生態(tài)學(xué)研究型野外實(shí)習(xí)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

何 磊, 于明堅(jiān), 丁 平

(浙江大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 杭州 310058)

生態(tài)學(xué)是研究生物體與環(huán)境相互作用的學(xué)科，是一門與人類生活密切相關(guān)的科學(xué)[1]。生態(tài)學(xué)教學(xué)主要包含理論課、實(shí)驗(yàn)課和實(shí)習(xí)課等，浙江大學(xué)生態(tài)學(xué)科定位于探索國(guó)際前沿生態(tài)學(xué)問題，通過課程學(xué)習(xí)培養(yǎng)具有國(guó)際視野和寬厚生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)與研究技能的復(fù)合型人才，為國(guó)家戰(zhàn)略和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)有力的人才與技術(shù)支撐[2-5]。

野外實(shí)習(xí)是生態(tài)學(xué)人才培養(yǎng)中十分重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是構(gòu)成學(xué)生完整知識(shí)體系結(jié)構(gòu)以及培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力的重要組成部分。在生態(tài)學(xué)專業(yè)教學(xué)中，實(shí)踐教學(xué)與課堂教學(xué)同等重要[6-7]，通過野外實(shí)習(xí)可以驗(yàn)證和鞏固書本知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，使學(xué)生掌握生態(tài)學(xué)研究的基本方法，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和研究能力。

1 生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)基地簡(jiǎn)介

浙江鳳陽(yáng)山-百山祖國(guó)家自然保護(hù)區(qū)位于浙江省龍泉、慶元兩縣境內(nèi)(27°37′45″N～27°50′30″ N，119°7′45″E～119°19′26″ E)，是浙江省陸域面積最大的自然保護(hù)區(qū)。保護(hù)區(qū)由原鳳陽(yáng)山自然保護(hù)區(qū)和百山祖自然保護(hù)區(qū)于1992年合并而成，總面積約為26 051 hm2[8]。鳳陽(yáng)山自然保護(hù)區(qū)現(xiàn)有管理面積15 171 hm2，主峰為黃茅尖(27°55′ N，119°11′ E)，海拔1921 m，是“江浙第一高峰”[9-11]。百山祖自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)面積約為10 880 hm2，主峰為百山祖(27°45′ N，119°11′ E)，海拔1856.7 m，是浙江省第二高峰[9,12-13]。鳳陽(yáng)山-百山祖國(guó)家自然保護(hù)區(qū)為典型的中亞熱帶季風(fēng)氣候，保護(hù)對(duì)象以典型中亞熱帶濕潤(rùn)常綠闊葉林生態(tài)系統(tǒng)為主[14]。保護(hù)區(qū)內(nèi)森林植被垂直分布，可觀察到落葉常綠闊葉混交林、針闊葉混交林、常綠闊葉林、山地矮林和山地灌草叢等天然植被[15]。保護(hù)區(qū)生態(tài)植被類型多樣，動(dòng)植物資源豐富，是進(jìn)行生物多樣性研究與保護(hù)的重要基地，同時(shí)也是開展生態(tài)學(xué)野外研究型實(shí)習(xí)非常理想的場(chǎng)所[16-18]。

