“湿地生态学”课程教学改革的探讨
——以贵州大学生态科学专业为例
2018-08-09
(贵州大学生命科学学院,贵阳 550025)
湿地享有“地球之肾”“生命摇篮”和“生物超市”等美誉,是地球三大生态系统之一,具有独特的水文状况、陆地和水域生态系统交错带作用,以及特殊的生态系统功能。湿地为人类提供了宝贵的生态家园,与人类的生存、繁衍、发展息息相关;为人类提供了众多改善人类福祉以及减轻人类贫困的服务;为人类文明在美学、教育、文化和精神等方面提供了重要的惠益[1]。因此,对于湿地生态系统的科学认知,有助于促进人类社会的可持续发展。
湿地生态学(wetland ecology)是一门新兴的、具有理论与实践统一性的,也是现代生态学中内容最丰富、发展最快、影响最广泛的学科之一[2]。近年来,与湿地相关的课程已成为许多高校相关本科专业或研究生教育的必修或选修课程。尽管国内一些高校对与湿地相关的课程教学体系与模式进行了改革探讨,如“湿地学”[3]“湿地生态学”[2]“湿地研究进展”[4]“湿地保护与管理”[5]“城市湿地公园景观设计”[6]等课程。然而,如何在有限的时间内,比较全面地理解和掌握湿地生态系统的基础知识和理论,并运用相关的理论方法解决一些实际问题,特别是在湿地理论与应用快速发展、现代信息技术推动教学信息化改革的背景下,如何推进“湿地生态学”课程的教学改革,是值得深入探讨的问题。
一、“湿地生态学”课程教学的现状
我国的湿地研究始于20世纪50年代,1958年成立的中国科学院长春地理研究所(现中国科学院东北地理与农业生态研究所)确定以沼泽研究为主要特色方向。同期,东北师范大学地理系沼泽研究室成立,成为中国最早的研究沼泽的机构[7-8]。随后,我国湿地方面的研究逐步展开,其中中国科学院水生生物研究所、中国科学院南京地理与湖泊研究所、华东师范大学河口海岸研究所,以及南京大学、厦门大学等科研单位及高校,在湖泊湿地、河口湿地、海岸红树林湿地等方面做了大量的研究工作[8]。2009年,东北林业大学成立了我国第一个湿地科学本科专业,这也标志着我国湿地科学学科体系的建立。
“湿地生态学”是生态学专业的一门重要的专业课程,其研究对象为湿地,以及湿地生态系统在蓄洪抗旱、调节径流、改善环境、控制污染、保护物种基因多样性、美化环境和维护区域生态平衡等方面的生态服务作用。湿地生态学是运用植被、动物、地理、环境、水文、生态、资源、管理等多学科的知识,揭示湿地的形成、发育、演化、生态过程、功能及其机制、保护与利用的科学。“湿地生态学”课程的教学目标旨在充分激发学生对湿地的自主学习兴趣,着力提高和培养学生的学习能力、实践能力和创新能力。
“湿地生态学”作为一门综合性较强的课程,其内容较丰富,具有理论与实践统一、研究对象分布广泛等特点。目前,湿地生态学理论已被广泛应用于国土整治、资源开发、自然保护、环境治理、区域规划、旅游开发、城市建筑和农业规划等领域,使得社会对该专业人才的需求巨大。因此,如何让学生深入地掌握理论知识、培养学生的应用能力和创新能力,是“湿地生态学”课程急待解决的教学问题。
(一)课程教学内容
目前,“湿地生态学”课程普遍使用的教材是陆健健主编的《湿地生态学》教材[9],该教材共设有绪论、湿地生态系统类型、湿地生态系统的结构、湿地的生态水文过程、湿地的生物地球化学循环、湿地生态系统的能流、湿地的生态演替、湿地评价与管理、湿地生态修复和重建等9章内容,其对湿地生态学的核心思想、概念框架、理论体系、方法论特点和应用领域提供了相对完整、全面的论述与把握。然而,一方面由于湿地作为陆地与水体之间的过渡生态系统,其存在较多新颖的结构、过程和功能等方面的知识点,学生需要吸收、消化、学习的内容较多;另一方面,教材中的很多理论都起源于国外的研究成果,汇集了很多欧洲和美国的典型案例,特别是对滨海湿地经典试验案例的介绍,这对于国内一些内陆高校学生来讲,如果仅借助教材进行知识内容的学习,会出现知识点吃不透、学习吃力的问题。
(二)课程教学方法
目前,“湿地生态学”课程的教学主要采用传统的教学模式,以教师讲授为主,对新教学理念、新教学方法的应用不足,缺乏课堂互动、课后调查学习和研讨教学的环节。
当前,培养具有应用能力和创新能力的高素质人才已成为我国高等院校人才培养的首要目标。教学方法的改革,既可激发学生学习的兴趣,又能提高教学效果,是提高教学质量和人才培养质量的重要途径。“湿地生态学”课程具有明显的综合性,涉及多学科的理论知识和技术方法。因此,通过开展基于问题、基于案例、基于研究项目的教学方法的改革,将有助于激发学生自主学习的兴趣,提高教学效果。
二、“湿地生态学”课程教学改革的探索
(一)课程教学内容的改革
“湿地生态学”课程组在分析“湿地生态学”课程教学内容存在的问题的基础上,运用先进的教学理念,对“湿地生态学”课程内容、逻辑顺序进行了梳理与调整,将原来教学计划中9章内容整合为4个专题模块,见表1。
表1 “湿地生态学”课程教学内容的设置及其学时分配
1.湿地的类型及湿地生态系统的功能等
该模块重点介绍湿地的定义、分类,湿地生态系统具有的生态服务功能、面临的科学问题和研究的意义等内容。
