现代信息手段在我校药用植物学教学中的应用

(四川理工学院 化学工程学院，四川自贡 643000)

药用植物学是我校制药工程专业的一门专业基础选修课，共32学时，全部为理论课。由于缺少实践环节，学生无法在实验中观察植物的细胞、组织结构，对各类种药用植物的结构特征缺少直接的感官认识。为弥补上述不足，我校在教学实践中引入微课、微视频作业、网络和公众平台等电子信息手段，有效地改善了药用植物学的教学质量，教学结果满足天然药物化学、生药学对本课程的先修要求，达到了人才课程培养目标的要求。

1 用“微课”增加理论课教学的直观性

药用植物学的主要学习内容，如药用植物的细胞、组织和器官的形态、分类、特点，以及药用植物的分类、各类药用植物的特征，决定了本门课程的教学对直观教学方法的依赖度较高。目前常用的直观教学方法是教师利用多媒体课件播放图片，以及学生在实践教学中用光学显微镜观察细胞、组织结构和直接观察植物器官、整体植株。由于欠缺实践教学环节，上述本应在实验和实习环节完成的直观教学被38段“微课”替代，每段微课时长在2～5min不等，用于在课前发给学生预习，课中讲解和课后帮助学生复习、指导学生完成作业。

所有微课共分为两类场景，第一类是在实验室摄制，教师重点介绍显微镜镜头下视野反映的植物细胞、组织特征或演示理化鉴别过程及实验现象；第二类是在植物生长地点(校园、自贡市盐都植物园)和超市(水果区、蔬菜区和干果区)拍摄，教师重点介绍药用植物的生长环境、形态特点。微课包含的内容主要有以下几个方面。

1.1 植物细胞后含物

细胞后含物的特征是中药材鉴定的依据之一[1]，在显微镜下辨识各种后含物是进行生药显微鉴别必须具备的技能。因此，在教学中需要以微课的形式着重演示各种细胞后含物在显微镜下的形态特点和理化鉴别方法。这部分内容的微课有以下6段：

(1)淀粉粒的形态、类型：以半夏、天花粉、贝母为例，演示显微镜下不同植物的淀粉粒在形态、类型、大小等方面具有各自的特征，以及单粒淀粉粒、复粒淀粉粒和半复粒淀粉粒在层纹和脐点上的不同。

(2)菊糖：以桔梗根为例，演示切片制作方法、菊糖形状和理化鉴别。

(3)蛋白质：以马铃薯块茎、蓖麻胚乳细胞为例，用显微鉴别和理化鉴别方法演示同一细胞中蛋白质的不同形态、与淀粉粒的区别。

(4)脂肪和油:以橘皮切片为例，演示显微镜下油室和理化反应。

(5)草酸钙结晶：分别以半夏、大黄、甘草、牛膝、日本鸢尾等为例演示显微镜下草酸钙的针晶、簇晶、方晶、砂晶、柱晶。

(6)碳酸钙结晶：以小叶榕叶切片为例演示钟乳体及其理化反应。

1.2 植物的组织

掌握各种植物组织和维管束的结构特征既是学习植物器官特征的基础，也是生药显微鉴别的基础。在微课中需将直接观察植物器官的切面与演示显微镜下观察视野相结合，以后者为主。这部分内容的微课有以下7段：

(1)分生组织：分别以柳枝和蒜叶为例演示顶端分生组织、侧生分生组织与居间分生组织的分布和特点。

(2)薄壁组织：以萝卜的根和莲的叶柄为例演示五种薄壁组织的分布和特点。

(3)保护组织：以薄荷叶切片为例演示的显微镜下的气孔、腺毛、非腺毛、腺鳞；以黄柏为例演示周皮的构造。

(4)保护组织：分别以薄荷茎、黄柏切片及黄连粉末装片为例演示显微镜下的厚角组织和厚壁组织。

(5)输导组织：以南瓜茎纵切片为例演示显微镜下的筛管构造；以大黄粉末装片为例演示显微镜下的导管构造。

(6)分泌组织：以天竺葵叶、油菜花、橘皮、当归根、松树茎、小叶榕茎切片为例演示腺毛、蜜腺、分泌细胞、分泌腔、分泌道、乳汁管等分泌组织在显微镜下的构造和特点。

(7)维管束：分别以马兜铃茎、毛茛根、粗茎鳞毛蕨根茎、菖蒲根茎、毛茛根为例，演示外韧型、双韧型、周韧型、周木型和辐射型维管束的构造。

1.3 植物的器官

植物器官的形态、类型是植物分类的依据，是生药性状鉴别的基础[2]。在微课中需将直接观察植物器官的形态与演示显微镜下视野相结合，以前者为主。这部分内容的微课有以下7段：

(1)根：以为蒲公英例演示双子叶植物根的初生构造、次生构造；以麦冬为例演示单子叶植物根的构造；以商陆、牛膝、何首乌、黄芩为例演示根的异常构造。

(2)茎：分别以以椴树茎、南瓜茎、黄连根状茎为例演示双子叶植物木质茎、草质茎、根状茎的初生构造、次生构造；以海风藤、鸡血藤、甘松为例演示双子叶植物茎的异常构造；分别以玉米茎、姜为例演示单子叶植物茎和根茎的构造。

