摘要:全球性生態(tài)環(huán)境問題正嚴(yán)重威脅著人類的生存和發(fā)展,肩負(fù)著促進生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展重任的生態(tài)學(xué)科教育體系,面臨無法適應(yīng)新時代對人才培養(yǎng)需求的困境。如何創(chuàng)新生態(tài)學(xué)科育人體系,培養(yǎng)生態(tài)學(xué)全面型人才成為關(guān)鍵。從生態(tài)學(xué)教育發(fā)展現(xiàn)狀入手,剖析生態(tài)學(xué)科所面臨的人才培養(yǎng)問題,嘗試將基于“Kolb”學(xué)習(xí)循環(huán)理念的“三元一體”育人體系應(yīng)用于生態(tài)學(xué)的教學(xué)實踐中,實現(xiàn)培養(yǎng)符合新時代的高質(zhì)量生態(tài)學(xué)科人才。在教學(xué)實踐中,以哈爾濱城市林業(yè)示范基地和濕地生物多樣性實驗室為技術(shù)平臺,構(gòu)建以“多元技術(shù)整合、實踐能力提升、生態(tài)思維培養(yǎng)以及師生互饋的全方位評價體系”四個環(huán)節(jié)為基本教學(xué)框架,形成以“奠定基礎(chǔ)知識、理論知識的應(yīng)用、提升素質(zhì)、教師與學(xué)生的自我反思”的學(xué)習(xí)模塊。通過理論和實踐緊密結(jié)合,營造了生動、自然、趣味的學(xué)習(xí)環(huán)境,從而有效提升了學(xué)生的綜合生態(tài)素質(zhì)。
關(guān)鍵詞:“Kolb”學(xué)習(xí)循環(huán)理念;生態(tài)學(xué);“三元一體”育人體系;生態(tài)思維;實踐能力
目前,全球環(huán)境問題日益突出,氣候變化、生物多樣性喪失、固體廢棄物污染嚴(yán)重等問題對人類社會和自然環(huán)境產(chǎn)生了深遠的影響。全球積極應(yīng)對這些挑戰(zhàn),中國政府對此提出了“生態(tài)文明建設(shè)”“綠色發(fā)展”“碳中和、碳達峰”等多種發(fā)展政策及理念[1]。2023年7月,習(xí)近平總書記在全國生態(tài)環(huán)境保護大會上強調(diào)要全面推進美麗中國 建設(shè),加快推進人與自然和諧共生的現(xiàn)代化[2]。然而,要推進人與自然和諧發(fā)展必然需要培養(yǎng)大量的生態(tài)學(xué)人才,為推動美麗中國建設(shè)提供可持續(xù)的人才基礎(chǔ)和科學(xué)理論支撐[3]。
生態(tài)學(xué)學(xué)科起源于19世紀(jì)的德國,定義為研究生物與環(huán)境關(guān)系的科學(xué)[4]。生態(tài)學(xué)能夠幫助人類理解地球上的生命和環(huán)境之間的聯(lián)系,以便更好地管理自然資源,為可持續(xù)發(fā)展提供了關(guān)鍵框架,避免人類活動和經(jīng)濟發(fā)展對地球和未來產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的影響[5]。生態(tài)學(xué)學(xué)科繁榮于20世紀(jì),許多杰出的生態(tài)學(xué)家在能量流動、食物鏈、生態(tài)系統(tǒng)等方面提出了創(chuàng)新性理論和方法[6]。學(xué)科的發(fā)展必然引起教育體系的創(chuàng)新,北京大學(xué)生態(tài)學(xué)系在充分吸收國內(nèi)外優(yōu)秀生態(tài)學(xué)教育經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,建立適合中國國情從本科到博士后各階段的生態(tài)學(xué)人才培養(yǎng)體系[7];西北大學(xué)的生態(tài)學(xué)專業(yè)立足于秦巴山區(qū)和黃土高原兩個對全球變化反應(yīng)敏感的生態(tài)區(qū),致力于開展專業(yè)人才培養(yǎng);廈門大學(xué)將生態(tài)學(xué)教育作為一種提升學(xué)生整體素養(yǎng)的方法[8]。此外,國外針對生態(tài)學(xué)教學(xué)模式主要有盧卡斯模式[9]和全面融入教育等,國內(nèi)主要有產(chǎn)學(xué)研一體化教學(xué)[10]、現(xiàn)代生態(tài)學(xué)講座等。然而,雖然當(dāng)今生態(tài)學(xué)學(xué)科教育教學(xué)方式相對多樣化,但是隨著新時代生態(tài)文明建設(shè),生態(tài)學(xué)教育體系不夠完善、生態(tài)學(xué)人才儲備不足等問題日益凸顯,如何創(chuàng)新生態(tài)學(xué)科立體育人模式,培養(yǎng)綜合型生態(tài)學(xué)科人才仍有待探索。
