草地生态学教学改革探索——以四川农业大学为例

刘 琳，孙飞达，张新全，干友民，刘 伟

(四川农业大学动物科技学院草业科学系，四川 成都 611130)



草地生态学教学改革探索
——以四川农业大学为例

刘 琳，孙飞达，张新全，干友民，刘 伟

(四川农业大学动物科技学院草业科学系，四川 成都 611130)

摘要：草地生态学是研究草地生物与环境之间相互关系规律的学科，理论性、实践性及综合性较强。草地生态学飞速发展，研究范畴更广，研究手段也更加先进，对传统的教学模式提出了严峻的挑战，教学改革势在必行。本文分析了四川农业大学草地生态学本科教学当前存在的问题，结合笔者自己多年从事草地生态学教学改革的实践，以及对本学科相关研究的掌握，提出了完善教学内容、多样化教学方法和加强实践教学等改革措施，强调科研与教学相结合，有效地促进了教学效果提升，教与学的关系更加民主，实验课体系更加完善，增强了学生的学习兴趣和创新能力。

关键词：草地生态学；教学改革；实践教学；问卷调查

草地生态学是应用生态学和系统学的观点和方法，研究草地生态系统的结构、功能、生物生产、动态和生态调控，并探索其实现高效、平衡和持续发展的学科[1]，理论性、综合性和实践性都很强。近年来，草地生态学正朝着多学科交叉渗透综合的方向发展，研究内容涉及植物学、动物学、农业气象学、土壤学、生物化学和植物生理学等多方面的知识。而且，草地生态学的理论与方法在多领域发挥着越来越重要的作用，广泛地应用于草地畜牧业、生态环境保护、草地资源管理等各方面，甚至为制定应对全球变化的区域和国家政策提供理论参考。目前，草地生态学课程在我国许多高等农业院校的有关院系均有开设[2]，作为草业科学专业本科阶段的主干专业基础课之一，其主要目的是使学生掌握有关草地生态学的基本理论和知识，运用其研究方法和技术手段认识和研究草地生态系统中出现的各种问题，提高学生的实践动手能力和综合素质[2]。四川农业大学是我国最早为本科生开设草地生态学课程的高等院校，全国高等农业院校教学指导委员会审定的高等农业院校教材《草地生态学》(1996版)即由该校周寿荣教授主编，对我国草地生态学的教学和学科发展起到了重要的推动作用。然而，随着草地生态学学科的快速发展，传统草地生态学的教学内容和方法已不能完全满足新时代下学科发展的需求。

1新时代背景下传统草地生态学教学体系出现的问题

1.1教学内容相对于学科发展水平差距较大

全球气候变化背景下，草地生态系统发生着深刻改变，草地生态学的理论研究及研究的技术手段都在飞速发展。以往的课程教学内容体系主要围绕草地生态系统为农业服务的功能进行设置，核心内容包括草地生态系统的第一性生产、第二性生产以及中国主要草地生态系统，且只涵盖我国草地生态系统为畜牧业服务的现状、存在的问题及实现高效平衡的草地畜牧业生产的途径。相对于草地生态学的学科发展，教学内容日显陈旧，几乎不涉及当前学科研究的一些热点问题，不利于学生全面深入地了解和把握对草地生态系统的经济价值、文化价值和生态功能的认识。

1.2教学方法已不符合学科发展水平的需求

传统教学方法以课堂讲授为主，且偏重草地生态系统在草地畜牧业中的应用价值，缺乏与实践教学和科技前沿的结合，教学过于理论化、抽象化，影响部分学生的学习积极性和教学效果[3]。而且，理论课时远远多于实验课时，近5年课程理论教学均为32学时(另有4学时为学生自习)，实验课一直为12学时，实验内容难以涵盖理论课讲授的主要知识点。此外，实验课体系主要围绕草地生态系统为草地畜牧业服务的功能设置，禾本科和豆科牧草生殖生态观测、草地植物群落学特征观测、草地第一性生产力测定等验证性实验项目所占比重高，学生照搬实验操作流程即可轻松完成，简单操作使得学生流于表面应付。

