依托研究项目培养植物分类学人才的研究与实践

作者: 刘柏玲 余一帆 侯元同

[摘 要] 植物分类学是植物学其他学科的基础,它以植物的外部形态与内部解剖学为基础,并与孢粉形态和古生物学相结合,对植物进行鉴定与分类,探讨植物间的系统发育关系。21世纪是生物科学的世纪,植物分类学在生物科学领域具有重要的基础性地位,在植物资源利用与保护等方面具有重要意义,而分类学人才在植物分类学发展过程中起了重要的推动作用。如何培养植物分类学人才是值得探讨的科学问题。依托科学研究项目进行分类学人才培养,从国内分类学人才培养现状、培养分类学人才的重要性、培养路径分析以及依托植物研究项目培养分类学人才取得的成效等方面展开论述,最后提出改进建议,以期为分类学人才培养提供参考。

[关键词] 分类学人才;人才培养模式;研究项目

[基金项目] 2021年度山东省高等教育本科教学改革研究项目“植物学专创融合课程改革的研究与实践”(Z2021295);2023年度山东省草本植物种质资源普查项目“山东省林草种质资源中心草本植物种质资源普查与收集(E包:鲁西南区域)”(鲁财预指〔2021〕1号)

[作者简介] 刘柏玲(1978—),女,江西萍乡人,博士,曲阜师范大学生命科学学院教授,主要从事植物学研究;余一帆(2004—),男,江西萍乡人,曲阜师范大学生命科学学院2022级生物科学(师范)专业本科生,研究方向为植物学;侯元同(1964—),男,山东沂水人,博士,曲阜师范大学生命科学学院教授(通信作者),主要从事植物分类学研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2025)01-0125-04 [收稿日期] 2023-11-16

引言

植物作为自然界生态系统的初级生产者,不仅在维护全球生态平衡、推进我国山水林田湖草沙一体化进程中占据重要地位,而且与人类生产生活密切相关。“植物分类学”是植物学的重要组成部分之一,是生物学科、农业、林业、园艺、植物保护等专业的必修课程。植物分类学人才是指具有科学精神和全球视野、掌握相关学科知识(形态术语、解剖特征、细胞和染色体、生物化学和分子生物学、生物地理学、演化生物学、生态系统等)、掌握多种学科外知识(拉丁文、英语、植物分类学史等)、具备野外工作技能、具备标本馆和实验室工作技能、掌握文献和数据库检索技能,并能够运用所掌握的知识熟练进行植物鉴定和分类等工作的综合型人才[1]。植物分类学人才的培养对于摸清目前我国植物资源的家底状况、保护生物多样性和生态环境具有重要意义。

植物在生态环境的组成中占有基础性地位,党和国家高度重视对生态环境和生物多样性的保护工作,在进行生态文明建设和生物多样性保护的过程中需要大量的植物分类学人才。尽管我国自然科学中植物分类学是最早开始研究的学科之一,但近年来,由于学科发展不平衡、评价机制导向等原因,目前植物分类学人才处于“濒危”状态。马金双[2]分析了当今国内分类学发展存在的问题,如分类学人才短缺、基础志书质量欠佳、后续工作缺乏保证、评价体制不合理、竞争机制难以克服等。分类学涉及的学科知识丰富,分类学人才的培养是个漫长而艰巨的过程。分类学人才培养要求学生有浓厚的兴趣,吃苦耐劳,能熟练掌握各种学科内知识和必需的学科外知识。如何解决分类学人才短缺这一现实问题已迫在眉睫。

目前,高校的生物学、农学、园艺学、林学等专业的本科阶段是分类学人才培养的基础阶段,一般开设“植物形态解剖学”和“植物系统分类学”两门基础课程,并配备相应的实验课,课时安排因不同高校和各专业培养方案而异。各高校分类学教学模式大体相同,通常都是由理论和实验教学、校园植物识别、野外实习等环节组成,但是仅通过这些环节培养经典分类学人才还存在一些问题。首先,“植物分类学”课程课时减少,教师很难将前沿的研究进展与教学内容相结合,导致学生的前沿知识匮乏和创新意识不足。其次,人才培养中的理论与实践脱节问题较突出。目前的教育模式过于注重理论知识,而缺乏足够的实践环节。学生在室外观察、标本制作、鉴定技能等方面缺乏充分的培训,导致在实践中无法运用知识解决实际问题。再次,近年来,我国被子植物分类学经历了较大的变革,而新的分类学教科书却基本未见更新,教材内容相对陈旧会对教学质量产生直接的影响,不能与时俱进[3]。最后,传统植物分类学野外实习时间仓促,实习效果不佳,且学生人数较多,带队教师较少,难以顾及每名学生。在分类学人才培养的各个环节中,如何让真正有兴趣的学生得到更充分的培养,是一个值得研究的课题。通过多年实践,笔者认为植物资源调查研究项目为分类学人才培养提供了良好的锻炼平台,它能综合理论知识与实践应用两个方面,相比于传统的纯理论知识教学具有实践性和应用性强、尊重学生主体、培养学生团队协作能力等优点。本文从引导学生参与科研项目出发,以理论指导实践进行植物分类学人才培养,做到了“知行合一”,取得了较好的效果。

