì)手機(jī)性能的要求較高以及學(xué)生容易對(duì)APP產(chǎn)生依賴等潛在問(wèn)題，教師可采取針對(duì)性的措施來(lái)解決這些問(wèn)題．

[1] Thomas R L，F(xiàn)ellowes M D E．Effectiveness of mobile apps in teaching field-based identification skills[J]．Journal of Biological Education，2017，51（2）：136-143．

[2] Teacher A G，Griffiths D J，Hodgson D J，et al．Smartphones in ecology and evolution：A guide for the app rehensive[J]．Ecology and Evolution，2013，3（16）：5268-5278．

[3] 張光富．智能手機(jī)在“植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”本科教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用[J]．高等理科教育，2015（4）：108-110．

[4] 胡剛，周剛，周平，等．植物識(shí)別類APP在高校植物學(xué)野外實(shí)習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用[J]．大學(xué)教育，2020（11）：115-117．

[5] 趙鵬，郭垚鑫，段棟，等．智能手機(jī)植物識(shí)別App在植物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J]．高校生物學(xué)教學(xué)研究（電子版），2018，8（1）：47-51．

[6] 李敏．“花伴侶”：人工智能時(shí)代 知識(shí)服務(wù)的新媒介[J]．出版參考，2018（8）：23-24．

[7] 李敏，宣晶，趙明月，等．標(biāo)本館伴侶的誕生與發(fā)展前景[J]．科研信息化技術(shù)與應(yīng)用，2018，9（5）：36-40．

[8] 徐洲鋒．結(jié)合公民科學(xué)的Kingdonia協(xié)同工作平臺(tái)的構(gòu)建與應(yīng)用[J]．科研信息化技術(shù)與應(yīng)用，2017，8（4）：97-105．

[9] 金時(shí)超，胡天宇，蘇艷軍，等．“綠途”系統(tǒng)：公民科學(xué)時(shí)代的植被調(diào)查制圖新工具[J]．中國(guó)科學(xué)·生命科學(xué)，2021，51（3）：362-374．

[10] 覃道彪．奧維互動(dòng)地圖在林業(yè)工作中的應(yīng)用探析[J]．林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2020，45（3）：14-16．

[11] Patrignani A，Ochsner T E．Canopeo：A powerful new tool for measuring fractional green canopy cover[J]．Agronomy Journal，2015，107（6）：2312-2320．

[12] GETMAN-PICKERING Z L，CAMPBELL A，AFLITTO N，et al．LeafByte：A mobile application that measures leaf area and herbivory quickly and accurately[J]．Methods in Ecology and Evolution，2020，11（2）：215-221．

[13] Orlando F，Movedi E，Coduto D，et al．Estimating leaf area index（LAI） in vineyards using the PocketLAI smart-app[J]．Sensors，2016，16（12）：2004．

[14] 許展慧，劉詩(shī)堯，趙瑩，等．國(guó)內(nèi)8款常用植物識(shí)別軟件的識(shí)別能力評(píng)價(jià)[J]．生物多樣性，2020，28（4）：524-533．

Application of mobile APP in botany and ecology teaching in the university

HU Gang，LU Lantian，XU Chaohao，ZHANG Zhonghua，HU Cong

（School of Environment and Life Sciences，Nanning Normal University，Nanning 530100，China）

Mobile APP have important application value in assisting the teaching of botany and ecology in the universities．The functions and application values of 16 mobile APPs，including category of plant identification and query，category of field investigation and records and category of research tools were assessed．The advantages and disadvantages of these APPs in assisting botany and ecology teaching are analyzed in order to assisting teachers to improve the effect of teaching and improving students′ learning enthusiasm，so as to further provide reference for the innovation and practice of biology teaching in the universities．

mobile APP；plant identification；botany；ecology

1007-9831（2022）09-0105-06

Q94∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2022.09.023

2022-06-01

廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目（2020JGB268，2021JGX025，2022JGB263）；廣西研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目（JGY2022222）

胡剛（1981-），男，安徽廬江縣人，副教授，博士，從事植物學(xué)研究．E-mail：ahhugang@126.com

胡聰（1987-），女，廣西南丹人，講師，博士，從事生態(tài)學(xué)研究．E-mail：hucong820@163.com