生態學實驗教學改革與探索

　　摘 要： 實驗教學對學生的實踐能力和創新能力培養起著十分重要的作用。本文分析了目前生態學實驗教學中存在的問題，提出了實驗教學改革的思路，從實驗課教學組組織模式、實驗項目的設計、課程考核三個方面提出了具體教改措施，對培養學生創新意識和創新能力，激發和調動學生學習的主動性和積極性有積極作用。
　　關鍵詞： 生態學 綜合性試驗 實驗教學改革
　　
　　1.引言
　　生態學作為一門正在蓬勃發展、多學科交叉的綜合性學科，在環境保護、資源開發利用等領域得到廣泛應用，業已成為高等院校文、理、農、工等各專業的必修課或選修課程，特別是地理科學、生物科學、生態學、園藝等專業將其作為主干課程之一。創新型人才指富于開拓性，具有創造能力，能開創新局面，對社會發展做出創造性貢獻的人才。通常表現出靈活、開放、好奇的個性，具有精力充沛、堅持不懈、注意力集中、想象力豐富、富于冒險精神等特征。
　　在高校，實驗教學對學生實踐能力和創新能力的培養起著十分重要的作用。但是，生態學實驗教學在動手能力、邏輯思維能力、科研創新能力等方面存在不足。因此，改革生態學實驗教學體系，構建一種以實驗技能訓練為基礎，以培養學生科研創新能力為目標的生態學實驗教學模式，是當前高校生態學教學改革的一項重要內容和一項非常迫切的任務。
　　2.當前生態學實驗教學中存在的問題
　　2.1教學方式不利于創新型人才培養。
　　目前，生態學實驗教學方式很多還是簡單的知識灌輸式教學模式，只是教給學生具體的方法。為了在實驗過程中少出差錯、節省實驗時間，任課老師詳細介紹實驗方法、實驗內容、各種儀器設備的使用，將實驗藥品、器材全部準備好。教師只要求學生按實驗報告上內容與步驟重復“放映”一遍，學生實驗過程形式化，實驗結果唯一化。其結果是，學生一做完實驗，所有的內容基本上全忘光，下次做的時候，又不知如何操作，更談不上碰到新的問題時，去分析，設計方案加以解決。還有許多學生甚至直接抄襲別人的實驗報告交差。在這種教學方式下，學生的積極性得不到激發，學生的創新精神和探究能力得不到培養。
　　2.2實驗條件落后，不利于創新型人才培養。
　　實驗條件是實現生態學實驗教學效果的保證。目前生態學研究蓬勃發展，大到景觀生態學，小到分子生態學，知識跨度大，對實驗條件的要求也較高。但是很多學校開設生態學的時間較短，尤其是一些新升本的院校，由于經費和師資缺乏，實驗儀器較落后，只能開設一些簡單的基礎性實驗，許多較為前沿的實驗無法正常開展，最終制約了學生利用新方法、新技術解決生態環境問題能力的提高。
　　2.3實驗課內容有待創新。
　　根據學校所在地的地理位置、氣候條件、經濟發展、地方特色等原因，開設的生態學實驗內容也應有側重。但是很多高校并沒有考慮這些因素，在實驗過程中偏重一些簡單方法的介紹和儀器使用，忽略了生態學研究方法、儀器設備與當地具體的生態學問題的結合。生態學研究應用的新方法、新技術融入實驗教學的程度不高，生態學實驗的教學內容還有待進一步改革和創新。
　　2.4生態學實驗課時偏少，不利于創新能力的培養。
　　生態學實驗課程的開設和實驗教學的質量不僅關系著學生對理論知識的掌握程度，而且對學生的動手能力、邏輯思維能力、科研創新能力等方面的培養起著至關重要的作用。然而，由于生態學師資缺乏，教學資源緊張，許多高校生態學實驗課時偏少，有些學校甚至取消了生態學實驗，沒有時間保證，不能充分開展實驗，這對學生創新能力的培養是極為不利的。
　　3.生態學實驗教學改革的途徑
　　3.1實驗教學內容的設置改革。
　　根據新修訂的人才培養方案，本著培養創新型人才的原則，我們重新修訂了實驗教學計劃，編印了新的實習指導書。開設的具體實驗內容如下表。
　　修訂后的實驗內容以生態學問題為實驗模塊，并緊密聯系生產生活實際，為學生提供了大量分析問題解決問題的實驗技術的訓練機會，使學生的學習積極性顯著提高。
