生物科學專業生態學實踐教學體系的改革與探索

艾尼瓦爾·吐米爾，袁禎燕，吳 衛

（新疆大學生命科學與技術學院，新疆 烏魯木齊 830046）

生態學是研究生物與生物之間，生物與環境之間相互關系的一門應用性和實踐性非常強的一門學科，也是一門解決危機的學科。［1-3］21世紀人類正面臨的世界人口急劇增長、沙漠化日益嚴重、森林遭到嚴重破壞、野生動植物大量滅絕、可利用的水資源越來越減少、漁業資源逐漸減少、河水污染嚴重、大量使用農藥、地球溫度明顯上升、酸雨現象增加等各種環境問題引起了人們對生態學教學和研究的重視。［4］

生態文明是人類為保護和建設美好生態環境而取得的物質成果、精神成果和制度成果的綜合，是貫穿于經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設全過程和各方面的系統工程，反映了一個社會的文明進步狀態。［3，5-6］生態學與生態文明建設密不可分。生態文明的發展與建設，離不開生態學及相關學科的支撐。因此，聯合國教科文組織于1981年提出，要把生態學知識普及到每一個人，做到家喻戶曉。［5］

生態學是我院生物科學、生物技術專業的專業核心課。筆者從事生態學教學多年，以講授普通生態學為主，也涉及到動物生態學、環境生態學、恢復生態學、應用生態學等領域，主要的授課對象是生物科學和生物技術專業的本科生。近年來在生態學領域出現的新理論、新的研究方法和技術手段要求我們如何把理論教學和實踐教學相結合，提高實踐教學效果，培養學生的創新能力和動手能力。因此，本文結合近年來我院生態學實踐教學中存在的問題，談談在生態學實踐教學內容和方法上的改革思路及實踐活動。

一、生態學實踐教學存在的問題

（一）生態學實踐教學未受到重視

生態學實踐教學在理論與實踐相結合，理論知識的驗證和鞏固，提高學生創新思維和實踐能力等方面具有不可代替的作用。［6-7］遺憾的是我院生態學實踐教學環節一直未得到應有的重視，基本沒有單獨開設的生態學實驗課程和生態學野外實習。從2019年開始在生態學教學中增加了8個學時的生態學實驗，內容包括種群數量的估計（Lincoln指數法）、植物群落內生態因子的測定、植物群落物種多樣性的測定等3個實驗。因為，實驗儀器設備的缺乏、課時少、經費有限，生態學實驗課程的效果不理想，沒有達到激發學生興趣的效果。與此同時生態學理論課和實驗課開設的學期不一致，實驗課程起不到驗證和鞏固理論知識的預期效果。另外，生態學沒有單獨的野外實習內容，在動植物野外實習過程中涉及到生態學方面的實習內容和實習任務較少。

（二）實踐教學內容缺乏探索性和創新性

生態學實驗課程的內容單一，以基礎性實驗為主，缺乏綜合性、研究性和設計性實驗。

我院生物科學專業生態學野外實習的內容合并在動植物長途實習中，基本停留在一般的生境觀察，記錄海拔、經緯度等信息的水平上。最基礎的昆蟲數量的取樣調查、小型獸類的種群數量調查以及巢區面積的估算、鳥類數量的樣線調查方法、動物行為的觀察、植物群落的取樣技術、植物群落多樣性分析等方面的實習內容沒有開展。所以在動植物野外實習過程中無法激發學生對生態學有關知識的學習興趣和主動性。另外，動物生物學和植物生物學理論教學中很少涉及有關生態學方面的內容，學生缺乏有關生態學野外調查方面的知識。

（三）缺乏實踐教學教材和教師隊伍

生態學是一門實踐性非常強的學科，生態學野外實習的指導不僅要求指導教師需要扎實的生態學理論知識，同時還要具備豐富的野外調查工作經驗。雖然我院生態學課程組教師隊伍的學歷和學位較高，能夠滿足生態學理論和實驗課程的正常開設，但動植物野外實習教師隊伍中缺乏具有生態學野外實習的指導教師，長期以來生態學野外實習內容被忽略，部分老師缺乏對生態學野外實習的認識和經驗。與此同時，缺少符合當地實習基地生態環境、動植物物種多樣性方面的野外實習教材和參考資料。

