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王 辉 易 华 姜在民
(西北农林科技大学生命科学学院，陕西杨凌 712100)
在生物学领域，植物学是发展历史较为悠久的一门经典的基础学科，是综合性高等院校以及高等师范院校和高等农林院校的生物类专业、植物生产类专业(包括农学、植保、园艺、园林和草业等)的重要基础课程之一。由于植物学课程具有重要性、基础性和经典性的特征，所以20世纪以来国内外不断有植物学教材问世，其中有重要影响的包括1982年出版的美国克朗奎斯特教授主编的《Basic Botany》[1]以及1984年出版的我国李扬汉教授主编的《植物学》[2]。戴伟民和石志华[3]都曾对这2部教材的编排进行了介绍和比较。
近40年来，植物学领域的研究进展日新月异，植物学教材在国内外也不断推陈出新。为此，笔者选取2007年以来出版的7部国内优秀教材(包括3部普通高等教育“十一五”国家级规划教材和4部“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材)[4-10]和5部国外知名度较高的教材[11-15]进行了比较分析(详见表1)，以期对我国高校植物学的课程建设和教材修订提供参考。
表1 中外12部植物学教材基本情况的比较
(一)内容和编排
1.国内
目前我国的植物学教材主要分为两大体系，即植物学体系和植物生物学体系。从总体上看，我国高校采用植物生物学体系的教材相对较少，多数教材依然采用的是植物学体系。
历史较为悠久的植物学体系的教材，其内容主要包括“植物形态结构与功能”和“植物类群”。在我国的4部《植物学》教材[4-6，9]中，这2部分篇幅的总占比都超过87%。此外，该体系的植物学教材中还会有适量的“植物起源与系统发育”“植物生态”等内容。其中，在“植物类群”部分，高等农林院校的教材与综合性高等院校和高等师范院校的侧重点有所不同。前者在被子植物分类部分的篇幅占比要大于植物其他基本类群部分，这与高等农林院校相关专业对被子植物识别能力的要求更高有关。
随着植物学领域科学研究的高速发展，我国高校开始意识到植物学体系很难反映当代植物科学的进展。于是，从20世纪90年代末开始，一些高校的植物学教材开始采用植物生物学体系[16-17]。从内容上看，作为后起之秀的《植物生物学》教材[7-8，10]主要增加了“植物生理”相关内容(篇幅占比为8.4%～21.5%)。与植物学体系相比，植物生物学体系更深刻的内在变化在于体现了植物形态结构及其功能和发育原理的系统性和完整性，特别是更强调植物体形成其结构并实现其功能的内在调控机制，这有利于学生完整、准确地了解植物的整体性和生命本质规律[18]。目前国内采用植物生物学体系的教材相对较少，多数教材依然保留了植物学体系。
2.国外
实际上，目前国外的通识型植物学教材基本都是植物生物学体系，这种从植物学体系向植物生物学体系的转变在20世纪90年代就已基本完成[19]。国外该类教材的主要内容与我国的《植物生物学》教材基本一致，主要包括“植物形态结构与功能”“植物生理”“遗传与进化”“植物类群”“植物生态”等5部分，其中“植物形态结构与功能”和“植物类群”依然是篇幅占比(总占比为51.6%～66.1%)最高的2部分内容。
3.国内外比较
国内外植物学教材在内容和编排上的不同主要体现在以下3个方面。
第一，国外教材均有一定的篇幅用于介绍“遗传与进化原理”(篇幅占比为7.6%～19.2%)，主要内容是微进化，即种下居群水平基因频率的变化；
而国内教材主要对“植物的起源”和“植物的系统发育(宏进化)”有涉及(篇幅占比分别为3.1%～5.5%、11%，杨继[7])，对“遗传和微进化原理”(篇幅占比仅分别为0%～2.5%、8.5%，杨继[7])很少涉及。
第二，国外教材都将“遗传与进化”部分放在“植物类群”前面，遵循的逻辑是从微观到宏观、从进化原理再到进化产物——各种形形色色的植物；
而国内教材通常先介绍各个植物类群，然后回顾总结植物的起源和演化历程。