1.3课程实践形式单一，对学生缺乏吸引力

伴随高校培养“宽口径，高素质”人才目标的调整，草业科学专业本科阶段专业课和专业基础课的理论和实验学时均已缩减，实验课程项目相应减少，课后实践本应成为课程学习的更有力补充。但是，草地生态学学科前沿研究所需设备和器材价格比较昂贵，课程实践经费缺口逐年增大，难以支撑维持课程实践的开展。陈旧的实验方法和手段与现今科研实践脱节，课后实践中所传授和使用的操作方法和技术手段较落后，学生感觉索然无趣。

2草地生态学课程教学改革的内容及效果

2.1建立符合时代特点的草地生态学教学内容体系

根据草地生态学学科发展的时代特点，草地生态系统所发挥的功能已经不仅是为草地畜牧业服务，其经济、社会和生态综合服务功能日益凸显。因此，我们压缩了原有与普通生态学重复的内容，整合了一套紧跟学科前沿且较完整的教学体系，新增草地生态系统的物质循环(包括碳、氮、磷循环的特点及研究方法)、生物多样性(包括生物多样性理论及基本研究方法)、草地经济植物的开发与利用、草地生态系统与全球变化以及草地生态工程的设计和规划等内容。教学内容的调整和丰富拓宽了草地生态学的知识面，为学生发现自己的兴趣点提供了更多机会，学生学习的积极性显著提升。

2.2改革教学方法，丰富教学形式，促进教学效果的提升

2.2.1多样化组织教学素材，提升课堂教学的吸引力结合四川省教育厅“教学质量推进计划”，加强草地生态学的教学方法创新，多样化课堂教学素材，大力提高学生学习的兴趣和主观能动性。在精心组织教学内容的前提下，根据课程教学特点，利用多媒体和现代网络技术直观、信息丰富、形式生动活泼等优点[4]，建立了体系配套且互为补充的理论课和实验课教学课件，大大弥补了传统教学手段的不足。我国幅员辽阔，生态环境条件较复杂，分布着类型多样的草地生态系统，各草地生态系统的特征容易混淆的。而实际上在各草地生态系统中，生物的个体、种群、群落、草地生态系统处于不同的研究层次，每一层次的研究对象与环境都具有独特的结构组成[5]，且在不同时空尺度下呈现各异的动态规律。比如，在讲解草地植物群落演替时，利用多媒体技术和3D虚拟辅助教程，展现一定地域范围内植物群落景观格局的动态，可以有效提高学生学习兴趣[6]，通过直观真实的图像再现，加深理解和记忆。同时，对于一些学有余力且兴趣浓厚的本科学生，我们收集准备了相关的文字和视频资料供他们自由选择自主学习。总之，多媒体技术的运用，使教师更有效地利用了课堂时间，将抽象晦涩的推演、传统枯燥的理论信息转化为形象直观的视听信息，引导学生融入科学问题的发现和解决过程，提高学生的学习兴趣和学习热情，提升教学效果[7]。

2.2.2积极探索双语教学，培养国际化视野随着世界各国科技文化交流越来越频繁深入的开展，现代高等农业教育培养的高素质复合型人才，应既掌握过硬的专业知识和技能，又具备一定的就专业知识进行国际交流的表达能力[8]。双语教学不仅可以培养学生阅读英文文献的能力，引导学生了解和关注国际科技前沿和最新成果，提高学生的学习兴趣，还可以推进课程体系、教学内容、方法以及手段的革新[9]。结合全国各科研院所和高校对于草学专业本科生进一步深造要求的提升，我们详细讲解了重要学术术语的概念及含义，并且以原版英文专著和文献中的图表作为教学资料，播放一些英文版相关学术研究或生产实践的专题视频材料[10]。在双语教学过程中，根据课程内容及特点，尝试多样化教学方式[11]：1)布置难度适宜的翻译作业，由简入难地安排学生进行原版英文教材和文献翻译训练，提升学生阅读英文科技文献的能力；2)精心选择和设置课堂专题讨论内容，要求学生课堂上用英语讨论问题、复述和阐释某些内容，要求学生用英语完成课后作业，强化学生的英语思维。在草地生态学双语教学的初步尝试中，我们发现有的学生虽然课前查阅了大量专业词汇，认真预习了英文教学材料，但是并没有厘清逻辑关系，领悟教学内容的内涵和实质。根据大部分学生实际的英语水平，以及草地生态学逻辑性理论术语和数学推导过程较多的现状，目前草地生态学双语教学尚处于一个尝试阶段，如何促进学生学习专业英语的积极性、合理组织教学内容、循序渐进地提升教学效果等问题都仍需要在实践中摸索。

