“應(yīng)用生態(tài)學(xué)”教學(xué)改革的探討與實(shí)踐

史寶庫(kù) 張濤 孫偉

[摘 要] “應(yīng)用生態(tài)學(xué)”課程可以滿足國(guó)家對(duì)具有高水平生態(tài)學(xué)理論和實(shí)踐素養(yǎng)的創(chuàng)新型人才的需求。以東北師范大學(xué)生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)開(kāi)設(shè)的“應(yīng)用生態(tài)學(xué)”課程為例，介紹了該課程教學(xué)改革的主要措施，包括綜合運(yùn)用傳統(tǒng)教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)及自選題目報(bào)告三種教學(xué)模式。通過(guò)教學(xué)改革，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)和科研興趣，提高了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，培養(yǎng)出能夠?yàn)樯鐣?huì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)的創(chuàng)新型生態(tài)學(xué)人才。此研究也可為國(guó)內(nèi)其他高?！皯?yīng)用生態(tài)學(xué)”課程的設(shè)計(jì)和改革提供參考和借鑒。

[關(guān)鍵詞] 應(yīng)用生態(tài)學(xué);教學(xué)改革;考核模式;生態(tài)文明

[基金項(xiàng)目] 2020年度吉林省教育廳吉林省高等教育教學(xué)改革研究課題“基于MOOC環(huán)境的生態(tài)學(xué)混合式教學(xué)模式構(gòu)建的理論與實(shí)踐”（JG2020015）;2020年度東北師范大學(xué)本科教學(xué)改革課題“‘生態(tài)學(xué)課程思政建設(shè)探索與實(shí)踐’和‘基于生態(tài)文明素質(zhì)培養(yǎng)的應(yīng)用生態(tài)學(xué)課程實(shí)踐研究’”

[作者簡(jiǎn)介] 史寶庫(kù)（1986—），男，吉林長(zhǎng)春人，博士，東北師范大學(xué)副教授，主要從事全球變化生態(tài)學(xué)研究;孫 偉（1976—），男，吉林長(zhǎng)春人，博士，東北師范大學(xué)教授（通信作者），主要從事全球變化生態(tài)學(xué)研究。

[中圖分類號(hào)] G642.0? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2021）51-0113-04? ? [收稿日期] 2021-04-21

一、引言

應(yīng)用生態(tài)學(xué)是研究協(xié)調(diào)人類與生物圈之間關(guān)系和協(xié)調(diào)此種復(fù)雜關(guān)系以達(dá)到和諧發(fā)展目的的科學(xué)，其核心內(nèi)容是解決資源可持續(xù)利用問(wèn)題、生態(tài)破壞問(wèn)題和環(huán)境污染問(wèn)題[1，2]?！皯?yīng)用生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)體系具有突出的應(yīng)用屬性，主要包括農(nóng)業(yè)生態(tài)、森林生態(tài)、草地生態(tài)、城市生態(tài)和污染生態(tài)等反映應(yīng)用生態(tài)學(xué)學(xué)科發(fā)展的核心理論[3，4]。該課程是東北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院針對(duì)生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)三年級(jí)本科生開(kāi)設(shè)的一門專業(yè)選修課，是生態(tài)學(xué)知識(shí)理論聯(lián)系實(shí)踐的一門重要課程，其授課內(nèi)容涉及的交叉學(xué)科多、知識(shí)抽象、應(yīng)用性強(qiáng)。

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，生態(tài)環(huán)境日益成為人們關(guān)注的問(wèn)題。特別是黨的十九大明確提出人與自然是生命共同體，人類必須尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然，契合了“應(yīng)用生態(tài)學(xué)”課程的教學(xué)意義。新時(shí)代，黨和國(guó)家對(duì)生態(tài)文明建設(shè)極其重視，社會(huì)對(duì)能夠?qū)⑸鷳B(tài)學(xué)理論運(yùn)用到實(shí)踐中的專業(yè)人才的需求也隨之增大。通過(guò)課程改革更好地激發(fā)生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展專業(yè)課程內(nèi)容的廣度和深度，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐創(chuàng)新能力。