第三，国外教材对植物类群中“被子植物分类”的内容均有大幅压缩，把介绍的重点放在“被子植物主要分支的系统发育关系”(均依据APG系统从低等到高等介绍主要分支的特征，有略有详，如Mauseth[15]的教材较为详细)、“花部性状的演化趋势”以及“动植物协同演化(主要是传粉者)”等内容上，强调被子植物多样性产生的原因和演化规律；
而国内教材中介绍常见科的主要特征和代表植物的传统编写方式在国外教材中已很少见，仅在Berg[11]的教材中可以见到12个与人类生活密切相关的科的内容。
(二)插图和图版
笔者选取在国内外教材中均占重要篇幅的“植物形态结构与功能”“植物类群”2部分的插图和图版进行了比较分析。这2部分的图片大致可分为4种，即墨线图、模式图(artwork)、光镜/电镜显微照片、实物照片。国内教材多为黑白印刷，插图以墨线图为主，辅以其他3种类型的图片。由于黑白印刷质量有限，光镜/电镜显微照片、实物照片呈现的效果差强人意。为此，有些教材(如姜在民和贺学礼[4]、周云龙和刘全儒[10]编写的教材)附以若干彩页图版，在一定程度上弥补了上述不足。而国外教材多为彩色印刷，墨线图已经较少出现，其他3种类型的图片占主导。在国外教材中，模式图的绘图水平大都很高，图片精致优美。如Evert与Eichhorn[13]合编的教材聘请了专门的绘图师(Rhonda Nass)，其参与了该教材若干版的修订。
此外，随着电子显微镜技术的飞速发展，国外教材中的电镜显微照片越来越多。例如，Bidlack与Jansky[12]合编的教材、Evert与Eichhorn[13]合编的教材在电镜显微照片的使用上表现优异，已出现叶表皮毛、成熟花粉粒的外部形态等彩色电镜显微照片，其他图片的清晰度和直观性也都大大提高。近年来，国内教材在彩色出版方面已有突破，尤以马炜梁[5]编写的教材和杨世杰等[8]编写的教材更具代表性。马炜梁[5]编写的教材在“植物类群”部分使用了大量精美的植物解剖实物照片；
杨世杰等[8]编写的教材在“植物形态结构与功能”部分使用了许多质量上乘的电镜显微照片，在“植物类群”部分使用了大量精美的植物解剖实物照片并附有花图式。这些图片绝大部分系作者原创，在国外教材中很少见到，体现了我国植物学教材建设的新高度。
(三)教法相关和资源拓展
1.与教法相关的编排
在与教法相关的编排方面，国内外教材有一定的相似性。通常，每章章首都编排了内容提要和学习目标，每章结尾都编排了小结以及复习题、思考题或讨论题。有的教材还列举了重要名词和拓展阅读的文献书籍等。另外，国外教材在章节正文中都插入了一些窗口(boxes)，用以补充阅读材料和拓展视野。国内教材也有类似的尝试，如周云龙与刘全儒[10]合编的教材就邀请国内相关专家撰写了几十个知识窗口，反映了植物科学不同领域的研究成果或进展，涉及的内容新且有特色。
在与教法相关的编排方面，国内外教材的不同之处主要表现在以下2个方面。一方面，国外教材每章的起始页都会有与本章内容相关的植物照片(opener images)和相关的文字介绍，用于引发学生的好奇心。这些图片通常很精美，文字也很有趣，极大地增强了教材的趣味性和可读性。以Berg[11]的教材为例，在第3章“植物细胞”中，以伞藻属(Acetabularia)藻类实物的照片起始，并配以文字引入伞藻经典实验(研究细胞功能的重要模式生物)；
在第9章“花、果实与种子”，以北美入侵植物豚草属(Ambrosia)植物实物的照片起始，并配以文字引入豚草花粉引起人们过敏反应的内容，进而再到虫媒和风媒植物花粉的不同特性等内容。而国内有些教材虽然有起始图片，但没有相关的文字介绍。另一方面，在教材的最后，国外教材都有附录、词汇表和索引；
而国内教材通常只有索引，有的教材会有词汇表(如杨继[7]、叶创兴等[9]的教材)，但都很少有附录。国外教材的附录多种多样，基本的附录有度量单位换算表、地质年代表、生物主要门类简介等；
较有特色的附录有Bidlack & Jansky[12]教材中的“居家和花园园艺种植基本知识”，Mauseth[15]教材中的“植物学专业名词发音指导”等。这些附录具有一定的实用性和趣味性。
