全球變化生態(tài)學(xué)研究生課程教學(xué)改革探索

張春輝

（青海大學(xué) a.生態(tài)環(huán)境工程學(xué)院；b.省部共建三江源生態(tài)與高原農(nóng)牧業(yè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810016）

引言

全球變化生態(tài)學(xué)又稱全球生態(tài)學(xué)、生物圈生態(tài)學(xué)，是在全球尺度上，研究全球變化的生態(tài)過程、生態(tài)關(guān)系、生態(tài)機(jī)制、生態(tài)后果及生態(tài)對(duì)策的科學(xué)。全球變化生態(tài)學(xué)是一門結(jié)合宏觀生態(tài)學(xué)、空間生態(tài)學(xué)、氣候變化生物學(xué)、保護(hù)生物學(xué)、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)、可持續(xù)發(fā)展生態(tài)學(xué)、大氣科學(xué)、地球科學(xué)的交叉學(xué)科，研究全球變化對(duì)自然系統(tǒng)影響的科學(xué)，重點(diǎn)在于了解人類誘發(fā)的全球變化的未來影響，其內(nèi)容具有綜合性、宏觀性、戰(zhàn)略性、實(shí)用性等特點(diǎn)。因此，該門課程已成為高校生態(tài)學(xué)專業(yè)研究生的核心專業(yè)課程，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)現(xiàn)代生態(tài)學(xué)和從事專業(yè)研究打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

全球變化（全球變暖、降水格局變化、海洋酸化、極端氣候等）事件頻發(fā)嚴(yán)重影響著人類社會(huì)的生態(tài)安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，已經(jīng)成為人類社會(huì)發(fā)展的大背景。全球變化生態(tài)學(xué)的發(fā)展關(guān)系到青海省的核心價(jià)值、國家的核心利益和人類命運(yùn)共同體的建立。例如全球變化生態(tài)學(xué)的相關(guān)成果是制定符合我國國情的碳排放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，也是我國與其他國家和組織進(jìn)行碳排放談判的基礎(chǔ)。青藏高原是全球氣候變化的敏感區(qū)和脆弱區(qū)，因而認(rèn)識(shí)青藏高原的全球變化生態(tài)學(xué)規(guī)律是實(shí)現(xiàn)青海省核心價(jià)值“青海最大的價(jià)值在生態(tài)、最大的責(zé)任在生態(tài)、最大的潛力也在生態(tài)”的基礎(chǔ)之一。青海大學(xué)（以下簡稱青大）的一流建設(shè)學(xué)科是生態(tài)學(xué)，其中的全球變化生態(tài)學(xué)的建設(shè)和發(fā)展是其中核心內(nèi)容之一。因而，青大有責(zé)任也有義務(wù)為國家培養(yǎng)一批立足青藏高原，并從青藏高原面向世界的具備全球變化生態(tài)學(xué)知識(shí)和視野的優(yōu)秀畢業(yè)生。

目前，全球變化生態(tài)學(xué)教學(xué)中存在諸多問題。例如，體系不夠完善，沒有專業(yè)的教材，該領(lǐng)域的最新研究成果無法同步反映；概念性知識(shí)點(diǎn)偏多、重點(diǎn)知識(shí)不夠突出；對(duì)于相關(guān)交叉學(xué)科內(nèi)容的介紹不足，不利于學(xué)生形成相對(duì)完整的知識(shí)體系；教學(xué)方法單一，新技術(shù)沒有及時(shí)應(yīng)用；講授式教學(xué)為主要教學(xué)方式，缺乏師生互動(dòng)；重理論講授而輕應(yīng)用鍛煉，同時(shí)缺少典型實(shí)例講解，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高；實(shí)驗(yàn)課涉及的學(xué)科和研究領(lǐng)域較多，缺乏系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教程和體系；教學(xué)過程中讓研究生處于簡單被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)，且在一定程度上限制了教學(xué)手段、方法的選擇；缺乏有效的考核評(píng)價(jià)機(jī)制。針對(duì)這些問題，筆者從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考核機(jī)制等四個(gè)方面進(jìn)行探究，為提高生態(tài)學(xué)專業(yè)研究生教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)水平提供參考。

