生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)改革探索

摘 要：實驗教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新思維有重要作用。結(jié)合教學(xué)實踐，對目前生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題進(jìn)行詳細(xì)分析，并針對教學(xué)中存在的問題，嘗試采取更新實驗教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)實驗教學(xué)方式、加強實驗教材建設(shè)、綜合利用實驗設(shè)備、靈活設(shè)置實驗課時、完善實驗考評體系6個方面的改革措施，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：生態(tài)學(xué)；實驗教學(xué)；教學(xué)改革；創(chuàng)新思維

中圖分類號 Q149 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）10-129-02

生態(tài)學(xué)是研究生物與環(huán)境相互關(guān)系及其作用機制的科學(xué)，具有鮮明的綜合性和實踐性特征[1]。生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)作為生態(tài)學(xué)教學(xué)體系的重要組成部分，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手能力有重要作用[2]。然而，當(dāng)前生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)中存在很多問題，難以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生動手能力及創(chuàng)新思維的目標(biāo)，因此實驗教學(xué)改革勢在必行。筆者結(jié)合本校生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)開展情況和自身教學(xué)實踐，針對實驗教學(xué)中存在的問題，采取相應(yīng)的改革措施，并取得了良好的教學(xué)效果。

1 生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題

1.1 實驗教學(xué)內(nèi)容單薄 現(xiàn)有的生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容單薄，演示性、驗證性實驗項目偏多，綜合性、設(shè)計性實驗較少，過于強調(diào)具體方法介紹或儀器使用，忽略了方法與問題的結(jié)合。如生態(tài)因子的綜合測定技術(shù)實驗中，僅僅介紹不同儀器如溫度計、濕度計、風(fēng)速風(fēng)向儀、溶解氧儀等儀器的使用，實驗課變成了簡單的儀器操作學(xué)習(xí)，對如何利用這些儀器設(shè)備解決具體的生態(tài)學(xué)問題則很少涉及。如丙二醛含量的測定實驗和超氧陰離子自由基的測定實驗，學(xué)生只需根據(jù)實驗步驟重復(fù)就可，無需思考就能完成實驗，實驗成了方法的驗證。另外部分實驗內(nèi)容與其它學(xué)科如植物生理學(xué)開展的實驗有重復(fù)，如鹽脅迫對植物生長的影響實驗；或者是本身實驗方法的重復(fù)，如植物群落數(shù)量特征的調(diào)查及植物中種的生物多樣性的調(diào)查兩個實驗，都是樣方法及樣線法的應(yīng)用。整體來看，實驗內(nèi)容不僅缺乏生態(tài)學(xué)新方法、新技術(shù)的使用，且難以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的目標(biāo)。

1.2 實驗教學(xué)方式呆板 大多數(shù)實驗教學(xué)模式是：實驗教材+老師講解+學(xué)生操作。在固定的地點和時間，課前教師將實驗藥品、器材全部準(zhǔn)備好，課堂上教師根據(jù)實驗教材設(shè)定實驗題目，詳細(xì)介紹實驗原理、實驗?zāi)康摹x器使用、實驗步驟，實驗注意事項和結(jié)果計算也寫在黑板上。經(jīng)常是老師寫滿了黑板，然后學(xué)生抄下來就完成了實驗報告，學(xué)生根本無需查閱資料和動腦思考就能完成實驗任務(wù)。這種“抱著走”的教學(xué)模式阻礙了學(xué)生主體性的發(fā)揮，學(xué)生在課堂中無需提問題也提不出問題，造成實驗課一結(jié)束，學(xué)生又將所學(xué)的知識還給了教師，遇到類似的問題還是不知道如何解決[3]。

1.3 實驗教材存在弊端 教材作為師生學(xué)習(xí)參考的重要栽體和工具，卻一直困擾著生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)的開展。國內(nèi)雖已有一些生態(tài)學(xué)實驗教材出版[2]，但其中編寫的實驗往往因?qū)嶒灄l件限制或具有地域性而無法開展，可操作性不強。實際教學(xué)中一直采用的講義內(nèi)容又比較單薄，多是需開展幾個實驗，講義就編寫幾個，且又多為基礎(chǔ)性和驗證性實驗，缺乏反映新技術(shù)新理論的綜合性和設(shè)計性實驗項目。如之前使用多年的講義只有7個實驗，教材缺乏應(yīng)有的系統(tǒng)性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如果不能及時更新實驗內(nèi)容，作為課程教材的講義將失去科學(xué)性和實用性，最終不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。

