《污染生態(tài)學(xué)》課程教學(xué)與實踐改革探索

李威 張銀龍 李萍萍

摘要：《污染生態(tài)學(xué)》是生態(tài)學(xué)專業(yè)的重要專業(yè)課程，教學(xué)中應(yīng)結(jié)合課程特點與學(xué)科特色，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，合理設(shè)置實驗實踐環(huán)節(jié)，使理論與實踐有機融合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：污染生態(tài)學(xué)；理論與實踐；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）50-0115-02

《污染生態(tài)學(xué)》是一門以生態(tài)系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)的邊緣交叉學(xué)科，該課程的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握污染生態(tài)學(xué)的基本理論、基本知識，了解污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律及解決方法，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，為繼續(xù)讀研深造或從事污染生態(tài)研究、環(huán)境保護等相關(guān)工作打下基礎(chǔ)。筆者根據(jù)在教學(xué)實踐過程中發(fā)現(xiàn)的一些問題，對《污染生態(tài)學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容和實踐環(huán)節(jié)改革進行了若干探索。

一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

1.課程特點與知識體系。污染生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)相融合、相交叉的產(chǎn)物，其課程內(nèi)容涉及廣泛，包括化學(xué)、土壤學(xué)、物理化學(xué)、植物學(xué)等。在學(xué)習(xí)本課程前，學(xué)生應(yīng)該具備一定的相關(guān)課程基礎(chǔ)，因此本課程安排在大三下學(xué)期。但是，教師在授課過程仍應(yīng)注意回顧與補充相關(guān)概念，以幫助學(xué)生更好地理解與把握本課程知識。

污染生態(tài)學(xué)的課程知識體系如圖1所示，大體可分為基礎(chǔ)篇和應(yīng)用篇兩部分，基礎(chǔ)篇主要介紹生物系統(tǒng)與被污染的環(huán)境系統(tǒng)之間相互作用的機理和規(guī)律，即污染物在生物體內(nèi)的生物過程。具體包括生物體對污染物的吸收與遷移、生物富集、污染物對生物體的危害、生物體對污染物的抗性及生物在長期污染條件下的生態(tài)效應(yīng)與適應(yīng)進化。這幾個部分分章節(jié)講述，但相互聯(lián)系緊密，并且可在生物生命過程中同時發(fā)生，應(yīng)從整體把握。應(yīng)用篇主要是基于生態(tài)學(xué)原理和方法對污染環(huán)境進行控制和修復(fù)，重點是大氣、水和土壤污染的生物修復(fù)技術(shù)。此外，污染環(huán)境的生物監(jiān)測與評價也是污染生態(tài)學(xué)中不可分割的一部分。在講授過程中，要注意將基礎(chǔ)篇和應(yīng)用篇有機結(jié)合起來，使理論聯(lián)系實際，兩者互相印證，形成完整的知識體系。

2.結(jié)合學(xué)科特色，突出教學(xué)重點。污染生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)中實踐意義較強的一個分支，將該課程與學(xué)科優(yōu)勢和特色結(jié)合起來，有利于生態(tài)學(xué)綜合人才的培養(yǎng)。南京林業(yè)大學(xué)生態(tài)學(xué)科于1989年成為首批教育部國家級重點學(xué)科，經(jīng)過多年的建設(shè)，已形成自己獨特的研究方向與特色。主要是以森林、濕地等生態(tài)系統(tǒng)為研究對象，以生物與環(huán)境之間的關(guān)系及其相互作用機制、生物地球化學(xué)循環(huán)等生態(tài)學(xué)理論為基礎(chǔ)，重點探討退化生態(tài)系統(tǒng)植被恢復(fù)機理與技術(shù)，土壤生態(tài)學(xué)過程及其對全球氣候變化的響應(yīng)，濕地瀕危物種生境恢復(fù)與生物多樣性保護，環(huán)湖植被緩沖帶與水生植物的生態(tài)功能，湖泊富營養(yǎng)化治理技術(shù)等。因此，結(jié)合該課程的教學(xué)目標(biāo)與學(xué)科特征，該課程的教學(xué)重點主要有：污染物的生態(tài)過程的基本理論、水體富營養(yǎng)化的概念、危害、評價及修復(fù)對策、水污染的土地處理系統(tǒng)修復(fù)原理、土壤污染的植物修復(fù)技術(shù)。而且，在授課過程中，可將本學(xué)科教師的研究成果與案例融入理論知識中，激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。

二、實驗實踐的設(shè)計與實施

本課程在原教學(xué)大綱中理論講授學(xué)時數(shù)為48學(xué)時，并未設(shè)置實踐學(xué)時。針對本課程的現(xiàn)實性、綜合性和研究性特點，將學(xué)時調(diào)整為理論講授32學(xué)時，實踐教學(xué)16學(xué)時。實踐教學(xué)與理論課同步開設(shè)，使理論與實踐結(jié)合，加深學(xué)生對理論知識的理解，并學(xué)以致用，提高學(xué)生的綜合分析能力和實際動手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。本課程擬開設(shè)的實驗實踐內(nèi)容具體如下：

1.重金屬對植物種子發(fā)芽和根伸長的影響（4學(xué)時）：將上課學(xué)生分成若干組，分別進行不同重金屬（Cd、Cr、Pb）對不同植物（小麥、白菜）種子發(fā)芽和根伸長的影響，考察不同重金屬對不同植物種子的毒性效應(yīng)，加深對效應(yīng)濃度、安全濃度等概念的理解。通過不同組的實驗結(jié)果比較，還可了解不同重金屬的毒性大小和不同植物對重金屬脅迫的敏感性。

