生態毒理學研究型教學模式探討

摘要：生態毒理學涉及面廣、交叉性強，在新時代“以本為本”教育背景下，探索“以教師為主導，以學生為主體”的生態毒理學研究型教學模式勢在必行。文章從豐富教學方法、考核形式多樣化等方面對此進行了闡述。該教學模式有助于促進高水平創新型人才的培養。

關鍵詞：研究型教學;生態毒理學;教學方法;教學改革

中圖分類號：G642.4? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）39-0202-03

高等教育的目標是培養適應現代經濟、文化和社會發展需要的具有創新精神和實踐能力的高級人才[1]。但長期以來，以被動接受型為特征的傳統教學模式在高校本科教育中占據主導地位，其過于強調知識的傳授而忽視了對學生創新能力的培養[2]。研究型教學模式倡導“以教師為主導，以學生為主體”的教學理念，將學習、研究和實踐三者有機結合，從而提高學生的創新思維和主動學習的能力[3]。2010年國務院審議通過《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》，指出本科教育須重視對創新型人才的培養，鼓勵高素質人才參與到科學研究中[4];2018年新時代全國高等學校本科教育工作會議強調“本科教育是大學的根和本，要不斷推動高等教育的思想創新、理念創新、方法技術創新和模式創新”。探討和改進研究型教學模式將有助于培養具有良好科學素養、高層次、多樣化的創新型人才[5-6]。

隨著社會經濟的高速發展，生態環境也遭遇到前所未有的破壞，氣候變暖、大氣污染和土壤荒漠化等問題引發國際社會廣泛關注[7-8]。生態毒理學是研究有毒有害因素對生物及其生態系統的損害效應、作用機制及其防護的科學，作為新興的邊緣學科其具有涉及面廣、交叉性強等特點，能夠為保護生態系統提供有效策略，因而在教學和科研中得到日益廣泛的重視[9]。采用研究型教學模式講授生態毒理學，對培養學生嚴謹的科學思維及增強創新潛力均具有十分重要的意義。本文從多方面探討了生態毒理學研究型教學模式，以期為該門課程的教學改革提供理論參考依據。

一、生態毒理學研究型教學模式的教學內容

我們選用孟紫強主編的《生態毒理學》（高等教育出版社，2009年）作為信陽師范學院生物技術專業的授課教材。該教材涉及生態毒理學發展史、污染物的毒理學效應及機制及污染物生態風險評價等諸多內容，研究對象涵蓋了分子、細胞、個體和種群等多個層次。在授課過程中，我們重新制定了教學大綱，以盡可能多地將學、研緊密結合進行講授。同時在課程結束后增設綜合討論環節，使得整個大綱更加緊湊有序，便于教師能將最新科研進展結合進去。

二、生態毒理學研究型教學模式的教學方法

研究型教學本身就是一個知識創新的過程，其要求教師在系統講授本學科理論知識的基礎上將最前沿的研究成果引入課堂，引發學生的討論，從而培養學生的創新意識及批判精神[10]。相對于以教師為中心的傳統型灌輸教學法而言，筆者通過生態毒理學課程的教學實踐，總結出以下幾種切實可行的研究型教學方法僅供參考：

1.以科學問題為導向，促進問答和互動的結合。上課前，授課教師以日常生活或科研實驗中的某些具體案例為切入點，通過設置科學問題進而延伸出要講授的章節知識。如：在講授“生物富集作用”時，筆者先講述了自己在湖邊購買養殖魚類的經歷，在食用過程中發現魚肉有嚴重的汽油味道，就此引發學生廣泛討論。最后總結其原因在于湖周圍存在諸多排污口，廢水中的污染物通過食物鏈進入魚體內，并引出生物富集，取得了良好的授課效果。此外，在教學過程中可就某一知識點將學生分為若干小組，引發其廣泛討論，進一步加深學生對所學知識的印象。

2.解讀科研統計圖表，加深對基礎知識的理解。各類統計圖表是科研活動最直接的成果，通過帶動學生分析科研數據并啟發其用較為嚴謹的科學語言進行描述，可逐步培養他們的自主鉆研能力。如：在講授“植物對水體的凈化作用”時，筆者通過PPT展示了論文中關于有水草和無水草水體中的溶解氧、濁度等指標值，并鼓勵學生對比分析兩組數據。結果學生發現有水草的水體理化性質優于無草區，即以實際科研數據驗證了課本上關于“高等水生植物有一定凈化污水的能力”的表述。

