“科教融合”模式在高校生態(tài)學(xué)課程建設(shè)中的應(yīng)用

陳倩穎，陳延松，歐祖蘭

（合肥師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，合肥 230061）

近年來生態(tài)學(xué)學(xué)科迅速發(fā)展，在人類與自然平衡中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。針對新時代對生態(tài)學(xué)領(lǐng)域高質(zhì)量人才的迫切需求，以提高學(xué)生教育質(zhì)量為導(dǎo)向，國內(nèi)高校生態(tài)學(xué)課程教學(xué)改革勢在必行。在高校育人體系中，教學(xué)和科研具有平行且相互關(guān)聯(lián)的屬性，是國家賦予高校的兩大核心職能。如何提升高校的辦學(xué)水平，人才培養(yǎng)質(zhì)量是其重要的標(biāo)志，也是高校不斷探索的永恒性課題。在科教融合的戰(zhàn)略引領(lǐng)下，科研與教學(xué)理應(yīng)成為統(tǒng)一體。為此高校生態(tài)學(xué)課程建設(shè)應(yīng)主動將科研與教學(xué)對接，致力于構(gòu)筑科研與教學(xué)的一體化平臺，用科研帶動教學(xué)，最大限度釋放科學(xué)研究的育人功能，以期拓展高校生態(tài)學(xué)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

1 “科教融合”模式概述

1.1 內(nèi)涵分析

“科教融合”人才培養(yǎng)模式見圖1。主要指高校在向?qū)W生傳授基礎(chǔ)理論知識過程中，既要側(cè)重科研思維、方向、熱點與方法的滲透，還要著重培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識與技能學(xué)習(xí)與學(xué)科、先進研究成果以及科研項目有機對接，循序提升學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高專業(yè)研究實踐水平，掌握多元技能操作要領(lǐng)，從而培養(yǎng)出更多的應(yīng)用型人才[1]。同時將專業(yè)理論知識和創(chuàng)新實踐緊密相連，讓學(xué)生在融合教學(xué)中產(chǎn)生創(chuàng)新意識，提高創(chuàng)新能力，加快實踐成果產(chǎn)出，滿足新時期社會對復(fù)合型人才的需求。

圖1 “科教融合”模式

1.2 本質(zhì)特征

“科教融合”模式的本質(zhì)特征可用“真”“善”“美”來概括。首先，“真”是將科研與教學(xué)有效結(jié)合，通過二者協(xié)同致力于培養(yǎng)真才實學(xué)的應(yīng)用型人才，同時基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)規(guī)律，提升大學(xué)生的綜合素養(yǎng)；“善”則是將學(xué)生作為發(fā)展主體，體現(xiàn)出對學(xué)生人文修養(yǎng)的培育，使學(xué)生在“科教融合”導(dǎo)向下夯實人文價值觀和文化精神；“美”的產(chǎn)生是“真”和“善”共同推進下的成果，它遵守科學(xué)規(guī)律，表現(xiàn)為人文思想和人文素養(yǎng)兼具，展現(xiàn)出二者融合的綜合特征，有利于大學(xué)生健康成長。

2 生態(tài)學(xué)課程性質(zhì)與任務(wù)

生態(tài)學(xué)是實現(xiàn)“生態(tài)文明建設(shè)”的重要載體。課程教學(xué)主要圍繞生物與環(huán)境的相互關(guān)系，它具有知識點多、研究對象的空間尺度變化大、時間跨度長的特點，屬于交叉類、研究型學(xué)科，表現(xiàn)出綜合性、宏觀性、戰(zhàn)略性、實用性的特征。其中涉及的交叉學(xué)科包括環(huán)境工程、水土保持、地理學(xué)、植物學(xué)、土壤學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、生物化學(xué)與分子生物學(xué)等，研究對象從分子生態(tài)學(xué)一直延伸到全球生態(tài)學(xué)，時間跨度長，具有綜合性、宏觀性、戰(zhàn)略性、實用性等特點。