“Kolb”學(xué)習(xí)循環(huán)是David Kolb發(fā)展出的學(xué)習(xí)理論框架,是體驗式教學(xué)的基礎(chǔ)理論之一,學(xué)習(xí)過程分為具體經(jīng)驗(Concrete Experience)、反思性觀察(Reflective Observation)、抽象概念化(Abstract Conceptualization)和主動實踐(Active Experimentation)4個過程[11-12]。該學(xué)習(xí)循環(huán)理論已被應(yīng)用到探索教育的各個專業(yè)方面,并且已經(jīng)取得了良好的實驗效果。“三元一體”育人體系是我國高校近年來探索的一種已見成效的人才培養(yǎng)模式,本意為以人才培養(yǎng)為理念,以社會需求、產(chǎn)教融合為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)模式[10]。在基于生態(tài)學(xué)的專業(yè)背景下,環(huán)境問題和生態(tài)文明建設(shè)的迫切需求,急需創(chuàng)新和完善生態(tài)學(xué)科教育和人才培養(yǎng)模式。本文以“三元一體”為基礎(chǔ)理念,構(gòu)建以“多元技術(shù)整合、實踐能力提升、生態(tài)思維培養(yǎng)”和“師生互饋的全方位評價體系”的“新三元一體”育人模式;以“Kolb”學(xué)習(xí)循環(huán)4個過程為基礎(chǔ)框架,兩者緊密結(jié)合。這種模式不僅關(guān)注理論知識的傳授,還強調(diào)實踐能力的提升和生態(tài)思維的培養(yǎng),旨在培養(yǎng)能夠應(yīng)對當(dāng)前和未來環(huán)境挑戰(zhàn)的綜合型生態(tài)人才。此外,本文通過分析中國和世界各地在生態(tài)學(xué)教育及人才培養(yǎng)方面的現(xiàn)狀和挑戰(zhàn),探討如何通過教育創(chuàng)新,特別是通過多元技術(shù)整合、提升實踐能力和培養(yǎng)生態(tài)思維,進而加強生態(tài)學(xué)人才的培養(yǎng)。這不僅對于推動美麗中國建設(shè)、實現(xiàn)人與自然和諧共生的現(xiàn)代化具有重要意義,也為全球應(yīng)對環(huán)境挑戰(zhàn)、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供了寶貴的經(jīng)驗和啟示。
1 新時代生態(tài)文明建設(shè)背景下生態(tài)學(xué)學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 生態(tài)文明建設(shè)下時代要求的機遇
2012年黨的十八大將生態(tài)文明建設(shè)納入中國特色社會主義事業(yè)的總體布局中,這標(biāo)志著新時代黨和國家事業(yè)發(fā)展在努力走向社會主義生態(tài)文明新時代[13]。生態(tài)文明建設(shè)有助于保護生態(tài)環(huán)境,合理利用資源、減輕資源過度開發(fā)和利用[14],對社會穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要,而良好的生態(tài)環(huán)境有助于提高人類生活質(zhì)量和社會幸福感。在新時代背景下,生態(tài)文明建設(shè)在我國已經(jīng)取得了顯著的成效[15],但仍面臨著多重問題,如城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展等。因此,國家對生態(tài)意識和高質(zhì)量生態(tài)學(xué)人才的需求不斷上升,社會和各高校也越來越重視生態(tài)學(xué)教育。作為生態(tài)文明構(gòu)建的關(guān)鍵環(huán)節(jié),生態(tài)學(xué)教育能培養(yǎng)具備生態(tài)文明理念和專業(yè)知識的人才,為國家的生態(tài)文明發(fā)展提供人力支持。因此,全面加強生態(tài)學(xué)教育已經(jīng)成為當(dāng)前和未來我國教育事業(yè)的重要任務(wù)和迫切需求[9]。
1.2 全面型生態(tài)學(xué)人才缺失的挑戰(zhàn)
