“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)改革與探索

羅芳麗

（北京林業(yè)大學(xué)自然保護(hù)區(qū)學(xué)院，北京 100083）

植物生態(tài)學(xué)是研究植物與環(huán)境之間、植物與植物之間的相互關(guān)系的一門(mén)科學(xué)［1］。自工業(yè)革命以來(lái)，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)和人口都在迅猛增長(zhǎng)，人類(lèi)在追求物質(zhì)文明發(fā)展的同時(shí)，也帶來(lái)了一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，特別是全球氣候變暖、臭氧層破壞、酸雨、水資源狀況惡化、土壤資源退化、全球森林危機(jī)、生物多樣性減少與有害污染物質(zhì)等問(wèn)題，正威脅著人類(lèi)的生存和發(fā)展［2］。面對(duì)這些問(wèn)題，植物生態(tài)學(xué)的研究、教學(xué)和知識(shí)普及越來(lái)越受到人們的重視［3］。以植物生態(tài)學(xué)為基礎(chǔ)的植物種群生態(tài)調(diào)控、植物資源可持續(xù)發(fā)展和合理利用等理論和方法，在農(nóng)、林、牧、漁、環(huán)保、資源管理等各個(gè)方面已被廣泛應(yīng)用。

植物生態(tài)學(xué)是一門(mén)理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)的學(xué)科。該學(xué)科培養(yǎng)出的本科人才不僅要掌握基本理論，還必須具備一定的科學(xué)研究能力和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)思維去分析和解決可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中的生態(tài)問(wèn)題。傳統(tǒng)的“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)方法通常是以理論教學(xué)為主，缺乏與實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、提高教學(xué)質(zhì)量是擺在教學(xué)一線教師面前急需思考和解決的問(wèn)題。本文以北京林業(yè)大學(xué)開(kāi)設(shè)的“植物生態(tài)學(xué)”課程為研究對(duì)象，總結(jié)了筆者在“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)活動(dòng)中的一些改革和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以系統(tǒng)性、實(shí)用性為指導(dǎo)，以深化教學(xué)改革為主線，以培養(yǎng)和提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和考核形式4方面進(jìn)行了一系列的改革。

一、優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

（一）教學(xué)內(nèi)容脈絡(luò)清晰

為取得較好的教學(xué)效果，筆者在“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容編排上力求做到脈絡(luò)清晰、主干分明，讓學(xué)生一目了然、容易掌握。在參考國(guó)內(nèi)外最新教材《森林生態(tài)學(xué)》《The Ecology of Plants》等內(nèi)容編排的基礎(chǔ)上，筆者結(jié)合北京林業(yè)大學(xué)自然保護(hù)區(qū)學(xué)院的專(zhuān)業(yè)設(shè)置特點(diǎn)，以生態(tài)結(jié)構(gòu)層次為主線，按照植物分子生態(tài)學(xué)、生物與環(huán)境學(xué)、個(gè)體生態(tài)學(xué)、種群生態(tài)學(xué)、群落生態(tài)學(xué)、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)和全球生態(tài)學(xué)的順序組織教學(xué)。這種順序安排與傳統(tǒng)的從生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)到個(gè)體生態(tài)學(xué)的編寫(xiě)順序相比，符合由點(diǎn)到面、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的思維習(xí)慣，更易于被學(xué)生理解和掌握。

與傳統(tǒng)的“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容相比，這種編排在講授內(nèi)容上著重增加了植物分子生態(tài)學(xué)的章節(jié)，因?yàn)橹参锓肿由鷳B(tài)學(xué)在揭示物種瀕危的內(nèi)在機(jī)制、維持生物多樣性和制定合理的保護(hù)措施等方面具有重要的理論和實(shí)踐意義［4］。對(duì)于自然保護(hù)區(qū)學(xué)院野生動(dòng)植物保護(hù)與管理專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而言，這部分內(nèi)容不僅給學(xué)生講授了植物生態(tài)學(xué)的最新研究熱點(diǎn)，也為學(xué)生以后從事相關(guān)工作奠定一定的理論基礎(chǔ)。

