基础生态学实践教学实施探讨

2015-12-08郝文芳杨途熙张晓鹏李刚

教育教学论坛 2015年5期

郝文芳+杨途熙+张晓鹏+李刚

摘要：本文对基础生态学的野外实践教学环节主要内容、特点、教学过程等进行了探讨，希望在此与相关同行共同探讨和交流，以期提高该门课程的教学质量。

关键词：基础生态学；实践教学；主要内容；特点；教学过程

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）05-0149-03

随着社会的发展，环境、能源、食品安全、资源等问题日益严峻，生态学理论在环境保护、资源开发利用、生物多样性保护等领域具有广泛的应用，生态学已经成为高等院校文、理、工、农等相关专业的必修课程或选修课程[1]，其教学的主要目的是使学生掌握有关生态学的基本理论和基本知识，学会运用生态学的理论和方法观察和认识自然界、生态破坏、环境污染、生物多样性保护、生物资源开发利用等各种现实问题。高等教育的实践教学任务包括[2]：①增加感性认识，使学生能够接受和理解所学的知识；②理论联系实际，通过实验巩固和加深所学知识；③培养学生的实验技能和观察、分析、判断问题等综合能力[3，4]。国外一些发达国家如美国、日本、德国等，是非常重视实验教学的，把实验教学视为培养学生基本技能和实践能力及创新意识的手段[2]。我国大学生与国外大学生相比，其理论知识方面有优势，但在独立工作能力、动手能力、创新能力方面存在较大差距。实践教学是培养学生把理论知识应用于实践中的主要教学形式，使学生具备观察问题、分析问题、解决问题的能力[5]。本文对基础生态学的野外实践教学环节主要内容、特点、教学过程等进行了探讨，希望在此能与相关同行共同探讨和交流，以期提高该门课程的教学质量和效率。

一、基础生态学野外实践教学目的和要求

通过对实习地区不同生物种群、生物群落、生态系统组成和变化的调查，充分理解生物和环境相互关系的含义，进一步认识人类和自然的关系，理解人与自然协调发展的深刻意义。具体来说，通过实习要求达到以下目的：①掌握植被的调查方法、数据整理和群落识别知识。②结合实际，加深对课堂讲授理论知识的理解和认识。③学习植物生活型的划分方法、群落生活型组成及其同气候的关系。④结合实际了解生态系统分布的基本规律，掌握实习地主要的生态系统类型及其特征。

二、基础生态学的野外实践教学的主要内容

1.最小取样面积的确定。对植被进行现场的应用样方调查，须首先确定最小取样面积。在踏查和路线调查的基础上，选取典型地段作为样地，不断扩大样方面积，调查样方内植物的种类。第一次取样面积为1m×1m，第二次取样面积为1m×2m，第三次取样面积为2m×2m，第四次取样面积为2m×4m，第五次取样面积为4m×4m，以此类推，每扩大一次，都详细填写登记表，必要时采集植物标本，做好特征记录。可以发现，随着样方面积的增加，样方中植物种类的数量也随之增加。之后面积再继续扩大，增加植物种类逐渐减少，种类数量趋于稳定。以样方面积为横轴，植物种数为纵轴绘制种—面积曲线，曲线开始平升时对应的面积即为研究地的最小取样面积。此部分实习要求掌握确定最小取样面积的方法。

2.植物群落特征调查。在确定最小取样面积的基础上，调查不同林带的植被特征。具体如下：调查农林过渡区植被结构特征、组成（海拔500m～800m）；调查栎类林带植被结构特征、组成（海拔800m～2200m）；调查桦木林带植被结构特征、组成（海拔2200m～2800m）；调查针叶林带植被结构特征、组成（海拔2800m～3300m）；高山灌丛带及高山草甸带植被的结构特征、组成（海拔3300米以上）。对每个类型的群落设置4～5个调查样方，记录各物种的名称，高度，盖度，多度，频度[6]，调查多度时，采用直接点法[7]，丛生植物按丛数计算其个体数量；盖度用目测估计其投影盖度；高度量取每种植物的自然高度；频度计算包含该物种呈现的样方在所选取样方种所占的比例，频度调查样方数目为10个[8]。填写相关附表。此部分要求掌握群落调查的基本方法，了解太白山主要森林植物群落的组成与结构，并注意观察群落过渡区物种组成的变化特点，能运用所学生态学理论对群落学特征进行初步分析。

3.山地植被垂直分布与生活型谱的编制。通过对不同海拔高度的植被进行调查，比较其特征差异，分析产生这些差异的原因，并根据调查结果编制生活型谱。即：沿着海拔梯度，在依次调查农林过渡区、栎类林带、桦木林带、针叶林带、高山灌丛带及高山草甸带的植被特征的基础上，比较其差异及产生这些差异的原因，并根据调查结果编制生活型谱。掌握太白山植被分布的垂直地带性，并结合实际分析植被地带性分布的原因，有针对性地提出森林利用与保护的建议。