生態(tài)學(xué)是一個高度跨學(xué)科的領(lǐng)域,需要深厚的生物學(xué)和環(huán)境科學(xué)知識,還涉及到化學(xué)、地理學(xué)、社會科學(xué)等多個學(xué)科,以便能夠理解和解決復(fù)雜的生態(tài)問題[16]。然而,現(xiàn)有教育體系過于專注單一學(xué)科的研究,導(dǎo)致學(xué)生缺乏多元學(xué)科知識,缺少在復(fù)雜環(huán)境問題中應(yīng)用綜合知識的能力[17]。此外,面對全球生態(tài)危機和氣候變化,數(shù)字技術(shù)、遙感技術(shù)、計算機建模等在生態(tài)學(xué)研究中發(fā)揮著重要作用[18]。但目前生態(tài)學(xué)專業(yè)學(xué)生缺乏多元技術(shù)和數(shù)據(jù)分析能力,限制了現(xiàn)代生態(tài)學(xué)專業(yè)發(fā)展和專業(yè)技術(shù)創(chuàng)新。生態(tài)學(xué)作為一門關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)整體性和動態(tài)平衡的學(xué)科,需要培養(yǎng)具有與國際接軌的先進技術(shù)和多元知識結(jié)構(gòu)的全面型人才。但是當(dāng)前生態(tài)學(xué)全面發(fā)展型人才缺失,不足以支撐專業(yè)和行業(yè)的發(fā)展需求,嚴(yán)重影響到生態(tài)環(huán)境問題的高效解決和可持續(xù)發(fā)展。
2 生態(tài)學(xué)人才培養(yǎng)的現(xiàn)實困境
2.1 特色優(yōu)勢學(xué)科交叉、滲透能力薄弱
由于生態(tài)學(xué)科的復(fù)雜性,課程需要整合多個學(xué)科的知識和方法,這種跨學(xué)科的特性雖然能夠提供一個全面的視角來理解生態(tài)系統(tǒng),但同時也為教學(xué)上帶來挑戰(zhàn)。首先,教師需要具備廣泛的知識,才能有效地整合不同學(xué)科的內(nèi)容。其次,對學(xué)生來說,要求在短時間內(nèi)掌握來自不同領(lǐng)域的大量信息,這可能會導(dǎo)致學(xué)生雖然知識面廣,但在每個單獨領(lǐng)域的深度上卻不夠,這種“廣而不深”的學(xué)習(xí)模式會影響學(xué)生對生態(tài)學(xué)核心概念的理解,限制其將所學(xué)知識應(yīng)用于解決實際問題的能力[13]。教師在教學(xué)實踐中,需要找到平衡點,在保證知識廣度的同時,也要深入探討核心主題,因此需要重新設(shè)計課程結(jié)構(gòu)。
2.2 理論與實踐融合不足、存在脫節(jié)
目前,生態(tài)學(xué)教學(xué)大多側(cè)重于理論知識的灌輸,而缺乏對實踐技能和現(xiàn)代技術(shù)的教學(xué)。這種單一的知識培養(yǎng)模式導(dǎo)致學(xué)生在理論和實際應(yīng)用之間存在較大的脫節(jié),學(xué)生難以將理論知識應(yīng)用于實際環(huán)境[19]。由于資源和時間的約束,學(xué)生缺乏足夠的實驗和實地調(diào)研機會,例如,生態(tài)學(xué)研究經(jīng)常需要野外調(diào)查、數(shù)據(jù)收集和分析等技能,僅僅依賴?yán)碚搶W(xué)習(xí)學(xué)生難以掌握這些必要的技能。此外,教學(xué)方法多為傳統(tǒng)的課堂講授和書本學(xué)習(xí),限制了學(xué)生通過多元化、互動性教學(xué)方式深化對生態(tài)學(xué)的理解和應(yīng)用。同時專業(yè)課程設(shè)置中技能培養(yǎng)與職業(yè)要求不匹配,現(xiàn)代生態(tài)學(xué)領(lǐng)域中的關(guān)鍵技能如數(shù)字技術(shù)、ArcGIS技能等在傳統(tǒng)教育體系中所占比例不足。生態(tài)學(xué)研究內(nèi)容和技術(shù)與國際發(fā)展前沿脫節(jié),課程內(nèi)容更新滯后于新技術(shù)和方法的發(fā)展,致使學(xué)生現(xiàn)有知識和技能無法跟上時代發(fā)展的步伐。
2.3 知識、能力和素質(zhì)培養(yǎng)不平衡