1.4 實驗教學(xué)儀器陳舊落后 生態(tài)學(xué)日益向著宏觀和微觀兩個方向不斷發(fā)展，研究領(lǐng)域從分子生態(tài)學(xué)一直到全球生態(tài)學(xué)，與新技術(shù)的結(jié)合越來越緊密，對實驗設(shè)備的要求也越來越高。而生態(tài)學(xué)實驗開設(shè)時間較短，實驗室因剛剛組建，儀器設(shè)備基本上是其它實驗室淘汰下來的陳舊儀器設(shè)備，有的根本無法使用，新購買的儀器數(shù)量又不足。往往只能利用皮尺、樣方框等簡易器材開展一些調(diào)查實驗；或利用分光光度計進(jìn)行簡單的測定，如丙二醛的測定實驗和超氧陰離子自由基的測定實驗。而對于適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)需要的綜合性和研究性實驗開展起來則較困難，嚴(yán)重制約了培養(yǎng)學(xué)生利用新方法、新技術(shù)解決生態(tài)問題的能力。

1.5 實驗教學(xué)課時偏少 由于教學(xué)資源緊張，基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)實驗僅設(shè)置21個課時，其它生態(tài)學(xué)分支學(xué)科不設(shè)實驗課，另外由于實習(xí)場地的缺乏也無法進(jìn)行野外實習(xí)，生態(tài)學(xué)實驗時間明顯不足。此外，因為單次實驗的時間為3個課時，而生態(tài)學(xué)實驗的特點無論是調(diào)查性實驗還是設(shè)計性、綜合性實驗都很難在短時間內(nèi)有效完成，所以導(dǎo)致本來就少的綜合性和設(shè)計性實驗最后也轉(zhuǎn)變成驗證性或演示性實驗，最終是學(xué)生動手訓(xùn)練難以得到保障，思考和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也幾乎是紙上談兵。

1.6 實驗教學(xué)考核隨意 生態(tài)學(xué)實驗的考核標(biāo)準(zhǔn)一般是教師根據(jù)學(xué)生平時的實驗報告給出實驗課程成績，但單純的實驗報告很難反映出學(xué)生的實際動手能力及綜合實驗素質(zhì)。學(xué)生在實驗中多以幾人一組進(jìn)行，教師在實驗前已將實驗原理、步驟等詳細(xì)寫在黑板上，然后學(xué)生照抄黑板，實驗結(jié)果也大同小異，實驗報告幾乎千篇一律。教師只能以學(xué)生實驗報告書寫的工整和完整程度為標(biāo)準(zhǔn)，隨意性較強。這種考核方法很難體現(xiàn)學(xué)生的實驗態(tài)度、設(shè)計思路和動手能力，因此測評結(jié)果無法客觀反映學(xué)生的實際水平，難以發(fā)揮調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的作用。

2 生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)改革措施

2.1 更新實驗教學(xué)內(nèi)容 在生態(tài)學(xué)實驗課教學(xué)中，隨著學(xué)科學(xué)的發(fā)展有意識地及時調(diào)整更新基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗的教學(xué)內(nèi)容，將新的內(nèi)容引入到實驗教學(xué)中。具體做法是對陳舊的實驗內(nèi)容進(jìn)行整合、重組或刪除，減少驗證性實驗。如將原先群落數(shù)量特征的調(diào)查及物種多樣性的測定兩個實驗合并為一個實驗，將實驗效果不佳的種內(nèi)競爭實驗刪除，增加一個種群年齡結(jié)構(gòu)分析與靜態(tài)生命表的繪制實驗，另外將調(diào)查的地點由學(xué)校的草坪改為城市森林公園；同時將原先單純的生態(tài)生理指標(biāo)的測量實驗改為設(shè)計性實驗，倡導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)的實驗方法來設(shè)計實驗，如不同逆境對植物的影響，激發(fā)了學(xué)生動手動腦的興趣，從而實現(xiàn)實驗教學(xué)內(nèi)容的不斷優(yōu)化，有利于對學(xué)生創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)。

2.2 改進(jìn)實驗教學(xué)方式 改變以往生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)完全以教師為主導(dǎo)學(xué)生機械模仿的教學(xué)方式，采取教師引導(dǎo)學(xué)生獨立操作的教學(xué)方法?；A(chǔ)性實驗注重學(xué)生實驗技能的培養(yǎng)，綜合性實驗和設(shè)計性實驗教師可以在實驗開展之前講清實驗?zāi)康暮蛯嶒炘?，要求每個學(xué)生都必須提出一個和實驗相關(guān)的生態(tài)學(xué)問題并設(shè)計實驗方案，然后分組討論篩選出一個最佳方案，經(jīng)教師審核并對其中的問題進(jìn)行分析、修改完善，最后由學(xué)生全程獨立操作，教師給予協(xié)助和指導(dǎo)，實驗結(jié)果以小論文的形式予以呈現(xiàn)及表達(dá)。此教學(xué)方式突出了學(xué)生的主體地位，有效地調(diào)動了學(xué)生的實驗積極性，學(xué)生分析問題、解決問題和獨立設(shè)計實驗方案的創(chuàng)新思維能力得到很大提高。