三、基础生态学的野外实践教学的特点

1.实践性。相比于课堂教学，基础生态学野外实践教学能够更好地把理论知识运用于实践，能够把生态学原理与社会生产结合起来，并可用于解释并解决社会实践过程中产生的相关问题[9]，是以生产现场为课堂，是一次更生动、灵活、丰富多彩的学习过程。通过实践教学，使学生掌握有关生态学的基本理论和基本知识，掌握生态学的研究方法，运用生态学的基本原理、基本方法对现有的资源合理开发利用[10]。

2.主动性。在基础生态学实践教学中，由一对多的填鸭式单向指导向学生和教师合作研究的互动式教学指导转变[11]，通过小组内成员的自我组织、分工协作、积极探索，独立完成实习任务，既培养了学生独立分析问题和解决问题的实践能力[12]，也培养了学生自由探索的创新能力，有利于学生的科学思维和综合技能的培养[13]。

3.层次性。野外的实践教学不同于实验室的实验，更不同于课堂教学，我们从内容的安排上，是循序渐进的，比如第一天安排最小取样面积的确定，接着是植物群落特征调查，让学生了解样地面积的确定不是随意的，是有一定的科学依据的。在调查完不同海拔群落的结构组成后，分析山地植被垂直分布，再完成生活型谱的编制工作。通过调查实践，指导学生拓展课程教学内容，活动结束后，引导学生撰写实习报告，写的过程本身就是对现有知识体系的补充与完善，使学生对基础生态学的理念有一个更深入、系统的掌握。同时通过小组讨论、汇报、自我评价、组长打分等形式，体现教学全过程考核。endprint

4.现场性。在野外实践教学中，教师可根据实习现场的生态环境状况，结合实习的目的与内容，采用启发式、参与式、讨论式的教学方法，有针对性地引导学生进行思考，充分调动学生学习的积极性和主动性[14]。

四、教学过程

基础生态学野外实践教学是学生在教师的指导下，运用所学的理论知识到现场或生产实践中去培养分析问题和解决问题能力的实践活动，按照实践课程内容安排的时间先后顺序，包括野外实践教学的准备、开展实习以及实习总结3个阶段，因此基础生态学实践教学是从感性上升到理性、由理论到实践的教学过程[14]。

1.实习前准备。

（1）野外实习安排及仪器工具。实习前1个月左右，3名指导教师亲自到实习基地及沿线进行实地踏勘，根据生态学野外实习大纲和实习基地的实际情况，制定出具体的实习计划，包括实习性质、实习地点、日程安排、各阶段的实习内容及要求、考核办法、实践教学教师组成、实习期间应遵守的纪律、经费预算等。本文以生命学习生物科学专业2014年基础生态学实习为例来介绍。生命学院2014年生物科学专业基础生态学野外实习地点选在眉县蒿平寺，时间为2014年6月17至7月2日，共4个班，每班约30人，约9～10人为一个小组。每班配备实习指导教师一名，全程配备一个实验员和一名随队大夫。实习分2批进行。所需仪器如下：①GPS定位仪、海拔表：各2个，每班各1个；②地质罗盘：6个，每小组1个；③双筒望远镜（10×35倍）：6部，每组1部；④植物标本夹：每组2付，两批共12组，共24付；⑤植物标本采集工具：铁铲、修枝剪、放大镜、解剖针，每组1套，计6套；另配高枝剪2个，每班1个；实体镜2台，每班1台；⑥测绳（50m）、皮卷尺（50或30m）、钢卷尺（3m）：每组2套，计12套；⑦标本记录本每组2本，12组需24本；⑧植物挂牌、植物采集袋、标本纸若干；⑨调查记录的表格若干。

（2）实践教学内容的集中复习。在实习前进行一次以生态学专业知识复习为主题的集中学习与培训，有针对性地对相关概念、基本原理和方法等进行回顾，并对实习要点及各路线的生态环境概况进行介绍，使学生明确实习的目的和要求，了解实习计划，查阅和收集相关的资料信息。同时，对野外实习的基本技能与技术进行讲解与培训[14]。（3）实践教学教材的准备。为了便于学生的野外自我学习，配备以下的实践教学教材：秦岭植物志（第1卷，1～5册），科学出版社；中国植物图鉴（系列），中科院植物所，科学出版社；生态学常用实验研究方法与技术，章家恩主编，化学工业出版社，2007；生态学调查方法手册，Sutherland，张金屯译，科学技术文献出版社，1999；⑤生态学实验与野外实习指导，孙振钧主编，化学工业出版社，2009。