2.2.3革新课堂教学方法，提升学生参与热情改变以往单一的“满堂灌输式讲授”教学方法，创建课堂案例式教学、互动式教学、学生自学等多样化的教学形式，活跃课堂气氛，激发学生的主观能动性，推动“教与学”质量和水平的双向促进，全面锻炼学生发现、思考和解决问题的综合能力[12-13]。在课堂教学中，结合学生的喜好和特长，拟定一系列课堂讨论主题，指导学生查阅相关文献，收集和整理不同专题参考资料，围绕各自的主题撰写综述性论文，或拍摄系列生态学现象并整理编辑为多媒体影像或视频资料。将部分“参与式”教学内容进一步推进为“换位教学”，促进学生在教学互动中发挥更大的主观能动性，提供机会让学生参与课堂讲授，培养学生独立思考、逻辑思维、口头表达及应变能力。例如，在“中国主要的草地生态系统”一章中，按照不同的草地生态系统进行分组讨论和汇报教学，要求学生收集关于各主要草地生态系统的资料，自行组织内容制作多媒体课件，向全班同学汇报，解答同学的疑问，并在教师评述各个小组的教学材料之后，以学生代表和教师的综合评分来评价教学效果。此外，邀请本学科国内外教学和科研专家，组织联合教学，专家授课与学生选课相结合，组建草业科学科研工作营，打通不同年级的研究生和本科生的学习壁垒，通过多样化的垂直式和互动式教学，开展丰富新颖的教学内容和专题讨论。总之，在多样化的课堂教学过程中，我们引导学生积极参与，挖掘学生的专业潜力，使学生在知识逐步积累中转化为知识的主动“吸收器”[14]。2.2.4完善课程考核制度，有效检测教学效果在课程考核制度上，借鉴美国密西根州立大学在四川农业大学中美联合专业“中美草坪管理”的课程考核办法，避免“期末闭卷考试”一次性定成败的武断结论，采取期终笔试、课堂活动参与度和实验技能抽考三者相结合的灵活多样的记分形式，并增加课堂活动参与度和实验技能考核的比重[15-16]。课堂活动参与度依据学生出勤率、课堂发言次数和质量以及课堂讨论效果三方面的表现综合评定，且评定的最终成绩来源于学生互评和教师评分的加权平均分。实验技能考核安排灵活机动，结合实验课教学计划随堂进行，既促使学生增强对实验技能训练的重视，又提高了学生的现场应变能力。考核方式的系统改革，充分调动了学生参与实验实践教学的积极性，让学生在教学过程中时刻保持紧张投入的学习状态，加深学生对专业知识和技能的记忆和认识。

2.3狠抓实验实践课程体系建设，学生实践动手能力显著提升

2.3.1教学与科研紧密结合，锻炼学生专业思维能力在草地生态学实验实践教学过程中，课程组定期研讨，努力寻找切入点，将教与学、科研与实践紧密联系起来，引导本科生参与科研项目的开展，推进教学内容的及时更新，促进教学保持时代活力[17]，使学生全面深刻体会课程专业知识的重要性及实践意义。

