基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)實踐教學(xué)實施探討

郝文芳+楊途熙+張曉鵬+李剛

摘要：本文對基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)的野外實踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要內(nèi)容、特點、教學(xué)過程等進(jìn)行了探討，希望在此與相關(guān)同行共同探討和交流，以期提高該門課程的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)；實踐教學(xué)；主要內(nèi)容；特點；教學(xué)過程

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）05-0149-03

隨著社會的發(fā)展，環(huán)境、能源、食品安全、資源等問題日益嚴(yán)峻，生態(tài)學(xué)理論在環(huán)境保護(hù)、資源開發(fā)利用、生物多樣性保護(hù)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，生態(tài)學(xué)已經(jīng)成為高等院校文、理、工、農(nóng)等相關(guān)專業(yè)的必修課程或選修課程[1]，其教學(xué)的主要目的是使學(xué)生掌握有關(guān)生態(tài)學(xué)的基本理論和基本知識，學(xué)會運用生態(tài)學(xué)的理論和方法觀察和認(rèn)識自然界、生態(tài)破壞、環(huán)境污染、生物多樣性保護(hù)、生物資源開發(fā)利用等各種現(xiàn)實問題。高等教育的實踐教學(xué)任務(wù)包括[2]：①增加感性認(rèn)識，使學(xué)生能夠接受和理解所學(xué)的知識；②理論聯(lián)系實際，通過實驗鞏固和加深所學(xué)知識；③培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能和觀察、分析、判斷問題等綜合能力[3，4]。國外一些發(fā)達(dá)國家如美國、日本、德國等，是非常重視實驗教學(xué)的，把實驗教學(xué)視為培養(yǎng)學(xué)生基本技能和實踐能力及創(chuàng)新意識的手段[2]。我國大學(xué)生與國外大學(xué)生相比，其理論知識方面有優(yōu)勢，但在獨立工作能力、動手能力、創(chuàng)新能力方面存在較大差距。實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生把理論知識應(yīng)用于實踐中的主要教學(xué)形式，使學(xué)生具備觀察問題、分析問題、解決問題的能力[5]。本文對基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)的野外實踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要內(nèi)容、特點、教學(xué)過程等進(jìn)行了探討，希望在此能與相關(guān)同行共同探討和交流，以期提高該門課程的教學(xué)質(zhì)量和效率。

一、基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)野外實踐教學(xué)目的和要求

通過對實習(xí)地區(qū)不同生物種群、生物群落、生態(tài)系統(tǒng)組成和變化的調(diào)查，充分理解生物和環(huán)境相互關(guān)系的含義，進(jìn)一步認(rèn)識人類和自然的關(guān)系，理解人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的深刻意義。具體來說，通過實習(xí)要求達(dá)到以下目的：①掌握植被的調(diào)查方法、數(shù)據(jù)整理和群落識別知識。②結(jié)合實際，加深對課堂講授理論知識的理解和認(rèn)識。③學(xué)習(xí)植物生活型的劃分方法、群落生活型組成及其同氣候的關(guān)系。④結(jié)合實際了解生態(tài)系統(tǒng)分布的基本規(guī)律，掌握實習(xí)地主要的生態(tài)系統(tǒng)類型及其特征。

二、基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)的野外實踐教學(xué)的主要內(nèi)容

1.最小取樣面積的確定。對植被進(jìn)行現(xiàn)場的應(yīng)用樣方調(diào)查，須首先確定最小取樣面積。在踏查和路線調(diào)查的基礎(chǔ)上，選取典型地段作為樣地，不斷擴(kuò)大樣方面積，調(diào)查樣方內(nèi)植物的種類。第一次取樣面積為1m×1m，第二次取樣面積為1m×2m，第三次取樣面積為2m×2m，第四次取樣面積為2m×4m，第五次取樣面積為4m×4m，以此類推，每擴(kuò)大一次，都詳細(xì)填寫登記表，必要時采集植物標(biāo)本，做好特征記錄?？梢园l(fā)現(xiàn)，隨著樣方面積的增加，樣方中植物種類的數(shù)量也隨之增加。之后面積再繼續(xù)擴(kuò)大，增加植物種類逐漸減少，種類數(shù)量趨于穩(wěn)定。以樣方面積為橫軸，植物種數(shù)為縱軸繪制種—面積曲線，曲線開始平升時對應(yīng)的面積即為研究地的最小取樣面積。此部分實習(xí)要求掌握確定最小取樣面積的方法。

