天童國家站的野外教學(xué)平臺建設(shè)與實(shí)踐

姚芳芳， 王希華， 閻恩榮， 楊海波， 楊慶松

(華東師范大學(xué) 生態(tài)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，上海 200241；浙江天童森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站，浙江 寧波 315114)

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天童國家站的野外教學(xué)平臺建設(shè)與實(shí)踐

姚芳芳， 王希華， 閻恩榮， 楊海波， 楊慶松

(華東師范大學(xué) 生態(tài)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，上海 200241；浙江天童森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站，浙江 寧波 315114)

高等院校如何利用高水平學(xué)科平臺建設(shè)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)教學(xué)、科研和服務(wù)三大職能的相互促進(jìn)，是一個迫切需要深思的現(xiàn)實(shí)問題。結(jié)合我校實(shí)際，以天童國家站為依托，利用平臺多學(xué)科綜合觀測技術(shù)、先進(jìn)的儀器設(shè)備、經(jīng)驗(yàn)豐富的教師隊(duì)伍、長期的研究成果積累以及教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入，探索建立了科研反哺教學(xué)的野外教學(xué)實(shí)踐平臺。平臺在以學(xué)生為主體參與科研的野外實(shí)習(xí)過程中發(fā)揮重要作用，并積極組織開放和創(chuàng)新實(shí)踐活動，對創(chuàng)新人才的培養(yǎng)具有重要意義；同時，臺站開放共享，為其他高校的野外實(shí)習(xí)提供很好的示范和輻射作用。

國家野外站； 科研反哺教學(xué)； 實(shí)踐； 共享平臺

0 引 言

生態(tài)環(huán)境專業(yè)是根據(jù)解決當(dāng)代環(huán)境問題的需要，在多學(xué)科交叉融合基礎(chǔ)上發(fā)展起來的綜合性學(xué)科。隨著可持續(xù)發(fā)展、科學(xué)發(fā)展觀、生態(tài)文明、美麗中國等戰(zhàn)略的提出，生態(tài)環(huán)境保護(hù)事業(yè)不斷發(fā)展壯大，生態(tài)學(xué)專業(yè)已進(jìn)入國家一級學(xué)科，表明國家和社會對生態(tài)環(huán)境專業(yè)人才形成更多更高的新需求。生態(tài)環(huán)境專業(yè)的重要特征是實(shí)踐性科學(xué)，野外實(shí)踐教學(xué)是學(xué)生掌握知識、提高素質(zhì)的重要途徑，是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，建立野外教學(xué)實(shí)踐平臺對于實(shí)踐教學(xué)的開展具有重要意義。另一方面，近些年許多國家的高校都不同程度地出現(xiàn)“科研先行”、“重科研輕教學(xué)”的趨勢，導(dǎo)致教學(xué)與科研失去了平衡。在這種發(fā)展思路下，如何利用高水平學(xué)科平臺建設(shè)的優(yōu)勢，協(xié)調(diào)科研和教學(xué)兩者關(guān)系，實(shí)現(xiàn)科教融合，有效促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高，更好的培育高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才，已成為許多院校必須面對和思考的亟待解決問題[1-2]。

本文以國家野外實(shí)踐教育基地之一——華東師范大學(xué)浙江天童森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站為例，就構(gòu)建科研反哺教學(xué)的多學(xué)科野外教學(xué)平臺進(jìn)行了探索和實(shí)踐，以期為高等院校開展相關(guān)工作提供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

1 科研反哺教學(xué)的教學(xué)實(shí)踐平臺建設(shè)

1.1 天童國家站是精心選擇的實(shí)習(xí)基地

天童國家站坐落于浙江寧波市天童國家森林公園內(nèi)(東經(jīng)121°47′，北緯29°48′)，處寧波市東郊30 km，公交巴士和出租車均可直接到達(dá)，交通非常便利，這在野外臺站中實(shí)屬罕見?；乇Ａ粲写竺娣e的典型亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)，動、植物資源豐富，演替階段明顯，環(huán)境條件復(fù)雜，具有很高的科研與教學(xué)價值，在國際國內(nèi)享有極高的知名度，是開展生態(tài)學(xué)、動物學(xué)、植物學(xué)、環(huán)境科學(xué)和自然地理學(xué)等專業(yè)野外教學(xué)實(shí)習(xí)的理想場所[3]。