二、生態學實踐教學模式探索

（一）優化實驗和野外實習教學內容

我們針對我院生物科學專業2019年以來開設的生態學實驗課程和動植物野外實習中安排的生態學野外實習相關內容進行分析，探討了實踐教學中存在的問題。我們認為優化實驗課程和野外實習的內容是提高學生學習興趣和實踐教學效果的主要方法。首先，在實驗課程的內容選擇方面適當增加探索性和設計性實驗內容，如校園土壤動物群落的研究、校園昆蟲群落結構特征及其物質分布格局的分析，校園內常見花卉的傳粉生態學觀察等。學生根據實驗的要求提前設計實驗方案，在校本部、南校區和北校區進行研究，通過3個校區間實驗數據的比較，找出動植物群落在時空上的差異和影響因素。這樣一方面可以培養學生的實踐動手能力，同時培養他們的數據分析，應用各類生態學數據分析軟件的能力。通過實驗課程的教學啟發學生如何從事生態學科學研究，開展創新創業的興趣。

選擇生態學野外實習內容時必須結合地方野外實習基地特有的生態環境資源，將野外實習基地的資源優勢充分體現在野外實習中，讓學生了解當地生物多樣性資源的現狀和存在的問題。通過生態學野外實習一方面可以把理論知識結合實踐，提高學生的生態學專業水平，另一方面可以讓學生樹立正確的生態文明觀和順應自然、愛護自然、尊重自然的人與自然共同體意識。

（二）改進實踐教學方法

目前我們采取的實踐教學方法是任課教師在實驗室根據實驗內容講解實驗目的、原理和步驟，然后學生按照書上的實驗步驟做實驗。最后根據學生的實驗報告、實驗操作表現進行實驗考核、總結和成績評定。因為動植物野外實習中很少涉及生態學實習的內容，所以沒有專門給學生講解實習方案，組織實習學生召開生態學實習有關的動員會。在這種教學背景下，一方面因為實驗內容單一，基本上以驗證性實驗為主；另一方面缺乏相關的儀器設備、實驗數據簡單，不需要用生態學數據分析軟件來進行專門的統計學分析，因此學生對生態學實驗課程的參與積極性沒有充分激發。針對這些問題，我們認為首先要修改生態學實驗課程教學大綱，適當增加設計性實驗內容，實驗開始前兩周給學生提供設計性實驗的具體要求，讓學生自己根據實驗的內容設計實驗方案、實驗步驟和方法。提前一周以分組的形式對自己的實驗方案進行答辯，經過實驗指導老師的審核，最終確定實驗方案。這樣可以充分發揮每位學生潛在的積極性，提高實驗課程的教學效果，同時也可以培養學生的獨立思維能力和實驗操作能力。

生態學野外實習方面，如果學院無法開設獨立的生態學野外實習課程，我們建議在動植物野外實習內容中適當的增加生態學實習內容。野外實習開始前，必須給學生講解野外實習基地的生態環境基本情況，本次野外實習中要求完成的生態學野外實習的相關內容。提前安排學生收集有關文獻資料、準備野外實習需要的小型測量儀器等。生態學野外實習中適當增加國內外相關領域的視頻，作為案例介紹，有助于開闊眼界、提升學習興趣和實習效果。這樣有利于學生在野外實習開始前可以初步了解實習內容、實習要求、考核方法，提前做好實習計劃。

（三）加強實踐教學教材建設，優化師資隊伍

鑒于目前我院生態學實踐教學的基本情況，建議盡快撰寫符合于本地生態學野外實習要求的教材，組織安排相關專業老師，根據實習基地的自然環境、植被資源和動物資源撰寫動植物與生態學野外實習手冊。野外實習開始前給每位學生提供一本實習手冊，手冊中必須包括野外實習基地的自然地理概況、環境特征、植物名錄、動物名錄、彩色圖片、珍貴瀕危動植物名錄等信息。這樣學生提前可以了解野外實習基地的基本情況，當實習開始時很快進入角色。