一、培养植物分类学人才的路径

依托植物资源调查研究项目培养植物分类学人才。通过第一年的植物学课程学习,有的学生对植物分类学产生了浓厚的兴趣。他们主动联系教师,积极投入教师的科研项目中,通过跟进项目的实施,他们的综合能力得到了显著提升。科研项目的实践突破了课堂教学的限制,促进了学生思维的发散,使得学生在自主、灵活、启发式的教学模式下充分参与研究项目的每一个过程,创新思维与能力得到了极大的锻炼与提高。本文以曲阜师范大学生命科学学院从事植物分类学研究的教师主持的植物资源调查项目为依托,进行植物分类学人才培养的探索,项目主要有以下几类。

1.湿地植物调查。湿地是珍贵的自然资源,也是重要的生态系统,具有不可替代的综合功能。湿地植物资源调查对于了解湿地植物物种资源、保护湿地生物多样性具有重要意义。近几年,本课题组主持的湿地植物调查项目包括山东太平国家湿地公园生物多样性专题研究、微山湖湿地公园植物标本采集与制作、金乡县金平湖湿地植物多样性调查、曲阜孔子湖湿地植物多样性调查、淮河流域重点洼地植物生态调查与分析检测、海南三亚河等四家湿地公园植物群落调查、河南袁湾水库上下游植物生态调查与分析检测等。学生在跟随教师进行野外湿地植物调查时,参与植物采集、标本制作、植物解剖和鉴定以及总结报告撰写的全过程,调查过程中还会运用地理学、管理学等学科外知识,既能提高学生的专业技能,也能加深他们对植物分类学工作的认识,保持对植物分类学的兴趣及对分类学工作者的敬畏。

2.植物资源调查。植物资源调查主要包括林木种质资源调查和中药资源普查,如山东省林草种质资源中心草本植物种质资源普查与收集(菏泽地区)、邹城市林木种质资源调查、泗水县林木种质资源调查等。林木种质资源调查的目的是摸清某一地区林木种质资源的种类以及其分布情况,调查范围通常较广且工作量大;调查所涉及的林木资源具有明显的遗传多样性,对参与国家基因工程建设以及生态建设具有重要意义,对社会发展也具有一定的影响。每一地市的古树名木都是大自然的文化遗产,不可复制,无法再生,承载着这一地市丰富的政治、历史、人文资源。对当代人来说,进行种质资源调查并做好古树名木的保护工作意义重大而深远,这不仅是在保存一个地域的文明历史,还是培育、提升城市文明的重要体现。

第四次全国中药资源普查开展以来,本课题组主要涉及微山县、曲阜市、邹城市、东营河口区、济南历城区等区域的调查工作。经过8年的调查工作,基本摸清了这些地区的中药资源,为进一步利用和开发这些中药资源奠定了基础。在这些项目的调查过程中,学生更深一步地认识到种质资源的重要意义,意识到植物分类学的实际应用性以及它给社会创造的价值,从而更加明确和坚定自己的学习目标。

3.服务社会项目。服务社会项目包括国家级科研项目(国家自然科学基金、山东省自然科学基金)、标本制作(邹城三仙山生态园植物标本采集制作)、植物资源数据化和网络化(国家标本资源共享平台植物子平台、曲阜师范大学植物标本数字化与共享、国家标本资源共享平台中国大学植物网联盟、曲阜师范大学校园植物网建设)以及一些国际合作项目,这些项目不仅使学生感受到分类学知识的魅力以及它在社会生产实践中的价值,还在提升学生的专业知识运用、沟通能力、写作能力、团队协作能力、创新创业能力等综合素质方面发挥了重要作用。