通過生態(tài)學(xué)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)會生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)概念和理論體系，形成系統(tǒng)性的生態(tài)觀念與環(huán)保意識，能夠基于自然生態(tài)現(xiàn)象與過程，針對生態(tài)學(xué)問題和現(xiàn)象，利用所學(xué)知識進行科學(xué)地觀察、分析和思考，初步建立起利用生態(tài)學(xué)的思想和方法去解決生態(tài)環(huán)境問題的能力。

3 “科教融合”與生態(tài)學(xué)人才培養(yǎng)的關(guān)系

近年來，隨著世界人口的增長，在工業(yè)、技術(shù)快速進步的背景下，人類對于環(huán)境的影響也更加深廣，生態(tài)污染與破壞問題日益突出。能源耗費、資源枯竭、人口膨脹、糧食短缺、環(huán)境退化、生態(tài)平衡失調(diào)、外來物種和基因工程帶來的生物安全等一系列與人類切身利益息息相關(guān)的問題都離不開生態(tài)學(xué)理論的指導(dǎo)。

科研自身帶有育人本質(zhì)。研究表明科研對于教學(xué)能夠起到良好的指導(dǎo)作用，還可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)行之有效的學(xué)習(xí)方法。作為人才培養(yǎng)的關(guān)鍵要素，通過將教學(xué)、科研有機融合，將最新生態(tài)學(xué)科學(xué)研究成果轉(zhuǎn)化為課程教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)與科研互相促進，勢必會起到帶動教師教學(xué)質(zhì)量的提升，同時激發(fā)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)潛能。目前高校生態(tài)學(xué)課程建設(shè)仍面臨諸多挑戰(zhàn)，通過搭建科研與教學(xué)融合的專業(yè)工作場，開啟新的育人平臺和途徑，發(fā)揮科學(xué)研究的育人作用，以期為生態(tài)學(xué)課程改革找到出路。

4 高校生態(tài)學(xué)教學(xué)面臨的挑戰(zhàn)

4.1 課程體系方面

近年來，生態(tài)環(huán)境成為社會關(guān)注的焦點，關(guān)于生態(tài)學(xué)的研究十分火爆。然而就目前大多數(shù)高等院校生態(tài)學(xué)課程教材而言，主要以基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)和普通生態(tài)學(xué)為主。上述教材側(cè)重經(jīng)典生態(tài)學(xué)知識的傳授，其主要模塊覆蓋個體、種群、群落及生態(tài)系統(tǒng)等領(lǐng)域。課程教學(xué)至今仍延續(xù)著生態(tài)學(xué)理論及研究方法的講解，很少涉及關(guān)于前沿?zé)衢T的分子生態(tài)學(xué)板塊。我們不可否認經(jīng)典生態(tài)學(xué)的地位，它在推動生態(tài)學(xué)發(fā)展進程中起到了關(guān)鍵性的作用，能夠讓學(xué)生重新認識自然，并掌握人類在改造自然方面取得的巨大成就[2]。然而經(jīng)典生態(tài)學(xué)研究視野相對局限，仍停留在宏觀層次方面，無法借助微觀視角探尋生命體本質(zhì)的同步性。隨著分子生態(tài)學(xué)的快速發(fā)展，逐漸成為時下學(xué)科領(lǐng)域的熱門和焦點，由此掀開了研究微觀生態(tài)一扇窗，促進了生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域逐漸向微觀分子研究的過渡。分子生態(tài)學(xué)研究主要圍繞利用分子生物技術(shù)突破性解決生態(tài)學(xué)問題，通過與經(jīng)典宏觀生態(tài)學(xué)的融合，可以更加深刻地從本質(zhì)上窺探宏觀生態(tài)世界，這也是未來生態(tài)學(xué)發(fā)展的走向。因此，在當(dāng)前的課程教學(xué)中如何與生態(tài)學(xué)研究前沿同步接軌，一方面需要授課教師不斷在教學(xué)中滲透相關(guān)知識，另一方面還需要教材能夠與時俱進地增加分子生態(tài)學(xué)相關(guān)內(nèi)容。

