高校“植物学”教材解析及对教材改革的建议

徐 波，张大才

（西南林业大学林学院，云南 昆明 650224）

“植物学”是生物学、林学、农学、园艺学等领域的专业必修课，是本科新生最先接触的基础课程之一[1-2]。“植物学”是后续开展相关学科和专业核心课程学习的必备基础；同时，它在提高学生的专业知识、动手能力，培养科研素养及创新思维等方面具有重要作用。

教材是科学技术发展的成果和结晶，也是一个国家一定历史时期科技水平和教学思想的反映[3]。国内“植物学”教材主要有《植物学》和《植物生物学》两类。其中《植物学》教材历史悠久，分形态解剖、系统类群、分类三大块内容，这类教材版本最多。《植物生物学》是伴随植物科学发展及分支学科兴起产生的，并在“植物学”教材基础上增加植物生理学、植物生态学等相关知识，知识覆盖更广泛、内容更新颖，被认为是更符合时代发展的面向新世纪的植物学教材[4]。

1《植物学》教材的解析

1.1 教材的特点

国内“植物学”教材版本丰富，其中马炜梁主编的《植物学》（第二版）[5]是目前国内传统“植物学”教材的巅峰之作。该系列教材按照经典的“植物学”知识体系介绍了种子植物形态解剖、植物系统、种子植物分类以及植物与环境的关系等内容。最难能可贵的是马炜梁主编的《植物学》（第二版）[5]等书中采用1000 余幅编者原创彩图，直观形象，把微观的、不易理解的、动态的现象连贯起来，展示出形态各异、色彩丰富的植物世界。“植物学”的研究对象是植物，而植物的分布又具有明显的区域特征。马炜梁主编的《植物学》（第二版）[5]教材中选择的代表植物类群多为华东及华南地区植物。

1.2 存在的问题

植物学教学类教改文章非常多，但是针对“植物学”教材的相关教改文章非常少见。实际上，目前国内“植物学”教材的问题比较突出：①教材内容仍以形态解剖、系统类群、分类三大部分组成，基本框架几十年不变，各部分有机联系少，缺少贯通始终的主线；②内容较陈旧，不能反映本学科的新进展、新动态，部分知识点与中学教材存在低水平重复；③很少吸取植物生理学、分子生物学等学科的新进展，进而更新、改革“植物学”的有关内容；④植物分类系统老旧，多采用恩格勒系统、哈钦松系统或克朗奎斯特系统，被子植物没有采用APG 系统；⑤与人类社会所面临的实际问题联系较少；⑥实验课内容老旧，缺乏更新，不利于培养学生创新能力；⑦教材选择的植物具有局限性，难以顾及各地高校教学，不利于各区域高校植物学教学与实践。

2《植物生物学》教材的解析

2.1 教材的特点

国内植物学者先后出版了影响深远的《植物生物学》教材，包括2016 年北京师范大学周云龙和刘全儒编著的《植物生物学》（第4 版）[3]及2017 年中国农业大学和北京林业大学杨世杰等编著的《植物生物学》（第3 版）[6]等。这些教材反映了目前“植物学”的发展趋势和“植物学”人才培养的需要，对推动我国“植物学”课程改革和教学质量的提高起到积极作用。这些教材有以下特点：①是普通高等教育本科国家级规划教材，列入教育部相应的出版计划，并得到相应项目支持；②教材编写体系既“新”又“广”。紧跟植物科学发展潮流，尽可能将基础知识与学科发展前沿、发展动态相结合，能够较全面反映“植物学”各分支学科最新进展；③力图用现代的观点重新审视、选择、充实和组织传统的“植物学”教学内容，综合植物科学各分支学科的成果，系统地介绍了“植物学”的全貌，将细胞、结构、生理、遗传、分类、系统演化以及植物与环境的相互关系等基础知识有机融合；以上特点共同决定《植物生物学》教材另一特点——有活力。例如周云龙主编的《植物生物学》[3]，自1999 年作为普通高等教育“九五”国家级重点教材出版以来，经10 多年持续建设，先后修订4 版，分别被列入“面向21 世纪课程教材”“十五”“十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。该教材影响深远，被多所高等学校采用，受到许多高校师生的好评与支持；也被中国科学院及国内知名大学相关专业列为研究生入学考试参考书，在生物学相关专业人才培养和课程建设中发挥重要作用。杨世杰主编《植物生物学》[6]，先后修订3 版，最突出的部分是系统分类学，蕨类植物和裸子植物采用最新的分类系统。