(3)叶：以薄荷叶、番泻叶、淡竹叶为例演示双子叶植物异面叶、等面叶和单子叶植物叶的组织构造。

(4)花(第一部分)：二强雄蕊、四强雄蕊、单体雄蕊、二体雄蕊、多体雄蕊、聚药雄蕊等不同雄蕊类型。

(5)花(第二部分)：子房上位下位花、子房上位周位花与子房半下位周位花、子房下位上位花。

(6)花(第三部分)：边缘胎座、侧膜胎座、中轴胎座、特立中央胎座、基生胎座、顶生胎座、全面胎座。

(7)种子：分别以蚕豆和玉米为例演示双子叶植物和单子叶植物种子的构造。

1.4 植物的分类

植物所含化学成分与其所属植物类群及其演化历史具有密切联系，因此掌握植物的分类有助于在天然药物化学的学习过程中理解亲缘关系较近的植物具有同类化学成分，以及为何在同属或同科植物中寻找能够扩大药源的植物[3]。在微课中，以校园、盐都植物园内下列药用植物为例进行演示。这部分内容的微课有以下18段：

分别以灵芝、地钱、肾蕨、银杏为例演示真菌、苔藓、蕨类、裸子植物的结构特点、生长环境、生活史； 分别以桑(桑科)、红蓼(蓼科)、铁线莲(毛茛科)、皱皮木瓜(蔷薇科)、黄槐决明(豆科)、香菜(伞形科)、紫苏(唇形科)、木本曼陀罗(茄科)、半边莲(桔梗科)、野菊花(菊科)、海芋(天南星科)、麦冬(百合科)、日本鸢尾(鸢尾科)、白及(兰科)为例演示上述药用植物及其生长环境、所在科的形态特征。

2 利用微视频作业促进学生观察和思考

药用植物学的学习需要理论与实践紧密结合。学生模仿教师在的微课在校园内的绿化区、观景山和盐都植物园内寻找、辨识植物的植株，或在超市的蔬果区、干果区寻找和辨识植物的根、茎、叶、果实、种子，有助于学生将理论知识应用于实践，更好地体会植物特征的细节之处。教师将学生分为若干个小组，每组3～5人，学生按教师布置的作业寻找特定植物，并将植物的特征及对其的解说拍摄下来作为课后作业。不到10分钟的短视频作业，要求小组成员都参与讲解，教师按小组表现对作业评分。微视频作业在保证学生扎实掌握知识点的同时，还督促了学生合作完成作业，又锻炼了学生的表达能力。微视频作业共有以下6次：

(1)根：拍摄直根系、须根系及贮藏根、支持根、气生根、攀援根、水生根、寄生根，思考根的种类与植物生长环境之间的关系。

(2)茎：每个作业小组拍摄茎的外部形态、芽的类型、茎的分类、地上茎的变态、地下茎的变态等5个小题中的1个小题，思考上述分类的依据和对应的茎的作用。

(3)叶：每个作业小组拍摄叶片的基本性状、叶端性状、叶基性状、叶缘形状、叶脉和脉序，叶片的质地和叶片的表面性质、复叶的类型和叶序、异形叶性和叶的变态等8个小题中的1个小题，思考植物的生长环境、进化过程与上述各方面不同类型的关系。

(4)花：每个作业小组拍摄花冠类型、花的类型、无限花序类型、有限花序类型等4个小题中的1个小题，思考上述不同类型与植物进化过程之间的关系、花的各部分与茎的结构之间的关系。

(5)果实：每个作业小组拍摄肉质果、干果、聚合果和聚花果等3个小题中的1个小题，思考果实结构与花的各部分对应关系，尤其是胎座与子房的相对位置、雌蕊数对果实发育的影响。

(6)分类：每个作业小组拍摄一个植物，讲解该植物的特征、主要化学成分及其所在科、属的主要特征，讨论该种植物所含主要化学成分与其所在科、属的其他一些植物所含的已知主要化学成分有哪些异同。

3 利用网络和公众平台实现师生微课和微视频作业的教学互动

电子信息手段在药用植物学教学中的应用是师生之间的“教”和“学”的互动，运用网络技术和广泛普及的公众平台，开课时即以每个教学班为单位建立QQ群，教师和所有学生加入群，使师生的教学互动非常便利、高效。这个过程主要包括以下5个步骤：

(1)教师在课前一周将微课上传至群文件中，并布置相应的微视频作业。

(2)学生提前结合教材和微课预习下周将学习的内容，了解作业范围。

(3)理论课程教学过程中，师生以互相提问的方式就微课内容进行讨论；教师对讨论中发现的问题进一步阐述、总结，并将作业分配至各个作业小组。

(4)课后，学生按要求完成微视频作业，并上传至QQ群。

(5)教师对每个上传的作业进行点评，各作业小组同学互相学习，并在QQ群内探讨视频中的知识点。

4 结语

药用植物学的教学通过充分利用电子信息手段，保证了教学效果达到专业培养方案的要求。在后期课程的生药学实践教学中，学生在进行生药鉴别实验时能够在性状鉴别、显微鉴别项目中准确识别各种细胞后含物和组织，表现出对药用植物学知识的掌握比较扎实，从而验证了微课、微视频作业在网络平台的教学互动是培养学生药用植物学实践能力的有效措施。