“應(yīng)用生態(tài)學(xué)”課程改革的總體目標(biāo)為：（1）使學(xué)生系統(tǒng)掌握土壤學(xué)和土壤生態(tài)學(xué)的基本概念、基本原理和前沿研究熱點(diǎn)，理解有關(guān)應(yīng)用生態(tài)學(xué)在生命科學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)和地理科學(xué)等學(xué)科中應(yīng)用的基本思想。（2）能夠融合生態(tài)學(xué)和其他學(xué)科的理論和手段，從各種時(shí)空尺度把握生態(tài)現(xiàn)象和生態(tài)過(guò)程，解決在氣候變化和生物地球化學(xué)、保護(hù)生物學(xué)、生態(tài)毒理學(xué)與污染生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域遇到的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。（3）培養(yǎng)學(xué)生的生態(tài)文化素養(yǎng)，培養(yǎng)其熱愛(ài)祖國(guó)、獻(xiàn)身科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、艱苦奮斗、勇于創(chuàng)新[5]的精神。（4）能夠運(yùn)用應(yīng)用生態(tài)學(xué)的概念和原理思考與之相關(guān)的科學(xué)問(wèn)題，具有獨(dú)立思考和自主學(xué)習(xí)并解決科學(xué)問(wèn)題的能力。課程對(duì)傳統(tǒng)授課教學(xué)模式、現(xiàn)場(chǎng)考察教學(xué)模式和自選題目報(bào)告教學(xué)模式進(jìn)行了積極的探索。注重培育、滿足國(guó)家對(duì)生態(tài)學(xué)教育的發(fā)展需求，促進(jìn)學(xué)生德智體美勞的全面發(fā)展，培養(yǎng)具有高尚師德修養(yǎng)和生態(tài)學(xué)理論素養(yǎng)的高水平人才。最終通過(guò)建立科學(xué)合理的學(xué)業(yè)考核模式，對(duì)學(xué)生的成績(jī)進(jìn)行綜合評(píng)定，課程改革取得了良好的效果。

二、教學(xué)模式改革

（一）傳統(tǒng)教學(xué)模式

傳統(tǒng)教學(xué)模式，即以教師為中心的系統(tǒng)授課，學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容加以消化理解，然后鞏固運(yùn)用[6，7]。此模式以教師為主導(dǎo)，在教學(xué)中最為常見(jiàn)。采用此模式對(duì)課程的原理性和基礎(chǔ)性知識(shí)進(jìn)行講授，既可以大幅節(jié)省教學(xué)時(shí)間，又可以通過(guò)教師提綱挈領(lǐng)的授課使學(xué)生快速掌握知識(shí)脈絡(luò)。具體教學(xué)大綱包括應(yīng)用生態(tài)學(xué)緒論（2課時(shí)）、應(yīng)用生態(tài)學(xué)原理（4課時(shí)）、參觀考察松嫩草地研究站和草地利用方法（6課時(shí)）、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)（2課時(shí)）、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)案例分析（2課時(shí)）、林業(yè)生態(tài)學(xué)（2課時(shí)）、林業(yè)生態(tài)學(xué)案例分析（2課時(shí)）、草地生態(tài)學(xué)及案例分析（2課時(shí)）、濕地及水域生態(tài)學(xué)及案例分析（2課時(shí)）、景觀生態(tài)學(xué)（2課時(shí)）、景觀生態(tài)學(xué)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用（2課時(shí)）、恢復(fù)生態(tài)學(xué)及案例分析（4課時(shí)）、城市生態(tài)學(xué)及案例分析（2課時(shí)）、課程總結(jié)回顧和答疑（2課時(shí)）。此外，為了拓展課程基礎(chǔ)知識(shí)并銜接課程知識(shí)點(diǎn)，采用課后思考和課前10分鐘討論的學(xué)習(xí)模式。例如，在講授生物與環(huán)境的相互作用時(shí)，教師會(huì)在下課前提出“植物與環(huán)境因子密切相關(guān)的具體實(shí)例”“舉例說(shuō)明哪些植物是陽(yáng)生植物，哪些是陰生植物”等問(wèn)題，要求學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)結(jié)束后自主查閱相關(guān)文獻(xiàn)，然后在下節(jié)課上課前的10分鐘組織討論，幫助學(xué)生加深理解。通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)，使學(xué)生在探究答案的過(guò)程中將課本知識(shí)進(jìn)一步吸收和拓展。