　　3.2轉變教學理念，創新實驗課組織模式。
　　教師教學理念的轉變是教學改革成功的關鍵。在新構建的實驗教學模式中，教師應注重學生學習興趣的激發和學習過程的引導，留給學生思考和交流的空間。在傳統的填鴨式教學中，教師將實驗原理、方法、步驟、所用材料、設備都告訴學生，學生只需“照方抓藥”即可。為了提高學生的學習興趣，我們應該轉變教學理念，創新教學模式，培養學生的自主學習能力，讓學生根據實驗內容自主完成資料搜集、實驗設計、實驗操作、數據處理、結果分析等實驗過程，培養學生基本的科研素養和創新能力。在新的教學模式下，教師實現了角色的轉變，由以前的傳授者變為指導者，學生由以前的被動學習變為主動學習，真正成為學習的主導者。實踐表明，這種實驗教學模式，激發了學生的學習積極性，將理論知識與實踐能力密切結合，使學生在潛移默化中感受到所學知識的連貫性、銜接性和重要性。
　　3.3精心選擇綜合性實驗項目。
　　綜合性實驗是在學生經過一個階段的學習后，具有一定的生態學知識和技能的基礎上，運用相關知識進行綜合訓練的一種復合型實驗。實驗指導老師根據教學的要求提出實驗目的和實驗要求，并給出實驗室所能夠提供的實驗儀器設備、器件、藥品、試劑等實驗條件，學生運用已掌握的基本知識、基本原理和實驗技能，提出實驗的具體方案，擬定實驗步驟，選定儀器設備（或器件、試劑、材料等），獨立完成操作，記錄實驗數據，繪制圖表，分析實驗結果，等等。綜合性實驗有利于培養學生運用生態學理論解決實際問題的能力。例如我們將“環境條件對葉片形態結構的影響”（主要探討和分析環境條件對植物葉片形態結構的影響和葉片形態結構對所處環境條件的適應性）項目改革成綜合性實驗。提示學生選擇1—2種在自然生長的植物，在不同環境條件的個體中取葉片樣品，或取同一個體處于不同環境條件下的葉片樣品，也可取在不同環境條件下培養植物的葉片樣品。在實驗室測定樣品葉片的形態結構指標，詳細記錄測定結果（包括照片等）。學生通過查閱文獻，根據各自選擇的研究對象確定合適的實驗方法，設計實驗方案，取樣方法，實驗完成以后，提交一篇小論文。實踐表明，綜合性實驗能更好地培養學生的創新能力和動手能力，提高學生解決實際問題的能力。
　　3.4重視野外實驗教學環節。
　　生態學是一門實踐性很強的課程。從生態學的知識體系來看，生態學中的諸多內容都需要野外的實驗條件，如生物與環境、種群、群落、生態系統等章節中很多內容都需要在野外的環境中進行實驗。野外實驗是培養生態學專業創新型、實用型人才的一個重要環節，也是提高高等教育人才培養質量的重要內容。野外實驗一方面可以驗證、鞏固、充實和加深課堂教學內容，增強學生的感性認識，拓寬知識領域，學到課堂難以學習的知識，另一方面可以培養學生熱愛專業、熱愛自然、團結合作、吃苦耐勞的精神，增強學生獨立觀察、思考、解決問題的能力，提高學生的綜合素質。加強生態學野外實驗教學建設已成為當前生態學創新型人才培養的必然要求。我們設計了若干生態因子的時空變化，群落調查與分析（一）、群落調查與分析（二）、生態系統觀察與分析等四個野外實驗，主要使學生掌握氣溫、空氣濕度、光照強度、土壤溫度的時空變化情況；群落調查取樣、群落種類組成分析、最小面積的確定方法；物種多樣性與均勻度分析方法；分析生態系統的組成、結構，生態系統的物質和能量動態變化。
　　4.結語
　　我們通過對生態學實驗教學模式、實驗項目、實驗教學靈活性的改革，提高了學生的學習興趣，培養了學生的創新能力，鍛煉了學生運用生態學原理解決實際問題的能力。同時，學生的團結協作、分析問題、解決問題的能力得到了提高。當然，實驗教學改革是一項復雜的系統工程，也是一項長期而艱巨的任務，在實驗教學改革中仍存在一些問題，我們將在以后的實驗教學中不斷解決和完善。
　　
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