3.播放視頻影像資料，了解科研領域發展態勢。相對于文字材料，影像視頻資料更為豐富和生動。在每次授課的最后15分鐘左右，授課教師可以播放事先篩選過的與授課章節緊密相關的視頻，既可使學生直觀地感受到現實生活中的科學問題，也可緩解學生長時間聽課的疲勞感，使其在輕松的氛圍中接受更多的科學知識。在教學實踐中，這種“教師講課+觀看視頻”的教學模式受到學生的廣泛好評。如：在講授“生態系統及其特征”、“海洋污染物的毒理學效應”等章節中，學生通過視頻看到南北極冰川因氣候變暖而崩塌融解、海洋因為污染問題而出現大面積赤潮的畫面，他們為這些自然界的環境問題而驚嘆;同時視頻資料中出現的專家學者對這些生態毒理學問題進行了更為深入、專業的學術解說，進一步調動了學生們追尋知識的積極性，對其了解該領域最新科研動態大有裨益。

4.加強實踐調研力度，促使理論由抽象到具體。實踐調研以培養學生創新意識和創新能力為出發點，教師僅需作為引導者，寓教于樂，提高學生的潛在創新意識及自主學習能力[11]。如：在講解“外來入侵植物的生態毒理學效應”這一節內容時，我們將講學地點由課堂搬到了野外。通過指導學生對信陽市常見的入侵植物空心蓮子草進行調查，學生對該入侵物種的生長環境、生物學特性和生態后效有了更為深刻的了解;并在此基礎上延伸講解入侵植物的種間競爭和化感作用等生態毒理學機制，將抽象知識具體化，在調研過程中激發學生的學習興趣。

5.推薦閱讀科研論文，拓寬知識的廣度和深度。由于本科授課過程中的知識點基本來源于教材，但教材編撰出版通常與科學技術的發展之間存在滯后性，因此學生無法從書本中獲取更多最新科研進展，而閱讀科研論文則是一個獲取最新知識的易行途徑?；诒拘D書館豐富的數據庫資源，我們推薦學生在課外閱讀一些如《生態學報》、《環境科學學報》、《生態毒理學報》等優秀的環境類學術期刊。盡管本科生學術能力有限，但通過瀏覽相關文獻可有效拓寬他們的知識面。學生通過閱讀論文會主動發現和思考問題。如：有學生在論文中發現“物種豐富度-生態系統功能”之間存在鉚釘假說、冗余假說、關鍵種假說和非線性假說等4種相悖的理論，并主動向授課教師詢問、質疑;通過教師的講解，學生進一步理解了這幾種假說各自的適用范圍。

6.鼓勵參與科研項目，實現理論知識的再升華?？蒲许椖繛閷W生提供了豐富的實驗課題來源。一方面，教師鼓勵學生參與自己的科研項目可使實驗設計更具針對性及實用性[12];另一方面，學生（特別是本科生）在教師的指導下親自動手查閱文獻和調查研究，可使其盡早明晰科學研究的整體流程，提高科研能力及合作意識，實現理論知識的再升華，這些對于本科畢業后有志繼續從事科學研究的同學無疑是一個很好的鍛煉機會。如：在講授“淡水生態系統毒理學”、“植物對生態系統的影響”等章節內容時，筆者根據自己主持的博士科研啟動基金項目，設計了“浉河植物群落與水質的關系”、“空心蓮子草入侵對豫南植物群落的影響”等創新實驗課題，吸納學生分組參與，并與學生一起集中進行數據分析，取得了良好效果。此外，我們還鼓勵和指導學生積極申報在校大學生科研基金等項目，在整個施教過程中真正做到教研合一，教學相長。

三、生態毒理學研究型教學模式的考核方式

完善的考核制度有助于切實提高教學效果和質量，實現學生能力的提升。我們對生態毒理學課程的成績考核方式進行了細化，共分為3個部分：

1.課堂提問及討論。該項成績占課程總成績的20%。學源于思，思源于疑。教師在課堂上設置相關的科學問題并進行有效的課堂提問，可使知識的傳輸由被動接受式向自主探索式轉變，促進師生間的交流互動[13]。對于課程初期的提問，自主回答問題的學生人數可能較少;但隨著課程的進行，師生之間逐步建立起融洽的互動關系，營造了寬松的課堂氛圍，大多數學生樂于分享其對于科學問題的見解。課堂提問及討論的考核方式可使勤思善學、主動性強的學生獲得較高的平時成績，進一步激發他們的學習興趣。