自1986年華東師范大學(xué)環(huán)境科學(xué)系成立以來，作為核心課程生態(tài)學(xué)的野外實(shí)習(xí)基地就設(shè)在天童。為滿足教學(xué)與科研工作的需要，1992年正式設(shè)立華東師范大學(xué)環(huán)境科學(xué)系天童生態(tài)試驗(yàn)站。通過十幾年的努力，該站在科研和教學(xué)兩方面都取得了不錯的成績，1998年成為上海市科普教育基地，2004年被授予大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地，2005年首批進(jìn)入國家生態(tài)系統(tǒng)觀測研究網(wǎng)絡(luò)，是教育部的4個國家野外站之一，并正式更名為浙江天童森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站。借天童站加入國家生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)之機(jī)，以國家臺站為依托正式成立華東師范大學(xué)天童野外實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，為科研和教學(xué)工作提供了更好的平臺。由于良好的前期基礎(chǔ)，臺站在2012年被遴選為首批國家級理科野外實(shí)踐教育基地。

1.2 挖掘國家野外站教學(xué)資源，構(gòu)建科研反哺教學(xué)的實(shí)踐平臺

天童國家站是國家野外臺站網(wǎng)的一個組成部分，按國家臺站要求進(jìn)行建設(shè)，以亞熱帶常綠闊葉林生態(tài)系統(tǒng)及主要退化類型為監(jiān)測對象，重點(diǎn)開展水、土、氣、生等方面的長期觀測。另外，在完成國家臺站監(jiān)測任務(wù)的同時，結(jié)合我校學(xué)科門類齊全和交叉融合的特點(diǎn)，積極挖掘國家野外站現(xiàn)有的和潛在的教學(xué)資源，大大促進(jìn)科研與教學(xué)整體水平和層次的提升[4-5]。

(1) 加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，為教學(xué)實(shí)踐提供強(qiáng)有力保障。天童站加入國家生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)后，在國家“211”計(jì)劃、“985”平臺建設(shè)、生態(tài)學(xué)國家重點(diǎn)學(xué)科及上海市重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)支持下，加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)：完成了五個演替系列綜合觀測場的建立和復(fù)查，完成了20 hm2大型樣地建立并加入了中國森林生物多樣性監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)；擁有野外工作用房2 000多m2，包括800 m2生活用房和1 200 m2實(shí)驗(yàn)樓，可同時容納100人左右的野外實(shí)習(xí)；配備有寬帶網(wǎng)絡(luò)、有線電視、空調(diào)及熱水器淋浴等各種生活設(shè)施，并有專人負(fù)責(zé)后勤服務(wù)工作，為學(xué)生的實(shí)習(xí)活動提供生活和學(xué)習(xí)保障。

(2) 開放先進(jìn)儀器設(shè)備，提高學(xué)生實(shí)踐能力。隨著現(xiàn)代測試手段的不斷推陳出新，野外研究工作已超越了單純依靠調(diào)查與數(shù)據(jù)分析的階段，為此先進(jìn)的儀器設(shè)備成為野外研究工作的必要條件。結(jié)合國家網(wǎng)絡(luò)中心“水、土、氣、生”四大監(jiān)測目標(biāo)，天童站不斷更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備，先后購置了流動注射分析儀、森林微氣象觀測儀、便攜式光合作用測量系統(tǒng)、土壤碳通量測量系統(tǒng)、高級體式顯微鏡、自動氣象站、離子色譜儀、全自動遺傳分析儀等先進(jìn)儀器，并逐步向本科教學(xué)開放，使教師、學(xué)生能依托這些儀器與設(shè)備，設(shè)計(jì)、完成從基礎(chǔ)層次到創(chuàng)新層次的各類實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。