生態(tài)學(xué)具有交叉性的學(xué)科特點，課程囊括了多種學(xué)科基礎(chǔ)知識，在生態(tài)學(xué)理論學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中，很明顯地表現(xiàn)出綜合性知識點積聚的特點，其中包括數(shù)學(xué)、化學(xué)、物理、地理、大氣等學(xué)科知識。要想學(xué)好生態(tài)學(xué)，學(xué)生不僅要具備一定的理科基礎(chǔ)能力，還要善于思考和應(yīng)變。例如，在種群生態(tài)學(xué)模塊當(dāng)中，其中關(guān)于種群增長模型及種群生殖的知識就需要學(xué)生具備數(shù)學(xué)建模、生物解析等學(xué)科能力，這樣才有助于更好地解決生態(tài)學(xué)問題。然而很多學(xué)生生態(tài)學(xué)數(shù)學(xué)模型能力不足，進而無法深刻理解模型推導(dǎo)過程，難免對于課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生存在恐懼心理[3]。

生態(tài)學(xué)課程十分復(fù)雜，集中表現(xiàn)為相關(guān)概念眾多，而且生態(tài)學(xué)理論十分多元化，這就會讓學(xué)生產(chǎn)生不同程度的壓力。以“生態(tài)學(xué)”概念為例，就有基于不同視角的多種表達。與此同時，生態(tài)學(xué)現(xiàn)象常與數(shù)學(xué)模型掛鉤，例如“群落的演替”這一知識模塊就涉及多種理論模型與演替理論。要求學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，不能完全依靠死記硬背，需要基于不同概念的視角，結(jié)合特定的理論模型進行理解和吸收[4]。正因如此，部分學(xué)生逐漸對生態(tài)學(xué)課程產(chǎn)生了抵觸的情緒。

生態(tài)學(xué)課程需要大量的實踐支持，利用實驗教學(xué)可以讓學(xué)生產(chǎn)生清晰而直觀認識，通過切身操作的實踐，有助于學(xué)生將已學(xué)知識進行驗證和檢驗，可以說實踐教學(xué)是實現(xiàn)知識轉(zhuǎn)化的必要途徑。然而目前高校生態(tài)學(xué)課程實踐主要以室內(nèi)實驗為主，缺乏有效的實驗基地，能夠去野外觀測實驗的機會少之又少。而且室內(nèi)檢測實驗限制因素較多，加之一些實驗枯燥乏味，難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

4.2 課程教學(xué)方面

生態(tài)學(xué)課程作為農(nóng)學(xué)專業(yè)的必修課之一，一直以來，課程教學(xué)內(nèi)容多以理論授課為主，由于課程內(nèi)容晦澀難懂且信息量較大，很多學(xué)生對于課程學(xué)習(xí)缺乏主動性和持續(xù)的投入性。很多教師依然采取滿堂灌的方式，此種教學(xué)模式造成學(xué)生被動吸收和理解，降低了學(xué)生的主觀能動性，無法激發(fā)學(xué)生深入思考的動力，特別是對于生態(tài)學(xué)中的復(fù)雜模型，學(xué)生很難真正理解其生態(tài)學(xué)的內(nèi)涵，更不利于交叉學(xué)科知識間的拓寬與延伸[5]。

基于高校農(nóng)林專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合生態(tài)學(xué)課程大綱的要求，課程教學(xué)主要圍繞緒論、個體生態(tài)學(xué)、種群生態(tài)學(xué)、群落生態(tài)學(xué)、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)與景觀生態(tài)學(xué)等模塊進展由淺入深地展開。近年來，隨著生態(tài)學(xué)課程改革的發(fā)展，課時數(shù)量相比之前有所減少。面對課時的壓縮，教師只能在每個章節(jié)的教學(xué)過程中選擇基礎(chǔ)、重點類的生態(tài)學(xué)理論進行講解，或者跳過一部分次要性的教學(xué)內(nèi)容。由此造成課程學(xué)習(xí)不系統(tǒng)，導(dǎo)致學(xué)生不能全面深入地掌握教學(xué)內(nèi)容。

