植物学是涉农专业的核心基础课程之一，其教学内容涵盖了丰富的科学知识和自然规律。该课程既包括理论教学，还通过实验教学培养学生的科学素养和实践能力。刘凯良等[1]研究指出，该课程的核心教学内容包括植物解剖与分类，旨在培养学生的生物学动手能力和植物科学素养。因此，实验教学在该课程教学中不可或缺，其对学生掌握植物科学知识和技能有着至关重要的影响。在植物学实验教学的研究与实践中，相关学者积累了丰富的经验，形成了多种教学形式。王军娟[2]研究认为，在植物解剖实验部分，学生普遍对植物根、茎、叶、花、果实和种子等需动手做水封片的实验表现出较高的积极性和参与度，且能从切片中成功观察到植物组织的显微结构，极大提升了其学习成就感与积极主动性。慕小倩等[3]综合分析了近30年植物学实验课程的改革成果，认为高质量的实验教学不仅能帮助学生理解理论知识，还能有效提高其观察现象、发现问题并结合理论解决实际问题的能力，从而为其后续从事植物学相关研究打下坚实基础。
近年来，随着科技的发展和教学手段的进步，植物学实验课程教学逐渐引入了现代化教育技术。慕小倩等[3]在“植物解剖与分类综合大实验”的优化过程中，充分利用微课视频和虚拟实验课程，大幅提升了教学效果。马晗等[4]依托雨课堂、钉钉和腾讯会议等在线教学平台，实现了药用植物实践教学，提高了教学质量。代磊等[5]通过Motic数码互动系统，有效增强了师生之间的互动交流。胡金璐[6]以培养学生的创新创业能力为核心，对该课程的理论和实验教学体系进行改革，采用信息化手段，将混合式教学、翻转课堂与教学评价改革进行有机结合，有效提高了学生自主学习能力，激发了其创新思维。实践中，涉农专业的教学要求不断提升，对相关人才的综合素质和专业技能提出了更高标准。因此，植物学实验课程教学需不断更新、与时俱进，融入新的教学技术和教育理念，为学生提供更具实践性和创新性的学习体验，培养出适应社会发展需求的高素质人才。
本文分析了植物学实验课程在教学形式、实验内容、户外实践及综合考核等方面的教学现状，结合现代教育技术，提出一系列以促进学生自主学习和增强动手实践能力为核心的教学改革措施，以提升整体教学效果，更好地适应社会发展对植物学人才培养的要求。
1 植物学实验课程教学现状分析
1.1 教学形式方面
目前，该实验课通常由教师通过多媒体讲解实验目的、内容和方法，并演示实验操作步骤，学生根据教师讲解的技巧进行显微镜观察并完成实验报告撰写。这种教学模式具有一定的规范性和效率，但也限制了学生的参与积极性，未能充分激发其学习兴趣、锻炼其自主思考能力。学生在实验过程中更多的是按照教师的预设步骤操作，对实验设计的深入理解和实践中的创新尝试有限，学习体验可能趋于被动，探索和挑战的空间不足。此外，固定的实验流程不利于培养学生解决问题的能力及其批判性思维。以学生为中心的教学方法有待进一步应用，以使学生在实验过程中具备更多的自主性和参与感，增强其学习动力，并在潜移默化中提升其创新思维和实践能力。
1.2 教学内容方面
该实验课程的教学内容主要包括结构观察和分类鉴别，侧重教学植物器官微观结构的描述性实验，缺乏对植物器官宏观特征的鉴别和分类，也缺乏验证性和探索性试验。例如，根、茎、叶和花的显微结构实验占总学时的75%，实验集中在显微镜下观察永久切片并绘图。因此，实验报告的差异主要体现在书写规范性和观察的细致程度上，不利于教师全面判断学生的综合能力。部分学生认为实验课程教学内容较为单调，对实验课的重视程度不足。
1.3 户外实践方面
户外实践在植物学课程教学中发挥至关重要的作用。例如，植物器官的识别是植物分类的主要依据，需清晰观察植物各器官的形态结构。然而，受季节、区域、实验经费、学生安全和实验室管理等多重因素影响，开展高质量的户外实践教学仍面临一定挑战。部分实验课程通常在室内进行，以当季水果和蔬菜为实验材料；部分实验经费不足，以及实验材料种类有限等，使得部分学生深入学习该课程的积极性有待提高。
