《生態(tài)學(xué)》理論及實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革探討

李 偉，黃 松

（黃山學(xué)院 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 安徽 黃山245041）

0 引 言

生態(tài)學(xué)是一門運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理、生態(tài)系統(tǒng)理論和系統(tǒng)分析方法，研究生態(tài)系統(tǒng)、生物與周圍環(huán)境之間的科學(xué)[1，2]。隨著人口、資源、環(huán)境等問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，生態(tài)學(xué)這一術(shù)語(yǔ)以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)的概念等已成為各國(guó)政府、研究機(jī)構(gòu)以及普通民眾所關(guān)注的重大問(wèn)題。人口的增長(zhǎng)以及由此產(chǎn)生的對(duì)資源與環(huán)境造成的巨大壓力，迫切需要通過(guò)掌握生態(tài)學(xué)理論來(lái)調(diào)整人與自然、資源以及環(huán)境的關(guān)系，協(xié)調(diào)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的關(guān)系，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。生態(tài)學(xué)環(huán)境問(wèn)題的出現(xiàn)與問(wèn)題的解決，都有賴于生態(tài)學(xué)理論的指導(dǎo)。學(xué)習(xí)生態(tài)學(xué)一方面要掌握現(xiàn)代生態(tài)學(xué)理論和系統(tǒng)分析方法，從物流、能流運(yùn)轉(zhuǎn)的本質(zhì)上來(lái)認(rèn)識(shí)、解析生態(tài)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)、功能等；另一方面，要運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)理論，來(lái)探索、解決特定條件下的生態(tài)問(wèn)題，以維護(hù)生態(tài)平衡。

生態(tài)學(xué)是生物科學(xué)、生物技術(shù)專業(yè)的必修課程之一，該課程的開設(shè)一般是在大三上學(xué)期，學(xué)生已學(xué)習(xí)了其他相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，具有一定的專業(yè)背景。然而，因該課程理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)有限（通常理論為32 課時(shí)，實(shí)驗(yàn)16 課時(shí)），教學(xué)內(nèi)容較多，如何在有限學(xué)時(shí)中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生能夠高效掌握本課程的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，是本課程教學(xué)的中心內(nèi)容和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了提高生態(tài)學(xué)教學(xué)質(zhì)量，克服傳統(tǒng)教學(xué)存在的弊端，本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面進(jìn)行了探討。

1 理論課程

1.1 課程設(shè)置探索

生態(tài)學(xué)課程主要分為基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)和應(yīng)用生態(tài)學(xué)兩個(gè)部分?；A(chǔ)部分主要包括有機(jī)體與環(huán)境、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)；應(yīng)用生態(tài)學(xué)主要介紹全球氣候變化與環(huán)境污染、人口與資源、農(nóng)業(yè)生態(tài)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及生物防治等內(nèi)容。由于受課時(shí)數(shù)限制，故課程安排應(yīng)做到精選教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生專業(yè)知識(shí)掌握情況進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。例如本專業(yè)學(xué)生在大一及大二時(shí)進(jìn)行過(guò)動(dòng)植物學(xué)野外實(shí)習(xí)，對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)具有一定的感性認(rèn)識(shí)，且通過(guò)近兩年的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)，已經(jīng)掌握了一定的動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)及微生物學(xué)等相關(guān)知識(shí)，因此涉及環(huán)境、個(gè)體的內(nèi)容僅作簡(jiǎn)要介紹；而種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)以及應(yīng)用生態(tài)學(xué)的內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)較多，需進(jìn)行深入、具體地講解。課程設(shè)置的原則依據(jù)學(xué)生對(duì)本專業(yè)相關(guān)知識(shí)掌握的具體情況，以教材為基礎(chǔ)，結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)和國(guó)際研究的熱點(diǎn)問(wèn)題和最新研究現(xiàn)狀，做到精選、精講教學(xué)內(nèi)容，突出教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)，拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)視野。