（二）教學(xué)內(nèi)容保持前沿性

在“植物生態(tài)學(xué)”課程授課過(guò)程中，筆者在每個(gè)章節(jié)穿插部分課時(shí)來(lái)介紹該研究方向的國(guó)內(nèi)外最新研究進(jìn)展。如在植物分子生態(tài)學(xué)教學(xué)中介紹“分子生物學(xué)技術(shù)在保護(hù)我國(guó)特有瀕危能源植物文冠果中的應(yīng)用”；在個(gè)體生態(tài)學(xué)教學(xué)中介紹“全球氣候變化（如CO2濃度升高、紫外輻射增加、鹽生環(huán)境擴(kuò)大化等）對(duì)植物生理生態(tài)學(xué)特性的影響”；在種群生態(tài)學(xué)教學(xué)中介紹“種群生態(tài)學(xué)的基本理論在生物資源可持續(xù)利用中的應(yīng)用”；在群落生態(tài)學(xué)教學(xué)中介紹“生態(tài)群落物種共存的進(jìn)化機(jī)制”；在生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)教學(xué)中介紹“農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能流分析”等，這樣既增加學(xué)生對(duì)植物生態(tài)學(xué)研究熱點(diǎn)的了解，又培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣。

二、改革課堂教學(xué)方法與手段，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

（一）采用多元化的教學(xué)方法

傳統(tǒng)的“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)方法多是以教材為核心，學(xué)生被灌輸?shù)挠洃浭浇虒W(xué)為基礎(chǔ)，教與學(xué)的過(guò)程均枯燥而乏味，嚴(yán)重制約學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此，筆者認(rèn)為引入教育學(xué)中的討論式教學(xué)、互動(dòng)式教學(xué)和問(wèn)題式教學(xué)等方法對(duì)傳統(tǒng)的“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)方法改革無(wú)疑具有重要的作用。如討論式教學(xué)，教師組織學(xué)生在課堂上參與植物生態(tài)學(xué)相關(guān)問(wèn)題的討論，在突出重點(diǎn)、理清難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)某個(gè)生態(tài)學(xué)現(xiàn)象或問(wèn)題引發(fā)學(xué)生的課堂討論?；?dòng)式教學(xué)則是教師和學(xué)生進(jìn)行角色互換，讓學(xué)生參與講授一部分比較簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)，這種方法是由學(xué)生自己選擇講授的內(nèi)容，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的準(zhǔn)備，由學(xué)生講授給其他學(xué)生，最后由教師補(bǔ)充和評(píng)論，這種方法極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。雖然有的學(xué)生只講授20分鐘的課程，但他們需要到圖書(shū)館查閱大量的資料，學(xué)到許多課堂上學(xué)不到的東西。此外，筆者還針對(duì)當(dāng)前植物生態(tài)學(xué)研究的前沿領(lǐng)域，邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家給學(xué)生進(jìn)行專(zhuān)題講座，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加并提問(wèn)，這些教學(xué)手段在“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)實(shí)踐中獲得了良好的效果。

（二）改革教學(xué)手段

“植物生態(tài)學(xué)”課程涉及的學(xué)科多、信息量大。筆者認(rèn)為教師可充分利用多媒體教學(xué)手段，制作出有特色的教學(xué)課件，并及時(shí)更新、充實(shí)到教材內(nèi)容中，使抽象的概念和理論知識(shí)具體化、教學(xué)內(nèi)容情景化，做到圖文并茂、有聲有色。另外，教師還可將教學(xué)課件連同習(xí)題庫(kù)、參考文獻(xiàn)等放到教學(xué)平臺(tái)上，讓學(xué)生全方位、立體式的學(xué)習(xí)。國(guó)內(nèi)一些院校已進(jìn)行了“植物生態(tài)學(xué)”課程的雙語(yǔ)教學(xué)［5-7］，實(shí)踐證明雙語(yǔ)教學(xué)提高了學(xué)生使用外語(yǔ)獲取專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力。目前，北京林業(yè)大學(xué)已在相關(guān)課程的教學(xué)中使用了雙語(yǔ)教學(xué)，并取得了較好的教學(xué)效果。

