林火生态学课程教学改革探索

2015-04-04闫德民张思玉何诚李广元张水锋

森林防火 2015年4期

关键词：林火森林生态

闫德民，张思玉，何诚，李广元，张水锋

（南京森林警察学院林火研究中心，江苏南京 210023）

林火生态学课程教学改革探索

闫德民，张思玉，何诚，李广元，张水锋

（南京森林警察学院林火研究中心，江苏南京 210023）

针对林火生态学课程教学与实践过程中存在的问题进行系统分析，分别从以下层面进行了初步的改革尝试：1）全面更新课程授课内容体系；2）课堂教学过程中转换师生角色；3）依托现代化多媒体技术，采用多样化的教学方式；4）增加综合实践容量；5）建立科学的考核体系。实践表明，课程教学改革有效地提高了学生的积极性，拓宽了学生的视野，理论知识与实践有机结合，有利于学生综合素质培养和提高。

林火生态学；课程教学；教学改革；教学实践

林火生态学是随着林火（Wildfire）对森林和草地的生态影响研究的深入而逐渐发展起来的一门学科。1970年在美国召开林火生态学会议并出版《火与生态系统》一书，人类开始对火因子对于生态系统，包括土壤、水分、空气、动植物区系的影响展开了一系列研究。1985年以后，人类才将火生态学归入干扰生态学体系中。林火生态学是研究林火与陆地生态系统相互关系的科学，涉及生态学的各个领域，是一门理论与实践结合较强的应用性学科[1，2]。林火生态学涉及学科门类繁多，包括植物生态学、动物生态学、干扰生态学、景观生态学、森林生态学、土壤学、水文学、气象学等。林火是影响森林生态系统结构和功能的重要生态因子，森林火灾可造成人类生命财产的直接损失，也会对自然生态环境产生严重影响。深刻理解林火的生态机能，对林火管理具有重要意义，对于协调人与自然资源关系，防控重大森林火灾及其次生灾害具有重要作用。林火管理和森林消防是我国林业系统培养森林消防专业人才所设置的两个特色专业，随着科学技术迅速发展与教学方法的不断改进，森林消防和林火管理专业的人才培养目标、教学内容、教学手段和教学方法必须适应新形势下森林消防人才培养的需求[3-6]。林火生态学是南京森林警察学院消防工程和林火管理专业的一门专业课，也是其他课程诸如森林火灾扑救与指挥、林火调查与评估、森林消防等课程的理论基础。为了全面提升生态林业和民生林业的发展水平，迫切需要培养专业技能过硬、实践能力较强、组织能力优秀的森林消防专门人才，因此全面分析林火生态学教学过程中存在的问题，进行课程教学改革探索显得尤为重要。

1 课程教学过程中存在的问题

1.1授课内容陈旧，教学模式单调

我国林业院校开设林火生态学课程基本采用中国林业出版社出版的《林火生态与管理》（2005版），教材内容所参考的文献多为2000年之前国内外研究成果。全球气候变化背景下火生态方面的相关理论和技术发展迅速，林火科学发展前沿知识融入授课内容相对较少，学生缺乏对国外有关火因子对森林生态系统扰动机制和火工具属性的应用等方面的最新成果了解[1，3，6]。授课内容缺乏新鲜感和系统性，导致学生积极性较低。

受传统教学模式的影响，林火生态学课堂教学过程所采用授课方式仍为讲授法，灌输式教学方式极大地影响了学生学习的积极性，导致学生学习主动性不强，课堂效果较差，直接影响学生能力的培养和提升[7，8]。同时，受到该课程学时的限制，机械单调的教学模式很难使学生在系统掌握林火生态学基本概念和理论的同时，于实践中灵活运用林火生态相关的基本理论和方法，教学效果不理想。

1.2偏重理论灌输，忽视能力培养

林火生态学具有较强实践性，但其内容较多涉及林学和生态学的基本概念和基本理论，诸如森林演替、生态系统及林业经营管理等方面的知识。传统教学过程中多偏重于对学生理论层面的灌输，没有重视学生实践能力和组织能力的培养。实践是教学过程中不可缺少的环节，在掌握林火生态基本理论的基础上，实践是学生深入理解和灵活应用知识的有效途径。然而林火生态学课程设置中实践课程容量不足，严重影响了学生学习的兴趣和课堂教学效果，学生能力培养手段乏力，教学质量不高[9]。