(3) 利用平臺人才優(yōu)勢，將科研優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為教學(xué)優(yōu)勢。經(jīng)過多年的科研實(shí)踐及野外教學(xué)過程的經(jīng)驗(yàn)積累，目前天童國家站擁有一支經(jīng)驗(yàn)豐富、成熟的師資隊(duì)伍。天童基地共有專任教師16人，其中教授6人，副教授6人，講師4人；具有博士學(xué)位14人。師資隊(duì)伍包含了來自資環(huán)學(xué)院和生科院兩大院系，生態(tài)學(xué)、生物學(xué)、地學(xué)3個一級優(yōu)勢學(xué)科的科研人員，研究方向涵蓋了植被生態(tài)學(xué)、植物分類、苔蘚植物學(xué)、城市生態(tài)學(xué)、鳥類生態(tài)學(xué)、環(huán)境土壤學(xué)等領(lǐng)域。科研人員同時承擔(dān)教學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，這樣的設(shè)置可以將在科學(xué)研究中獲得的寶貴實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)傳授給學(xué)生，同時進(jìn)一步提升指導(dǎo)老師的教學(xué)技能、科研能力與創(chuàng)新水平[1]。

(4) 把科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生的創(chuàng)新能力提供契機(jī)。高水平學(xué)科平臺的教師隊(duì)伍特色和優(yōu)勢在于有長期野外觀測和調(diào)查研究的積累，近年來教師們先后承擔(dān)了30余項(xiàng)包括國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目在內(nèi)的研究課題，發(fā)表各級各類相關(guān)論文270余篇，其中SCI論文100余篇，出版專著3部。許多研究工作聚焦于目前該領(lǐng)域的重點(diǎn)與前沿科學(xué)問題。抓住野外實(shí)踐契機(jī)，將教師的科研累積優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新能力，已成為教師的共識。另外，為了指導(dǎo)學(xué)生科研，我們建立了天童國家野外站網(wǎng)站(http://tiantong.ecnu.edu.cn)，作為課堂教學(xué)輔助，供學(xué)生了解天童國家野外站的成果，促進(jìn)課堂知識的鞏固，激發(fā)探索自然的興趣。同時，在學(xué)生研究型課程乃至設(shè)計(jì)畢業(yè)論文等創(chuàng)新實(shí)踐過程中，都可以充分享用大量累積的觀測數(shù)據(jù)，這些都有利于實(shí)現(xiàn)學(xué)生的探索性設(shè)想[6]。

(5) 加大野外實(shí)踐平臺經(jīng)費(fèi)支持，保障基地持續(xù)發(fā)展。實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)是實(shí)習(xí)教學(xué)的重要保障[7]。實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)除了包括師生實(shí)習(xí)交通和食宿費(fèi)用補(bǔ)貼、還有實(shí)習(xí)必備的試驗(yàn)材料和工具，以及實(shí)習(xí)基地的基本建設(shè)費(fèi)用。高校教務(wù)處按人頭下?lián)艿谋究粕逃龑?shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)可以說是杯水車薪，臺站還需要積極爭取其他經(jīng)費(fèi)。目前，我校連續(xù)3年加大對天童基地野外實(shí)踐平臺經(jīng)費(fèi)支持，改善了實(shí)習(xí)條件；同時受中央普通高校改善基本辦學(xué)條件專項(xiàng)資金支持，將在未來幾年購置大量自然觀測要素監(jiān)測設(shè)備，使野外教學(xué)平臺的硬件設(shè)施達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，極大的保證各項(xiàng)野外實(shí)踐教學(xué)活動的正常開展。

2 依托國家站的野外實(shí)踐教學(xué)新模式

2.1 以學(xué)生為主體的“三段論”野外實(shí)習(xí)教學(xué)

野外實(shí)習(xí)是實(shí)踐教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[8]。身臨其境，感受自然，體驗(yàn)生態(tài)，可以開闊學(xué)生的視野、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力，鍛煉學(xué)生獨(dú)立從事野外工作及進(jìn)行專題研究的能力。根據(jù)野外試驗(yàn)教學(xué)的自身特點(diǎn)，打破傳統(tǒng)的野外實(shí)習(xí)灌輸式的教學(xué)模式，采取“三段論”教學(xué)，突出學(xué)生為主體，最大程度地激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造力[9-10]。