三、重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力

（一）提高實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果

實(shí)驗(yàn)課是“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)中不可分割的一部分?！爸参锷鷳B(tài)學(xué)”實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容豐富，限于課時(shí)安排，不可能逐一進(jìn)行操作，必須根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。筆者在選擇實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容時(shí)經(jīng)常引入當(dāng)前社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題和學(xué)科前沿問(wèn)題，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如，在我國(guó)云南遭受罕見(jiàn)大旱時(shí)，筆者讓學(xué)生開(kāi)展我國(guó)南方典型樹(shù)種水分循環(huán)實(shí)驗(yàn)研究，使學(xué)生充分理解植物水分循環(huán)與環(huán)境因子之間的關(guān)系；針對(duì)當(dāng)前全球CO2濃度上升的現(xiàn)狀，安排學(xué)生測(cè)定CO2濃度升高條件下植物的生長(zhǎng)和生理指標(biāo)，讓學(xué)生更深刻地認(rèn)識(shí)到控制全球CO2濃度升高、保護(hù)人類(lèi)生存環(huán)境的重要性。目前，北京林業(yè)大學(xué)的“植物生態(tài)學(xué)”實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容大致分為2類(lèi)：①基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)多年教學(xué)實(shí)踐檢驗(yàn)，技術(shù)和方法已經(jīng)非常成熟，具有縝密的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，這類(lèi)實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生在全面掌握基本實(shí)驗(yàn)技能的過(guò)程中鞏固所學(xué)的理論知識(shí)。②創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料，或針對(duì)指導(dǎo)教師的科研課題的部分內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，包括資料的查閱、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備等，都由學(xué)生獨(dú)立完成，教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中給予指導(dǎo)。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)的目的是鍛煉學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，使學(xué)生更緊密的接觸科研過(guò)程。把基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，形成合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力層次，既照顧到一般學(xué)生，又為部分學(xué)生提供了發(fā)揮創(chuàng)造潛能和彰顯個(gè)人特殊才能的空間和機(jī)會(huì)，使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)學(xué)到了更多的知識(shí)。在筆者的教學(xué)實(shí)踐中，有多名本科生參與到筆者所在研究組的科研項(xiàng)目中，并取得了明顯成果。其中，90%本科生能順利完成實(shí)驗(yàn)工作和數(shù)據(jù)分析工作，30%本科生能獨(dú)立完成數(shù)據(jù)分析和學(xué)術(shù)論文的寫(xiě)作工作，這樣的教學(xué)嘗試也大大提高了學(xué)生參與的積極性和主動(dòng)性。

（二）提高野外綜合實(shí)習(xí)的教學(xué)質(zhì)量

開(kāi)展野外實(shí)踐教學(xué)不僅是學(xué)生將植物生態(tài)學(xué)基本理論方法與實(shí)際相結(jié)合的重要步驟，也是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和野外工作技能，培養(yǎng)學(xué)生艱苦奮斗、開(kāi)拓創(chuàng)新精神和挖掘?qū)I(yè)潛力的重要試驗(yàn)場(chǎng)所。筆者認(rèn)為依據(jù)課程特點(diǎn)和教學(xué)單位的實(shí)際情況，選擇合適的實(shí)習(xí)區(qū)域并制定合理的實(shí)習(xí)內(nèi)容，對(duì)野外實(shí)踐教學(xué)至關(guān)重要。

北京林業(yè)大學(xué)植物生態(tài)學(xué)野外綜合實(shí)習(xí)區(qū)域的選擇遵循以下原則：①生物資源豐富，植被類(lèi)型多樣；②相關(guān)的自然和社會(huì)資料詳實(shí)；③交通便利，生活設(shè)施完備；④最好已與有關(guān)單位建立教學(xué)基地共建或有教學(xué)合作關(guān)系。

在此基礎(chǔ)上，筆者制定了以下幾方面的實(shí)習(xí)內(nèi)容：①植物個(gè)體及種群生態(tài)調(diào)查，調(diào)查實(shí)習(xí)區(qū)域內(nèi)野生特有、尤其是珍稀瀕危種類(lèi)的生存、分布格局及種群數(shù)量等，并分析現(xiàn)存物種與環(huán)境溫度、濕度、水分（雨量）的關(guān)系。②植物群落生態(tài)學(xué)調(diào)查，通過(guò)植物群落樣方技術(shù)、數(shù)量特征統(tǒng)計(jì)，調(diào)查區(qū)域內(nèi)維管植物種類(lèi)（蕨類(lèi)植物、裸子植物、被子植物）及群落的豐富度、多樣性等。③植被生態(tài)學(xué)調(diào)查，調(diào)查實(shí)習(xí)區(qū)域內(nèi)森林植被的群系類(lèi)型、植被型及其分布特征，調(diào)查常綠闊葉林帶、常綠落葉闊葉混交林帶、針葉林的垂直分布規(guī)律，掌握生物群落與環(huán)境的相關(guān)性，特別是地帶性與非地帶性分布規(guī)律。這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容既保證了本科生教學(xué)內(nèi)容的充實(shí)性，又具有北京林業(yè)大學(xué)特殊的環(huán)境地理優(yōu)勢(shì)，讓學(xué)生在實(shí)踐中加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。