一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，更新最新科研成果

（一）教學(xué)大綱的修訂

根據(jù)生態(tài)學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)需求及針對(duì)研究生的專業(yè)要求，對(duì)我校全球變化生態(tài)學(xué)研究生教學(xué)大綱進(jìn)行修訂。大綱修訂后充分突出全球變化生態(tài)學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)；明確生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)在全球變化生態(tài)學(xué)中的地位；確定全球變化生態(tài)學(xué)在生態(tài)學(xué)研究中的作用和地位；重點(diǎn)講授全球變化生態(tài)學(xué)學(xué)科內(nèi)涵、全球變化的特點(diǎn)和成因、全球變化生態(tài)學(xué)的研究方式和方法、全球變化下的物種多樣性和自然保育、生態(tài)系統(tǒng)（包括碳循環(huán)）對(duì)全球變化的響應(yīng)及適應(yīng)性對(duì)策等核心內(nèi)容。教學(xué)大綱修訂后在內(nèi)容上主要體現(xiàn)全球變化生態(tài)學(xué)的前沿性、基礎(chǔ)性和實(shí)用性，有利于研究生了解全球變化生態(tài)學(xué)最新研究成果和發(fā)展趨勢，融會(huì)貫通全球變化生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)，掌握全球變化生態(tài)學(xué)實(shí)用技術(shù)，有助于研究生將全球變化生態(tài)學(xué)知識(shí)和技術(shù)應(yīng)用于解決全球變化研究的實(shí)際問題。

（二）教學(xué)內(nèi)容的完善

根據(jù)本專業(yè)研究生的專業(yè)特點(diǎn)，補(bǔ)充專題教學(xué)內(nèi)容。全球變化生態(tài)學(xué)為前瞻學(xué)科，具有分支眾多且發(fā)展迅速，新理論和新概念不斷提出等特點(diǎn)。針對(duì)這一特點(diǎn)，我們會(huì)把國際最新的研究成果、理論和概念融入課堂，并注意介紹國內(nèi)的特別是青藏高原相關(guān)的研究成果。及時(shí)補(bǔ)充全球變化相關(guān)國際協(xié)議、談判和研究計(jì)劃的進(jìn)展情況，培養(yǎng)學(xué)生的國家意識(shí)和全球視野。通過閱讀國內(nèi)外專業(yè)期刊文獻(xiàn)讓研究生了解全球變化生態(tài)學(xué)最新的研究進(jìn)展和方向，并進(jìn)行相關(guān)的專題討論，不但能培養(yǎng)研究生探索科學(xué)前沿問題的能力，還能提高其閱讀總結(jié)能力及學(xué)術(shù)論文的撰寫能力。通過精選閱讀、專題補(bǔ)充，既能讓研究生鞏固專業(yè)知識(shí)又能開闊科研視野，從而達(dá)到激發(fā)學(xué)生的科研熱情、提升研究生學(xué)術(shù)研究綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的目的。另外，針對(duì)全球變化生態(tài)學(xué)宏觀與微觀相互交叉、多學(xué)科相互滲透的特點(diǎn)，增加相關(guān)交叉學(xué)科（例如大氣科學(xué)、空間生態(tài)學(xué)和可持續(xù)發(fā)展生態(tài)學(xué)）關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的講授，使研究生形成系統(tǒng)且完整的學(xué)科體系。

（三）講授典型實(shí)例，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

1.通過介紹青藏高原全球變化生態(tài)學(xué)研究中的典型案例，分析青藏高原高寒生態(tài)系統(tǒng)在全球變化背景下的研究現(xiàn)狀，總結(jié)全球變化背景下青藏高原生態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容，方法，以及一些最新成果。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)青藏高原是全球氣候變化的敏感區(qū)和脆弱區(qū)的原因，進(jìn)而認(rèn)識(shí)青藏高原的全球變化生態(tài)學(xué)規(guī)律是實(shí)現(xiàn)青海省核心價(jià)值“青海最大的價(jià)值在生態(tài)、最大的責(zé)任在生態(tài)、最大的潛力也在生態(tài)”的基礎(chǔ)。充分激發(fā)研究生學(xué)習(xí)的使命感和責(zé)任感，有助于研究生深入理解和掌握全球變化生態(tài)學(xué)理論知識(shí)，掌握最新的研究方法和技術(shù)，從而達(dá)到理想的學(xué)習(xí)效果。

