应用型本科高校生态学教学改革初探

2014-04-10徐礼生高贵珍刘小阳曹稳根吴福茹

宿州学院学报 2014年2期

徐礼生，高贵珍，刘小阳，曹稳根，吴福茹

宿州学院生物与化学工程学院，安徽宿州，234000

近年来，环境和谐、可持续发展的观念越来越受到重视，国家对生态学应用型人才需求量不断增加，生态学应用型人才培养也就显得尤为重要。应用型本科院校作为我国高校人才培养和教育的一支生力军，为我国经济建设和发展提供了良好的人才支持和智力保障［1-2］。应用型本科院校是处于研究型高校和普通高职高专之间的高等教育类型院校，应用型本科院校主要任务是培养应用型复合人才［3-4］。传统的生态学教学与应用型人才培养要求不相适应，传统生态学教学主要是讲授书本中生态学理论知识，教师很少讲解书本以外的生态学科研相关信息，教学过程中不重视试验教学和毕业论文设计，忽视学生应用能力和创新能力培养。应用型本科人才培养内容和方式的改革，对我国生态学应用型人才培养和教育都具有特别重要的现实意义。对于生态学这门多学科交叉和社会实践联系紧密的综合课程，如何进行教学才能有利于学生能力培养和学习？结合应用型本科院校生态学课程的特点，笔者认为可以通过以下几个方面进行生态学教学改革。

1 强化科研与教学结合，丰富教学内容

生态学教学过程中渗透一定的科研动态，增强学生科研意识。《普通生态学》内容主要包括分子生态学、景观生态学、个体生态学、群落生态学、种群生态学、生态系统生态学以及应用生态学等主要部分［5］。例如，在讲授应用生态学部分时，可以拓展生态学知识在实践中的实际应用，介绍国家重大科研项目的基本内容和重要成果，激发学生的科研兴趣。如介绍“973”项目“湖泊蓝藻水华生态灾害形成机理及防治的基础研究”相关内容，该项目研究成果阐明了蓝藻水华暴发导致重要生物资源衰退、生物个体小型化和湖泊营养盐循环速率加快的机制，在应用研究方面开发的改性当地土壤去除蓝藻水华及其衍生污染物质等技术在太湖等重点湖泊得到了实际应用。“863”项目“低浓度PCBs污染场地土壤的生物强化修复技术与设备研发”，针对我国工业污染场地特点和修复需求，选择有机氯农药、挥发性有机污染物、多氯联苯、铬渣等典型工业污染场地，研发具有自主知识产权的工业污染场地土壤的修复技术与设备，建立一批典型工业污染场地土壤修复技术综合示范工程，制订相关的风险评估与修复技术管理规范，引导我国工业污染场地修复高技术发展方向。“973”项目“长江、珠江三角洲地区土壤和大气环境质量变化规律与调控原理”，阐明东南沿海地区土壤中主要污染物的迁移、积累规律及调控机制，找出氮磷、持久性有机污染物、重金属在环境与农产品中迁移积累的关键过程及主控因子，建立控制污染物通过土壤-作物系统向农产品迁移积累的多层次调控体系。教师要给学生介绍最新的生态学相关科研成果，这样学生会深刻地认识到生态学理论知识可以解决土壤、大气和水体等方面的污染问题，激发学生学习生态学的兴趣。

2 加强实验教学改革，培养学生实践能力

学生通过生态学实验课程学习可将生态学理论知识运用到实践中，这样才能达到良好的生态学教学效果，教师要培养学生的创新意识和科学素养，培养学生独立思考能力、实际操作能力和实验数据统计分析能力［6］。教师设计基础实验教学时，重点指导学生规范地操作实验仪器，要求学生认真记录实验数据。综合性实验将分子生态学、群落生态学、景观生态学、应用生态学等有机结合起来，查阅国内外相关的文献资料，了解最新的国内外科研动态，学生组成研究团队设计实验方案，并且能够准确地分析生态学实验结果［7］。例如，选取难度适中的校级科研项目“镉污染土壤景天植物修复技术及调控研究”（2009yzk09）作为对象，让学生完成其中的一部分实验内容，研究镉胁迫对景天植物POD活性、叶绿素含量、SOD活性及CAT活性的影响，设计不同浓度的镉离子加入到景天植物中，记录景天植物的形态变化，不同时间取样测定植物生理指标，教师指导学生测定景天植物POD活性、叶绿素含量、SOD活性及CAT活性的操作步骤，这样学生能按照要求认真完成科研项目。学生参与科研项目“皖北典型矿区土壤重金属铜、锌、铅和镉的时空分布”，指导学生学会野外取样的方法，设计好取样的操作程序，并且教会学生测定土壤中重金属含量的操作步骤，使用酸消解土壤，然后采用原子分光光度计测定土壤重金属含量。学生按照生态学实验设计要求，查阅生态学相关国内外文献，设计好生态学实验步骤，教师要求同步跟踪指导和修正。普通生态学教学中采用科研与教学相互结合的模式，从理论授课过程中同步渗透科研动态、课外成立科学研究小组、实验授课结合教师科研项目三方面，提高学生的生态学综合素质和科研能力。