圖1 生態(tài)學(xué)研究型野外實(shí)習(xí)流程

2 野外實(shí)習(xí)教學(xué)理念

浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院立足于素質(zhì)教育和專業(yè)教學(xué)相結(jié)合的培養(yǎng)模式，旨在加強(qiáng)對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能、創(chuàng)新能力等方面的綜合培養(yǎng)。近些年，學(xué)院摒棄了過去以教師講解為主導(dǎo)的傳統(tǒng)野外實(shí)習(xí)教學(xué)模式，整合并合理配置實(shí)習(xí)資源，探究以學(xué)生為主體的研究型生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)教學(xué)模式，從而將傳統(tǒng)野外實(shí)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯啃蛯?shí)習(xí)(圖1)。生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)安排在大三的暑假，在這之前學(xué)生已經(jīng)修完生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)及實(shí)驗(yàn)、植物學(xué)及實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物學(xué)及實(shí)驗(yàn)、微生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)等專業(yè)主干課程和基礎(chǔ)課程。生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程安排在大二秋冬學(xué)期，4個(gè)學(xué)分80個(gè)課時(shí)(48個(gè)理論課時(shí)，32個(gè)實(shí)驗(yàn)課時(shí))，所用教材為Ecology—TheEconomyofNature(7thedition)，這些課程的學(xué)習(xí)為生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)的順利開展奠定了基礎(chǔ)。生態(tài)學(xué)研究型實(shí)習(xí)以小組為單位，學(xué)生自行組隊(duì)并從教師給出的課題中選擇感興趣的課題進(jìn)行研究。研究型實(shí)習(xí)要求學(xué)生學(xué)會(huì)查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、分析數(shù)據(jù)和撰寫小論文，通過實(shí)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力及科研創(chuàng)新能力。

3 野外實(shí)習(xí)安排及實(shí)施

3.1 實(shí)習(xí)前的準(zhǔn)備

野外實(shí)習(xí)的準(zhǔn)備工作包括兩個(gè)方面：一是教學(xué)團(tuán)隊(duì)的準(zhǔn)備，二是學(xué)生的準(zhǔn)備。教學(xué)團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備工作包括考察實(shí)習(xí)地點(diǎn)、準(zhǔn)備儀器設(shè)備、召開學(xué)生動(dòng)員大會(huì)、部署和安排實(shí)習(xí)期間的工作等方面。首先，教師根據(jù)考察情況設(shè)計(jì)研究課題，課題內(nèi)容包含植物、動(dòng)物和土壤等不同生態(tài)學(xué)研究方向。其次，召開學(xué)生動(dòng)員大會(huì)介紹實(shí)習(xí)內(nèi)容、實(shí)習(xí)安排及注意事項(xiàng)等，會(huì)后建立實(shí)習(xí)QQ群并上傳研究型實(shí)習(xí)課題、相關(guān)文獻(xiàn)資料及當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件資料等供學(xué)生參考選擇(3～4人/組)，見表1。最后，教學(xué)團(tuán)隊(duì)縝密部署實(shí)習(xí)期間各個(gè)老師的分工安排，包括實(shí)習(xí)指導(dǎo)、安全保障及后勤，同時(shí)提醒學(xué)生準(zhǔn)備好個(gè)人物品。學(xué)生的準(zhǔn)備工作包括研究課題的準(zhǔn)備和個(gè)人生活用品的準(zhǔn)備。學(xué)生根據(jù)選擇的課題進(jìn)行文獻(xiàn)查閱、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)及分工等。 研究課題在實(shí)習(xí)前的1個(gè)月左右公布，每年的課題不一樣，但是課題研究大方向相同，包括動(dòng)物、植物及土壤生態(tài)等方面。學(xué)生根據(jù)興趣組隊(duì)選擇其中一個(gè)課題進(jìn)行研究，因?qū)W生在野外實(shí)習(xí)之前已經(jīng)上過動(dòng)物、植物、生態(tài)等課程的實(shí)驗(yàn)且每個(gè)課題都有對(duì)應(yīng)的助教，因此課題準(zhǔn)備時(shí)間較充分。