1.2 教學(xué)方法探索

對(duì)生態(tài)學(xué)課程的教學(xué)，以往多以課堂板書教學(xué)的方式進(jìn)行，且僅限于理論知識(shí)的介紹，授課效果往往受到制約。教師在教學(xué)活動(dòng)中采用多樣化、靈活化的教學(xué)方式能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲望[3]。鑒于生態(tài)學(xué)本身課程的特點(diǎn)，課程中配合多媒體影音資料，如圖片、視頻、動(dòng)畫等方式將一些生態(tài)現(xiàn)象、過(guò)程、機(jī)制等以可視化的方式呈現(xiàn)，生動(dòng)、形象地將一些專業(yè)理論知識(shí)直接地呈現(xiàn)，極大提高學(xué)生對(duì)生態(tài)學(xué)學(xué)習(xí)的感性認(rèn)識(shí)以及學(xué)習(xí)積極性。當(dāng)前生態(tài)學(xué)研究突飛猛進(jìn)，在很多方面都有優(yōu)秀的專業(yè)視頻，例如在進(jìn)行生物與各種無(wú)機(jī)及有機(jī)環(huán)境間關(guān)系講解時(shí)，可配合英國(guó)廣播公司（BBC）制作的“植物之歌”系列視頻，能夠?qū)⒌厍颦h(huán)境的演變過(guò)程與生物進(jìn)化過(guò)程相聯(lián)系，讓學(xué)生了解和掌握環(huán)境變化如何決定生物的分布以及多度，生物的生存又可以改變環(huán)境，生物與環(huán)境間相互制約、相互依存的關(guān)系。視頻放映過(guò)程中教師可結(jié)合影片中的一些現(xiàn)象進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)充和分析，幫助學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的理解和記憶。

2 實(shí)驗(yàn)課程

生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是生態(tài)學(xué)課程的重要組成部分，通過(guò)實(shí)驗(yàn)課對(duì)一些生態(tài)現(xiàn)象的過(guò)程及機(jī)制的驗(yàn)證、探討，一方面可對(duì)理論課程的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行理解和驗(yàn)證，另一方面通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程可培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力以及動(dòng)手實(shí)踐能力。

2.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革

調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)構(gòu)，合并部分實(shí)驗(yàn)，變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證-設(shè)計(jì)相結(jié)合實(shí)驗(yàn)，增加創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是深入開展生態(tài)學(xué)研究的基礎(chǔ)，單純的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)會(huì)降低學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和探索性。通過(guò)對(duì)部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，引入一些研究型實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在掌握基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上，拓展學(xué)生的研究思路，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的能力。例如“土壤水分的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)僅涉及水分測(cè)定，內(nèi)容較簡(jiǎn)單，同學(xué)們能夠掌握土壤水分測(cè)定方法但不能深刻理解土壤水分含量變化與植被類型以及植株生理活動(dòng)的關(guān)系。通過(guò)調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生在完成土壤水分測(cè)定的基礎(chǔ)上，通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)探討土壤水分變化對(duì)一些植株生長(zhǎng)、色素、光合以及呼吸等生理、生化過(guò)程的影響，以此能夠加深學(xué)生對(duì)土壤水分的生態(tài)學(xué)意義的理解。

創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)開設(shè)可由老師根據(jù)當(dāng)前的研究前沿，結(jié)合教師的課題內(nèi)容以及當(dāng)前可用實(shí)驗(yàn)儀器資源進(jìn)行擬定。分別設(shè)立了各項(xiàng)國(guó)家級(jí)、省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，因此通過(guò)生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的開展，鼓勵(lì)、指導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行相關(guān)研究課題的申報(bào)，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的科研熱情和科研興趣。尤其是在一些尚無(wú)研究生招生資質(zhì)的二本院校，通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程，培養(yǎng)、引導(dǎo)本科生從事科學(xué)研究，能夠提高學(xué)生的自信心，培養(yǎng)學(xué)生思維創(chuàng)新與動(dòng)手操作能力。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及流程控制