2.植物群落特征調(diào)查。在確定最小取樣面積的基礎(chǔ)上，調(diào)查不同林帶的植被特征。具體如下：調(diào)查農(nóng)林過渡區(qū)植被結(jié)構(gòu)特征、組成（海拔500m～800m）；調(diào)查櫟類林帶植被結(jié)構(gòu)特征、組成（海拔800m～2200m）；調(diào)查樺木林帶植被結(jié)構(gòu)特征、組成（海拔2200m～2800m）；調(diào)查針葉林帶植被結(jié)構(gòu)特征、組成（海拔2800m～3300m）；高山灌叢帶及高山草甸帶植被的結(jié)構(gòu)特征、組成（海拔3300米以上）。對每個類型的群落設(shè)置4～5個調(diào)查樣方，記錄各物種的名稱，高度，蓋度，多度，頻度[6]，調(diào)查多度時，采用直接點法[7]，叢生植物按叢數(shù)計算其個體數(shù)量；蓋度用目測估計其投影蓋度；高度量取每種植物的自然高度；頻度計算包含該物種呈現(xiàn)的樣方在所選取樣方種所占的比例，頻度調(diào)查樣方數(shù)目為10個[8]。填寫相關(guān)附表。此部分要求掌握群落調(diào)查的基本方法，了解太白山主要森林植物群落的組成與結(jié)構(gòu)，并注意觀察群落過渡區(qū)物種組成的變化特點，能運用所學(xué)生態(tài)學(xué)理論對群落學(xué)特征進(jìn)行初步分析。

3.山地植被垂直分布與生活型譜的編制。通過對不同海拔高度的植被進(jìn)行調(diào)查，比較其特征差異，分析產(chǎn)生這些差異的原因，并根據(jù)調(diào)查結(jié)果編制生活型譜。即：沿著海拔梯度，在依次調(diào)查農(nóng)林過渡區(qū)、櫟類林帶、樺木林帶、針葉林帶、高山灌叢帶及高山草甸帶的植被特征的基礎(chǔ)上，比較其差異及產(chǎn)生這些差異的原因，并根據(jù)調(diào)查結(jié)果編制生活型譜。掌握太白山植被分布的垂直地帶性，并結(jié)合實際分析植被地帶性分布的原因，有針對性地提出森林利用與保護(hù)的建議。

三、基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)的野外實踐教學(xué)的特點

1.實踐性。相比于課堂教學(xué)，基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)野外實踐教學(xué)能夠更好地把理論知識運用于實踐，能夠把生態(tài)學(xué)原理與社會生產(chǎn)結(jié)合起來，并可用于解釋并解決社會實踐過程中產(chǎn)生的相關(guān)問題[9]，是以生產(chǎn)現(xiàn)場為課堂，是一次更生動、靈活、豐富多彩的學(xué)習(xí)過程。通過實踐教學(xué)，使學(xué)生掌握有關(guān)生態(tài)學(xué)的基本理論和基本知識，掌握生態(tài)學(xué)的研究方法，運用生態(tài)學(xué)的基本原理、基本方法對現(xiàn)有的資源合理開發(fā)利用[10]。

2.主動性。在基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)實踐教學(xué)中，由一對多的填鴨式單向指導(dǎo)向?qū)W生和教師合作研究的互動式教學(xué)指導(dǎo)轉(zhuǎn)變[11]，通過小組內(nèi)成員的自我組織、分工協(xié)作、積極探索，獨立完成實習(xí)任務(wù)，既培養(yǎng)了學(xué)生獨立分析問題和解決問題的實踐能力[12]，也培養(yǎng)了學(xué)生自由探索的創(chuàng)新能力，有利于學(xué)生的科學(xué)思維和綜合技能的培養(yǎng)[13]。

3.層次性。野外的實踐教學(xué)不同于實驗室的實驗，更不同于課堂教學(xué)，我們從內(nèi)容的安排上，是循序漸進(jìn)的，比如第一天安排最小取樣面積的確定，接著是植物群落特征調(diào)查，讓學(xué)生了解樣地面積的確定不是隨意的，是有一定的科學(xué)依據(jù)的。在調(diào)查完不同海拔群落的結(jié)構(gòu)組成后，分析山地植被垂直分布，再完成生活型譜的編制工作。通過調(diào)查實踐，指導(dǎo)學(xué)生拓展課程教學(xué)內(nèi)容，活動結(jié)束后，引導(dǎo)學(xué)生撰寫實習(xí)報告，寫的過程本身就是對現(xiàn)有知識體系的補(bǔ)充與完善，使學(xué)生對基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)的理念有一個更深入、系統(tǒng)的掌握。同時通過小組討論、匯報、自我評價、組長打分等形式，體現(xiàn)教學(xué)全過程考核。endprint

