高校生態學課程教學策略探討

趙燦燦　李英

摘要：本文對生態學課程教學進行了探討和改革，提出了概念圖教學、互動式教學、野外實踐教學和參與科研項目等教學策略，利于調動學生的積極性并培養他們的團隊協作精神和科學研究技能。

關鍵詞：野外實踐；多媒體教學；生態文明建設；參與科學研究

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）03-0136-02

生態學是研究生物之間以及生物和環境之間相互關系的科學，是一門應用面廣且應用性較強的綜合性學科。生態學研究對象廣泛，包括從分子、個體、種群、群落、生態系統到景觀乃至全球等各個層次，涉及多個分支學科。同時生態學與其他相關學科交叉和相互滲透，又形成了生理生態學、生態經濟學等交叉學科，其基本原理和方法在自然科學和社會科學領域都得到了廣泛應用。近年來，在人類追求物質文明的同時，也帶來了一系列生態環境問題，特別是全球氣候變暖、臭氧層破壞、酸雨、水土流失、生態系統退化、生物多樣性減少、生物入侵以及有害污染物質等問題，正嚴重威脅著人類的生存和發展。黨的十八大報告首次將生態文明建設提到前所未有的戰略高度，就是為了遵循可持續發展原則，統籌人與自然的和諧發展，把發展與生態環境保護緊密聯系起來。因此在現階段對生態學的研究、教學和科學普及過程中更應該得到我們的重視。可以說，生態學已經成為我國高等院校環境科學、生物科學、地理科學以及農學等相關專業的必修或選修課程，然而傳統的教學方法使得教學過程過于理論化、抽象化，影響了部分學生學習該門課程的積極性，因此探討生態學教學策略有利于更好地傳授生態學的基本原理和方法并可以培養學生在面對實際生態環境問題時分析問題解決問題的能力，對于生態文明建設具有重要意義。

一、概念圖教學

概念圖最早在20世紀60年代由美國康奈爾大學諾瓦克教授（Joseph D. Novak）等人提出，是用概念、連接以及表示概念間關系的連接詞來組織和表征知識的工具，主要包括節點、連線、連接詞和層級結構等四個基本要素。將概念圖引入到生態學教學中，能夠幫助學生組織和構建知識框架，使知識概括化、網絡化、顯性化、可視化，從而提高教學效果。首先，概念圖作為一種重要的教學工具和策略，可以建立章節間的內在聯系。種群、群落和生態系統及其與環境的相互關系是經典生態學的核心內容，也是本科生態學教學的重點內容之一，這部分出現的一系列概念，如：個體、種群、群落、生態系統、景觀等，學生往往不容易把它們的從屬關系弄清楚。另外，理清錯綜復雜的種內關系（種內競爭、社會行為等）和種間關系（競爭、捕食、寄生、共生等）也是生態學教學的難點內容。因此，在教學中可以先讓學生嘗試構建概念圖，然后師生共同討論，對其進一步補充和完善，這樣學生可以以概念圖的形式學習概念之間的同異和內在聯系，使得知識層次清晰、結構性強，達到知識的總結和歸納效果，利于提高學習效率，也增強了教學過程中的師生互動性。其次，利用概念圖進行對比復習，利于區分易混淆的概念。生態學教學中涉及到很多基本概念和定義，其中有不少容易混淆的概念，如：生境、棲息地、生態位、領域等。在教學過程中引導學生利用概念圖對幾個概念進行對比，用線段或箭頭連接各概念，并逐一分析線段兩端概念之間的關系，明確彼此之間的相同點和不同點，十分利于改變學生的認知方式，從而培養學生的創造性思維。另外，概念圖在生態學前沿領域研究中也發揮著重大作用，概念圖可以幫助建立探究的思維模型，并通過探究過程形成新的科學認知圖式。

二、互動式教學

顧名思義，互動式教學就是在教師和學生之間，通過積極參與、互相感應、共同促進的雙向溝通方式來進行授課。傳統的教學法通常是教師單方講解，學生被動接受，這使得課堂氣氛沉悶，提不起學生的學習興趣，教師授課的激情和教學效果都受到影響。互動式教學可以轉換師生角色，大大提高學生的積極性，恰可以彌補傳統教學法的不足。例如讓學生參與授課，選擇自己比較感興趣的知識點，經過一定時間的學習、消化和課件準備，再講授給其他學生，最后由教師補充和評論。雖然學生只講授幾十分鐘的課程，但整個過程他們需要到圖書館查閱大量資料，深入地理解分析并嚴密組織語言，這樣可以大大擴展學生的知識面，調動他們主動學習的潛能。目前，我國面臨的一些生態環境問題如霧霾、水污染、土地功能退化和生物多樣性喪失等，正嚴重威脅著人類的生存和發展，讓學生選取身邊發生的生態環境問題案例，搜集文字和圖片資料，從成因、造成的后果以及解決方案等幾個方面向大家詳細講解，不僅可以加深學生對該問題的理解，還能提高他們的生態文明意識，起到科普和宣傳的作用。

另外，教師確定主題，組織學生展開討論也是互動式教學的一種較好的方法，各種知識、想法、觀點可以在學生和教師之間自由地交流，在討論過程中學生對問題的理解和思維方式可以及時反饋給教師，使教師在今后的授課中針對性更強，學生也可以了解其他同學的思想，開拓自己的視野和思路，使得自己的知識結構更加完整充實。