国家大学生创新性实验计划是高等学校本科教学质量与教学改革工程的重要组成部分，计划的实施旨在探索并建立以问题为核心的教学模式，倡导以本科生为主体的创新性实验改革，激发学生的创新精神、创新能力和创新素质[18-19]。在教学改革推进的过程中，我们以“国家大学生创新性实验计划”为载体搭建平台，增加本科生接触、参与科研工作的机会，激发学生学习课程相关理论知识和探索未知的兴趣。在互动模式的授课过程中，学生会迸发出一些兴趣点和创新动机，并试图寻找解决问题的方法。围绕学生提出的问题，教师拟定一些与其知识层次和结构相符的题目，促使学生在现有的知识体系中去融会贯通相关的学科知识[20]，调动学生的创新思维和创新意识，促进学生创新能力和综合素质发展。以“热性灌草丛草地生态系统固碳现状研究”为例，在课堂讲授不同天然草地生态系统生产力水平时，启发部分学生对四川盆周山区热性灌草丛草地生态系统的固碳能力产生好奇，提出创新性实验研究的问题，授课老师从学生的专业知识水平角度出发，指导学生制定试验研究技术路线和实施方案。

近年来，在修订和完成草地生态学教学大纲的基础上，将课程实验内容与教师科研项目有机结合，充分发挥学科组教师的科研资金和设备优势，引导鼓励学生参与科研项目的各项工作。在试验研究过程中，教师定期与学生交流与沟通，使每个学生在参加实践教学锻炼过程中，都能与教师和同学充分接触，认识到团结协作的重要性和必要性，在共事中体验合作的成就感，在和谐融洽的气氛中协调完成研究任务[21]。结合课程组教师科研项目工作，近120名草业科学专业本科生既参与了科研任务的具体实施，又顺利完成了毕业论文设计、试验开展和论文撰写(表1)，初步打造了教学和科研双赢的新局面。在科研与教学实践有机结合的过程中，本科学生不仅体会到草地生态学理论知识在科研实践中的运用价值，掌握了生态学研究基本方法[22]，而且激发学生从事科研工作的兴趣和热情、训练了学生的科学思维[23]。

表1　近5年本科生结合课程锻炼要求参与科研试验情况汇总

2.3.2注重实验实践教学，提高学生实际操作技能草地生态学是一门应用性、综合性很强的课程，不仅要求学生能很好地掌握草地生态学的基本理论，而且还要具备较强的实验实践技能。在实验实习教学过程中，紧跟当前草地生态学生产和科研实践需求的基本技能，整合优化课程实验教学体系和专业野外实习的教学要求，根据实验教学大纲总体要求和各实验内容的特点，设置了演示型、验证型、探索型和综合型等实验项目[21-24]。这使得实验教学在巩固理论知识的基础上，进一步培养了学生的实际操作能力，为后续的专业课学习积累了必要的基础知识和实践技能，同时大大增加了学生对学科相关科研的了解[25]。例如，“草地植物群落调查”实验课的课时和人员组成均灵活安排(图1)，内容逻辑性和综合性较强，需要课时较多，包括试验样地选择、实验器材选用、最小样方面积确定等内容。因此，此实验项目设为“综合型”，在实验课上组织学生分组，介绍实验总体安排和实验开展要求，然后由学生自行选择实验场地和安排实验进度完成整个实验内容。

此外，实践教学内容的选择上，立足于四川盆周山区热性灌草丛和青藏高原东缘川西北高寒草甸分布广泛的地域特色，既注重反映草地生态学重要的理论基础和独特的研究方法，又力争体现学科发展前沿的内容[26-27]。借鉴国内外相关院校的野外实习组织开展经验，增进与校外实习基地合作交流，利用草学专业本科生在牧区川西北高原和农区四川阳平种牛场的教学实习，结合学院的专业技能竞赛，引导学生参加草地生态管理和恢复实践，实现课程教学与生产实践多途径结合，既能提升课程教学质量，又能锻炼学生适应社会工作的能力[28]。1998年，四川农业大学草业科学系在川西北高原牧区红原县四川省草原研究院基地挂牌成立了“四川农业大学动物科技学院草学系教学科研及推广示范基地”[29]，依托该校外教学实践基地，每年的暑假或夏秋季节，组织学生到川西北高寒草甸参观实习，实际运用草地生态学及其它课程相关专业知识，识别天然高寒草地植物、观测高寒草地植物群落组成和结构、认识高寒草甸的生态服务价值和功能。截至目前，该高原实习基地已连续多年接待草学及相关专业的研究生和本科生1 100多人次，在提升学生课程实践能力方面发挥了积极作用。