4.現(xiàn)場性。在野外實踐教學(xué)中，教師可根據(jù)實習(xí)現(xiàn)場的生態(tài)環(huán)境狀況，結(jié)合實習(xí)的目的與內(nèi)容，采用啟發(fā)式、參與式、討論式的教學(xué)方法，有針對性地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性[14]。

四、教學(xué)過程

基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)野外實踐教學(xué)是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，運用所學(xué)的理論知識到現(xiàn)場或生產(chǎn)實踐中去培養(yǎng)分析問題和解決問題能力的實踐活動，按照實踐課程內(nèi)容安排的時間先后順序，包括野外實踐教學(xué)的準(zhǔn)備、開展實習(xí)以及實習(xí)總結(jié)3個階段，因此基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)實踐教學(xué)是從感性上升到理性、由理論到實踐的教學(xué)過程[14]。

1.實習(xí)前準(zhǔn)備。

（1）野外實習(xí)安排及儀器工具。實習(xí)前1個月左右，3名指導(dǎo)教師親自到實習(xí)基地及沿線進(jìn)行實地踏勘，根據(jù)生態(tài)學(xué)野外實習(xí)大綱和實習(xí)基地的實際情況，制定出具體的實習(xí)計劃，包括實習(xí)性質(zhì)、實習(xí)地點、日程安排、各階段的實習(xí)內(nèi)容及要求、考核辦法、實踐教學(xué)教師組成、實習(xí)期間應(yīng)遵守的紀(jì)律、經(jīng)費預(yù)算等。本文以生命學(xué)習(xí)生物科學(xué)專業(yè)2014年基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)實習(xí)為例來介紹。生命學(xué)院2014年生物科學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)野外實習(xí)地點選在眉縣蒿平寺，時間為2014年6月17至7月2日，共4個班，每班約30人，約9～10人為一個小組。每班配備實習(xí)指導(dǎo)教師一名，全程配備一個實驗員和一名隨隊大夫。實習(xí)分2批進(jìn)行。所需儀器如下：①GPS定位儀、海拔表：各2個，每班各1個；②地質(zhì)羅盤：6個，每小組1個；③雙筒望遠(yuǎn)鏡（10×35倍）：6部，每組1部；④植物標(biāo)本夾：每組2付，兩批共12組，共24付；⑤植物標(biāo)本采集工具：鐵鏟、修枝剪、放大鏡、解剖針，每組1套，計6套；另配高枝剪2個，每班1個；實體鏡2臺，每班1臺；⑥測繩（50m）、皮卷尺（50或30m）、鋼卷尺（3m）：每組2套，計12套；⑦標(biāo)本記錄本每組2本，12組需24本；⑧植物掛牌、植物采集袋、標(biāo)本紙若干；⑨調(diào)查記錄的表格若干。

（2）實踐教學(xué)內(nèi)容的集中復(fù)習(xí)。在實習(xí)前進(jìn)行一次以生態(tài)學(xué)專業(yè)知識復(fù)習(xí)為主題的集中學(xué)習(xí)與培訓(xùn)，有針對性地對相關(guān)概念、基本原理和方法等進(jìn)行回顧，并對實習(xí)要點及各路線的生態(tài)環(huán)境概況進(jìn)行介紹，使學(xué)生明確實習(xí)的目的和要求，了解實習(xí)計劃，查閱和收集相關(guān)的資料信息。同時，對野外實習(xí)的基本技能與技術(shù)進(jìn)行講解與培訓(xùn)[14]。（3）實踐教學(xué)教材的準(zhǔn)備。為了便于學(xué)生的野外自我學(xué)習(xí)，配備以下的實踐教學(xué)教材：秦嶺植物志（第1卷，1～5冊），科學(xué)出版社；中國植物圖鑒（系列），中科院植物所，科學(xué)出版社；生態(tài)學(xué)常用實驗研究方法與技術(shù)，章家恩主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2007；生態(tài)學(xué)調(diào)查方法手冊，Sutherland，張金屯譯，科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1999；⑤生態(tài)學(xué)實驗與野外實習(xí)指導(dǎo)，孫振鈞主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2009。