(1) 第一階段以教師講解和帶學(xué)生實(shí)地調(diào)查為主，注重對學(xué)生基本知識和基本技能的培養(yǎng)。這一階段主要目標(biāo)是讓學(xué)生了解和掌握最基本的野外實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和技能，并引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想理論課上學(xué)到的內(nèi)容，通過野外實(shí)踐和實(shí)地操作，使學(xué)生對基礎(chǔ)理論有更深的了解和體會，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)起到強(qiáng)化學(xué)生對理論課程內(nèi)容理解的作用。

(2) 第二階段讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣方向自由組合成研究小組，擬定研究課題，進(jìn)行標(biāo)本鑒定、數(shù)據(jù)處理和資料整理，撰寫論文提綱，更多地體驗(yàn)探究的過程，在此過程中教師重在啟發(fā)學(xué)生的思路和創(chuàng)新意識。這一階段重在引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的基本科學(xué)探索與科學(xué)思維能力，并使學(xué)生明白在野外實(shí)驗(yàn)中團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性。

(3) 第三階段由教師組織各小組進(jìn)行論文答辯，對有關(guān)問題展開討論，并提出建設(shè)性建議。主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力，已經(jīng)對整體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行思考的能力。

三個階段前后銜接、循序漸進(jìn)，在扎實(shí)的基本技能基礎(chǔ)上，實(shí)施學(xué)科內(nèi)的縱向綜合和學(xué)科間的交叉和創(chuàng)新。這種接受式學(xué)習(xí)和探究式學(xué)習(xí)并重的方法，有利于學(xué)生智力和能力的全面培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生動手動腦、理論聯(lián)系實(shí)際的能力，以及團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)作意識，成效顯著。該課程成為國家精品課程，并獲得上海市教學(xué)成果二等獎。

2.2 開放和創(chuàng)新實(shí)踐活動

野外實(shí)習(xí)活動是學(xué)生科技創(chuàng)新活動的起點(diǎn)，學(xué)生還可以天童國家站為平臺，根據(jù)自己的興趣和志向，在教師指導(dǎo)下選修實(shí)驗(yàn)、自主設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)、參加教師的科研和社會應(yīng)用實(shí)踐，或申請參加全國大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”、國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、上海市大學(xué)生創(chuàng)新活動項(xiàng)目、華東師范大學(xué)學(xué)生研究項(xiàng)目和“大夏杯”等科研項(xiàng)目[11]。通過一系列創(chuàng)新實(shí)踐活動，拓寬知識面，熟練掌握生態(tài)學(xué)研究方法，培養(yǎng)科學(xué)思維方法、探索精神、創(chuàng)新意識與能力，提高科學(xué)素養(yǎng)[12-14]。此外，天童國家野外站的教學(xué)活動還覆蓋到后續(xù)的本科畢業(yè)論文，以及碩士、博士研究生的教學(xué)科研工作。

依托臺站的科研成果突出，每年在臺站完成本科、研究生畢業(yè)論文的分別有10名左右學(xué)生；以第一作者發(fā)表的學(xué)術(shù)論文有20篇左右。圍繞野外教學(xué)平臺，本科生在各類學(xué)科競賽活動中取得了突出成績，獲全國“挑戰(zhàn)杯”一等獎2項(xiàng)，上海市大學(xué)生創(chuàng)新活動項(xiàng)目一等獎3項(xiàng)，華東師大“大夏杯”科技創(chuàng)新項(xiàng)目一等獎10余項(xiàng)。另外，我校環(huán)科系本科生免試直升研究生受到校外單位的歡迎；申請出國和保研時，在野外基地所做的工作和收獲，均得到相關(guān)老師的認(rèn)可。天童基地在提高學(xué)生科研素養(yǎng)和實(shí)踐能力方面的良好效果已初步顯現(xiàn)。

2.3 平臺開放共享，有效發(fā)揮野外教學(xué)平臺的示范和輻射作用

天童國家站是首批國家級理科野外實(shí)踐教育基地，是華東地區(qū)唯一的森林生態(tài)系統(tǒng)野外站，利用這一優(yōu)勢增強(qiáng)對外接待能力和跨區(qū)域人才培養(yǎng)能力。目前，臺站每年接待來自復(fù)旦大學(xué)、南京大學(xué)、浙江大學(xué)、寧波大學(xué)和臺州學(xué)院等兄弟院校學(xué)生近500人次，在華東范圍內(nèi)形成了較強(qiáng)的輻射和示范作用。另外，臺站還可與其他野外實(shí)踐教學(xué)基地協(xié)作，進(jìn)行不同生態(tài)系統(tǒng)類型的聯(lián)合野外實(shí)踐教學(xué)[15]。