2.开展野外实习。本阶段指导教师的主要工作是围绕该野外实习的教学目标，组织实施实践教学活动，帮助学生解决在实习中遇到的问题，确保实习任务圆满完成[14]。

3.实践教学的总结。实习总结包括两个部分，一部分为撰写实习报告，一部分为返回校后的实践教学总结。

（1）实习报告的撰写。每位学生都应提交一份实习报告。实习报告包括如下几方面的内容：①引言：实习的时间、地点，实习的目的和意义，地理环境概况等；②调查研究方法；③实习内容及结果：以样方面积为横轴，植物种数为纵轴绘制种—面积曲线，曲线开始平升时对应的面积即为研究地的最小取样面积；④列出样地内植物种类的数量等级，即优势种、常见种、少有种；⑤分析实习地区典型群落结构、特征，及其地带性植被结构；⑥沿着海拔梯度，分别对农林过渡区、栎类林带、桦木林带、针叶林带、高山灌丛带及高山草甸带的植被特征进行分析，比较其差异及产生这些差异的原因，并根据调查结果编制生活型谱；⑦提出保护珍稀动植物及其生态环境、实习地区生态环境建设与持续发展的建议；⑧总结个人实习的收获和体会。

（2）返回校后的实践教学总结。野外实习阶段结束之后，组织学生进行经验交流、小组讨论，对野外实践中所获得的知识和技能进行系统的归纳和总结，鼓励学生制作PPT课件，向本组、全班介绍自己的实习结果、研究结论及经验体会。授课教师也应该联系相关的理论知识，对一些重要问题进行有针对性的解释和讲解，以深化实习效果[15]。

4.实习考核。考核分优秀、良好、中等、及格、不及格五级标准。90分以上优秀，80～89分良好，70～79分中等，60～69分及格，60分以下不及格。

具体分值为：实习纪律占30%，方法掌握占30%，实习报告撰写（含调查结果及数据分析）占30%，个人自评得分占5%，组长给组员打分占5%。

五、展望

通过为期两周的基础生态学的实践教学，学生们基本掌握了野外实习、实习数据的采集、数据处理分析等技能和知识，使其专业知识得到巩固，真正做到了理论联系实际。同时激发了学生对本门课程的兴趣，调动了学生学习的主动性[16]。通过师生互动和学生们的主动学习，学生的专业知识得到了提高，学生也深刻地认识到，虽然这些知识在生态学的课堂上已经学习过，但是经过自己亲自动手测定、亲眼观察，对理论知识有了更多的体会和感悟，这让他们更深刻地体会到理论联系实际的重要性。

实践教学的考核应采用考核与教学过程紧密结合的方法，注重学生实践课的实际表现，使课程的考核贯穿实践教学全过程，避免仅仅凭借实践报告决定成绩的弊端[17]，增加对学生综合运用知识独立分析问题和解决问题技能方面的考核，注重学生的学习态度、吃苦精神与专业技能的综合考评与激励，以及团队合作精神、自律能力等，本文中的考核分值的分配就是这种考核方法的综合体现。其考核的标准是否能够全面体现整个实践过程中学生的综合表现，还有待于进一步的验证。

参考文献：

[1]王惠，王晓军.非生态学专业“生态学实验”教学改革的探索[J].安徽教育学院学报，2007，25（6）：93-94.endprint

[2]施盛威.浅谈面向21世纪的实验教学改革[J].实验室研究与探索，1999，04（30）：6-9.

[3]邓国红.实验教学改革的探讨[J].重庆工学院学报，2000，（06）.

[4]田能瑾，邓小青.向面21世纪的力学实验教学改革[J].实验室研究与探索，2001，（06）：12-14.

[5]魏丽英，张磊.《电路》实验课教学建设改革探索[J].产业与科技论坛，2013，（01）：201.

[6]内蒙古大学生物系.植物生态学实验[M].北京：高等教育出版社，1986.

[7]宋永昌.植被生态学.上海：华东师范大学出版社，2001.

[8]何纪琳，刘迎强，郝文芳.杨凌地区外来植物的初步研究[J].黑龙江农业科学，2013，（04）：53-60.

[9]张凤英，颜贤仔，汤凯洁.改革实验教学培养学生的科研素质[J].江西农业大学学报（社会科学版），2002，（04）：181-184.

[10]郝文芳，等.基础生态学课程体系的建设与实践[J].西北农林科技大学学报（社科版），2009，（9）：115-117.

[11]王惠，王晓军.基于创新素质培养的生态学实验教学改革与实践[J].安徽农学通报，2007，（14）：191-192.