3.2 實(shí)習(xí)期間的工作

野外實(shí)習(xí)時(shí)間為8 d，百山祖和鳳陽(yáng)山自然保護(hù)區(qū)各4 d。到達(dá)實(shí)習(xí)地點(diǎn)后，教師及保護(hù)區(qū)負(fù)責(zé)人進(jìn)行課題相關(guān)講座以便學(xué)生更快進(jìn)入實(shí)習(xí)狀態(tài)，講座包括“百山祖自然保護(hù)區(qū)簡(jiǎn)介”“植物群落和種群生態(tài)學(xué)基本知識(shí)”“陸生脊椎動(dòng)物物種多樣性調(diào)查方法”“森林生物多樣性監(jiān)測(cè)進(jìn)展”。講座之后，助教分組介紹及演示相關(guān)儀器設(shè)備的使用，以第一個(gè)課題“不同森林群落類型的物種(alpha、beta)多樣性比較分析”為例，助教將會(huì)著重介紹課題研究相關(guān)儀器設(shè)備，包括全站儀、土壤三參數(shù)儀、葉面積儀及葉綠素儀等。隨后，各小組根據(jù)研究課題進(jìn)行獨(dú)立實(shí)驗(yàn)和樣本采集，每個(gè)小組配備1名助教或教師指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)合理地進(jìn)行分工與調(diào)查采樣。以“生境差異對(duì)植物葉片功能形狀的影響”課題為例，該課題以百山祖的短尾柯(Lithocarpusbrevicaudatus(Skan) Hay.)、尖連蕊茶(Camelliacuspidate(Kochs) Wright ex Gard.)以及鳳陽(yáng)山的尖連蕊茶為對(duì)象，分別采集不同海拔高度生長(zhǎng)個(gè)體的陰生葉和陽(yáng)生葉，通過測(cè)量葉綠素含量(Chl)、葉片厚度、葉面積以及比葉面積(SLA)、葉片干物質(zhì)含量(LDMC)等數(shù)據(jù)探究生境差異對(duì)植物葉片功能性狀的影響，從而獲得相關(guān)研究結(jié)果。

表1 生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)課題及選題學(xué)生與指導(dǎo)教師

百山祖實(shí)習(xí)4 d后，學(xué)生轉(zhuǎn)戰(zhàn)鳳陽(yáng)山自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行另外4 d的實(shí)習(xí)。學(xué)生到達(dá)鳳陽(yáng)山后繼續(xù)進(jìn)行各自的課題研究，同時(shí)，根據(jù)天氣情況，在實(shí)習(xí)期間穿插“鳳陽(yáng)山自然保護(hù)區(qū)簡(jiǎn)介”“生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展”“野外生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法”等相關(guān)講座。這些報(bào)告將加深學(xué)生對(duì)生態(tài)學(xué)理論、生態(tài)學(xué)研究方法和生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)分析的了解，為后續(xù)實(shí)習(xí)報(bào)告的撰寫打下基礎(chǔ)。

整個(gè)實(shí)習(xí)期間，除去考察百山祖冷杉群落、生物多樣性長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)樣地、鳳陽(yáng)山植被垂直帶和登江浙第一高峰黃茅尖等集體活動(dòng)外，其他時(shí)間各課題組獨(dú)立進(jìn)行課題研究(表1)。為了提升學(xué)生野外實(shí)習(xí)綜合能力，在獨(dú)立課題研究間隙，每個(gè)學(xué)生都要參與部分常規(guī)實(shí)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)，包括植物群落調(diào)查、植物功能性狀測(cè)定、傳粉昆蟲調(diào)查與鑒定、鳥類群落多樣性調(diào)查等，同時(shí)將常規(guī)實(shí)習(xí)數(shù)據(jù)共享給相關(guān)課題研究組成員。

3.3 總結(jié)

實(shí)習(xí)結(jié)束后，各小組進(jìn)行PPT匯報(bào)并于實(shí)習(xí)結(jié)束后1周內(nèi)提交1篇研究性實(shí)習(xí)小論文及個(gè)人實(shí)習(xí)感想。指導(dǎo)教師和助教根據(jù)學(xué)生的各項(xiàng)表現(xiàn)(工作態(tài)度和能力、論文、答辯等)進(jìn)行打分，綜合形成實(shí)習(xí)成績(jī)。另外，教師將對(duì)本次實(shí)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)匯編，有助于后續(xù)的參考及改進(jìn)(圖2)。