2.中期綜述論文。該項成績占課程總成績的30%。通過設置課程中期的綜述論文環節，考查學生撰寫論文的綜合能力。由于在平時的授課過程中教師已經講解多個方面的科研最新進展，因此學生的選題均具有較強的前瞻性，如：生態系統服務功能、環境污染的生物修復、生物入侵的毒理效應等。論文撰寫前，筆者為學生詳細講解了關于綜述論文的撰寫方法及文獻檢索途徑;之后在課堂上對學生撰寫的論文進行“一對一”現場批改，使得學生牢固掌握論文寫作流程。綜述論文的考核結果顯示學生已初步具備科技論文撰寫能力，成績區分度較高。

3.期末開卷考試。期末測驗采用開卷考試的方式進行，該項成績占課程總成績的50%。共設置6道綜合論述題，考題涵蓋全部的重要授課內容，著重考查學生的綜合分析能力。例如：“請詳細論述重金屬污染對陸地生態系統的影響”這道題包涵了植物生態學、土壤學和化學等多方面知識，只有平時認真聽講并涉獵廣泛的學生才能完整回答出，而照抄課本內容則無法獲得高分。相較于傳統的閉卷考試，開卷考核方式能有效避免少數學生平時聽講不認真、考前死記硬背進行突擊和投機取巧蒙混過關的現象，真正實現對研究型教學模式授課效果的準確考核。

四、生態毒理學研究型教學模式的教學反饋

在課程結束后的綜合討論環節，授課教師廣泛聽取學生對于生態毒理學研究型教學模式的反饋建議及聽課需求，具體總結如下：（1）需加深對部分章節中專業性知識的講解，如：毒性物質的化學特性及其異構體等;（2）每次授課后需要再次總結強調重點內容，便于學生復習鞏固;（3）PPT課件字數不宜過多，應增加圖片信息，并及時更新授課資料;（4）增加室外調研力度，使學生在自然生態系統中獲取更多知識;（5）利用課程網絡平臺，上傳課件，便于學生自主學習;（6）繼續保持“講課+觀看視頻”授課模式及課堂討論環節，自由寬松的學習氛圍有利于師生進行深度的互動交流;（7）授課教師多講解自身的科研經歷，可激發學生的求知欲及進一步從事科學研究的動力。授課教師應注意收集學生關于教學的反饋建議，這是提高教學質量的寶貴資料，也是教學改革的思路源泉[14]。

五、結語

生態毒理學是一門交叉性和邊緣性很強的新興學科，其研究內容涵蓋了從宏觀的地球生態到生物體內的微生態等多個層次[15-16]。因此，若要在生態毒理學研究型教學模式的實踐中充分體現學生的主體性，保障教學和科研的有機統一，就必須對授課教師的綜合素質提出更高要求。授課教師不但要廣泛涉獵生態毒理學及其相關領域的科研進展，在搞好教學的同時也要保證一定量的科研產出，從而能夠將自己熟悉的最新研究成果緊密地嵌入授課過程中。此外，還需考慮開設生態毒理學配套的實驗課，以提高學生的實踐能力。研究型教學模式的構建同時也是一個探索改進的過程，高校教師只有不斷地將研究型教學持續進行并完善下去，才能真正實現“教學為科研服務，科研促進教學”這一目的，培養出更多具有創新精神的全面人才。

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Discussion on Research-oriented Teaching Mode of Ecotoxicology

WU Hao1，2

（1.College of Life Sciences，Xinyang Normal? University，Xinyang，Henan 464000，China;

2.University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China）

Abstract：Ecotoxicology covers wide ranges of research topics and has a strong intersection.Under the background of the new era of "taking undergraduate education as the starting point"，it is necessary to explore the "teacher-led，student-centered" research-oriented teaching mode of ecotoxicology.This study states this mode based on enriching teaching methods and diversifying assessment forms，etc.This teaching mode is helpful for training high-level innovative talents.

Key words：research oriented teaching;Ecotoxicology;teaching methods;teaching reform