生態(tài)學(xué)課程學(xué)習(xí)離不開相關(guān)生態(tài)學(xué)實驗的支撐，然而在實際教學(xué)過程中，很多教師存在著“重理論、輕實驗”的思維，極大制約著學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。一方面，實驗課程課時數(shù)相對較少，同時受到經(jīng)費的制約，一些高校生態(tài)學(xué)實踐儀器設(shè)備短缺，在實際的實驗教學(xué)中，往往采取低成本、容易操作的生態(tài)學(xué)實驗。此種方法創(chuàng)新性缺失，無法與生態(tài)學(xué)學(xué)科前沿相匹配，實驗教學(xué)效果可想而知。此外需要長期監(jiān)測的生態(tài)學(xué)實踐也是少之又少。另一方面，生態(tài)學(xué)課程教學(xué)依舊以單向的信息傳遞模式為主，課堂互動交流相對單一，難以有效調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)新思維和學(xué)習(xí)的主動性，極大制約了學(xué)生思維的發(fā)展，課程學(xué)習(xí)效率差強人意[6]。

5 “科教融合”視域下高校生態(tài)學(xué)課程建設(shè)的優(yōu)化路徑

面對高校生態(tài)學(xué)課程教學(xué)存在的諸多挑戰(zhàn)，基于新時代社會對生態(tài)學(xué)領(lǐng)域高質(zhì)量人才的迫切需求，高校應(yīng)深刻反思問題背后的深層次原因，采取有效的應(yīng)對和改革舉措，從而使問題得到根本性解決和扭轉(zhuǎn)?！翱平倘诤稀⒔萄邢嚅L”為高校生態(tài)學(xué)課程建設(shè)指明了出路和方向，它既是深化課程教學(xué)改革的有力抓手，也是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的必要途徑。如何深入貫徹實施科教融合，結(jié)合生態(tài)學(xué)課程的特征，提出了以下優(yōu)化路徑。

5.1 將前沿科研成果引入課程教學(xué)，不斷提升學(xué)生科研能力

高校生態(tài)學(xué)課程開始前，學(xué)生已經(jīng)經(jīng)歷專業(yè)課程學(xué)習(xí)，具備了生態(tài)學(xué)相關(guān)專業(yè)知識領(lǐng)域的基礎(chǔ)。此時大多數(shù)學(xué)生對于科研較為好奇，對于教師科研成果十分敬仰。為此抓住這一契機將生態(tài)學(xué)前沿科研成果引入教學(xué)當(dāng)中，勢必會極大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。例如，一些教師針對生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)研究、設(shè)計研究、應(yīng)用研究等領(lǐng)域進行了長期研究，同時取得了階段性的成果；部分有能力的教師承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金項目或省部級科研項目，在科研實踐中成果喜人。因此，教師把自身或者同行業(yè)的科研成果有目的性地帶入課程教學(xué)，讓學(xué)生全面了解最前沿的生態(tài)學(xué)應(yīng)用的科研動態(tài)，感受最新科研進展的沖擊，以期助力學(xué)生學(xué)習(xí)效果的提升。此外，科研成果與課程教學(xué)的融合，還可為一些致力于考研深造的學(xué)生架設(shè)科研的橋梁。例如，在講解應(yīng)用生態(tài)學(xué)討論課設(shè)計內(nèi)容時，筆者將近年來生物多樣性及保護研究的進展，以及生態(tài)安全與可持續(xù)發(fā)展的研究方法和研究成果以案例的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，幫助學(xué)生認清當(dāng)前世界環(huán)境、資源、人口危機的根本原因，增強環(huán)保理念和生態(tài)意識，引導(dǎo)學(xué)生在應(yīng)對生態(tài)安全等問題進行設(shè)計時要堅持量質(zhì)并舉，科學(xué)開展生態(tài)文明建設(shè)。同時，給學(xué)生布置了生物多樣性保護的主要途徑和入侵物種治理等科研問題，以此激發(fā)學(xué)生探究生態(tài)學(xué)科學(xué)的持久性。