2.開展野外實習(xí)。本階段指導(dǎo)教師的主要工作是圍繞該野外實習(xí)的教學(xué)目標(biāo)，組織實施實踐教學(xué)活動，幫助學(xué)生解決在實習(xí)中遇到的問題，確保實習(xí)任務(wù)圓滿完成[14]。

3.實踐教學(xué)的總結(jié)。實習(xí)總結(jié)包括兩個部分，一部分為撰寫實習(xí)報告，一部分為返回校后的實踐教學(xué)總結(jié)。

（1）實習(xí)報告的撰寫。每位學(xué)生都應(yīng)提交一份實習(xí)報告。實習(xí)報告包括如下幾方面的內(nèi)容：①引言：實習(xí)的時間、地點，實習(xí)的目的和意義，地理環(huán)境概況等；②調(diào)查研究方法；③實習(xí)內(nèi)容及結(jié)果：以樣方面積為橫軸，植物種數(shù)為縱軸繪制種—面積曲線，曲線開始平升時對應(yīng)的面積即為研究地的最小取樣面積；④列出樣地內(nèi)植物種類的數(shù)量等級，即優(yōu)勢種、常見種、少有種；⑤分析實習(xí)地區(qū)典型群落結(jié)構(gòu)、特征，及其地帶性植被結(jié)構(gòu)；⑥沿著海拔梯度，分別對農(nóng)林過渡區(qū)、櫟類林帶、樺木林帶、針葉林帶、高山灌叢帶及高山草甸帶的植被特征進(jìn)行分析，比較其差異及產(chǎn)生這些差異的原因，并根據(jù)調(diào)查結(jié)果編制生活型譜；⑦提出保護(hù)珍稀動植物及其生態(tài)環(huán)境、實習(xí)地區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)與持續(xù)發(fā)展的建議；⑧總結(jié)個人實習(xí)的收獲和體會。

（2）返回校后的實踐教學(xué)總結(jié)。野外實習(xí)階段結(jié)束之后，組織學(xué)生進(jìn)行經(jīng)驗交流、小組討論，對野外實踐中所獲得的知識和技能進(jìn)行系統(tǒng)的歸納和總結(jié)，鼓勵學(xué)生制作PPT課件，向本組、全班介紹自己的實習(xí)結(jié)果、研究結(jié)論及經(jīng)驗體會。授課教師也應(yīng)該聯(lián)系相關(guān)的理論知識，對一些重要問題進(jìn)行有針對性的解釋和講解，以深化實習(xí)效果[15]。

4.實習(xí)考核?？己朔謨?yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五級標(biāo)準(zhǔn)。90分以上優(yōu)秀，80～89分良好，70～79分中等，60～69分及格，60分以下不及格。

具體分值為：實習(xí)紀(jì)律占30%，方法掌握占30%，實習(xí)報告撰寫（含調(diào)查結(jié)果及數(shù)據(jù)分析）占30%，個人自評得分占5%，組長給組員打分占5%。

五、展望

通過為期兩周的基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)的實踐教學(xué)，學(xué)生們基本掌握了野外實習(xí)、實習(xí)數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)處理分析等技能和知識，使其專業(yè)知識得到鞏固，真正做到了理論聯(lián)系實際。同時激發(fā)了學(xué)生對本門課程的興趣，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性[16]。通過師生互動和學(xué)生們的主動學(xué)習(xí)，學(xué)生的專業(yè)知識得到了提高，學(xué)生也深刻地認(rèn)識到，雖然這些知識在生態(tài)學(xué)的課堂上已經(jīng)學(xué)習(xí)過，但是經(jīng)過自己親自動手測定、親眼觀察，對理論知識有了更多的體會和感悟，這讓他們更深刻地體會到理論聯(lián)系實際的重要性。

實踐教學(xué)的考核應(yīng)采用考核與教學(xué)過程緊密結(jié)合的方法，注重學(xué)生實踐課的實際表現(xiàn)，使課程的考核貫穿實踐教學(xué)全過程，避免僅僅憑借實踐報告決定成績的弊端[17]，增加對學(xué)生綜合運用知識獨立分析問題和解決問題技能方面的考核，注重學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、吃苦精神與專業(yè)技能的綜合考評與激勵，以及團(tuán)隊合作精神、自律能力等，本文中的考核分值的分配就是這種考核方法的綜合體現(xiàn)。其考核的標(biāo)準(zhǔn)是否能夠全面體現(xiàn)整個實踐過程中學(xué)生的綜合表現(xiàn)，還有待于進(jìn)一步的驗證。

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