2.与资源拓展相关的编排
在与资源拓展相关的编排方面，目前国内外教材都具有的显著特点是以线上电子资源配合纸质教材的出版，如国内高等教育出版社的“数字课程”、国外McGraw-Hill Education的“McGraw-Hill Connect®”(配合Bidlack & Jansky[12]教材)等，这已成为世界范围内教材发行的主流趋势。同时，国内外都已将纸质教材中与教法相关的编排放入了线上电子资源。例如：国内将知识导图、每章小结、拓展阅读等以及教学视频、教学课件、植物照片库、自测题等作为线上电子资源，供学生学习时参考使用。其中较有特色的有叶创兴等[9]、周云龙和刘全儒[10]的教材，在数字课程里都有“植物命名拉丁语”相关教程。同样，国外教材配套的线上电子资源在提供给学生的学习资料中也有与教法相关的编排。
国内外教材在资源拓展相关编排方面的不同之处在于：国外教材配套的线上电子资源中还有提供给教师使用的参考资料，如教师手册(instructor’s manual)、题库(test bank)、思考题参考答案、可供下载的教学课件、纸质教材中所有插图的电子版(PowerPoint格式或其他图片格式)等。这些线上电子参考资料，如可用于课件制作的电子版高清插图(附带版权水印)，为教师使用纸质教材提供了巨大便利。而这些在国内教材及配套的线上电子资源中则较少出现。
(一)增加科学方法的内容，重视科学思维的培养
植物学是自然科学，无论是教材编写还是课堂教学，都应该体现其作为科学的本质。实际上，国外的植物学教材在“绪论”里几乎都有植物学的科学性(botany as a science)或科学方法(scientific method)的篇幅，会介绍植物学科学研究的一般过程，即“确定问题—提出假设(hypothesis)—做实验—分析结果—得出推论”。这在国内教材中却很少见。国内教材由植物学体系转为植物生物学体系后，教材的主干内容其实已经更能体现植物学作为科学的本质了。但是，由于“植物形态结构与功能”“植物类群”两大内容在国内教材中依然占主导，再加上多数高校的课程教学依然采用植物学体系，所以容易给学生留下“植物学是一门需要死记硬背的描述性课程”的印象。这就要求教师在教材编写和课程教学中应突出科学方法和科学思维。笔者认为有以下3个可以努力的方向。
第一，要突出“观察”和“描述”的重要性。实际上，植物学中的“植物形态结构与功能”“植物类群”两大主导内容都是以“观察”和“描述”为基础的，而“观察”和“描述”正是科学实践的重要方面。正如Berg[11]的教材中所提到的“observation and description are crucial aspects of the scientific process”。因此，教师在教材编写中或许可以适当增加显微成像技术(国外教材在“植物细胞”章节中多有体现，但国内教材仅杨世杰等[8]的教材有所提及)、植物染色切片技术的介绍，让学生了解知识的来源；
在课程教学中可以先引导学生观察显微照片或实物照片，然后再给出模式图并归纳总结植物形态特征，从而还原科学研究中的归纳推理过程(inductive reasoning)。
第二，在体现科学方法的教材内容或课程内容的教学中，要注重强调科学方法。例如，根冠中央区细胞的功能、花器官发育的ABC模型等内容都非常适合结合科学实验开展教学。
第三，教材中的“植物类群”部分及其教学要突出“进化”的思想。例如，前文所提到的国内教材较少涉及的“微进化”内容，其实对学生正确建立物种概念很重要。如“植物分类学中的模式法vs居群观”，Mauseth[15]的教材中就有“Species are populations，not types”相关内容。
另外，以APG系统为代表的分子系统学方法，在当代植物分类和系统学领域越来越受到重视，在植物学教材和教学中也应予以充分体现。
(二)提高图片质量，促进电子资源建设和共享