（二）現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)模式

現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)主要是實(shí)地考察生態(tài)學(xué)原理如何在生產(chǎn)實(shí)踐及環(huán)境保護(hù)中應(yīng)用，以深入理解“應(yīng)用生態(tài)學(xué)”課程的內(nèi)涵。這種教學(xué)模式能夠更好地讓學(xué)生認(rèn)識(shí)如何利用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。本課程利用2個(gè)課時(shí)參觀考察吉林松嫩草地生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，該研究站是東北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的主要研究基地，擁有自主產(chǎn)權(quán)試驗(yàn)農(nóng)田7公頃，天然草地50公頃，周邊可供實(shí)驗(yàn)草地面積達(dá)2000公頃。由我校生態(tài)學(xué)和草學(xué)學(xué)科奠基者祝廷成教授和李建東教授于1980年創(chuàng)建，是我國(guó)最早開(kāi)展草地生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究的野外站之一。歷經(jīng)40年的建設(shè)發(fā)展，經(jīng)過(guò)兩代人的傳承與創(chuàng)新，野外站已成為我校生態(tài)學(xué)、草學(xué)、環(huán)境科學(xué)與工程、生物學(xué)等多個(gè)學(xué)科建設(shè)發(fā)展的重要載體和科研平臺(tái)。依托該野外站，生態(tài)學(xué)和草學(xué)學(xué)科圍繞草地功能維持、全球變化與人類活動(dòng)影響等重大科學(xué)問(wèn)題，以及退化草地恢復(fù)與草地精準(zhǔn)管理等草牧業(yè)發(fā)展的行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)，在草地生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域不斷獲得重要理論進(jìn)展和技術(shù)突破，累計(jì)在PNAS、Ecology、Plant Physiology等期刊發(fā)表系列研究論文1100余篇;累計(jì)培養(yǎng)高層次創(chuàng)新人才672人，多人成長(zhǎng)為我國(guó)生態(tài)學(xué)和草學(xué)研究領(lǐng)域的領(lǐng)軍人才和學(xué)術(shù)骨干，同時(shí)與美國(guó)、加拿大、德國(guó)、澳大利亞、西班牙和澳大利亞等國(guó)家的知名高校和研究機(jī)構(gòu)開(kāi)展長(zhǎng)期合作研究。吉林松嫩草地生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站通過(guò)持續(xù)監(jiān)測(cè)草地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能，培育抗逆牧草品種，研發(fā)退化草地恢復(fù)技術(shù)，探索草牧業(yè)新模式，服務(wù)國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)和區(qū)域生態(tài)安全，為東北地區(qū)振興和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展提供科技支撐。教師現(xiàn)場(chǎng)講解師生如何開(kāi)展增溫和氮沉降互作、混合放牧對(duì)草地生態(tài)功能的影響、氮沉降背景下草地枯落物生態(tài)功能、草地生產(chǎn)力和功能對(duì)全球變化及土壤利用的響應(yīng)、鹽堿化和退化草地恢復(fù)過(guò)程與機(jī)理等生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到草地在自然界中的地位和作用。此外，利用2個(gè)課時(shí)參觀考察松原秸稈發(fā)電廠，通過(guò)實(shí)地考察使學(xué)生了解農(nóng)戶處理秸稈的主要方式以及所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題;了解利用秸稈進(jìn)行生物質(zhì)發(fā)電的技術(shù)及原理，以及利用過(guò)程中存在的問(wèn)題和帶來(lái)的生態(tài)效益及經(jīng)濟(jì)效益;結(jié)合其他秸稈利用技術(shù)手段，思考如何最大化實(shí)現(xiàn)秸稈利用，并緩解環(huán)境問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)考察結(jié)束后，每位學(xué)生要撰寫野外考察報(bào)告。