三、現代教育技術

隨著現代科學技術水平的不斷提高，教學方式也在逐步多元化，并對生態學教學產生越來越深刻的影響。過去的黑板和投影等傳統的教學形式正逐步被數字化的教材、圖片和視頻等多媒體教學所取代。多媒體技術圖文并茂、聲像俱佳，使學生置身于音像和語音中進行直觀學習，大大增強了他們對復雜生態過程的理解和感受，全方位地調動他們的情緒和注意力。例如，在講授生物與環境這一章節中生物對低溫的適應知識點時，教師可以選取美國“Discovery”紀錄片中“北極曝光”的視頻片段，在沒有任何防護措施的情況下，普通人在北極的極端低溫下將會在十幾分鐘內死亡，然而北極熊卻能夠在冰面生活并在冰冷的海水中暢游。視頻中用模擬圖解的方式講述了北極熊身體表面具有幾十厘米厚的脂肪層和保暖的毛發，重點指出北極熊的毛不是白色而是透明色，這樣更容易保持身體熱量。在運動發熱時，北極熊甚至需要在冰面上打滾來使身體降溫。幾分鐘的短片可以大大活躍理論課堂的學習氣氛，使學生們對知識點的印象十分深刻。誠然，多媒體教學具有許多優勢，如信息量大、顯示內容生動及節省板書時間等，但是也具有一定的局限性，如多媒體相對淺白的圖片表現形式可能會對抽象思維活動產生抑制作用。因此教師不能完全摒棄傳統的教學手段，而要將傳統與現代教學手段有機結合，不過分依賴多媒體課件，讓學生跟著老師的思路走，進而提高他們的邏輯思維能力。

四、野外實踐教學

生態學作為當今發展最快、影響人類生活最廣泛的自然科學，實踐性是其最重要的特征。生態過程的認知很大程度上依賴于對生物群落和生態因子相互作用的實地觀測，開展生態環境保護的對象也通常是自然生態系統或野生動植物，因此野外實習是生態學教學中必不可少的基本內容。現階段我們的本科學生絕大部分是九零后，無論是來自農村還是城市，都缺乏生活經歷和生產實踐經驗，對生態學現象缺乏感性認識。生態學實踐教學有利于學生將書本所學的基礎理論知識與實際方法結合起來，培養他們的動手能力和野外工作技能，同時也可以培養他們艱苦奮斗和團結協作的精神。教師可利用校園綠化或森林公園等場所設置實驗，帶領學生學習野外調查植物群落的方法，如測定喬木和灌木的高度、胸徑和冠幅估算生物量，在草地上劃定樣方調查草本植物多度、蓋度、頻度等。野外實踐教學也可以重點關注本地區和學生周邊的生態問題，如化肥農藥的過量施用、大氣和水污染、生物入侵和極端氣候等對生態系統產生的影響。生態學實驗中，由于各種環境條件控制極其復雜，生物對環境反應的敏感性也不盡相同，實驗往往會出現差異性的結果。因此要讓學生樹立不能簡單地用“成功”或“失敗”來衡量實驗結果的意識，只要嚴格按照正確方法實驗，最大可能消除儀器和人為誤差的影響，運用正確的統計方法分析數據，其實驗結果就是可信的。在野外實踐教學中，可以將學生們分成若干小組，學生之間互相協調互相幫助，以小組為單位共同完成實驗。在這個過程中，學生可以充分認識他人的長處和自身的不足，利于培養團結協作精神，為未來走向工作崗位打好基礎。

五、參與科研項目

科學研究的不斷深入推動了教學改革的進程，只有把教學和科研緊密聯系起來，生態學課程教學才能更有活力。教師在授課過程中可以結合自己的最新科研成果，對研究意義、實驗設計和方法、實驗結果等做出詳細介紹，并將一些有趣的實驗現象和原因分析通過圖片及視頻等方式展示給學生。這種教學方式會大大拉近基礎理論知識和前沿科學研究的距離，引發學生深入思考。另外，建議教師將科研項目向本科生開放，讓本科生參與到生態學相關研究課題中來，指導學生查閱相關文獻資料、設計實驗方案和技術路線、準備材料及具體實施實驗、整理統計實驗數據、分析討論原因及撰寫科技論文，在模擬科學研究整套流程中，完成對學生的科研訓練，培養他們的綜合科研能力。在這個過程中，教師可以帶領學生參觀大型科研儀器設備，了解儀器的分析原理和使用方法，利于學生開拓眼界和產生興趣，也可以邀請國內外相關領域專家進行專題講座，鼓勵學生參加并積極提問，增進學生與專家的交流，讓其更為了解最新科研動態。這一系列的科研訓練為攻讀研究生的學生奠定了扎實的科研基礎，使他們能夠很快地轉換到科研角色中，同時也大大提高了就業學生的社會競爭能力，使他們盡早地在工作領域發揮自己的才能。教師也是受益者，學生強烈的求知欲和初生牛犢不怕虎的勇氣能夠時刻激勵著教師不斷前行探索。

本文探討了生態學教學策略并細化了教學改革的具體實施方案，旨在扎實學生的生態學基礎知識，培養其實踐經驗和團隊精神。同時也希望提高學生的科學研究基本技能，強化其生態文明意識，以期為提高大學生綜合素質和培養合格的研究型應用型生態專業人才起到積極的推動作用。