《污染生態學》課程教學與實踐改革探索

李威 張銀龍 李萍萍

摘要：《污染生態學》是生態學專業的重要專業課程，教學中應結合課程特點與學科特色，優化教學內容，合理設置實驗實踐環節，使理論與實踐有機融合，激發學生的學習興趣，培養學生的創新意識，提升學生的綜合素質。

關鍵詞：污染生態學；理論與實踐；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）50-0115-02

《污染生態學》是一門以生態系統理論為基礎的邊緣交叉學科，該課程的教學目的是使學生掌握污染生態學的基本理論、基本知識，了解污染物在生態系統中的遷移、轉化規律及解決方法，培養學生分析和解決問題的能力，為繼續讀研深造或從事污染生態研究、環境保護等相關工作打下基礎。筆者根據在教學實踐過程中發現的一些問題，對《污染生態學》的教學內容和實踐環節改革進行了若干探索。

一、優化教學內容

1.課程特點與知識體系。污染生態學是生態學和環境科學相融合、相交叉的產物，其課程內容涉及廣泛，包括化學、土壤學、物理化學、植物學等。在學習本課程前，學生應該具備一定的相關課程基礎，因此本課程安排在大三下學期。但是，教師在授課過程仍應注意回顧與補充相關概念，以幫助學生更好地理解與把握本課程知識。

污染生態學的課程知識體系如圖1所示，大體可分為基礎篇和應用篇兩部分，基礎篇主要介紹生物系統與被污染的環境系統之間相互作用的機理和規律，即污染物在生物體內的生物過程。具體包括生物體對污染物的吸收與遷移、生物富集、污染物對生物體的危害、生物體對污染物的抗性及生物在長期污染條件下的生態效應與適應進化。這幾個部分分章節講述，但相互聯系緊密，并且可在生物生命過程中同時發生，應從整體把握。應用篇主要是基于生態學原理和方法對污染環境進行控制和修復，重點是大氣、水和土壤污染的生物修復技術。此外，污染環境的生物監測與評價也是污染生態學中不可分割的一部分。在講授過程中，要注意將基礎篇和應用篇有機結合起來，使理論聯系實際，兩者互相印證，形成完整的知識體系。

2.結合學科特色，突出教學重點。污染生態學是生態學中實踐意義較強的一個分支，將該課程與學科優勢和特色結合起來，有利于生態學綜合人才的培養。南京林業大學生態學科于1989年成為首批教育部國家級重點學科，經過多年的建設，已形成自己獨特的研究方向與特色。主要是以森林、濕地等生態系統為研究對象，以生物與環境之間的關系及其相互作用機制、生物地球化學循環等生態學理論為基礎，重點探討退化生態系統植被恢復機理與技術，土壤生態學過程及其對全球氣候變化的響應，濕地瀕危物種生境恢復與生物多樣性保護，環湖植被緩沖帶與水生植物的生態功能，湖泊富營養化治理技術等。因此，結合該課程的教學目標與學科特征，該課程的教學重點主要有：污染物的生態過程的基本理論、水體富營養化的概念、危害、評價及修復對策、水污染的土地處理系統修復原理、土壤污染的植物修復技術。而且，在授課過程中，可將本學科教師的研究成果與案例融入理論知識中，激發學生的興趣，培養學生解決實際問題的能力。

二、實驗實踐的設計與實施

本課程在原教學大綱中理論講授學時數為48學時，并未設置實踐學時。針對本課程的現實性、綜合性和研究性特點，將學時調整為理論講授32學時，實踐教學16學時。實踐教學與理論課同步開設，使理論與實踐結合，加深學生對理論知識的理解，并學以致用，提高學生的綜合分析能力和實際動手能力，培養創新能力。本課程擬開設的實驗實踐內容具體如下：

1.重金屬對植物種子發芽和根伸長的影響（4學時）：將上課學生分成若干組，分別進行不同重金屬（Cd、Cr、Pb）對不同植物（小麥、白菜）種子發芽和根伸長的影響，考察不同重金屬對不同植物種子的毒性效應，加深對效應濃度、安全濃度等概念的理解。通過不同組的實驗結果比較，還可了解不同重金屬的毒性大小和不同植物對重金屬脅迫的敏感性。