图1　“草地植物群落特征调查”实验课的课程组织图

2.4学生对课堂教学改革的综合评价

在草地生态学课程教学改革过程中，课程组积极创建师生间有效的互动评价机制，设计建立草地生态学课程教学质量评估网页(http://www.sojump.com/jq/7353427.aspx)，并开通微信二维码方便学生使用手机登录填写，以无记名调查问卷形式，广泛收集学生对课程教学方法、内容以及考核形式等各方面的评价。大部分学生认为课程教学改革后，师生关系更民主、互动，大大提升了学生对草地生态学的学习兴趣，对于引导学生立志从事相关实践和科研工作起到了一定推进作用。问卷调查结果表明(表2)，76%(A+B)的同学认为，实验课程体系适当调整后，能紧扣科技和社会发展前沿，更新及时；96%的同学认为，课程教学具有启发性，提高了自己分析和解决问题的能力；90%(A+B)的同学认为，新的教学方法促进了学生创新能力的培养。

3结语

与其它许多生态学分支学科比较而言，草地生态学的教学和科研在我国起步晚，教学教育水平和科研技术手段均相对落后。在草地生态学教学改革过程中，我们积极拓展适应时代发展和需求的新研究领域的教学内容，通过多媒体等网络技术的融合开发利用，充实完善教学素材，多样化理论教学方法，建立科学合理的课程学习效果评价体系，依托校外实习基地、结合学科组科研项目弥补实验课知识面较窄和学时不足的缺陷，着力于启发学生对草地生态学课程甚至后续其它专业课程的学习兴趣，力求给学生展现有开放性、前瞻性的草地生态世界，提升草地生态学课程的教学效果，培养学生热爱草地生态学和草学专业。总之，在科学技术迅猛发展的当今时代，培养高素质的草地生态学专业型、实践型人才，我们需要与时俱进，坚持不懈地充实改革教学内容，创新教学方式方法，才能实现草地生态学人才培养和学科发展互相促进的良好局面。

表2　课程教学改革效果的调查问卷相关结果

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(责任编辑武艳培)

Exploration on teaching reform in “Grassland Ecology” course——A case of Sichuan Agricultural University

Liu Lin, Sun Fei-da, Zhang Xin-quan, Gan You-min, Liu Wei

(Department of Grassland Science, Animal Science and Technology College of Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China)

Abstract:Grassland ecology is an important specialty course which focus on the research of the relationship between grassland and environment，and it is an theoretical, practical and integrated course. The rapid development of grassland ecology, broader research category, and more advanced research tools have proposed a severe challenge to the teaching reforms. The aim of the paper is to analyze the current issues existing in the undergraduates teaching procedure in Sichuan Agricultural University on the basis of the author’s teaching experiences and knowledge on grassland ecology. Suggestions on improving the teaching content, diversifying the teaching methods, and strengthening the practical teaching reform measures are shown in the paper to promote the teaching effect to enhance the democratic relationship between teaching and learning, perfect the experimental course system, and enhance the students’ interests in learning and innovation.

Key words:grassland ecology; teaching reform; practical teaching; questionnaire survey

DOI:10.11829/j.issn.1001-0629.2015-0450

*收稿日期：2015-08-09接受日期：2016-03-30

基金项目：四川省教育厅2014-2016年高等教育人才培养质量和教学改革项目(2014-450-59)

通信作者：刘琳(1978-)，女，四川成都人，副教授，博士，主要从事草地生态方面的教学和科研工作。E-mail: liulinsky@126.com

中图分类号：S812.29

文献标志码：A

文章编号：1001-0629(2016)6-1232-08*

Corresponding author:Liu LinE-mail：liulinsky@126.com

刘琳，孙飞达，张新全，干友民，刘伟.草地生态学教学改革探索——以四川农业大学为例.草业科学,2016,33(6)：1232-1239.

Liu L,Sun F D,Zhang X Q,Gan Y M,Liu W.Exploration on teaching reform in “Grassland Ecology” course——A case of Sichuan Agricultural University.Pratacultural Science，2016,33(6)：1232-1239.