（三）自選報(bào)告教學(xué)模式

自選報(bào)告教學(xué)是在教師授課結(jié)束后，學(xué)生針對(duì)應(yīng)用生態(tài)學(xué)的前沿、熱點(diǎn)問(wèn)題或感興趣的案例，提出自己的觀點(diǎn)和見(jiàn)解。自選題目報(bào)告環(huán)節(jié)，學(xué)生積極主動(dòng)，選題也比較新穎。學(xué)生報(bào)告舉例：（1）2016級(jí)本科生嚴(yán)文君的報(bào)告題目為“海綿城市理念在城市公園建設(shè)中的應(yīng)用”，介紹了城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)“釋放”貯存的水并加以利用。此外，學(xué)生創(chuàng)造性地提出展望，由于我國(guó)地理氣候差異較大，城市發(fā)展?fàn)顩r也不同，目前國(guó)內(nèi)就“海綿城市”建設(shè)并未制定完善統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此“海綿城市”的建設(shè)不能一蹴而就，對(duì)于不同城市、不同條件及雨洪狀況應(yīng)采取不同的對(duì)策，這方面還需要廣大學(xué)者與專家的深入研究。目前我國(guó)還未形成完善的城市雨水相關(guān)法律法規(guī)，城市建設(shè)中也沒(méi)有相應(yīng)的雨水管理標(biāo)準(zhǔn)，使得城市處于一個(gè)高消耗、高破壞的狀態(tài)，與低碳、生態(tài)的城市建設(shè)相違背。因此，除了完善法律法規(guī)，還需促進(jìn)公眾參與教育，提高公眾對(duì)雨水資源的保護(hù)與利用意識(shí)。廣大城市建設(shè)者的思路也需要轉(zhuǎn)變，如何將綠色海綿與城市建設(shè)相結(jié)合是需要我們共同面對(duì)和解決的一個(gè)重大課題。（2）2016級(jí)本科生楊絲雨的報(bào)告題目為“生態(tài)農(nóng)業(yè)”，介紹了我國(guó)于1981年首次提出的生態(tài)農(nóng)業(yè)概念，它不同于西方的生態(tài)農(nóng)業(yè)，不是發(fā)達(dá)國(guó)家生態(tài)農(nóng)業(yè)的簡(jiǎn)單引入，而有其深厚、古老的農(nóng)業(yè)傳統(tǒng)背景與基礎(chǔ)。中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)是以生態(tài)學(xué)原理和生態(tài)經(jīng)濟(jì)規(guī)律在系統(tǒng)科學(xué)的思想和方法指導(dǎo)下，以生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)三大效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一為目標(biāo)，融現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)精華于一體，具有生態(tài)、經(jīng)濟(jì)良性循環(huán)及可持續(xù)發(fā)展的綜合農(nóng)業(yè)體系。農(nóng)戶利用蜜蜂采蜜和傳授花粉的優(yōu)勢(shì)，將果樹(shù)栽培與養(yǎng)蜂結(jié)合起來(lái)，以及稻田養(yǎng)魚(yú)、魚(yú)稻共生等都可以在生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)上起到互補(bǔ)的作用[8]。除此之外，還有關(guān)于“生態(tài)校園”“生態(tài)護(hù)坡”“可食用景觀”“生態(tài)河道處理”“生態(tài)工業(yè)園”“生態(tài)浮島”等報(bào)告。這種教學(xué)模式不僅提升了學(xué)生的自學(xué)能力，還通過(guò)上臺(tái)演講提高了學(xué)生的心理素質(zhì)，以此形成師生間的良性互動(dòng)。