二、依托研究项目培养植物分类学人才的成效

植物学课堂理论和实验教学以及野外实习在培养学生的植物学专业知识方面发挥了重要的作用,但是仅仅依靠这些教学过程不能满足植物分类人才培养的需求,而依托科研项目引导学生在实践中运用分类学知识能达到事半功倍的效果。近年来,教学团队依托多项研究项目在分类学人才培养的过程中打破传统的理论和实践相割裂的局面,取得了较为显著的效果。本团队带领学生参与项目的全过程,让学生坚定了自己的学习目标,自愿成为植物分类学人才的后备军。

首先,由于研究项目具有明确的任务,在通过理论指导学生项目实践的过程中为学生提供了实践的平台,激发他们学习的积极性和独立性,从而培养他们的学习兴趣。在教师的指导下,学生参与科研项目可以训练其综合素养、丰富学生的专业基础知识、促进学生更好地运用相关科研方法,同时提高了思维、动手和处理问题的能力[4]。另外,曲阜师范大学通过建立校园植物网和菁蕙学社,让喜欢植物的学生拥有了一个可以互相交流的平台,学生互相分享植物学知识,交流有关植物学的学习经验及收获,极大地提高了学习植物学知识的兴趣。

其次,学生能够通过研究项目了解科学研究的实际意义并积累实践经验,植物调查研究项目对他们未来工作和学习发展方向以及职业规划具有指导性作用。笔者对学院两位从事植物研究的教师指导的57名本科生(2015—2019级)的毕业去向进行了统计,数据显示有15名学生继续在植物学领域深造,其中12名学生考入中国科学院植物研究所、1名学生考入北京师范大学、1名学生考入华中师范大学、1名学生考入华东师范大学,超过1/4的学生在本科阶段参与植物研究项目的影响下,选择了在植物分类学领域继续深造。由此可见,植物调查研究项目对学生的职业规划和人生发展道路具有指导性作用。

最后,以研究项目为依托能够培养学生的创新创业能力。以学生参与植物有关的创新创业大赛为例:2019年,张茹等以“青蒙科技有限责任公司”为题在第四届全国大学生生命科学创新创业大赛中获二等奖;赵晓丹等以“遇见彩虹自然教育”项目参加第十届山东省大学生创业计划大赛获一等奖;2020年,高博闻等撰写“草木庄园有限责任公司”项目书参加第五届全国大学生生命科学创新创业大赛获二等奖;2022年,赵佳琪等在全国大学生生命科学竞赛中以“胜日寻芳,乐享自然——生物学专创融合课程研究与实践”为题参加比赛并获得山东赛区二等奖。通过参与各类创新创业比赛,不断鞭策学生加强创新思维和创新能力的培育,要求学生在全面发展的同时兼顾个性发展,遵循教育规律,做到因材施教,培养学生的创新精神,促进其不断成长进步。

结语

全面建设社会主义现代化国家需要教育、科技、人才的全面支撑,国家和民族长远发展需要培养和造就大批德才兼备的高素质人才。植物分类学人才的培养需要多途径展开,本文以科研项目为纽带培养植物分类学人才,学生在进行科研项目研究时,可以从多方面得到指导,涉及具体实验操作、相关数据收集等,可以更深入地融入科研环境中[5]。

为了更好地发挥研究项目在经典植物分类学人才培养中的独特作用、完善分类学人才培养机制,现提出以下几点建议。

1.扩大植物分类学师资队伍。高等院校培养分类学人才受当前师资力量严重不足的制约。随着老一辈分类学专家年龄增大或退休,现在很多高校都没有配备专业的分类学教师,对于人才培养工作造成了影响。

2.加强对经典分类学的资助。例如在2002年,国家自然科学基金委员会生命科学部设立“经典分类倾斜项目”,该方案实行后,仅在孢子植物及种子植物分类领域,相关项目所受的资助明显增加,力度也有所加大,但总体来看,无论是资助强度还是资助率,经典分类学项目占国家自然科学基金的资助比例都远低于其他项目[6]。

3.完善评价机制。由于国内科技评价体系更加重视在高影响因子的刊物中发表的论文,而主要处理分类和命名方面的研究论文因其引用率较低而较难被这些刊物接受发表,因此给研究人员的职位存续、职称晋升、经费获取等方面带来了间接的不利影响[1]。在一些学科中,影响因子是一种非常有效、非常流行的评估指标,但是,它并不适用于基础的生物多样性研究。有些部门对论文的内容视而不见,对学科领域一概不加区分,而SCI收录基础分类学领域的期刊并非完全以学术水平为标准,这就造成了经典分类学“空有才华却无处施展”的尴尬局面。

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