生態(tài)學(xué)作為一門與環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)的學(xué)科,其教育不僅僅是傳授生態(tài)系統(tǒng)的知識,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生樹立生態(tài)環(huán)境的責(zé)任感和促進可持續(xù)發(fā)展的理念。當(dāng)前的教育體系通常忽略對學(xué)生環(huán)境倫理觀和責(zé)任感的培養(yǎng),導(dǎo)致學(xué)生在面對生態(tài)破壞和生物多樣性保護等問題時缺乏必要的敏感度和責(zé)任感。生態(tài)學(xué)人才培養(yǎng)不應(yīng)僅局限于課堂和實驗室,更應(yīng)鼓勵學(xué)生去理解和參與解決如氣候變化等實際的環(huán)境問題,在真實的情境下培養(yǎng)學(xué)生的生態(tài)思維能力。然而,教育體系中往往缺乏這樣的社會實踐和參與機會,并且更多強調(diào)機械式的記憶和重復(fù),當(dāng)面對復(fù)雜的環(huán)境問題時,缺少必要的創(chuàng)新意識和批判性思維,缺乏全球生態(tài)視野和國際合作能力。
2.4 師生互動的多層次反饋機制不完善
教學(xué)評價體系的不完善主要體現(xiàn)在過于依賴傳統(tǒng)的考試和評價方法,這些方法測重于評估學(xué)生對特定知識點的記憶和理解,而不足以全面評價學(xué)生對生態(tài)學(xué)概念的深入理解和實際應(yīng)用能力。且現(xiàn)有的評價體系忽視了學(xué)生的主體性,傳統(tǒng)評價方法通常由教師單方面設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)和評分,學(xué)生在這個過程中往往是被動的接受者,主觀能動性受到制約,不利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、創(chuàng)新能力和嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)素養(yǎng)。該方式忽略了學(xué)生個體差異、興趣和學(xué)習(xí)風(fēng)格的重要性。學(xué)生的主動參與、創(chuàng)造性思考和個人興趣可能在這樣的評價體系中得不到充分的體現(xiàn)和鼓勵,并且這種評價體系難以有效反映教學(xué)的效果和質(zhì)量。由于過分依賴卷面測試,無法準(zhǔn)確反映學(xué)生在生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的實際能力,特別是在實際操作、野外工作、數(shù)據(jù)分析和環(huán)境問題解決等方面的技能。
3 “Kolb”學(xué)習(xí)循環(huán)理念下“三元一體”育人體系構(gòu)建
應(yīng)用“Kolb”的學(xué)習(xí)循環(huán)理念涉及4個階段:具體經(jīng)驗、觀察反思、主動實踐和抽象理論[17]。該教學(xué)理念鼓勵學(xué)生直接接觸自然環(huán)境來獲得初始體驗,通過思考這些體驗來理解抽象生態(tài)學(xué)原理[20],然后在實踐階段將所學(xué)理論應(yīng)用于實際情境,如環(huán)境保護項目,以此彌補和鞏固實踐中的不足,不斷整合實踐經(jīng)驗和理論知識,形成對生態(tài)系
統(tǒng)復(fù)雜性的深刻理解,同時還提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和實踐能力[21-23]?!叭惑w”是指多元技術(shù)整合、實踐能力提升、生態(tài)思維培養(yǎng)和師生互饋的全方位評價體系[24]。其中多元技術(shù)整合是打破傳統(tǒng)學(xué)科之間的界限,將不同領(lǐng)域的知識和技能融合在一起;實踐能力提升是鼓勵學(xué)生參與實踐,通過實踐提升自身的軟、硬件能力;生態(tài)思維培養(yǎng)是學(xué)思結(jié)合的過程,在教學(xué)中融入對環(huán)境和社會系統(tǒng)的理解,培養(yǎng)學(xué)生對可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)責(zé)任的意識;師生互饋的全方位評價體系是建立以學(xué)生主體性,提升教學(xué)質(zhì)量的評價體系。針對生態(tài)學(xué)所面臨的問題,基于“Kolb”學(xué)習(xí)循環(huán)理念,將技術(shù)整合、實踐能力、生態(tài)思維三元素和評價體系融入到生態(tài)學(xué)育人模式當(dāng)中(圖1)。
3.1 跨學(xué)科知識融合的多元技術(shù)整合