臺站積極開展面向中小學(xué)和大學(xué)生的科技夏令營活動，進(jìn)行科普教育，帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)踐活動。2013年8月，臺站接待了來自24所“985”或“211”高校的30位全國優(yōu)秀大學(xué)生科技夏令營活動，活動期間大學(xué)生們考察了野外樣地，參觀了野外監(jiān)測儀器，學(xué)習(xí)了植物分類和實(shí)驗(yàn)技能，并開展野外實(shí)踐工作，同學(xué)們收獲頗豐。就目前來看，天童國家站多學(xué)科、覆蓋華東地區(qū)(本、碩、博)的野外教學(xué)平臺輻射作用已逐漸形成，并取得了良好的效果。

今后，天童基地將進(jìn)一步優(yōu)化野外實(shí)習(xí)方案和內(nèi)容、完善野外實(shí)踐設(shè)施和編著野外實(shí)踐指導(dǎo)系列書籍，同時面向全國發(fā)布實(shí)習(xí)內(nèi)容、可接納學(xué)生數(shù)量等服務(wù)信息，在最大程度上發(fā)揮教學(xué)資源優(yōu)勢。

3 結(jié) 語

天童野外實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)以“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)為目標(biāo)，以提高學(xué)生素質(zhì)和實(shí)際技能培養(yǎng)作為進(jìn)一步提升和發(fā)展的內(nèi)在動力。充分利用天童國家野外站優(yōu)越的資源，構(gòu)建高水平、多學(xué)科的野外教學(xué)實(shí)踐平臺，開展基于學(xué)生主體參與式的野外實(shí)習(xí)，組織開放和創(chuàng)新實(shí)踐活動，并為周邊地區(qū)高校的野外實(shí)習(xí)提供很好的示范作用，有效發(fā)揮野外教學(xué)實(shí)踐平臺的輻射作用，為我國的生態(tài)環(huán)境建設(shè)事業(yè)服務(wù)。

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[15] 鄭祥民，周立旻，王 輝，等. 試行高校聯(lián)合野外實(shí)踐教學(xué)探索地理學(xué)人才培養(yǎng)新模式[J]. 中國大學(xué)教學(xué), 2013(5): 86-88.

Construction and Practice of Field Teaching Platform Based on Tiantong National Station

YAOFang-fang,WANGXi-hua,YANEn-rong,YANGHai-bo,YANGQing-song

(School of Ecological and Environmental Science, East China Normal University, Shanghai 200241, China;Tiantong National Forest Ecosystem Observation and Research Station, Ningbo 315114, China)

It is an urgent and reality question to take advantage of high-level academic institutions of higher learning platform to effectively promote the quality of teaching, to achieve mutual promotion of teaching, research and service functions. Combined with the actual situation of our school, and depended on multidisciplinary observation techniques, advanced equipment, experienced teachers, accumulation of long-term research and education funds of Tiantong National Field Station, a research-feeding teaching platform was explored and constructed. The platform played an important role in student-centered participate type in the field practice. It was proved that the model stimulated active learning and exploration initiative, and exercised the students’ research capacity. It is important to cultivate innovative talents. What is more, open sharing national field station provides a good model and radiation for other universities.

national field station; research-feeding teaching; practice; sharing platform

2014-06-17

2014年度華東師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備研制項(xiàng)目和天童國家站主任基金項(xiàng)目

姚芳芳(1981-)，女，浙江嘉興人，碩士，工程師，主要從事污染生態(tài)學(xué)和植物生理生態(tài)學(xué)研究，以及天童國家站管理工作。

Tel.：021-54341126；E-mail：ffyao@des.ecnu.edu.cn

王希華(1964-)，男，山東臨清人，博士，教授，主要從事植被生態(tài)學(xué)教學(xué)研究。

Tel.：021-54341279；E-mail：xhwang@des.ecnu.edu.cn

G 648

A

1006-7167(2015)05-0189-03