基礎生態學實踐教學實施探討

郝文芳+楊途熙+張曉鵬+李剛

摘要：本文對基礎生態學的野外實踐教學環節主要內容、特點、教學過程等進行了探討，希望在此與相關同行共同探討和交流，以期提高該門課程的教學質量。

關鍵詞：基礎生態學；實踐教學；主要內容；特點；教學過程

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）05-0149-03

隨著社會的發展，環境、能源、食品安全、資源等問題日益嚴峻，生態學理論在環境保護、資源開發利用、生物多樣性保護等領域具有廣泛的應用，生態學已經成為高等院校文、理、工、農等相關專業的必修課程或選修課程[1]，其教學的主要目的是使學生掌握有關生態學的基本理論和基本知識，學會運用生態學的理論和方法觀察和認識自然界、生態破壞、環境污染、生物多樣性保護、生物資源開發利用等各種現實問題。高等教育的實踐教學任務包括[2]：①增加感性認識，使學生能夠接受和理解所學的知識；②理論聯系實際，通過實驗鞏固和加深所學知識；③培養學生的實驗技能和觀察、分析、判斷問題等綜合能力[3，4]。國外一些發達國家如美國、日本、德國等，是非常重視實驗教學的，把實驗教學視為培養學生基本技能和實踐能力及創新意識的手段[2]。我國大學生與國外大學生相比，其理論知識方面有優勢，但在獨立工作能力、動手能力、創新能力方面存在較大差距。實踐教學是培養學生把理論知識應用于實踐中的主要教學形式，使學生具備觀察問題、分析問題、解決問題的能力[5]。本文對基礎生態學的野外實踐教學環節主要內容、特點、教學過程等進行了探討，希望在此能與相關同行共同探討和交流，以期提高該門課程的教學質量和效率。

一、基礎生態學野外實踐教學目的和要求

通過對實習地區不同生物種群、生物群落、生態系統組成和變化的調查，充分理解生物和環境相互關系的含義，進一步認識人類和自然的關系，理解人與自然協調發展的深刻意義。具體來說，通過實習要求達到以下目的：①掌握植被的調查方法、數據整理和群落識別知識。②結合實際，加深對課堂講授理論知識的理解和認識。③學習植物生活型的劃分方法、群落生活型組成及其同氣候的關系。④結合實際了解生態系統分布的基本規律，掌握實習地主要的生態系統類型及其特征。

二、基礎生態學的野外實踐教學的主要內容

1.最小取樣面積的確定。對植被進行現場的應用樣方調查，須首先確定最小取樣面積。在踏查和路線調查的基礎上，選取典型地段作為樣地，不斷擴大樣方面積，調查樣方內植物的種類。第一次取樣面積為1m×1m，第二次取樣面積為1m×2m，第三次取樣面積為2m×2m，第四次取樣面積為2m×4m，第五次取樣面積為4m×4m，以此類推，每擴大一次，都詳細填寫登記表，必要時采集植物標本，做好特征記錄?？梢园l現，隨著樣方面積的增加，樣方中植物種類的數量也隨之增加。之后面積再繼續擴大，增加植物種類逐漸減少，種類數量趨于穩定。以樣方面積為橫軸，植物種數為縱軸繪制種—面積曲線，曲線開始平升時對應的面積即為研究地的最小取樣面積。此部分實習要求掌握確定最小取樣面積的方法。

2.植物群落特征調查。在確定最小取樣面積的基礎上，調查不同林帶的植被特征。具體如下：調查農林過渡區植被結構特征、組成（海拔500m～800m）；調查櫟類林帶植被結構特征、組成（海拔800m～2200m）；調查樺木林帶植被結構特征、組成（海拔2200m～2800m）；調查針葉林帶植被結構特征、組成（海拔2800m～3300m）；高山灌叢帶及高山草甸帶植被的結構特征、組成（海拔3300米以上）。對每個類型的群落設置4～5個調查樣方，記錄各物種的名稱，高度，蓋度，多度，頻度[6]，調查多度時，采用直接點法[7]，叢生植物按叢數計算其個體數量；蓋度用目測估計其投影蓋度；高度量取每種植物的自然高度；頻度計算包含該物種呈現的樣方在所選取樣方種所占的比例，頻度調查樣方數目為10個[8]。填寫相關附表。此部分要求掌握群落調查的基本方法，了解太白山主要森林植物群落的組成與結構，并注意觀察群落過渡區物種組成的變化特點，能運用所學生態學理論對群落學特征進行初步分析。