5.2 依托優(yōu)秀案例導(dǎo)入，增長學(xué)生專業(yè)視野

利用案例教學(xué)能夠讓學(xué)生在教師提供的生態(tài)學(xué)實際案例情境中直視問題，切實剖析案例項目中生態(tài)學(xué)應(yīng)用的優(yōu)缺點，從而讓學(xué)生在案例中獲得靈感，有效帶動學(xué)習(xí)興趣和自主研究能動性的提升。例如，2018年合肥市就已獲批安徽省綠色生態(tài)城市綜合試點，之后大量的教育案例成果不斷涌現(xiàn)。在高校課程教學(xué)中可以對優(yōu)秀的案例進行分析，給學(xué)生全方位展示合肥生態(tài)城市建設(shè)中對植物材料的示范要求及應(yīng)用情況，鼓勵學(xué)生在討論、分析和總結(jié)案例的過程中，分享先進案例應(yīng)用的成果。此外，高?？山M織學(xué)生到案例現(xiàn)場進行考察調(diào)研。通過深入案例現(xiàn)場一線，學(xué)生經(jīng)過與此前案例資料的對比分析，進一步加深學(xué)生的理解和認知，增長學(xué)生專業(yè)視野。在教師持續(xù)引導(dǎo)和啟發(fā)的幫助下，學(xué)生思考案例的成功之處以及有待于完善的環(huán)節(jié)。在真實案例兼顧引導(dǎo)與討論的教學(xué)模式下，學(xué)生直觀感受更為強烈，有效激發(fā)了學(xué)習(xí)的科研意識，同步助力教學(xué)質(zhì)量的提升。

5.3 強化實驗環(huán)節(jié)，提升學(xué)生的動手操作能力

生態(tài)學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容具有較強的實踐性，如果蠅發(fā)育與溫度定量關(guān)系測定、種群數(shù)量調(diào)查、種群巢區(qū)面積估算、捕食者的功能反應(yīng)測定、生態(tài)瓶的設(shè)計和制作等課程知識必須依靠實踐教學(xué)。單靠理論講解的形式，學(xué)生理解和吸收效果均不佳。因此，在開展生態(tài)學(xué)課程教學(xué)時，需要進一步強化實驗環(huán)節(jié)，以期確保學(xué)生在實驗中夯實課程知識。例如，在講授水體富營養(yǎng)化課程內(nèi)容時，可利用學(xué)習(xí)實驗場地作為課堂，將學(xué)生3~4人編為一組，課前要求學(xué)生針對教學(xué)內(nèi)容預(yù)先學(xué)習(xí)，之后在實驗場地利用相關(guān)實驗材料（量筒、魚缸、水藻、金魚或蝌蚪、氮肥、磷肥等）開展模擬實驗，討論水體富營養(yǎng)化的原因及對生態(tài)動植物的影響。當(dāng)實驗步驟結(jié)束后，小組之間隨即互評，哪個小組找到對方的不足或短板越多而且觀點正確，小組得分就越高。最后，由教師親自進行規(guī)范化演示，并對實踐步驟邊進行細化操作和講解。通過以問題為導(dǎo)向開展的實踐學(xué)習(xí)方式，極大調(diào)動學(xué)生主動性，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科研思維，提升學(xué)生實踐操作能力。