技術(shù)整合階段具體為多元技術(shù)整合,這一環(huán)節(jié)是聯(lián)系“Kolb”學(xué)習(xí)循環(huán)中的具體經(jīng)驗進行設(shè)計,“Kolb”學(xué)習(xí)循環(huán)強調(diào)在當(dāng)前理論的基礎(chǔ)上融入其他知識。主要是將生態(tài)學(xué)原有的知識理論進行整合,融入包括生物學(xué)、地理學(xué)、社會科學(xué)等多學(xué)科知識。例如,在設(shè)計一個關(guān)于氣候變化的跨學(xué)科課程時,會涉及環(huán)境科學(xué)(氣候系統(tǒng)、環(huán)境影響)、經(jīng)濟學(xué)(政策、市場影響)、政治學(xué)(國際協(xié)議、政策制定)和社會學(xué)(社會影響、公共意識)等學(xué)科的內(nèi)容。通過跨學(xué)科課程設(shè)計,學(xué)生不僅能夠獲得多領(lǐng)域的知識,還能培養(yǎng)批判性思維、解決問題能力和團隊協(xié)作能力;在教學(xué)上采用大量的景觀照片、影像及視頻講解基本理論和原理時,配合生動形象的案例來展示這些學(xué)科是如何在實際的生態(tài)問題中相互作用的。通過研討會將相關(guān)學(xué)科的學(xué)生聚集在一起,共同分享、交流各自的專業(yè)知識,鼓勵學(xué)生將生態(tài)學(xué)知識與其他學(xué)科知識結(jié)合起來,從而提高他們的跨學(xué)科解決問題的能力。利用技術(shù)平臺和工具,如人工智能、機器學(xué)習(xí)等來分析和整合大量的數(shù)據(jù)和信息,加強各個學(xué)科之間的技術(shù)交流。
3.2 實踐能力的提升
實踐能力階段具體內(nèi)容為生態(tài)項目的鍛煉,這一環(huán)節(jié)是聯(lián)系“Kolb”學(xué)習(xí)循環(huán)中的主動實踐進行設(shè)計,“Kolb”學(xué)習(xí)循環(huán)強調(diào)個性化學(xué)習(xí)路徑,在生態(tài)學(xué)教育中,學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和優(yōu)勢選擇不同的實習(xí)活動,從而更有效地掌握知識。主要是對學(xué)生的軟件、硬件能力進行培養(yǎng),隨著時代的發(fā)展,生態(tài)學(xué)科技術(shù)也在向更高效、更精準(zhǔn)和更智能的方向發(fā)展。掌握高科技技術(shù)是生態(tài)學(xué)科學(xué)習(xí)的必要手段,硬件包括利用無人機、激光雷達、數(shù)字衛(wèi)星進行高分辨率的數(shù)據(jù)采集,利用全基因探測技術(shù)進行微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的分析[21],利用凱氏定氮儀、冠層分析儀、光合速率儀進行化學(xué)實驗,利用R語言、ArcGIS、LiDAR360等軟件進行數(shù)據(jù)分析。例如,在設(shè)計一個關(guān)于小型濕地恢復(fù)試驗時,可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)新的知識和技術(shù),增強學(xué)生的能力和競爭力,同時幫助學(xué)生積累經(jīng)驗,了解實際中的問題和挑戰(zhàn),提高解決問題的能力。
3.3 生態(tài)思維培養(yǎng)的全過程機制
生態(tài)思維的培養(yǎng)是生態(tài)學(xué)育人教學(xué)體系的靈魂,這一環(huán)節(jié)是根據(jù)“Kolb”學(xué)習(xí)循環(huán)中的抽象理論進行設(shè)計。主要是學(xué)思結(jié)合,強調(diào)學(xué)生對生態(tài)系統(tǒng)的理解,在學(xué)生掌握理論知識的過程中,應(yīng)該融入生態(tài)意識教育,以培育學(xué)生對自然的敬畏和