2.湿地生态系统的结构、功能和过程模块
该模块对湿地生态系统的主要理论知识和技术方法进行了介绍,目的是帮助学生确立与湿地相关的研究项目,如人工湿地设计、花溪湿地调查等。
3.湿地生态系统的服务、评价和管理模块
该模块重点介绍了湿地生态系统的服务、评价和管理等方面的理论知识和技术方法。
4.湿地生态系统的生态修复与重建模块
该模块重点介绍了湿地生态系统的恢复理论与技术,讲解了国内外典型湿地的修复案例,如我国海河、淮河等河流,及滇池、洱海、草海等湖泊的修复案例。
(二)课程教学方法的改革
教学方法的改革是提高教学质量的重要途径。“湿地生态学”课程组着力将教学模式从“以教为主”向“以学为主,教学相长”转变。同时,通过开展基于问题、基于案例、基于研究项目等的教学活动,将传统的课堂教学方式与现代化信息和大数据技术有机结合,将媒体、学生、教师、环境等各个要素通过各种技术和各种教学方式融合在一起[10],实现最好的教学效果。
1.成立课程兴趣小组
在“湿地生态学”课程教学过程中,笔者借鉴任务驱动式和探究式2种教学方法的优势,根据班级人数,在考虑学习成绩和男女比例均衡等原则的基础上,让学生以自由组合的方式,组成6~8人的兴趣小组。每个小组设小组长1人,小组成员通过课下集体讨论的形式,确定各小组的组名、口号、研究方案和具体分工等。每个小组的研究方案需经课上PPT汇报展示,教师和其他小组学生对方案提出问题,并给出改进意见,形成可行性研究计划。同时,兴趣小组成员还要利用课余时间,经查阅资料、项目的立题、实验设计、数据收集、分析处理和报告撰写等环节,模拟科研项目的全过程。
在这个过程中,教师要对学科研究进展有充分和清晰地把握,对兴趣小组提出的研究项目给予正确客观的分析和建议;要投入相应的课余时间,通过问答、面对面讨论和网络平台答疑等方式,与兴趣小组成员进行及时有效的沟通讨论;要帮助兴趣小组学生协调好实验工具和实验室等资源。另外,学生在兴趣小组的研究思路和经历,可为学生申请大学生创新训练项目提供支撑。这种教学方式不仅锻炼了学生自主学习、团结协作、勇于挑战困难的能力,而且收到了很好的课堂教学效果。
2.增加实践教学活动
实践教学是提高学生实践动手能力、分析问题和解决问题能力的重要途径。“湿地生态学”课程组教师利用课余、实验室开放实验项目和小学期实习的时间,指导学生对贵阳花溪国家城市湿地公园、阿哈湖国家湿地公园、观山湖湿地公园、贵阳红枫湖—百花湖城市湿地公园等开展了典型湿地的调查实习活动,加深了学生对湿地的认识与理解,提高了学生综合素质,培养了学生创新精神与实践能力。
3.开展多种资源融入式教学
“湿地生态学”课程组教师将现代化信息网络技术、视频图片资料、社团公益活动等资源进行有机地整合利用,开展了多种资源融入式教学改革探索。
“湿地生态学”课程组教师积极利用信息网络技术,通过信息交互平台及时指导学生解决在课外项目执行过程中遇到的问题;利用网络资源(湿地中国www.shidi.org/)、视频资料(“美丽中国—湿地行”50集纪录片)等扩大学生视野;通过与社团沟通联系,共同组织湿地环境保护的公益活动,如策划并开展地区河流湿地污染调查与保护的环保公益活动,激发学生的社会责任感、湿地环保意识,以及学习相关理论知识和技术的兴趣。
(三)课程考核方式的改革
课程考核是检验学生对专业知识掌握程度的有效手段,同时也是反映教师教学效果的重要途径之一。“湿地生态学”课程组对该课程考核进行了改革,增加了平时学习情况和实践能力方面的考核权重,将平时课堂出勤率、参与课堂问答、课堂讨论及课下项目实践表现、项目调查报告撰写等纳入了考核指标,目的是鼓励学生学以致用,让学生应用湿地生态学理论知识去分析解决湿地生态环境问题,并培养学生探索未知领域的兴趣[11],见表2。
表2 “湿地生态学”课程考核体系
三、“湿地生态学”课程教学改革的效果
“湿地生态学”课程组通过对该课程进行不断的教学改革,取得了明显的教学效果。
首先,学生的学习兴趣得到了激发,学生对本专业更加热爱,学习的积极性和主动性明显增强。
其次,学生的实践创新能力得到了培养和锻炼。通过开展课外湿地生态研究方面的创新实践活动(调查研究、模型制作和湿地环保志愿活动等),实现了专业理论知识与湿地生态环境问题的有机结合,目前已有1个兴趣小组获得了大学生创新训练国家级项目的立项。
最后,学生的学习效果明显提升。在考题难度逐年增加的情况下,学生平均成绩仍呈稳定上升趋势,特别是在试卷论述题的作答中,学生基本都能应用湿地生态学原理对湿地生态环境问题进行系统分析,并提出较为合理的解决方案。
总之,在我国各地湿地生态环境问题日益突出、湿地资源保护开发利用实践日趋广泛的背景下,如何将“湿地生态学”课程的理论知识与实践紧密联系,与时俱进地结合学科发展趋势,探索出适合“湿地生态学”课程特点、授课对象的教学方法,是“湿地生态学”课程组急需解决的问题。这需要“湿地生态学”课程组不断地开展研究和探索,开展基于问题、基于项目、基于案例的教学方法的改革,推动教学模式从“以教为主”向“以学为主,教学相长”转变。