植物学的“植物形态结构与功能”和“植物类群”两大主导内容都是以专业术语描述植物，非常符合“百闻不如一见”的认知规律[18]。受时节、地域和实验实习条件的限制，植物学教学中的实物观察不是很方便，所以高质量的图片在教学中的重要性不言而喻。但是，目前国内教材多为黑白印刷，墨线图为主的插图编排不能完全满足实际教学需要；
同时，国内的一些优秀教材即便采用了彩色印刷，但使用的插图并未实现电子资源的共享。因此，一方面，建议高校植物学任课教师可以根据教学需求自己拍摄高质量的照片，积极建设校本教材。例如西北农林科技大学植物学课程组自编的《植物学实验》[20]和《秦岭火地塘植物图鉴》[21]等，不仅采用了高质量的彩色印刷，而且使用的图片都具有自主知识产权，既丰富了植物学教材的素材，也受到植物爱好者的欢迎。另一方面，建议重视并推动植物学教材中图片素材的电子资源共享。例如：周云龙和刘全儒[10]的教材在配套的数字课程里提供了可免费获取的教学课件，以供教师参考。这一做法有借鉴意义。
另外，出版电子书、多媒体课件、电子教案等以便于付费购买，也是促进植物学教材电子资源建设和共享的较好方案。目前，国外出版的教材，除了纸质版之外，大都配有电子书版本(eBook)。对国内教材而言，如果无法出版彩色印刷的纸质教材，那么在配套的数字课程里开放相应电子书的在线阅览功能则是很好的弥补措施。例如：近年来，因新型冠状病毒肺炎疫情的影响，国内高校普遍开展了在线教学。在此背景下，北京师范大学动物学的数字课程云平台实现了配套教材的在线阅览功能，极大地助力了在线教学[22]。同时，国内在多媒体课件、电子教案的出版方面也有积极尝试，如高等教育出版社出版的由胡适宜教授和申家恒教授主编的《被子植物有性生殖图说——形态与结构》[23]，收录高质量显微图片195张，是非常优秀的教学参考资料。
(三)注重更新知识，充实拓展阅读的资料
科学技术永远都在发展，特别是当代的科技发展更是突飞猛进。这就要求高校的教材需要随着科学技术和教育教学思想的发展而不断地进行修订，以保持其科学性和先进性。以笔者在比较研究中选取的12部国内外高校植物学教材为例，在再版超过2次的教材中，国外教材的平均更新频率为5年，国内教材的平均更新频率为7.3年，略慢于国外。但是，近年来国内高校在及时更新教材知识方面一直在努力前行。例如，北京师范大学周云龙教授和刘全儒教授主编的《植物生物学》教材保持着5～7年进行一次修订的频率，至今修订版本已到第4版[10]。这为国内高校的教材建设提供了可借鉴的经验。
另外，为学生提供较新的拓展阅读目录(文献、书籍等)以及相关的网页链接，有利于开拓学生眼界。在国外教材如Evert & Eichhorn[13]的教材等提供的分章拓展阅读目录中，大多都是教材再版周期内(2008—2010年)在高水平期刊上发表的重要综述文献或相关书籍。这无论是对学生还是对教师都是重要的学习参考资料。国内教材，如马炜梁[5]的教材在其配套的数字课程里，也会提供分章拓展阅读目录，但多以中文期刊发表的重要中文综述或相关书籍为主，并附有小段点评，而在教材再版周期内(2009—2015年)发表的文章或书籍则较少。因此，建议国内高校教师在教学和科研中注重多收集相关资料，如新近发表的综述文章(包括中文和英文文章)、优秀书籍以及相关的网页链接等，并及时将其放在教材里或在线教学平台上；
同时在教学中适当更新演示文稿，从而使学生认识到植物学并不是一门静态学科、其新的科学研究进展充满生机。
综上所述，近年来我国高校的植物学教材建设已经取得了长足进步，出版了一些质量上乘、具有自主知识产权的精品教材。但是，通过与国外同类教材的比较，也发现了一些不足之处，尤其是在科学思维融入、电子资源建设、知识拓展更新方面还有提升的空间。为此，希望国内同人携手共同努力，出版更多更加优秀的植物学教材，促进我国高校植物学教学水平的不断提高。
资助项目：西北农林科技大学2019年校级规划教材建设重点项目——《植物学》，项目编号：办发[2019]9号。
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