生态学实验教学中另外一个重要组成部分是野外实验教学，教师先对生态学野外实践的特点进行阐述和总结，然后结合生态学实践教学改革思路，探讨野外实践教学环节的教学过程设计、内容体系设置与实施等方面内容，以期野外生态学实践教学能适应当前教学改革的需要，培养学生团结协作作风、严谨科研作风和科学创新意识，提高学生的独立思考以及解决问题能力、综合分析问题能力等。例如，生态学专业黄山野外实验教学，在实习老师的指导下，学生分工合作，认真记录各类动植物特征、科属分类等知识并进行标本采集，标本采集后再进一步地进行标本整理、鉴定和制作工作，如识别植物时，可根据叶片特征推断其是单子植物还是双子叶植物，单叶还是复叶，互生还是对生（轮生），毛或附属物的有无、类型、分布，叶的形状（分裂与不分裂）、叶缘、叶基、叶尖等，同时运用比较法与已知植物进行对比观察，用科属典型特征推断所属科属。如单叶互生、节膨大，具膜质托叶且鞘状包茎为蓼的典型特征，植物体具乳汁、杯状聚伞花序为大戟科大戟属的典型特征等。在覆盖面与知识深度、理论知识与应用需求、实习内容与实习时间以及不同实习学科之间进行适当平衡，采用多样化的实习教学模式，有利于提高生态学教学效果，奠定培养生态学专业应用型人才的基础。

3 改革毕业论文（设计），培养学生创新能力

所有本科高校都重视毕业论文教学工作，生态学本科毕业论文教学已经是高校实践教学的重要组成部分，它对于提高学生综合素质和本科教育质量具有至关重要的作用［8-9］。教师首先要重视生态学基础知识教学，对基础知识的考核要严格把关，努力提高学生生态学基本知识理论水平，另外教师在毕业论文教学中要注重培养学生自学能力和科研创新思维［10］。例如，本科生毕业论文“磷酸酯化改性梨渣吸附去除污染水体中Cu离子的研究”，实验内容如下：梨渣酯化改性的原理是高温下磷酸与纤维素羟基脱水酯化生成磷酸纤维素单酯，再用NaOH将改性梨渣中磷酸的未酯化羟基由氢型转为钠型。酯化剂配制：用NaOH调节溶液的pH为3．5，在1L浓度为0．5mol／L的磷酸溶液中加入1．67g尿素，取梨渣颗粒进行酯化改性，检测磷酸酯化改性梨渣吸附去除污染水体中Cu离子效果。本科生毕业论文“垂盆草对不同重金属吸收效果的研究”，实验内容如下：设计不同浓度 0．1、0．2、0．3、0．4、0．5 mmol／L的铜离子、锌离子和镉离子，种植垂盆草，在不同时间进行检测垂盆草根茎叶中重金属含量，根据垂盆草重金属的检测数据，对垂盆草重金属数据进行统计分析，得出垂盆草吸收重金属的效果。完成该设计（论文），提高学生的独立思考能力、学生动手能力、实践能力、团队精神和协作精神。

4 充分利用多媒体教学，改进教学方法

由于生态学与动物学、植物学、地理学、土壤学、环境学等相关科学的联系非常密切，各学科间相辅相成和共同发展，这样生态学便形成了一种新的综合理论体系［11］。生态学多媒体教学中可以使用沙尘暴图片、电子垃圾污染图片、重金属污染危害相关动画、淮河流域水体污染视频等。多媒体教学可增强学生对生态学知识的感性认识，使生态学课堂教学在内容上具有感染力和直观性。例如，讲授生态系统生态学内容时，生态系统物质循环包括水循环、气体型循环、沉积型循环和有毒有害物质循环，各种循环配有相应的图片，特别是有毒有害物质循环，讲解DDT（二氯二苯三氯乙烷）循环过程包括海水、浮游植物、浮游动物、鱼类、鸟类和银鸥之间的传递，DDT浓度增加600万倍，多媒体课件展现内容形象生动，学生容易理解。与传统的教学方法相比，多媒体课件应用于辅助教学具有直观、灵活、形象、科学与感官性强等特点，能够使教学范畴扩大、教学内容深化以及教学形式丰富多彩，能够调动学生对生态学课程学习的积极性，提高学生的学习效率，达到把课堂内容容易化、简单化、具体化的效果，也为教师改变生态学教学方法、完善生态学教学内容提供了极大便利。