2.在目前新冠病毒全球流行的背景下，在全球變化生態(tài)學(xué)中加入全球變化背景下的微生物（包括病原微生物動(dòng)態(tài)）的相關(guān)章節(jié)，介紹流行病預(yù)測模型（例如蘭州大學(xué)的新冠肺炎疫情全球預(yù)測系統(tǒng)），培養(yǎng)學(xué)生從全球變化生態(tài)學(xué)的角度理解和分析微生物流行病動(dòng)態(tài)。

3.全球變化生態(tài)學(xué)的相關(guān)成果是制定符合我國國情的碳排放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，也是我國“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要理論基礎(chǔ)。介紹碳排放標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)內(nèi)容和參考標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)講授碳排放方案及其評(píng)價(jià)，通過案例分析讓研究生了解目前我國碳排放標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)狀，以及存在的主要問題。

4.介紹聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）、世界氣候研究計(jì)劃（WCRP）、國際生物多樣性計(jì)劃（DIVERSITAS）等國際組織和計(jì)劃，使學(xué)生了解這些組織和計(jì)劃的工作進(jìn)展和現(xiàn)存問題，以及國際社會(huì)對(duì)遏制全球變化所做的努力。

二、改革教學(xué)方法，應(yīng)用新的教學(xué)技術(shù)

（一）線上線下混合式教學(xué)模式

在后疫情時(shí)代和“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，線上線下混合式教學(xué)模式變得普及和實(shí)用。線下教學(xué)重視多媒體教學(xué)以及教師和學(xué)生之間面對(duì)面的交流互動(dòng)，使用多媒體技術(shù)和板書相結(jié)合合理設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。全球變化生態(tài)學(xué)中有關(guān)基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)內(nèi)容多且知識(shí)面廣，采用多媒體教學(xué)技術(shù)總結(jié)基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，并將一些全球變化過程進(jìn)行模擬演示，加深研究生對(duì)全球變化過程和結(jié)果的理解具有重要意義。

線上教學(xué)具有教學(xué)地點(diǎn)和時(shí)間靈活、教學(xué)內(nèi)容信息量大、師生互動(dòng)討論快捷等特點(diǎn)。充分利用網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)（如慕課、雨課堂、騰訊會(huì)議等），將全球變化生態(tài)學(xué)中全球變化過程、全球變化現(xiàn)狀、全球變化未來發(fā)展趨勢等內(nèi)容通過網(wǎng)絡(luò)課堂進(jìn)行教學(xué)，可以實(shí)時(shí)在線上傳教學(xué)內(nèi)容、發(fā)布討論主題、布置作業(yè)和課堂小測試等，使得全球變化生態(tài)學(xué)枯燥教學(xué)內(nèi)容變得生動(dòng)有趣。另外，邀請中外生態(tài)學(xué)者進(jìn)行全球變化生態(tài)學(xué)線上講座和互動(dòng)，將會(huì)開闊研究生的視野和激發(fā)研究興趣。

（二）加強(qiáng)師生溝通，提高學(xué)生對(duì)該學(xué)科和課程的認(rèn)識(shí)

打破傳統(tǒng)以教師講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)方式，轉(zhuǎn)變?yōu)榻處焼栴}引導(dǎo)、師生之間及學(xué)生之間討論互動(dòng)的教學(xué)方式。這一教學(xué)方式中，教師和每一學(xué)生都是中心，教師以專業(yè)知識(shí)引導(dǎo)師生之間以及學(xué)生之間的討論，使課堂每一個(gè)人都成為主角。提出科學(xué)問題的能力是國內(nèi)外研究生的主要差距之一。從近代科技的發(fā)展來看，關(guān)鍵問題的提出是科技發(fā)展的原動(dòng)力之一。因而，本課程不僅要重視教師的問題引導(dǎo)，還要格外重視引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題。多引入和剖析研究案例，加快學(xué)生從“本科生”到“研究生”的角色轉(zhuǎn)換。引入云班課等網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)教學(xué)工具和應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂、探究性學(xué)習(xí)等新的教學(xué)方法，改變傳統(tǒng)教學(xué)模式和方式，增強(qiáng)教師和學(xué)生溝通，提高學(xué)生參與性，增加教學(xué)的效率和趣味性。