2.2 存在的问题

尽管《植物生物学》教材具有紧跟学科发展前沿、兼顾分支学科、编写体系新颖、适用性广等优点，但在实际教学工作中仍存在一定局限性和挑战：①广泛的教材内容要求设置更多的课程学时，完成形态解剖、系统分类、植物生理、植物生态等内容的学习，这与培养计划和教学大纲相悖；②内容广而不够深入，不能满足教学实践需求；③对教师专业能力要求更高；④教材核心内容被子植物部分仍然没有采用最新的APG 系统。

3 对高校“植物学”教材建设和改革的建议

现代生物学的发展日新月异，新的概念、新的理论和知识不断产生。近几年，植物生物学各分支学科都取得一定的进展。尤其是植物系统学，借助分子生物学手段，发展迅速，取得一系列重大研究成果，科学地揭示植物的系统发育关系及进化趋势，解决一系列系统演化难题，为理解和揭示自然界植物起源与演化提供有力的证据。这些成果在国际植物学研究、教材、专著等方面得到广泛承认和应用，而这部分内容在国内现有教材中却反映不多。知识点陈旧落后，跟不上科学研究的最新进展，造成学生所掌握的知识和理论严重滞后，甚至存在错误的可能；与毕业后所从事的工作或研究之间仍有相当距离，无法满足社会实际需求。不利于培养具创新思维及适应时代发展需要的人才。教材编写需要广博的“植物学”知识，要长期积累，相比科研论文更严谨，受众更广，某种意义上更具权威性，这导致教材编写难度大、周期长。在编写过程中，结合以上现有教材的问题以及高效植物学教材建设的实际情况，特提出以下几点建议：

（1）摈弃“二界系统”，选择“三域系统”，甚至“二域系统”[7-9]。国际上对整个生物界的认识有了重大的变化。借助分子生物学和基因组学，科学家能够更准确地对地球上生命的起源演化做出更科学的系统分类。以往普遍接受的二界系统严格来说已经是错误的知识，“植物学”的范畴已发生颠覆性的变化，细菌、黏菌、真菌等已不再归于植物；西方教材已将其分开，而国内“植物学”教学，还要丛藻类、细菌、真菌逐一讲述。

（2）在植物分类板块的教学中，应引入APG 概念。被子植物种系发生学组（APG，Angiosperm Phylogeny Group）合作建立了关于被子植物分类学的共识，反映出通过系统发生学研究发现的植物之间亲缘关系的新知识。截至2016 年，该组织发表了四个版本的分类学系统：1998 年《被子植物APG 分类法》、2003 年《被子植物APGII 分类法》（修订版）、2009 年《被子植物APGIII 分类法》和2016 年《被子植物APGIV 分类法》。APG 系统的发表验证了被子植物分类系统的可重复性和可预言性；解决了一些依据形态学性状未能确定的类群的系统位置；证明了被子植物传统一级分类（子叶）的不自然性，打破传统的单子叶植物纲和双子叶植物纲；确定被子植物基部类群：无油樟科Amborellaceae、独蕊 草 科 Hydatellaceae、 莼 菜 科 Cabombaceae、 睡 莲 科Nymphaeaceae 等；证实了三沟花粉在被子植物高级分类单元划分中的重要性；发现雄蕊的向心发育和离心发育在多雄蕊类群中是多次发生的；支持基于形态学（广义）性状划分的大多数科是自然的；并将一些长期作为自然的科进行合理重组，如百合科、玄参科等[10-11]。基于APG 系统的理念，豆科（6 个亚科）[12]、蔷薇科（3 个亚科）[13]及禾本科（12 个亚科）[14]等科下系统已经发生变化，如仍按照植物志、教材讲述，显然是不合理的。

（3）教材建设紧密结合地域、区域特色。中国西南地区作为“植物王国”，植物多样性丰富，区系类型多样，为了反映区域特色，拉近教学和实践的距离，该区域高校植物学教材应结合西南地区植物区系编写。

（4）全彩色印刷。植物学研究的主体是植物，自然界中丰富多样的植物是以不同形态结构和色彩展现的。彩色印刷教材能更加科学、客观、直观地将植物宏观及微观特征展现在学生面前，有利于激发学生的学习兴趣，便于学生理解和掌握植物复杂多样的形态学特征，进而提高教学质量。

致谢：

本文写作过程中得到王重力老师、马金双老师、刘冰、杜诚、蒋凯文等人热心帮助，在此致谢。