2 林火生态学课程教学改革的主要层面

2.1更新课程内容，完善知识系统

林火生态学作为一门生态学分支学科，近年来在理论和技术层面发展迅速，特别是全球气候变化背景下全球及区域尺度上森林火灾发生格局的变化研究。作为林火管理与森林消防专业的基础理论课程，林火生态学授课内容需要密切跟随科研发展的前沿，这对专业教师提出了更高的要求，不仅要求任课教师注重传统知识与更新知识理论体系的融合，由浅入深地开展课程教学，还要求教师充分了解学生知识背景，合理设置教学内容，优化教学进度。在具体授课实践过程中，将林火生态研究领域的新概念、新理论和新方法不断填充到传统知识体系当中来，拓展和完善林火生态学的课程知识结构体系，激发学生兴趣和创新意识。例如：在讲授林火对森林生态系统的影响时，需要让学生认识火因子的突发性和偶然性，逐步引入突发事件或波动性事件对于生态系统的结构、功能和过程的影响机制，同时也让学生逐步理解中度干扰理论和生态位理论；在拓展相关内容时还可以加深学生对于火干扰后的森林生态系统结构稳定性、生物入侵、生物多样性波动以及生态系统的恢复力和可持续发展等概念的深入理解。

建立完善的林火生态学理论知识体系。火是陆地生态系统中重要的生态因子，需要学生掌握森林或草地燃烧的条件、过程、火环境和林火行为等基础知识。林火生态学知识体系核心仍定位于火因子对于生物个体、种群、群落、生态系统、景观等不同层次的影响方面；在空间层次上注重林火对地下、地表及地上组分的影响；在时间尺度上注重林火发生前、林火发生后土壤物理结构、土壤养分、土壤生物等方面的变化，特别是土壤微生物在火干扰后森林生态系统恢复过程中的作用等知识点。

2.2转变课堂授课过程中师生角色

如何调动学生课堂学习的积极性，提高课堂学习效果是近年来课程教学改革的核心。改变传统的教学模式，改变教师和学生在课程教学过程中的角色，逐步形成“学生是学习的主体”的教育观念，树立以人为本现代教育观。在林火生态学的课堂教学过程中，发掘学生个体学习潜能，调动学习积极性，培养学生综合素质，就需要充分尊重学生学习的主体地位，改变过去灌输填鸭式的教学模式，充分发掘学生自身的潜能，激励学生以实现自身价值为动力和目标。

在确立学生学习主体地位的前提下，重视任课教师在林火生态学授课过程中的角色调整，教师由课堂主导者转变为协助学生学习的引导者、组织者和监督者。将林火生态学教学活动侧重于激发学生的学习动力和兴趣，提高学习效率；在教学组织过程中协助学生养成严谨的科学态度、良好的科学素养、较强的创新性思维能力等综合素质[10]。课堂教学中师生角色的转换，对任课教师在课堂组织教学过程中的控制力、协调能力，及教师个体拥有的知识体系和人格修养提出了较高的要求，因为教师需要为学生学习营造一个和谐、融洽、交流、竞争的氛围。教师将林火生态学内涵和外延的知识点逻辑化和系统化，综合运用多媒体等教学手段，或参与、或启发，引导学生积极主动地获取知识，并在综合实习中得以综合应用。

2.3充分利用现代化教学手段

以多媒体为标志的现代化教学技术手段可以灵活运用于教学，对于林火生态学的教学有其突显的优势。比如：森林火灾现场的生动再现，使学生在不同的时空尺度上了解森林火灾对森林生态系统的影响，从动植物个体、群落、景观及区域等不同的研究尺度上了解火对动植物的影响和动植物对火的适应、林火行为、林火强度以及火在不同空间尺度上的蔓延规律等。多媒体技术使得这些难以理解的知识点得以生动地再现，影像、动画及图片等直观感受使学生易于接受和掌握。例如：“火烧迹地的植被恢复”知识点的讲解可以通过多媒体技术将燃烧前森林林分情况与燃烧后不同时段的恢复植被情况进行对比。我国东北地区典型的阔叶红松林经历重度火烧之后，裸地上首先出现喜光的浆果类灌木，草莓、刺梅及悬钩子等数量剧增；火烧后地形开阔也使得鸟类数量增加，之后入侵和演替起来的是一些喜光的阔叶树种，如山杨、白桦等。多媒体影像可以将诸如此类较为复杂的过程简单清晰地展示出来，提高了学生的学习兴趣和学习效率。兴趣是最好的老师，在利用现代化教学手段时，教师要设置问题情景模式，自然地激发学生的学习兴趣，引导学生主动探索知识。教师要有意识地将多样化的教学手段与教学方法相互配合，不拘泥于某一种教学模式，将诸如归纳教学法、案例教学法等自然地引入到课堂中来，增加师生之间的互动，引导学生参与到学习过程中来，让学生成为教学的实施主体。