植物标本制作是植物学实验课程一项重要的综合性实验，涉及对植物学知识的综合应用，也是植物分类的关键环节之一。该实验在常规教学模式下是在特定的花果集中时间带领学生到固定地点进行实地观察和植物标本采集。由于生殖器官特征相对稳定，是植物分类的重要依据，学生常常选择带有花或果实的植株进行鉴定和识别。然而，由于实习时间高度重叠，部分学生在后期较难采集到带花或果实的植株，且大量植物标本材料的采集显著影响了其正常繁殖，特别是稀有植物的数量可能会因此大幅减少。这种实习方式不利于维护实习地的植物多样性，可能会破坏生态资源，与植物学教学维护自然和谐的初衷相悖。此外，植物标本制作的步骤繁多且周期较长，需数天甚至数周才能完成，而部分实验的师资力量不足，实验室管理难度大，实验过程中可能会出现监管不到位等情况。部分学生在完成材料的户外采集、整理和标本夹绑缚等任务后，可能会不认真负责后续的换纸、熏蒸消毒等步骤，导致资源被浪费，同时影响教学质量。
1.4 综合考核评价方面
目前，该实验课的考核依赖实验报告，而现有报告内容集中在显微观察和绘图上，部分学生在缺乏实际操作和动手经验的情况下依然能完成，导致教师无法准确评估其实验技能和动手能力；同时，报告中的绘图和观察结果无法充分体现学生对实验过程的深入理解和科学思维能力。为此，有待进一步引入更多实践性考核方式，以提高实验教学的质量和效果。
2 植物学实验课程教学体系优化与实践
基于该课程在教学形式、实验内容、户外实践及综合考核等方面的教学现状，教学团队致力于整合课堂内外资源，优化现有的实验教学体系，为学生提供知行合一的实践途径，以实现“厚基础、强实践、严过程、求创新”的教学目标。
2.1 优化教学形式，增强师生互动
引入微课、空中课堂和虚拟仿真等线上教学模式，让学生通过线上资源提前了解相关实验内容并熟悉实验过程。丁海东等[7]基于多维教学平台，开展该实验课程“线上线下、虚实结合”的混合式教学模式创新与实践，学生可随时随地借助网络访问虚拟仿真实验项目、虚拟标本、数字切片、视频、动画和图文资料等数字资源，如观看生物显微镜的使用、徒手制片法、植物叶的发生与结构组成等微课视频；利用虚拟仿真教学平台学习棉花叶片的3D透视结构，利用虚拟标本学习小麦叶片结构，并结合数字切片学习棉叶和小麦叶片的横切结构特征，以提前对实验流程有更深入的了解。莫云川等[8]分别以“微课+翻转课堂”、翻转课堂（小组合作制作PPT演讲）、“PPT+微课”、“微课+板书”、PPT授课、挂图与板书等形式开展教学，不仅大幅减少了教师的课堂讲授时间，也为学生提供了更多的实践机会，为其进行实验操作和更深入的师生互动留出了充分的空间。学生可以更多地专注实验操作，教师则可以更好地关注学生的操作细节，并指导其利用植物学理论知识解决实验中遇到的实际问题。
2.2 更新实验内容，增强学习动力和兴趣
描述性、验证性和研究性实验等在教学中发挥其独特作用。为培养学生探索和理解自然现象的能力，特别是掌握验证性实验和以探索为导向的研究性实验，有必要及时更新实验教学内容，增强学生的学习动力和兴趣。王美艳等[9]尝试实现校园绿化与教学实训的一体化，以创新人才培养模式，打造了实训基地校园化、实训内容生产化、实训评价行业化的“三实”模式。这种身临其境的实验操作模式极大激发了学生的学习兴趣和动力，有效将专业人才培养与行业发展需求相契合，并助力校园绿化工作。
