森林生态学教学实习的改革与实践

2010-02-12许中旗李玉灵

中国林业教育 2010年1期

许中旗李玉灵

(河北农业大学林学院,河北保定 071000)

森林生态学是研究森林与环境之间相互关系的科学[1]。森林生态学的目的和任务主要在于了解发生在森林生态系统的各个组织层次上的生态过程、现象和规律;然后利用数学、系统科学等工具对其加以总结和提炼,形成理论;最后利用这些理论来指导森林生态系统的经营和管理,实现森林资源的永续利用。在高等林业教育的课程体系中,森林生态学一直是林学专业重要的专业基础课,是森林培育学、森林经理学等专业课的基础。森林培育学、森林经理学等专业课中的各种森林营造和经营技术都以森林生态学为基础。森林生态学是一门实践性很强的学科,所以实践教学在森林生态学的教学中占有非常重要的地位,而教学实习又是实践教学的重要组成部分[2-3]。

森林生态学教学实习的目的主要包括3个方面:第一,增加学生对森林生态系统的感性认识,加深学生对课堂讲授内容的理解;第二,锻炼学生的动手能力,使学生掌握一般的森林生态学的研究方法,如森林群落结构、物种多样性、森林更新的调查和研究方法等;第三,培养和锻炼学生的科学思维能力和科研能力。针对前2个目的的实习,要求学生更多的是被动地接受教师的组织和安排来完成整个实习过程,学生缺乏主动的参与、不能充分发挥自身的主观能动性。而针对第3个目的的实习,需要学生积极参与、充分发挥自身的创造力和主观能动性,从而得到多方面的培养和训练。

为了突出教学实习在培养和锻炼学生的科学思维能力和科研能力方面的作用,笔者从教学实习内容的设计、实习过程的完善和实习报告的撰写3个方面,对森林生态学教学实习进行了改革,取得了较好的效果。

一、教学实习内容的设计

就过去的森林生态学教学实习来看,教学实习内容的设计主要是以方法为主导,即每个实习内容都针对一种或几种具体的研究方法或调查方法,希望通过每个实习内容让学生掌握一种或几种方法。例如,以“森林群落调查”为内容的实习主要针对森林群落的各种调查方法——样地法、无样地调查法等。这种教学实习内容的设计优点是目标明确,掌握方法以后实习目的就达到了。但是,其缺点也非常明显,即不能很好地锻炼学生独立思考和提出科学问题的能力,不能达到锻炼学生科学思维能力和科学研究能力的目的。从学生的角度来看,他们认为在森林生态学教学实习时,严格按照教师的要求,认真完成教师布置的任务,掌握了所要求的研究方法或调查方法就可以了。多数学生并不会进一步思考与调查方法有关的问题,例如这些调查方法能够解决科学研究与生产实践中哪些方面的问题、不同调查方法的适用条件是什么、它们能够提供哪些有用的信息、不同的方法对调查结果可能会产生什么样的影响、调查结果是否能够反映人们对不同群落的直观的感性认识等。

针对这些需要学生深入思考的问题,笔者改变过去“以方法为主导”设计实习内容的思路,提出“以科学问题为主导”设计实习内容的思路,即每个实习内容都针对一个具体的科学问题,并要求学生围绕这些具体的科学问题开展实习。这样,完成一个实习内容的过程就是学生接受一次科学训练的过程。笔者根据河北农业大学实习基地的基本概况,提出了如下问题作为森林生态学教学实习的内容:不同取样面积对清西陵地区油松林和侧柏林物种多样性调查结果的影响、清西陵地区油松林与人工侧柏林群落结构的比较、坡向对人工侧柏林天然更新状况的影响。

二、教学实习过程的完善

以前的森林生态学教学实习主要是在1周的野外实习中完成。在这段时间内,需要完成野外的各项调查内容及实习报告的撰写工作。在如此短的时间内,学生只能是走马观花,并不能受到很好的科学训练。同时,受教学实习经费的限制,实习时间又很难延长。针对这种现状,笔者对整个森林生态学教学实习过程进行了调整,调整后的实习过程包括了3个阶段。

(一)实习准备阶段

森林生态学的教学实习一般安排在暑假后的9月份进行。实习准备阶段是指暑假前的6月份到9月份这段时间。6月份,教师将实习的内容和要求告诉学生,安排学生以小组为单位就实习的相关内容进行资料调研;要求学生通过调研了解已有的研究情况,包括是否已有类似的研究、采用过何种方法、取得的主要结论是什么、已有研究存在的问题是什么、已有研究对学生有何启发等;要求学生根据文献调研的结果、针对安排的实习内容提出自己的研究方法。上述工作在暑假前完成,然后教师根据可行性对学生的方案进行修改,确定最后的方案,并根据方案准备实习用具。

(二)野外实习阶段

教师要求学生根据修改后的实习方案在野外开展实习。学生分小组进行实习,每个实习小组5～6人。学生在规定的时间内完成野外的调查工作,实习教师在现场对学生的实习过程进行指导,帮助学生解决实习中可能遇到的问题。