3.山地植被垂直分布與生活型譜的編制。通過對不同海拔高度的植被進行調查，比較其特征差異，分析產生這些差異的原因，并根據調查結果編制生活型譜。即：沿著海拔梯度，在依次調查農林過渡區、櫟類林帶、樺木林帶、針葉林帶、高山灌叢帶及高山草甸帶的植被特征的基礎上，比較其差異及產生這些差異的原因，并根據調查結果編制生活型譜。掌握太白山植被分布的垂直地帶性，并結合實際分析植被地帶性分布的原因，有針對性地提出森林利用與保護的建議。

三、基礎生態學的野外實踐教學的特點

1.實踐性。相比于課堂教學，基礎生態學野外實踐教學能夠更好地把理論知識運用于實踐，能夠把生態學原理與社會生產結合起來，并可用于解釋并解決社會實踐過程中產生的相關問題[9]，是以生產現場為課堂，是一次更生動、靈活、豐富多彩的學習過程。通過實踐教學，使學生掌握有關生態學的基本理論和基本知識，掌握生態學的研究方法，運用生態學的基本原理、基本方法對現有的資源合理開發利用[10]。

2.主動性。在基礎生態學實踐教學中，由一對多的填鴨式單向指導向學生和教師合作研究的互動式教學指導轉變[11]，通過小組內成員的自我組織、分工協作、積極探索，獨立完成實習任務，既培養了學生獨立分析問題和解決問題的實踐能力[12]，也培養了學生自由探索的創新能力，有利于學生的科學思維和綜合技能的培養[13]。

3.層次性。野外的實踐教學不同于實驗室的實驗，更不同于課堂教學，我們從內容的安排上，是循序漸進的，比如第一天安排最小取樣面積的確定，接著是植物群落特征調查，讓學生了解樣地面積的確定不是隨意的，是有一定的科學依據的。在調查完不同海拔群落的結構組成后，分析山地植被垂直分布，再完成生活型譜的編制工作。通過調查實踐，指導學生拓展課程教學內容，活動結束后，引導學生撰寫實習報告，寫的過程本身就是對現有知識體系的補充與完善，使學生對基礎生態學的理念有一個更深入、系統的掌握。同時通過小組討論、匯報、自我評價、組長打分等形式，體現教學全過程考核。endprint

4.現場性。在野外實踐教學中，教師可根據實習現場的生態環境狀況，結合實習的目的與內容，采用啟發式、參與式、討論式的教學方法，有針對性地引導學生進行思考，充分調動學生學習的積極性和主動性[14]。

四、教學過程

基礎生態學野外實踐教學是學生在教師的指導下，運用所學的理論知識到現場或生產實踐中去培養分析問題和解決問題能力的實踐活動，按照實踐課程內容安排的時間先后順序，包括野外實踐教學的準備、開展實習以及實習總結3個階段，因此基礎生態學實踐教學是從感性上升到理性、由理論到實踐的教學過程[14]。

1.實習前準備。

（1）野外實習安排及儀器工具。實習前1個月左右，3名指導教師親自到實習基地及沿線進行實地踏勘，根據生態學野外實習大綱和實習基地的實際情況，制定出具體的實習計劃，包括實習性質、實習地點、日程安排、各階段的實習內容及要求、考核辦法、實踐教學教師組成、實習期間應遵守的紀律、經費預算等。本文以生命學習生物科學專業2014年基礎生態學實習為例來介紹。生命學院2014年生物科學專業基礎生態學野外實習地點選在眉縣蒿平寺，時間為2014年6月17至7月2日，共4個班，每班約30人，約9～10人為一個小組。每班配備實習指導教師一名，全程配備一個實驗員和一名隨隊大夫。實習分2批進行。所需儀器如下：①GPS定位儀、海拔表：各2個，每班各1個；②地質羅盤：6個，每小組1個；③雙筒望遠鏡（10×35倍）：6部，每組1部；④植物標本夾：每組2付，兩批共12組，共24付；⑤植物標本采集工具：鐵鏟、修枝剪、放大鏡、解剖針，每組1套，計6套；另配高枝剪2個，每班1個；實體鏡2臺，每班1臺；⑥測繩（50m）、皮卷尺（50或30m）、鋼卷尺（3m）：每組2套，計12套；⑦標本記錄本每組2本，12組需24本；⑧植物掛牌、植物采集袋、標本紙若干；⑨調查記錄的表格若干。