責(zé)任感。如可以通過實施可持續(xù)發(fā)展的教育方式來實現(xiàn)教導(dǎo)學(xué)生如何平衡社會、經(jīng)濟和環(huán)境之間的關(guān)系;利用電影、紀(jì)錄片、網(wǎng)絡(luò)課程等媒體資源來增加生態(tài)知識的普及和趣味性;通過生態(tài)化的校園文化、校園環(huán)境、校園活動,營造一個“生態(tài)美、生態(tài)和、生態(tài)樂”的學(xué)習(xí)氛圍,激發(fā)學(xué)生的生態(tài)興趣和生態(tài)熱情,培養(yǎng)學(xué)生的生態(tài)審美和生態(tài)情操;通過國際交流和合作項目,了解不同國家和地區(qū)在生態(tài)保護管理的方法和經(jīng)驗;通過生態(tài)化的研究平臺、實踐基地、合作網(wǎng)絡(luò),為學(xué)生提供一個“生態(tài)廣、生態(tài)深、生態(tài)新”的學(xué)習(xí)空間,促進學(xué)生的生態(tài)交流和生態(tài)合作,拓展學(xué)生的生態(tài)視野,培養(yǎng)出更為全面并具有社會責(zé)任感的生態(tài)學(xué)人才。
3.4 師生互饋的全方位評價體系構(gòu)建
在“Kolb”學(xué)習(xí)循環(huán)理念下,評價體系構(gòu)建是關(guān)乎教育質(zhì)量和學(xué)生綜合素養(yǎng)提高的關(guān)鍵,也要聯(lián)系“Kolb”學(xué)習(xí)循環(huán)中的反思觀察進行設(shè)計。評價機制應(yīng)該以學(xué)生為中心,采用多維度、多層次的綜合評價方式。首先,建立多維度的評價體系,包括學(xué)術(shù)評價、實踐能力評價和生態(tài)思維評價。學(xué)術(shù)評價主要考察學(xué)生的專業(yè)知識掌握情況,可以通過考試、論文等方式來評估;實踐能力評價需要關(guān)注學(xué)生在生態(tài)實踐或模擬情景下的解決問題的表現(xiàn),包括實驗報告、野外調(diào)查成果、項目競賽等;而生態(tài)思維評價則著眼于學(xué)生的環(huán)保意識、社會參與和團隊協(xié)作精神,可以通過個人陳述、社會活動參與等方式來評估;其次,要重視綜合性評價,將各個評價維度結(jié)合,以全面了解學(xué)生的知識-實踐-思維綜合能力;此外,建立師生多層次互動的反饋機制,教師定期與學(xué)生進行交流,了解學(xué)習(xí)和發(fā)展需求,從而進行有針對性的指導(dǎo)和支持。“Kolb”學(xué)習(xí)循環(huán)理念下的“三元一體”育人體系能夠更準(zhǔn)確、更全面地評估學(xué)生在生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)效果,將有助于培養(yǎng)具備廣泛知識、實踐能力和社會責(zé)任感的生態(tài)學(xué)綜合型人才,為生態(tài)文明建設(shè)提供堅實的基礎(chǔ)。
4 “Kolb”學(xué)習(xí)循環(huán)理念下“三元一體”育人體系構(gòu)建教學(xué)中的實例分析
根據(jù)生態(tài)學(xué)的課程特點,本課程案例以生態(tài)學(xué)綜合性人才培養(yǎng)為設(shè)計背景,以“項目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體”的思路,分別在每個環(huán)節(jié)中按階段進行教學(xué)實踐(圖2)。設(shè)定在第2教學(xué)周實施,包括完整32學(xué)時。在本教學(xué)案例實施前,學(xué)生需要經(jīng)過2個課程的生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí),如了解生態(tài)系統(tǒng)的概念和能量流動及物質(zhì)循環(huán)等。課程以講座的方式進行,課程負(fù)責(zé)人邀請相關(guān)專業(yè)的專家進行授課。此外,課前組織測試,以了解學(xué)生們的生態(tài)基礎(chǔ)知識。
4.1 多元技術(shù)整合——奠定學(xué)習(xí)基礎(chǔ)(環(huán)節(jié)一)
階段1:這一階段以教師為指導(dǎo),考驗教師的教學(xué)能力,6學(xué)時完成。教師需要結(jié)合多方面的相關(guān)專業(yè)知識,規(guī)劃教學(xué)的目標(biāo)和主題,引導(dǎo)學(xué)生理解生態(tài)學(xué)的知識,介紹相關(guān)的項目背景;解答學(xué)生的專業(yè)問題“生物體和環(huán)境是如何相互作用的”“全球的氣候變暖會給人類生存環(huán)境帶來怎樣的影響”“全球人口激增是否會產(chǎn)生更多的生態(tài)環(huán)境問題”。
階段2:這一階段鼓勵學(xué)生進行探究,教師會結(jié)合本校的學(xué)科優(yōu)勢,提出開放性的問題“如濕地植物三維結(jié)構(gòu)可以通過哪些儀器測量?這些儀器可以得出植物的哪些指標(biāo)?”設(shè)計讓學(xué)生在探索過程中需要尋找多方面解決問題的方案。