2.4增加综合实习教学容量

林火生态学教学过程中实习及综合实践课时不足，对学生学习的兴趣和课堂教学效果带来不利影响。南京森林警察学院目前拥有森林消防专业实验室、林火生态实验室和国家林业局林火工程技术研究中心实验室等实验条件，完全满足学生基础实验和创新实验的要求。让学生从课堂走入实验室，了解林火生态相关研究的方法和设备。另一方面南京森林警察学院从学校层面鼓励大学生进行创新训练，学校目前已有大学生创新训练平台、学年论文、毕业论文等。同时学校鼓励学生参与教师主持的各类与林火相关的教学与科研项目，引导学生有意识、有目的地参与进来。这种有目的的主动参与，能够极大地调动学生获取知识的积极性和培养团队协作意识，有利于学生综合素质的全面提高。

目前学校建立两处点烧试验场地作为学生综合实习训练场地。林火生态学课程组针对学生综合实习进行了系统设计，从实践内容的选择、具体的实施步骤及学生实践能力的考核均经过了细致周详的计划。根据课程组编写的实习手册，将学生分成不同的任务组，分别负责林分调查、地形调查、气象数据采集、火行为观测、可燃物点烧、林火扑救、余火探测及火后评估等任务，小组完成分组试验后汇总成综合试验报告。综合实习在课程组老师指导下由学生全程参与完成，并在试验结束后由老师对各个试验环节进行综合讲评，对学生综合实习成绩做出评定。增加实习及实践教学有利于学生巩固课堂知识，增加动手能力，培养学生团队合作精神，同时也可以积累大量的实战经验，对学生毕业后尽快地适应森林防火和森林公安工作极为必要。

2.5改变传统考核模式，建立科学的考核体系

作为课程教学过程中的重要环节，成绩考核是促进学生学习和教师评定学生成绩、进行客观教学评价和取得反馈信息的必要手段。期末笔试作为传统考核方式具有一定的弊端，极易导致诸如死记硬背、临阵磨枪等不良现象，不利于学生真正掌握知识，对学生的能力培养和综合素质的提高不利[11]。改变传统的单纯以考试成绩作为评价人才的模式，建立一套客观、科学的考核体系势在必行。经过近年来的课程考核实践，林火生态学以培养学生综合素质为核心，形成了一套以试卷考核、综合实践及课堂表现三个部分相结合的考核体系。包括建立林火生态学试题库，形成完整的试卷考核体系，加大综合实习和平时课堂表现的考核比重，以促进学生对知识系统的整体把握，有利于学生动手操作能力和组织能力的提高。从人的个体成长历程来看，学习不仅要取得优异成绩，更重要的是获取知识的过程中“人”的全面发展。

3 林火生态学课程教学改革成效及展望

林火生态学课程教学改革经过近年来的初步探索，取得了较好的教学效果。在授课过程中通过转换师生之间的角色，使学生成为获取知识的主体，在掌握基本知识和基础理论的基础上，通过多种途径的实践活动使在课堂上获取的理论和技能得以巩固。在具体课堂教学环境中，诸如林火对植物的影响、林火行为及火烧迹地植被恢复等具有时间跨度或是具有空间变化等特征的难易掌握的知识点，通过多媒体影像让学生更容易理解和掌握这些知识。对于“点火和扑救”“火场勘察”等内容通过讲授和实地观察火烧对植物的影响，使学生更容易掌握在森林经营管理中如何更好地应用火这一具有双重属性的生态因子。通过新的教学模式，引导学生通过综合实践对所学知识进行实地应用，为学生步入工作岗位奠定坚实的基础。林火生态学课程教学改革促进了学生主动学习及自主创新积极性的提高。近3年来，由森林消防和林火管理专业学生申请并主持的与林火生态相关的国家级大学生创新训练项目3项，省级大学生创新项目8项，学校对大学生创新训练的支持也极大地激励了学生学习林火生态及相关课程的兴趣。

林火生态学课程教学改革是基于国家对森林消防人才培养和学科发展的双重需求，随着高校课程教学改革的发展，需要在教学内容、教学模式和教学实践等环节上不断探索和创新，积累经验，以培养具有较高综合素质的森林消防人才为主旨，逐步完善林火生态学课程教学体系。

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