（2）實踐教學內容的集中復習。在實習前進行一次以生態學專業知識復習為主題的集中學習與培訓，有針對性地對相關概念、基本原理和方法等進行回顧，并對實習要點及各路線的生態環境概況進行介紹，使學生明確實習的目的和要求，了解實習計劃，查閱和收集相關的資料信息。同時，對野外實習的基本技能與技術進行講解與培訓[14]。（3）實踐教學教材的準備。為了便于學生的野外自我學習，配備以下的實踐教學教材：秦嶺植物志（第1卷，1～5冊），科學出版社；中國植物圖鑒（系列），中科院植物所，科學出版社；生態學常用實驗研究方法與技術，章家恩主編，化學工業出版社，2007；生態學調查方法手冊，Sutherland，張金屯譯，科學技術文獻出版社，1999；⑤生態學實驗與野外實習指導，孫振鈞主編，化學工業出版社，2009。

2.開展野外實習。本階段指導教師的主要工作是圍繞該野外實習的教學目標，組織實施實踐教學活動，幫助學生解決在實習中遇到的問題，確保實習任務圓滿完成[14]。

3.實踐教學的總結。實習總結包括兩個部分，一部分為撰寫實習報告，一部分為返回校后的實踐教學總結。

（1）實習報告的撰寫。每位學生都應提交一份實習報告。實習報告包括如下幾方面的內容：①引言：實習的時間、地點，實習的目的和意義，地理環境概況等；②調查研究方法；③實習內容及結果：以樣方面積為橫軸，植物種數為縱軸繪制種—面積曲線，曲線開始平升時對應的面積即為研究地的最小取樣面積；④列出樣地內植物種類的數量等級，即優勢種、常見種、少有種；⑤分析實習地區典型群落結構、特征，及其地帶性植被結構；⑥沿著海拔梯度，分別對農林過渡區、櫟類林帶、樺木林帶、針葉林帶、高山灌叢帶及高山草甸帶的植被特征進行分析，比較其差異及產生這些差異的原因，并根據調查結果編制生活型譜；⑦提出保護珍稀動植物及其生態環境、實習地區生態環境建設與持續發展的建議；⑧總結個人實習的收獲和體會。

（2）返回校后的實踐教學總結。野外實習階段結束之后，組織學生進行經驗交流、小組討論，對野外實踐中所獲得的知識和技能進行系統的歸納和總結，鼓勵學生制作PPT課件，向本組、全班介紹自己的實習結果、研究結論及經驗體會。授課教師也應該聯系相關的理論知識，對一些重要問題進行有針對性的解釋和講解，以深化實習效果[15]。

4.實習考核?？己朔謨炐?、良好、中等、及格、不及格五級標準。90分以上優秀，80～89分良好，70～79分中等，60～69分及格，60分以下不及格。

具體分值為：實習紀律占30%，方法掌握占30%，實習報告撰寫（含調查結果及數據分析）占30%，個人自評得分占5%，組長給組員打分占5%。

五、展望

通過為期兩周的基礎生態學的實踐教學，學生們基本掌握了野外實習、實習數據的采集、數據處理分析等技能和知識，使其專業知識得到鞏固，真正做到了理論聯系實際。同時激發了學生對本門課程的興趣，調動了學生學習的主動性[16]。通過師生互動和學生們的主動學習，學生的專業知識得到了提高，學生也深刻地認識到，雖然這些知識在生態學的課堂上已經學習過，但是經過自己親自動手測定、親眼觀察，對理論知識有了更多的體會和感悟，這讓他們更深刻地體會到理論聯系實際的重要性。

實踐教學的考核應采用考核與教學過程緊密結合的方法，注重學生實踐課的實際表現，使課程的考核貫穿實踐教學全過程，避免僅僅憑借實踐報告決定成績的弊端[17]，增加對學生綜合運用知識獨立分析問題和解決問題技能方面的考核，注重學生的學習態度、吃苦精神與專業技能的綜合考評與激勵，以及團隊合作精神、自律能力等，本文中的考核分值的分配就是這種考核方法的綜合體現。其考核的標準是否能夠全面體現整個實踐過程中學生的綜合表現，還有待于進一步的驗證。

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