生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)往往都是建立在團(tuán)隊(duì)合作的基礎(chǔ)之上，尤其是一些野外實(shí)驗(yàn)，更是需要集體的力量。因此生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)需充分考慮這一特點(diǎn)，注意培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)同合作能力。例如，在進(jìn)行水生浮游植物群落結(jié)構(gòu)調(diào)查實(shí)驗(yàn)中，對(duì)不同采樣點(diǎn)進(jìn)行取樣的同時(shí)，需要對(duì)水體其他理化參數(shù)進(jìn)行測(cè)定。可根據(jù)班級(jí)人數(shù)以及實(shí)驗(yàn)的規(guī)模，建立小組制度。每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可根據(jù)情況進(jìn)行不同程度的調(diào)整，保證每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都不同。指導(dǎo)教師明確每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)內(nèi)容，小組組長(zhǎng)及成員對(duì)該小組實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行規(guī)劃，組長(zhǎng)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中統(tǒng)籌安排該小組的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及每位組員的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)完成后由小組組長(zhǎng)與指導(dǎo)老師進(jìn)行溝通，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行修改和補(bǔ)充。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中指導(dǎo)教師全程跟蹤，并要求每個(gè)小組組長(zhǎng)及時(shí)匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果情況對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)這種形式，能夠充分發(fā)揮每位學(xué)生的能動(dòng)作用，使他們都能在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中充分鍛煉其動(dòng)手操作、協(xié)同合作能力，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性以及創(chuàng)新能力。

2.3 實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫及成績(jī)?cè)u(píng)定規(guī)則

規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫作，提高寫作質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫涉及較多內(nèi)容，要求學(xué)生掌握多項(xiàng)技能，例如實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、統(tǒng)計(jì)分析、圖表制作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果描述以及討論等，因此可在實(shí)驗(yàn)開展之前對(duì)學(xué)生進(jìn)行提前培訓(xùn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的工作態(tài)度，為以后更好地從事科學(xué)研究、論文寫作等奠定基礎(chǔ)。

改革考核方式，加強(qiáng)監(jiān)督。分組實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝈憻拰W(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作以及協(xié)調(diào)溝通能力，然而也容易使部分學(xué)生養(yǎng)成偷懶的習(xí)慣，把實(shí)驗(yàn)任務(wù)交給小組組長(zhǎng)或其他成員。因此進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，需要改革考核方式，加強(qiáng)監(jiān)督，同時(shí)要求每位小組成員結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等，能夠獨(dú)立對(duì)該實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題、現(xiàn)象進(jìn)行解釋，并提出對(duì)應(yīng)的解決辦法，嚴(yán)禁抄襲、雷同等。

改革實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定方式。以往實(shí)驗(yàn)成績(jī)都是以教師直接進(jìn)行評(píng)定，通過(guò)改革，在公平、公正原則基礎(chǔ)上，將學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)分成兩個(gè)模塊，即小組組長(zhǎng)評(píng)議和教師評(píng)分兩個(gè)部分。小組組長(zhǎng)需嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)規(guī)范及評(píng)分細(xì)則（具體制定加、減分條目）對(duì)小組各成員的操作規(guī)范和實(shí)際貢獻(xiàn)打出分?jǐn)?shù) （具體排名），教師結(jié)合課堂提問(wèn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量（格式、內(nèi)容、結(jié)果、分析討論等）進(jìn)行綜合評(píng)定。

3 生態(tài)學(xué)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)互補(bǔ)

生態(tài)學(xué)的理論課教學(xué)應(yīng)注意把具體的生態(tài)學(xué)知識(shí)融合到整體的生態(tài)思想和理論中，突出對(duì)學(xué)生系統(tǒng)觀、動(dòng)態(tài)觀、時(shí)空尺度觀等生態(tài)思維方式的培養(yǎng)；實(shí)踐課程教學(xué)中應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，提高分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。理論教學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容，應(yīng)予以突出，并在實(shí)驗(yàn)課時(shí)，對(duì)該理論進(jìn)行回顧、強(qiáng)化，通過(guò)實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的理解和記憶，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容互補(bǔ)。

4 小 結(jié)

生態(tài)學(xué)的教學(xué)活動(dòng)主要從個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)和生物圈等不同層次分析生物與環(huán)境之間的關(guān)系。通過(guò)理論推介、案例剖析，使學(xué)生掌握生態(tài)學(xué)的基本知識(shí)體系和思想方法，形成宏觀的生態(tài)思維，提高對(duì)當(dāng)前資源和環(huán)境問(wèn)題的認(rèn)識(shí)能力和把握水平。教學(xué)過(guò)程中需要不斷創(chuàng)新、改革教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式，改革實(shí)驗(yàn)課程體系和課程考核方式，以教師指導(dǎo)、學(xué)生為主體進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)更加高效地調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性、自覺性，提高課程教學(xué)效果。

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