(三)撰写实习报告阶段

在野外实习完成后,教师要求每个学生采用适当的统计方法对获得的数据进行整理和分析,在校内完成实习报告的撰写。

三、实习报告的改革

在对实习内容和实习过程进行改革的同时,笔者对实习报告的撰写要求也进行了改革。过去的实习报告往往包括实习题目、实习目的、实习步骤、结果、说明等几个部分。这种格式决定了实习报告的内容只是对实习过程进行简单的描述,而缺乏对实习过程和结果进行深入的讨论和分析。为此,结合“以科学问题为主导”的实习内容设计思路,笔者对实习报告的撰写方式进行了改革。其核心就是要求学生完全按照科技论文的要求和格式撰写实习报告,即每篇实习报告都是一篇小的论文,要求学生的实习报告包括题目、摘要、前言、实验地概况、方法、结果、讨论和结论几个部分;并针对每部分提出相应的具体要求。

(1)题目:概括教学实习所针对的一个科学问题。

(2)摘要:概括教学实习所要解决的问题、采取的方法、取得的结果和结论。

(3)前言:提出教学实习要研究的问题,介绍和评价相关的已有的研究进展,并在此基础上提出本次实习所进行研究的意义和创新性。

(4)实验地概况:对实习地区的生态状况、所针对的群落类型进行简要的介绍。

(5)方法:对本次实习所采用的方法进行详尽的介绍,包括调查方法以及数据计算和处理的方法。

(6)结果:把实习的结果以表和图的形式表示出来,并加以说明。

(7)讨论:在讨论中重点论述以下内容:第一,说明本次实习所进行的研究是否解决和回答了前言所提出的科学问题。例如,针对“不同取样面积对清西陵地区油松林和侧柏林物种多样性调查结果的影响”这一科学问题,学生是否发现取样面积对群落物种丰富度、均匀度和物种多样性等数量指标有明显的影响;对不同的物种多样性指数来说,多大的取样面积可以满足群落调查的要求。第二,将自己的研究结果与其他的类似的研究进行比较和分析。例如,每个学生的研究结果与其他人的研究结果是否相同;如果不同,可能的原因是什么,是方法不同造成的,还是群落本身的不同特征造成的。第三,说明本次实习的研究结果和结论的意义。例如,说明本次实习所得出的结论对以后采用同样方法调查物种多样性具有怎样的参考意义。第四,说明本研究在方法上和地域上可能存在的局限性,同时说明本研究的结果进行外推时需要注意的问题。

(8)结论:基于学生自己的研究结果和与其他研究的对比及其分析,提出本次实习的研究结论。

四、教学实习改革取得的初步成效

新的森林生态学教学实习模式提出来以后,已经有2批学生进行了实践。从完成的情况看,新的实习模式取得了较好的效果,主要体现在以下几个方面。

第一,学生受到了良好的科研能力的训练。“以科学问题为主导”的实习内容的安排,使学生在一定程度上了解了什么是科学问题、什么是科学研究,以及如何提出和解决一个科学问题。这对以往的学生来说恰恰是比较欠缺的。以往有些学生甚至到了硕士阶段还以为在野外调查一些数据、分析一下、然后对分析的结果进行说明就是进行科学研究了。同样,一些硕士研究生在撰写开题报告时往往罗列大量计划进行测定的指标,但又不能说清楚测定这些指标究竟想说明或解决一个什么样的问题。出现这种情况的原因主要就在于本科阶段学生所受的科学训练不够。

第二,要求学生以科技论文的形式撰写实习报告提高了其科学思维能力和科技论文写作能力。实习报告之所以强调要以科技论文的格式撰写,主要原因在于这种严格的格式最能体现科学研究的逻辑性。因此,掌握了科技论文的写作方法实际上就掌握了进行科学研究的逻辑思维方法。目前多数大学生在科技论文写作能力方面都比较欠缺,这显然是训练不够造成的[4]。然而有些人认为,科技论文写作能力可以在完成毕业论文的过程中加以培养。事实证明这种观点是错误的。因此,这种能力需要在平时就注意加以培养,而撰写教学实习报告应该是非常好的培养学生科技论文写作能力的机会。

第三,教学实习的作用得到了充分的发挥。实习过程的改革使学生在实习前进行了大量的资料收集、方法设计等准备工作并在野外实习完成后花一定的时间完成实习报告。由于实习之前准备充分,而且教师对实习报告的完成质量要求较高,所以学生得到了多方面的训练,使教学实习的作用得到了充分的发挥。这一点在目前学校实习经费相对紧张的前提下显得尤为重要。

第四,学生对教学实习的热情提高了,主观能动性也得到了充分的发挥。除了实习内容由教师确定以外,实习方法的确定、实习的安排、小组人员的调配等都由学生自己决定,这极大地提高了学生的积极性。另外,由于实习主要由学生自己主导完成,所以受教师习惯性思维的影响较小。这有利于拓宽学生考虑问题的思路。例如,有的学生在分析侧柏林的更新状况时,提出“每年学生的实习是影响侧柏林更新状况的重要因素”的观点;有的学生在已有调查的基础上,提出了新的问题“普遍采用的1 m×1 m样方对草本多样性的调查结果究竟会产生多大的影响”。