階段3:小組討論,將一個班級分為8~9組,每組可以分7~8人,分組進行討論,小組成員分別負(fù)責(zé)激光雷達、無人機多光譜、高光譜、遙感影像4個部分,結(jié)合小組成員的討論內(nèi)容,挑選1名學(xué)生對開放性問題進行解答。
4.2 實踐能力提升——理論知識的應(yīng)用(環(huán)節(jié)二)
階段1:本課程實踐地點為哈爾濱城市林業(yè)示范基地(東北林業(yè)大學(xué)校內(nèi)林場),以濕地生物多樣性實驗室為依托,以單株樹木葉片的性狀為研究問題,提升學(xué)生的野外調(diào)查能力和實驗操作能力,20學(xué)時完成。
階段2:數(shù)據(jù)采集。這一階段主要是現(xiàn)場測量單株樹木的結(jié)構(gòu)指標(biāo),可以通過現(xiàn)場測量掌握儀器的使用方法。如冠層分析儀測量葉面積指數(shù),激光測距儀測量樹高和冠幅,量尺測量樹木胸徑等。
并在現(xiàn)場收集不同樹種的新鮮葉片,對不同葉片樣本進行編號,帶回實驗室進行化學(xué)實驗。
階段3:數(shù)據(jù)分析。這一階段主要是測量葉片的性狀(氮含量、木質(zhì)素含量、纖維素含量、可溶性糖含量和淀粉含量)。實驗步驟由專職實驗教師進行授課和講解,在實驗中若遇到困難和問題可隨時詢問實驗教師,學(xué)生在實驗的過程中可以充分了解植物葉片的生態(tài)功能。本環(huán)節(jié)可以使學(xué)生掌握的知識得到充分應(yīng)用。
4.3 生態(tài)思維的培養(yǎng)——提升素質(zhì)(環(huán)節(jié)三)
本課程主要是以競賽方式培養(yǎng)學(xué)生的生態(tài)思維,競賽以“雙碳”為政策背景,“低碳循環(huán)科技創(chuàng)新”為主題,其作品不限形式,包括圖片、文章、視頻和方案文本等。本環(huán)節(jié)4學(xué)時完成。教師在教學(xué)中放映相關(guān)環(huán)境生態(tài)的紀(jì)錄片,啟發(fā)學(xué)生的思維。教師需要在準(zhǔn)備競賽的過程中,結(jié)合以往的項目輔導(dǎo)學(xué)生。在教學(xué)實踐課程末,教師需要對學(xué)生們的綜合生態(tài)知識進行測試,其中包括基礎(chǔ)知識,實踐能力、綜合素質(zhì),這些成績匯入課程總成績。
4.4 評價體系的構(gòu)建——教師與學(xué)生的自我反思(環(huán)節(jié)四)
本課程主要以學(xué)生對課程的評價和教師對課程的評價為主,這種評價體系既能夠全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,也能夠準(zhǔn)確評估教師的教學(xué)效果,以促進教與學(xué)的雙向提升,本環(huán)節(jié)2學(xué)時完成。
學(xué)生評價:這一階段主要分為日常評價、總結(jié)評價和學(xué)生之間的評價。日常評價可以通過日常作業(yè)、測驗、課堂表現(xiàn)等持續(xù)跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進展;總結(jié)評價可以通過期末考試、項目作業(yè)的方式,總結(jié)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果;學(xué)生間的評價主要是學(xué)生之間的相互評價和自我反思。
教師評價:這一階段主要分為教師間的評價和學(xué)生反饋。教師間的評價可以通過觀課、交流的方式對課程提出合理性的建議;學(xué)生反饋可以通過匿名問卷調(diào)查等方式定期收集學(xué)生的建議。
4.5 教學(xué)實踐成果分析
教學(xué)負(fù)責(zé)人在全部學(xué)生成績中隨機抽取50名學(xué)生成績用于數(shù)據(jù)分析,之后使用R 4.3.1軟件進行t檢驗,目的是為了分析學(xué)生們的成績是否具有統(tǒng)計學(xué)意義,更直觀體現(xiàn)在教學(xué)實踐前后,學(xué)生們的成績是否有顯著性地提高。如圖3所示,教學(xué)實驗前后,學(xué)生們的成績有了顯著性地提高,平均成績從之前的64.91分提升至81.14分(P<0.05),具有統(tǒng)計學(xué)意義。
5 結(jié)語