三、考核模式

“應(yīng)用生態(tài)學(xué)”課程對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)、分析能力、專業(yè)素質(zhì)進(jìn)行了綜合考核，成績(jī)?cè)u(píng)定方式為筆試成績(jī)占考核成績(jī)的50%，平時(shí)成績(jī)占考核成績(jī)的50%（野外考察報(bào)告占考核成績(jī)的20%，自選題目報(bào)告占考核成績(jī)的20%，上課出勤率占考核成績(jī)的10%）。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為：系統(tǒng)掌握土壤學(xué)和土壤生態(tài)學(xué)的基本概念、基本原理和前沿研究熱點(diǎn)，理解有關(guān)應(yīng)用生態(tài)學(xué)在生命科學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)和地理科學(xué)等學(xué)科中應(yīng)用的基本思想;能夠熟練運(yùn)用生態(tài)學(xué)和其他學(xué)科的理論和手段，從各種時(shí)空尺度把握生態(tài)現(xiàn)象和生態(tài)過(guò)程，解決在氣候變化和生物地球化學(xué)、保護(hù)生物學(xué)、生態(tài)毒理學(xué)與污染生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域遇到的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題;學(xué)生生態(tài)文化素養(yǎng)較高，且熱愛(ài)祖國(guó)、獻(xiàn)身科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、艱苦奮斗、勇于創(chuàng)新;能夠熟練運(yùn)用應(yīng)用生態(tài)學(xué)的概念和原理思考與之相關(guān)的科學(xué)問(wèn)題，具有獨(dú)立思考和自主學(xué)習(xí)解決科學(xué)問(wèn)題的能力。將學(xué)生平時(shí)成績(jī)與期末考試成績(jī)加權(quán)計(jì)算后作為學(xué)生課程考核的最終成績(jī)。這種考核模式不會(huì)只通過(guò)筆試成績(jī)?cè)u(píng)判學(xué)生對(duì)該課程的掌握情況，能夠更真實(shí)、更全面地反映和評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)業(yè)水平。具體考核方式如下。

筆試成績(jī)。筆試考試為閉卷考試，名詞解釋占總分的30%，簡(jiǎn)答題占總分的30%，這兩項(xiàng)主要考查學(xué)生對(duì)基本概念、基本原理及知識(shí)點(diǎn)之間的相互銜接的掌握程度;論述題占總分的40%，主要考查學(xué)生利用所學(xué)生態(tài)學(xué)知識(shí)解釋、分析社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐、環(huán)境保護(hù)等案例，主要考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況及利用所學(xué)知識(shí)分析實(shí)際問(wèn)題的能力。

平時(shí)成績(jī)。平時(shí)成績(jī)包括野外考察報(bào)告、自選題目報(bào)告及出勤率。（1）野外考察報(bào)告的考核由授課人對(duì)學(xué)生撰寫的報(bào)告進(jìn)行評(píng)分，報(bào)告內(nèi)容包括如何運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活及科學(xué)研究中的一些問(wèn)題，可以反映出學(xué)生獨(dú)立思考的能力。（2）自選題目報(bào)告考核是授課人根據(jù)學(xué)生選題、演講的應(yīng)變能力及師生之間的互動(dòng)給予成績(jī)。這種方式不僅鍛煉了學(xué)生查找文獻(xiàn)、自主學(xué)習(xí)的能力，而且考查了學(xué)生對(duì)應(yīng)用生態(tài)學(xué)理論和實(shí)踐知識(shí)是否有深刻的理解。（3）考查出勤率是規(guī)范學(xué)生行為的重要舉措之一，學(xué)生只有上課時(shí)充分掌握理論知識(shí)，才能將其應(yīng)用到實(shí)踐中，同時(shí)可以讓學(xué)生養(yǎng)成好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

四、教學(xué)改革的成效和反思

課程教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。“應(yīng)用生態(tài)學(xué)”是一門交叉學(xué)科，且應(yīng)用性很強(qiáng)。授課人在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段及考試模式等方面嘗試做了一些教學(xué)改革，取得了較好的效果。該課程是東北師范大學(xué)生物科學(xué)專業(yè)重要的支撐課程。生物科學(xué)專業(yè)已通過(guò)教育部師范類專業(yè)第三級(jí)認(rèn)證，這是全國(guó)首批通過(guò)師范類專業(yè)第三級(jí)認(rèn)證的理科專業(yè)。課程改革激發(fā)了學(xué)生的科研興趣，在選修該課程的學(xué)生中，有40%的學(xué)生繼續(xù)深造攻讀碩士和博士學(xué)位。

授課教師在授課過(guò)程中也注意到該課程對(duì)自身的要求相對(duì)較高，不僅需要豐富的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而且要引導(dǎo)學(xué)生拓寬視野，逐步形成知識(shí)體系。因此，作為授課教師要提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)，做到不斷探索、不斷實(shí)踐、不斷總結(jié)掌握學(xué)科前沿和最新科研動(dòng)態(tài)，以先進(jìn)的教育理念及較強(qiáng)的教學(xué)能力培養(yǎng)出能夠?yàn)樯鐣?huì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)的創(chuàng)新型生態(tài)學(xué)人才。

參考文獻(xiàn)

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