（三）鼓勵(lì)學(xué)生參與科研項(xiàng)目

科學(xué)研究的不斷深入推動(dòng)了教學(xué)改革的進(jìn)程，只有把教學(xué)與科研緊密聯(lián)系起來(lái)，理論與實(shí)踐緊密聯(lián)系起來(lái)，“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)才能更有活力，學(xué)生的積極性才能最大程度地調(diào)動(dòng)起來(lái)［8］。筆者在教學(xué)實(shí)踐中作了如下嘗試：①筆者結(jié)合近期在濕地植物生態(tài)學(xué)研究中的最新成果，以案例的形式將如何開(kāi)展水淹后濕地植物恢復(fù)響應(yīng)機(jī)制的研究方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等詳細(xì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程介紹給學(xué)生，并將筆者發(fā)現(xiàn)的一些有趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象展示給學(xué)生，這種將研究成果和進(jìn)展融進(jìn)教學(xué)工作的做法，拉近了抽象理論和實(shí)踐的距離，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，引發(fā)了學(xué)生的思考，加深了學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解。②在實(shí)驗(yàn)課中筆者帶領(lǐng)學(xué)生參觀學(xué)校的高級(jí)科研儀器設(shè)備、聽(tīng)取實(shí)驗(yàn)員的詳細(xì)講解、了解儀器設(shè)備的使用方法。這種嘗試有助于開(kāi)拓學(xué)生的眼界，提高學(xué)生對(duì)大型實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備的認(rèn)識(shí)。③設(shè)立不同級(jí)別和不同資助額度的大學(xué)生科研資助項(xiàng)目。比如，北京林業(yè)大學(xué)的“本科生科技創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)計(jì)劃”“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”等項(xiàng)目。在過(guò)去2年的教學(xué)實(shí)踐中，筆者所在研究組指導(dǎo)的本科生創(chuàng)新項(xiàng)目已經(jīng)有1項(xiàng)順利完成并接受驗(yàn)收，另有2項(xiàng)正在順利實(shí)施。通過(guò)這些項(xiàng)目的實(shí)施，極大提高了學(xué)生刻苦鉆研和獨(dú)立思考的能力，為部分學(xué)生今后從事相關(guān)的研究工作提供了有益的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

四、建立健全課程考核體系，鞏固學(xué)生的創(chuàng)新能力

成績(jī)考核是教學(xué)過(guò)程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。隨著教學(xué)方法的多樣化，課程成績(jī)?cè)u(píng)估形式也應(yīng)采取多種方式。只有這樣，才能客觀、公正地評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)“植物生態(tài)學(xué)”課程的掌握情況。

在教學(xué)實(shí)踐中，筆者采取了綜合評(píng)定的模式，將平時(shí)課堂學(xué)習(xí)考核、報(bào)告和論文與期末考試相結(jié)合。課堂學(xué)習(xí)考核采取課堂討論和課堂作業(yè)的形式（占30%），報(bào)告和論文包括實(shí)驗(yàn)課和野外實(shí)習(xí)報(bào)告、科研項(xiàng)目的參與以及科研論文的撰寫(xiě)（占30%），期末考核以理論知識(shí)和技能考試為主（占40%）。在總成績(jī)?cè)u(píng)定上降低了期末考試在總成績(jī)考核中的比重，增加了學(xué)生實(shí)踐能力考核的力度，使成績(jī)?cè)u(píng)定更客觀、更人性化、更真實(shí)地反映整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程。實(shí)踐證明，該考核方式對(duì)“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)起到重要的促進(jìn)作用。

古語(yǔ)說(shuō)，教學(xué)相長(zhǎng)。筆者在“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)活動(dòng)中不斷地改革，一些經(jīng)驗(yàn)和方法已經(jīng)被證明是切實(shí)有效的，對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高本科生全面素質(zhì)起到非常好的效果。隨著教學(xué)改革的推進(jìn)，筆者也碰到一些新的問(wèn)題和困惑，比如如何系統(tǒng)地指導(dǎo)有興趣的本科生開(kāi)展植物生態(tài)學(xué)的相關(guān)科學(xué)研究、如何科學(xué)地培養(yǎng)本科生撰寫(xiě)科研論文的能力等，愿與所有的同行交流學(xué)習(xí)。

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