生態(tài)學(xué)作為一門應(yīng)用型學(xué)科必須緊跟時代發(fā)展需求,教學(xué)內(nèi)容必須保持在科學(xué)前沿,融合多元化知識、提升實踐能力、培養(yǎng)生態(tài)思維。本文基于“Kolb”學(xué)習(xí)循環(huán)理念將“三元一體”生態(tài)學(xué)育人體系設(shè)計為完整的人才培養(yǎng)過程,該模式不僅促進了教學(xué)創(chuàng)新,還提升了育人效果,對高校生態(tài)學(xué)教育體系構(gòu)建及高質(zhì)量人才培養(yǎng)至關(guān)重要。盡管目前尚處于理論與實踐的探索階段,但卻是生態(tài)學(xué)科人才培養(yǎng)模式改革的一種有益嘗試,其經(jīng)驗?zāi)軌驗楦啾究聘咝L峁┙梃b。
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Construction of an Ecological “Trinity” Educational System Based on the “Kolb” Learning Cycle Concept
Abstract:Global ecological and environmental issues are seriously threatening the survival and development of humanity, the ecological education system, which shoulders the responsibility of promoting sustainable development of the ecological environment, is facing the dilemma of being unable to meet the demand for talent cultivation in the new era. Innovating the ecological discipline education system to cultivate comprehensive ecological talents has become crucial. This article started with the current development status of ecological education, analyzed the talent training issues faced by the ecological discipline, and applied the “Trinity” education system based on the “Kolb” learning cycle concept to the teaching practice of ecology to achieve the goal of cultivating high-quality ecological talents adapted to the new era. In teaching practice, using the Harbin Urban Forestry Demonstration Base and Wetland Biodiversity Laboratory as technical platforms, the basic teaching framework consists of “multi-technology integration, practical ability enhancement, ecological thinking cultivation, and a comprehensive evaluation system of teacher-student feedback”, with “l(fā)aying the foundation of knowledge, application of theoretical knowledge, quality improvement, and self-reflection of teachers and students” as learning modules. By combining practice and theory closely, a vivid, natural, and interesting learning environment is created, thereby effectively enhancing students′ comprehensive ecological literacy.
Keywords:“Kolb” learning cycle; Ecology; “trinity” educational system; ecological thinking; practical ability