2.人工濕地對城市尾水的處理效果研究（6學時）：參觀人工濕地尾水處理廠，調查人工濕地的植物種類配置和運行參數，采集人工濕地的進水和出水，了解人工濕地對主要污染物，如有機物、N和P的去除效果。在對實驗結果進行分析的過程中，要求學生查閱資料，了解不同濕地植物如蘆葦、香蒲等對污染物的吸收去除能力，綜合分析理解人工濕地去除污染物的原理。

3.采用觀賞植物修復土壤重金屬污染的實驗研究（6學時）：分組查閱資料，選擇合適的觀賞植物，研究觀賞植物對土壤重金屬的吸收和富集量，評價觀賞植物修復土壤重金屬污染的性能。該實驗一方面可讓學生深入了解植物對重金屬的吸收和生物富集的概念，掌握生物富集系數和轉移系數的計算，另一方面也可幫助學生理解重金屬污染土壤的植物修復技術原理，掌握超積累植物的篩選方法。

三、教學方式的應用

1.多媒體與板書相結合的講授方式。講授法是教學中最基本、最常用的方法，特別是對于理論基礎概念、專業性基礎知識點的講解。多媒體技術是指將文字、圖像、聲音等承載信息的載體結合在一起，并通過計算機進行綜合處理和控制的技術。利用多媒體教學可以將抽象的知識形象化，給學生以視、聽新感覺，調動聯想思維，提高學生的學習興趣，如在講污染物對植物超微細胞結構的損傷時，可以通過直觀的照片展示不同濃度的污染物脅迫下，植物細胞的細胞核、葉綠體、線粒體等細胞器的損傷情況，能夠激發學生的學習興趣，更利于學生對相關知識點的掌握。但是多媒體技術也存在一些弊端，如播放速度快，信息量大，不利于學生對知識的接受，缺乏足夠的時間消化和記筆記，因此，應根據具體知識內容，將多媒體教學和板書有機結合起來，特別是重點概念，通過板書的形式，放慢講授速度，加深學生對相關知識點的理解。

2.案例教學與學生演講相結合的方法。污染生態學的課程內容是以生態學原理為基礎，通過大量的案例分析污染生態過程中植物、動物和微生物等有機體的生態響應機制和其毒害表現，探討污染控制和污染修復生態工程的學科。但是環境中污染物種類眾多且對生物具有不同的毒性效應，課堂學時有限，僅能挑選比較經典的案例進行講解。另一方面，傳統的“教師講、學生聽”的授課方式作為主要的教學方式在調動學生積極性方面效果欠佳。因此，對于比較重要的知識點，可指定閱讀材料或要求學生自己查閱最新資料與案例，做成PPT在課堂上進行講解，教師給予針對性點評并引導學生討論。如生物對污染物的吸收和遷移章節中，比較經典的案例是鉛和鎘在玉米根系中的吸收和遷移，可以引導學生查閱鉛鎘等在其他植物或土壤-植物體系中的遷移規律，并在課堂上講解、討論植物吸收重金屬的途徑。該方法不僅能夠調動學生學習積極性、提高學生的表達能力，活躍課堂氣氛，也能使學生了解學科最近的研究進展，加深對相關知識的理解，拓展知識面。

3.專題講座。污染生態學具有現實性、綜合性和研究性，是一門發展中的學科。隨著學科之間不斷交叉滲透，其學科內涵更加豐富。而且，隨著研究的深入，對于污染生態學中出現的新污染物、新問題的認識也不斷深入。因此，有必要開展污染生態學的研究前沿與展望的專題講座。專題講座主要介紹目前污染生態學和環境科學領域一些熱點問題的研究進展，如藥品與個人護理用品、內分泌干擾物、生態風險等。這些新興污染物和人類生活息息相關，通過專題講座，可以使學生了解環境中的新興污染物對人類身體健康的影響，培養學生的環保意識，同時激發學生對科研的興趣，吸引一批學生投身于科研事業中。

四、結語

《污染生態學》是生態學專業的重要專業課程，具有現實性、綜合性和研究性的特點。在教學過程中，應結合本課程的特點與學科優勢特色，優化教學內容，并合理設置實驗實踐環節，使理論與實踐有機結合起來，激發學生的學習興趣，提高學生的動手能力和發現問題解決問題的能力，培養學生的創新意識、科研能力和綜合素質。

參考文獻：

[1]朱新萍，朱建雯，賈宏濤，鄭春霞.污染生態學課程教學與實踐探討[J].遼寧工業大學學報：社會科學版，2012，14（1）.

[2]張磊.巧用多媒體構建生態課堂[J].考試周刊，2007，（17）.