4 實(shí)習(xí)教學(xué)的考核

學(xué)生野外實(shí)習(xí)的考核包括以下4個(gè)部分：1)實(shí)習(xí)表現(xiàn)分：課題研究過程中的積極性、參與程度以及對(duì)生態(tài)學(xué)相關(guān)研究方法的掌握程度；2)實(shí)習(xí)小論文成績(jī)；3)各實(shí)習(xí)小組的學(xué)術(shù)報(bào)告能力及PPT質(zhì)量；4)答辯情況。學(xué)生參與課題的實(shí)習(xí)成績(jī)由以上4個(gè)部分組成，分值比例分別為20%、30%、40%和10%。實(shí)習(xí)表現(xiàn)分由指導(dǎo)老師聽取各組助教的意見后對(duì)組內(nèi)成員一一給分；論文質(zhì)量、PPT匯報(bào)及答辯分?jǐn)?shù)根據(jù)小組提交的小論文以及小組成員PPT匯報(bào)時(shí)的表現(xiàn)給分。4個(gè)部分得分匯總后，按照帶隊(duì)老師和助教的打分進(jìn)行權(quán)重?fù)Q算，得到每一小組每一位成員的得分(表2)。

圖2 浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院野外實(shí)習(xí)報(bào)告匯編

5 生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)的成效及建議

生態(tài)學(xué)研究型野外實(shí)習(xí)依托浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院科研教學(xué)實(shí)踐基地，采用分組針對(duì)課題進(jìn)行研究的實(shí)習(xí)方式，實(shí)習(xí)程序完善，操作性強(qiáng)。由于提前確定課題，查閱相關(guān)文獻(xiàn)及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生在調(diào)查研究中目的性更加明確，注意力也更加集中。針對(duì)特定課題進(jìn)行研究，不僅激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與創(chuàng)造性，而且還提高了學(xué)生對(duì)生態(tài)學(xué)相關(guān)知識(shí)的認(rèn)知水平，提升了學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及撰寫科研論文的能力等。同時(shí)，分組的實(shí)習(xí)形式增強(qiáng)了學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的意識(shí)，提高了學(xué)生合理安排工作的能力。通過小組合作，形成各自的“團(tuán)隊(duì)文化”。在鳳陽(yáng)山-百山祖國(guó)家自然保護(hù)區(qū)的實(shí)習(xí)過程也讓學(xué)生感受到了大自然的魅力，增強(qiáng)了體魄。

表2 生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)打分

生態(tài)學(xué)研究型野外實(shí)習(xí)因?yàn)閷?shí)習(xí)形式、實(shí)習(xí)內(nèi)容的改變，對(duì)師資的要求達(dá)到前所未有的高度。目前生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)后備師資力量不足，指導(dǎo)教師年齡結(jié)構(gòu)偏大，后備人才奇缺，缺乏具有較為扎實(shí)的植物、動(dòng)物學(xué)等宏觀研究方向的年輕教師。因此，學(xué)校應(yīng)注重教學(xué)人才的引進(jìn)和培養(yǎng)，在人才引進(jìn)方面開通綠色通道，讓野外實(shí)習(xí)的后備教師隊(duì)伍能更快地補(bǔ)充進(jìn)來。 另外，在實(shí)習(xí)考核方面，可以考慮將實(shí)習(xí)準(zhǔn)備工作納入考核，實(shí)習(xí)前如能形成科學(xué)合理、行之有效的實(shí)習(xí)計(jì)劃或類似于開題報(bào)告之類的成果將對(duì)后期實(shí)習(xí)效果的提升大有裨益。

6 結(jié)語

生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)是生態(tài)學(xué)及相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，是課堂和實(shí)踐相結(jié)合的重要手段，是生態(tài)學(xué)專業(yè)應(yīng)用型與實(shí)踐型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵[19]。目前，浙江大學(xué)生態(tài)學(xué)實(shí)習(xí)經(jīng)過不斷的探索、改革和實(shí)踐，已經(jīng)建立了一個(gè)相對(duì)完善、具有較強(qiáng)可操作和可控性的實(shí)習(xí)模式并取得了良好的效果，學(xué)生評(píng)價(jià)較高。然而生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是一個(gè)需要不斷探索實(shí)踐的過程，希望通過改革的探索與實(shí)踐，進(jìn)一步完善生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)的各項(xiàng)工作，提高生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)的教學(xué)效果，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，有效提高學(xué)生野外生態(tài)學(xué)技能，為培養(yǎng)研究型和應(yīng)用型的生態(tài)學(xué)專業(yè)人才做出貢獻(xiàn)。