2.3 加強實驗教材建設(shè) 實驗教材在整個實驗教學(xué)過程中起著重要的作用，但已出版的生態(tài)學(xué)實驗教材未能結(jié)合我校實際情況，實用性不是很強。因此編寫一部系統(tǒng)的、實用的、富有本土特色的生態(tài)學(xué)實驗教材很有必要。為此結(jié)合各位一線教師多年的實驗教學(xué)經(jīng)驗，在生態(tài)學(xué)精品課程建設(shè)項目的資助下，以出版的教材為基礎(chǔ)，結(jié)合最新的理論知識、本校教師的研究成果及相應(yīng)的技術(shù)方法，編寫并出版了《生態(tài)學(xué)實驗》教材[4]。與原先的講義相比較新教材具有更強的科學(xué)性和系統(tǒng)性，對于學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)很有補益。同時應(yīng)根據(jù)生態(tài)學(xué)發(fā)展進(jìn)程，不斷更新實驗教材，為提高實驗教學(xué)質(zhì)量奠定良好基礎(chǔ)。

2.4 綜合利用實驗設(shè)備 實驗設(shè)備是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的硬件設(shè)施，良好的實驗條件也是提高實驗教學(xué)水平的基礎(chǔ)。由于投入不足或重視不夠等因素的影響，生態(tài)學(xué)實驗儀器和設(shè)備相對缺乏，根據(jù)現(xiàn)有條件開設(shè)實驗難以取得良好的教學(xué)效果。在投入有限的情況下，綜合利用公用實驗平臺或其它專業(yè)實驗室的相關(guān)儀器則是解決儀器設(shè)備缺乏問題的有效途徑。對于分光光度計、光照計、濕度計、光照培養(yǎng)箱、樣方框、皮尺、采集袋等簡單儀器設(shè)備，可以根據(jù)學(xué)生的人數(shù)購置多套。而對于水質(zhì)分析儀、原子吸收分光光度計、光合作用測定儀等大型貴重儀器，在短時間內(nèi)難以滿足班級教學(xué)需要的情況下，則給學(xué)生開展相關(guān)的開放性實驗項目，以滿足學(xué)生利用新技術(shù)解決生態(tài)學(xué)問題的需求。

2.5 靈活設(shè)置實驗課時 生態(tài)學(xué)實驗內(nèi)容豐富且實驗時間和場所不固定，有些實驗需要在野外進(jìn)行，如植物群落數(shù)量特征調(diào)查、群落中種的多樣性測定等實驗，需在野外進(jìn)行，受天氣影響較大，若遇到陰雨天氣時只好匆忙結(jié)束或者被迫取消，達(dá)不到預(yù)期的效果。實驗教學(xué)改革后，在教學(xué)計劃上給予了生態(tài)學(xué)實驗一定的時間自由度，因此保證了完成實驗的質(zhì)量。鑒于原先實驗時間較短的情況，實驗課時延長了1課時，避免了因時間關(guān)系人為壓縮或簡化實驗的現(xiàn)象，提高了教學(xué)效果。此外，為彌補生態(tài)學(xué)實驗課時整體不足，授課老師還將設(shè)計性實驗和科研相結(jié)合進(jìn)行嘗試與探索，從而為部分求知欲較強的學(xué)生增加課后進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究的機會[5]。

2.6 完善實驗考評體系 考評是檢驗教學(xué)效果和促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的重要手段。鑒于原先單純根據(jù)實驗報告進(jìn)行考核的不合理性，改革后的生態(tài)學(xué)實驗課程考核采用綜合考評方法，具體包括學(xué)生實驗方案的可行性和創(chuàng)新性、實驗操作的規(guī)范性、結(jié)果的可靠性、實驗報告或小論文的完整性和規(guī)范性以及團(tuán)結(jié)協(xié)作等方面，形成和完善一套實驗考評體系。將各部分量化后綜合評定成績，且將考核貫穿實驗課程的始終，促使學(xué)生必須重視每一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)和實踐，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，取得了提高學(xué)生動手能力和培養(yǎng)科學(xué)思維的良好效果。

總之，生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)改革通過重視實驗教材建設(shè)、強化學(xué)生實驗的自主性、提升軟硬件設(shè)施的質(zhì)量等，必將為提高實驗教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)創(chuàng)新性高素質(zhì)人才作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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（責(zé)編：陶學(xué)軍）