2.人工濕地對城市尾水的處理效果研究（6學(xué)時）：參觀人工濕地尾水處理廠，調(diào)查人工濕地的植物種類配置和運行參數(shù)，采集人工濕地的進水和出水，了解人工濕地對主要污染物，如有機物、N和P的去除效果。在對實驗結(jié)果進行分析的過程中，要求學(xué)生查閱資料，了解不同濕地植物如蘆葦、香蒲等對污染物的吸收去除能力，綜合分析理解人工濕地去除污染物的原理。

3.采用觀賞植物修復(fù)土壤重金屬污染的實驗研究（6學(xué)時）：分組查閱資料，選擇合適的觀賞植物，研究觀賞植物對土壤重金屬的吸收和富集量，評價觀賞植物修復(fù)土壤重金屬污染的性能。該實驗一方面可讓學(xué)生深入了解植物對重金屬的吸收和生物富集的概念，掌握生物富集系數(shù)和轉(zhuǎn)移系數(shù)的計算，另一方面也可幫助學(xué)生理解重金屬污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)原理，掌握超積累植物的篩選方法。

三、教學(xué)方式的應(yīng)用

1.多媒體與板書相結(jié)合的講授方式。講授法是教學(xué)中最基本、最常用的方法，特別是對于理論基礎(chǔ)概念、專業(yè)性基礎(chǔ)知識點的講解。多媒體技術(shù)是指將文字、圖像、聲音等承載信息的載體結(jié)合在一起，并通過計算機進行綜合處理和控制的技術(shù)。利用多媒體教學(xué)可以將抽象的知識形象化，給學(xué)生以視、聽新感覺，調(diào)動聯(lián)想思維，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，如在講污染物對植物超微細(xì)胞結(jié)構(gòu)的損傷時，可以通過直觀的照片展示不同濃度的污染物脅迫下，植物細(xì)胞的細(xì)胞核、葉綠體、線粒體等細(xì)胞器的損傷情況，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更利于學(xué)生對相關(guān)知識點的掌握。但是多媒體技術(shù)也存在一些弊端，如播放速度快，信息量大，不利于學(xué)生對知識的接受，缺乏足夠的時間消化和記筆記，因此，應(yīng)根據(jù)具體知識內(nèi)容，將多媒體教學(xué)和板書有機結(jié)合起來，特別是重點概念，通過板書的形式，放慢講授速度，加深學(xué)生對相關(guān)知識點的理解。

2.案例教學(xué)與學(xué)生演講相結(jié)合的方法。污染生態(tài)學(xué)的課程內(nèi)容是以生態(tài)學(xué)原理為基礎(chǔ)，通過大量的案例分析污染生態(tài)過程中植物、動物和微生物等有機體的生態(tài)響應(yīng)機制和其毒害表現(xiàn)，探討污染控制和污染修復(fù)生態(tài)工程的學(xué)科。但是環(huán)境中污染物種類眾多且對生物具有不同的毒性效應(yīng)，課堂學(xué)時有限，僅能挑選比較經(jīng)典的案例進行講解。另一方面，傳統(tǒng)的“教師講、學(xué)生聽”的授課方式作為主要的教學(xué)方式在調(diào)動學(xué)生積極性方面效果欠佳。因此，對于比較重要的知識點，可指定閱讀材料或要求學(xué)生自己查閱最新資料與案例，做成PPT在課堂上進行講解，教師給予針對性點評并引導(dǎo)學(xué)生討論。如生物對污染物的吸收和遷移章節(jié)中，比較經(jīng)典的案例是鉛和鎘在玉米根系中的吸收和遷移，可以引導(dǎo)學(xué)生查閱鉛鎘等在其他植物或土壤-植物體系中的遷移規(guī)律，并在課堂上講解、討論植物吸收重金屬的途徑。該方法不僅能夠調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、提高學(xué)生的表達能力，活躍課堂氣氛，也能使學(xué)生了解學(xué)科最近的研究進展，加深對相關(guān)知識的理解，拓展知識面。

3.專題講座。污染生態(tài)學(xué)具有現(xiàn)實性、綜合性和研究性，是一門發(fā)展中的學(xué)科。隨著學(xué)科之間不斷交叉滲透，其學(xué)科內(nèi)涵更加豐富。而且，隨著研究的深入，對于污染生態(tài)學(xué)中出現(xiàn)的新污染物、新問題的認(rèn)識也不斷深入。因此，有必要開展污染生態(tài)學(xué)的研究前沿與展望的專題講座。專題講座主要介紹目前污染生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域一些熱點問題的研究進展，如藥品與個人護理用品、內(nèi)分泌干擾物、生態(tài)風(fēng)險等。這些新興污染物和人類生活息息相關(guān)，通過專題講座，可以使學(xué)生了解環(huán)境中的新興污染物對人類身體健康的影響，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識，同時激發(fā)學(xué)生對科研的興趣，吸引一批學(xué)生投身于科研事業(yè)中。

四、結(jié)語

《污染生態(tài)學(xué)》是生態(tài)學(xué)專業(yè)的重要專業(yè)課程，具有現(xiàn)實性、綜合性和研究性的特點。在教學(xué)過程中，應(yīng)結(jié)合本課程的特點與學(xué)科優(yōu)勢特色，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，并合理設(shè)置實驗實踐環(huán)節(jié)，使理論與實踐有機結(jié)合起來，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動手能力和發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、科研能力和綜合素質(zhì)。

參考文獻：

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