三、完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生的探索能力和應(yīng)用能力

現(xiàn)在的全球變化生態(tài)學(xué)普遍沒有形成系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。全球變化生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該包括室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、野外實(shí)驗(yàn)和模擬實(shí)驗(yàn)等三部分，涵蓋了地球科學(xué)、生物學(xué)、大氣科學(xué)和信息科學(xué)等多方面的專業(yè)知識(shí)和研究領(lǐng)域，以及從微觀到宏觀的寬廣的研究尺度。因而，系統(tǒng)地開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)難度比較大。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)可以通過室內(nèi)培養(yǎng)箱開展動(dòng)植物生長發(fā)育響應(yīng)增溫、干旱和CO升高的實(shí)驗(yàn)。野外實(shí)驗(yàn)需要場地和特殊器材（例如紅外增溫裝置、遮雨和增雨裝置、自由空氣中增加CO濃度的裝置），相對(duì)比較難以進(jìn)行而且費(fèi)用比較大，可以通過兩個(gè)方面來解決。一方面，利用學(xué)校周邊的生態(tài)學(xué)野外臺(tái)站的全球變化生態(tài)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以參觀的形式，讓學(xué)生了解大型全球變化生態(tài)學(xué)野外實(shí)驗(yàn)。另一方面，利用校園的場地，架設(shè)一些簡易的實(shí)驗(yàn)裝置（例如開頂箱），讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作。模擬實(shí)驗(yàn)需要涉及多方面的大型軟件和平臺(tái)（例如Arcgis），對(duì)于教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)都是很大的挑戰(zhàn)，可以開展一些相對(duì)簡單但又很重要的內(nèi)容，例如基于MXENT和Arcgis預(yù)測全球增溫情景下的物種分布變化。

四、健全考核評(píng)價(jià)機(jī)制，注重學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

有效的考核評(píng)價(jià)機(jī)制是提高全球變化生態(tài)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要手段，建立健全完善的考核評(píng)價(jià)機(jī)制能反映研究生的理論知識(shí)掌握程度以及科研工作的能力?？己嗽u(píng)價(jià)注重過程化評(píng)價(jià)，其占比不少于總成績的60%。過程化評(píng)價(jià)包括上課情況、專題討論情況、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告、論文寫作考核等。上課情況通過課堂表現(xiàn)和上課紀(jì)律等來評(píng)價(jià)。專題討論情況通過參與專題討論的積極性以及深入程度和思維敏捷性等進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告部分主要考查試驗(yàn)設(shè)計(jì)的可行性和創(chuàng)新性以及對(duì)理論知識(shí)的理解和運(yùn)用能力，同時(shí)也考查研究生發(fā)現(xiàn)和解決科學(xué)問題的能力、動(dòng)手操作能力和創(chuàng)新思維能力及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和總結(jié)能力。論文寫作考查研究生文獻(xiàn)閱讀和總結(jié)能力，以及學(xué)術(shù)論文寫作的思維和邏輯能力。通過過程化評(píng)價(jià)和理論考試相結(jié)合的方式，綜合評(píng)價(jià)研究生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

結(jié)語

目前，在全球變化的背景下，生態(tài)學(xué)的研究成果、思想和理念越來越受到重視和關(guān)注。全球變化生態(tài)學(xué)是我校生態(tài)學(xué)專業(yè)針對(duì)研究生而開設(shè)一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其教學(xué)任務(wù)是掌握全球變化生態(tài)學(xué)學(xué)科內(nèi)涵、全球變化的特點(diǎn)和成因、全球變化生態(tài)學(xué)的研究方式和方法、全球變化下的物種多樣性和自然保育、生態(tài)系統(tǒng)（包括碳循環(huán)）對(duì)全球變化的響應(yīng)及適應(yīng)性對(duì)策等核心內(nèi)容，牢牢把握全球變化生態(tài)學(xué)的理論、理念和發(fā)展方向，從而全面提高生態(tài)學(xué)專業(yè)研究生的綜合科研素質(zhì)、創(chuàng)新能力和視野。全球變化生態(tài)學(xué)課程教學(xué)改革是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工作，包括教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化與及時(shí)更新、課程教學(xué)方法和技術(shù)的改革、實(shí)踐和案例教學(xué)的不斷積累，以及考核方式的同步完善和創(chuàng)新，需要教育工作者在實(shí)踐中不斷地探索和創(chuàng)新。