野外實習師資隊伍建設方面，首先學校有關部門建立健全實習老師的考核與激勵機制，加強監督與管理。目前我校野外實習教學工作量很低，帶隊老師和實習指導老師在野外每天的實際工作量達到16小時以上，但學校只計算1.8學時工作量，實習老師除了指導野外實習外，還負責學生的安全、日?；锸?、日常管理等。這種管理和激勵模式嚴重影響了野外實習教師的工作積極性。其次，要適當合理地調整實習隊伍教師的性別比例、年齡比例和專業比例。要安排具有較強的協調和組織管理能力的老師，專業方面具有較好的理論知識背景和野外工作經驗、科研方面具有經驗的身體健康的教師。這樣不僅能很好地完成實習任務，提高實習效果，還可以合理安排實習，協調野外遇到的各種問題，保證野外實習的如期完成。

（四）加強實習基地建設

在野外實習教學中，選擇符合實習要求的典型景觀是非常重要的也是實習基地建設的基礎。［8-10］我院常年以來為了滿足動植物野外實習的要求，綜合考慮實習地點的環境特點、物種多樣性、植被類型和植被垂直帶分布特征，2012年在阜康中科院新疆生地所荒漠站、2015年在吉木薩爾縣渭戶溝森林公園、2018年在自治區天山東部國有林管理局木壘分局森林公園建立新疆大學生命科學與技術學院動植物野外實習基地。以上3個實習基地的自然環境獨特，包括荒漠、草原、森林生態系統；植被垂直分布明顯，包括山前荒漠、草原、灌木林、闊葉林和針葉闊葉混交林、針葉林、苔原帶等多種景觀。自然帶中植物和動物的種類具有差異，生物多樣性的地帶性分布格局很明顯，是生態學野外實習的理想場地。與此同時，這些實習基地的住宿條件良好、交通便利。但缺乏實習基地有關自然地理環境、生物多樣性方面的綜合考察報告。所以，具有多年野外實習經驗的我們認為，積極跟實習基地管理部門合作，結合野外實習盡快查明實習基地的動植物物種名錄、建立主要種類的彩色圖片庫、種類分布圖和地理坐標信息、海拔信息數據庫，撰寫各實習基地的生物多樣性綜合考察報告是非常重要的。這樣一方面為今后實習的學生提供參考資料，減少采集標本而導致的資源的破壞，另一方面在今后宣傳和有效保護實習基地生物多樣性方面提供科學依據和參考數據。

三、結語

實踐教學是培養學生的動手能力和社會需求的適應能力的主要手段，其目的是培養應用型人才提高大學生就業率，為地方經濟發展服務。生態學是實施生態文明建設的科技保障，生態文明建設是黨的十八大報告中“五位一體”總體布局的重要組成部分。因此，加強生態學實踐教學過程，提高學生的生態學創新思維和創新能力是早日實現生態文明建設的重要環節之一。

目前我院生態學教學中存在重理論、輕實踐的現象，實踐教學在生態學教學過程中所占的比重很少，實踐教學的課時數不夠；缺乏必要的生態學實踐教學儀器設備；生態學實踐教學實習基地建設相對落后，造成學生的參加實踐教學的機會減少，影響他們的學習興趣和教學效果的提高。與此同時，由于課時的限制，生態學實踐教學內容的覆蓋面不廣，造成了實驗內容的分散和不系統。

因此，針對我院生態學實踐教學中存在的這些問題，我們認為首先增加生態學實踐教學課時數，調整實驗內容，減少驗證性實驗的比例，增加設計性實驗數量是非常必要的。其次，加大生態學教學平臺建設和野外實習基地建設，購買和補充必要的生態學實驗所必須的儀器設備。再次，鼓勵學生積極申報和參加大學生創新項目、教師的科研項目、選擇生態學有關的畢業論文題目撰寫畢業論文等多種途徑培養他們的參加實踐能力和創新能力。最后，加強生態學實踐教學教師隊伍建設、教材建設，建立生態學實踐教學數字化平臺是生態學實踐教學環節中非常重要的環節。