5.4 以小組合作學(xué)習(xí)為抓手，培養(yǎng)學(xué)生的團隊精神

種群生態(tài)學(xué)與群落生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)課程的核心，如果學(xué)生獨自進行理論或?qū)嵺`學(xué)習(xí)常常會出現(xiàn)倦怠感。由此同時，科學(xué)研究離不開團隊的支持與合作。正因如此，植物種群與群落研究課程教學(xué)中引入了小組合作學(xué)習(xí)的方式，一來提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，二來提升了學(xué)生的團隊素養(yǎng)。鑒于不同類型生物群落的組成條件、種類結(jié)構(gòu)、型譜與演替，把學(xué)生分成若干個學(xué)習(xí)小組（6~8人一組）。根據(jù)種群生態(tài)位以及空間分布格局，選擇離學(xué)校最近的森林公園進行現(xiàn)場測量調(diào)查，繪制相應(yīng)的結(jié)果圖解，然后開展小組討論。所有步驟結(jié)束后，撰寫科研小論文，小組制作匯報材料。結(jié)束匯報后，成員要有效補充。通過這種團隊學(xué)習(xí)方式，既可以全面監(jiān)測學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，還可以考察學(xué)生對生態(tài)學(xué)理論的理解和應(yīng)用能力。

5.5 以項目教學(xué)為契機，促進學(xué)生知識理解更加融會貫通

在開展教學(xué)的過程中，教師或所在單位常常會承擔(dān)一些社會服務(wù)的項目。例如，2021年合肥市提出了全力創(chuàng)建國家生態(tài)園林城市這一戰(zhàn)略目標(biāo)。為配合此項決策，合肥市采取了加大留白增綠力度、建成區(qū)閑置土地限期綠化以及規(guī)定各類綠地范圍控制線的做法，其目標(biāo)就是全面鞏固提升生態(tài)園林城市成果。筆者與同事就承擔(dān)了環(huán)境綠化提升工程中的一個項目。該項目既包括生態(tài)學(xué)、園林規(guī)劃設(shè)計、園林植物，還與旅游、藝術(shù)與管理等知識緊密相關(guān)。筆者以生態(tài)景觀設(shè)計為導(dǎo)入點，將該項目設(shè)計引入到課程課堂教學(xué)之中，讓學(xué)生從生態(tài)應(yīng)用的視域，全面審視如何把合肥建成公園式、海綿式城市。雖然只是從植物生態(tài)應(yīng)用入手，但要做好項目規(guī)劃，學(xué)生需要具有獨立思考能力以及多元知識儲備與支撐。在項目教學(xué)的引領(lǐng)下，實現(xiàn)了學(xué)生將相關(guān)課程知識的有機串聯(lián)，達到了活學(xué)活用的目標(biāo)。此外，以大學(xué)生社會實踐項目為載體，也是增強學(xué)生科研實踐能力的方式之一。學(xué)生基于自身科研興趣，結(jié)合教師的項目需求，選擇到具體科研工作中去。在指導(dǎo)教師的幫助下，無論是參與項目申報書的撰寫，還是立項后的具體操作、實施，這些工作都會促進學(xué)生知識理解更加融會貫通，通過循序積累，學(xué)生漸進式養(yǎng)成獨立科研的意識。

總而言之，在“科教融合”戰(zhàn)略背景下，針對新時代對生態(tài)學(xué)領(lǐng)域高質(zhì)量人才的迫切需求，高校生態(tài)學(xué)課程建設(shè)應(yīng)以此為契機，深入了解其本質(zhì)、內(nèi)涵和特征，以科學(xué)研究與人才培養(yǎng)相融相生為抓手，進一步加強師資隊伍建設(shè)；以項目為依托，以解決實際問題為出發(fā)點，積極探索“科教融合”的教學(xué)模式；以學(xué)生為中心，構(gòu)建第二課堂平臺，創(chuàng)新課堂教學(xué)模式；以成果為導(dǎo)向，提倡個性化培養(yǎng)，開發(fā)設(shè)計新實驗課程，搭建教科研創(chuàng)平臺，鼓勵學(xué)生參加科研訓(xùn)練項目，致力于構(gòu)筑科研與教學(xué)的一體化平臺機制。