实践中，教学团队对现有的描述性实验内容进行精简和优化，结合植物学专业特点，增加了验证性、综合性和研究性实验项目，鼓励学生在实验过程中发现问题、寻求答案，从而提高其综合实验技能和解决实际问题的能力。将实验课程分为基础的描述性实验环节、自主设计的验证性实验环节两个部分。在描述性实验环节，学生通过显微镜观察永久切片，了解植物显微结构并绘图；在验证性实验环节，学生使用自行培养的材料，根据实验目的徒手切片并观察，寻找目标结构并进行验证，同时用植物学理论知识解释自然现象。例如，比较同一材料在不同光照条件下叶绿体的变化，了解光与叶绿体发育的关系，从而理解转换原理。实验结束后，教师提供种植材料，指导学生自行培养并处理植物根、茎、叶等不同类型器官的验证性实验，汇总并展示其实验结果，让学生以小组讨论形式分享。通过自行设计验证性实验，帮助学生全面提升实验综合素质。
2.3 拓展户外实践课堂，维护生态系统
植物分类识别是植物学知识综合应用的核心，通过对植物整体形态的分类鉴别来确定植物的科、属、种等。樊杰等[10]研究认为，开展户外植物采集分类鉴定活动对该课程教学十分必要。考虑实验经费、植物生长条件及户外实验安全等实际情况，教学团队采取课堂内外结合的策略，让学生利用手机、相机等电子设备采集户外植物的完整形态信息，并在课堂上进行分享和讨论。具体实施步骤包括选择春季植物返青等时间节点举行实验动员会，指导学生按时完成线上课程学习，掌握植物电子信息技术采集技能；布置实习任务。要求学生利用手机、相机等设备记录5种植物的生长发育动态，重点关注植物器官的发育变化，并在实验课堂上通过PPT汇报其采集、观察成果，教师引导其进行讨论和分析，利用4个学时完成该项实验任务。这种教学方法不仅降低了实验成本，解决了室内实验材料不足和户外实习安全等问题，还让学生深入参与植物生长动态的观察过程，提升了其实验能力，并培养其科学实践素养。
压制植物标本是植物学实验课的重要组成部分，涉及户外植物采集、室内材料处理和压制管理等环节。为避免集体采集植物标本对自然生境造成破坏，将这一过程安排在暑期进行。为每名学生配备标本夹、瓦楞纸、吸水纸等实验工具，要求其在家乡完成植物标本压制任务，并在开学后提交标本及实验报告。这有效避免了集体采集对某地自然群落的影响，有助于培养学生的实验态度和责任感。
2.4 采用多层次考核方式，强化综合素质培养
为全面提高学生的实验综合技能，对实验教学内容进行优化，并设计多层次、多维度的实验教学考核评价体系，以科学合理地评估学生在实验课程中的表现。首先，通过显微实验观察报告、植物标本和植物检索表的质量，反映学生的实验动手能力和对实验内容的理解程度，评估其对基本实验技能的掌握度。其次，通过线上课堂参与度和团队合作情况，评估学生在实验课程中的学习积极主动性和协作能力。最后，举办植物微视频、绘图以及植物人文科普宣传活动，展示学生的植物学实验成果，鼓励其参加相关比赛，培养对植物学的学习热情。这些活动不仅有利于激发学生的创造力，还可以增强其对植物学实验课程的学习兴趣和热情。
3 植物学实验课程教学改革实践成效
植物学实验课程教学改革经历了2个学期，在8个班级（共计256名学生）加以实践。改革后的班级学生平均成绩提高了3.5分，高分段学生增加了2.7%，中分段学生增加了9.6%。学生将植物标本、微视频、植物绘图等实验成果用于参加植物科普类竞赛，获得了多个奖项，大大提高了其学习积极性。同时，利用学生采集制作的植物标本建立了植物标本展览，为其后续学习提供了良好的观摩素材。
综上，本文从多层次、多角度对植物学实验课程教学体系改革及实践效果进行了深入分析。改革后的实验课程体系突出强调了学生的主体地位，有效降低了实验管理成本，激发了学生学习的主动性，有助于实现实验综合素质培养的目标。通过亲身参与，学生能够更深入地学习理论知识、掌握实践操作技能，并加深对植物的理解，同时在小组合作中培养其团队合作精神。课堂内外线上线下资源的整合有效打破了植物季节性和区域性限制，户外实践学习为培养学生理论知识与实际生活的有效结合提供了有效途径。未来，将更加关注实习教学内容的丰富与优化，以激发学生的学习兴趣，培养其多维度的自主学习意识，更好地满足学生的实践学习需求。