“科教融合”模式在高校生态学课程建设中的应用

陈倩颖，陈延松，欧祖兰

（合肥师范学院生命科学学院，合肥 230061）

近年来生态学学科迅速发展，在人类与自然平衡中发挥了至关重要的作用。针对新时代对生态学领域高质量人才的迫切需求，以提高学生教育质量为导向，国内高校生态学课程教学改革势在必行。在高校育人体系中，教学和科研具有平行且相互关联的属性，是国家赋予高校的两大核心职能。如何提升高校的办学水平，人才培养质量是其重要的标志，也是高校不断探索的永恒性课题。在科教融合的战略引领下，科研与教学理应成为统一体。为此高校生态学课程建设应主动将科研与教学对接，致力于构筑科研与教学的一体化平台，用科研带动教学，最大限度释放科学研究的育人功能，以期拓展高校生态学人才培养的质量。

1 “科教融合”模式概述

1.1 内涵分析

“科教融合”人才培养模式见图1。主要指高校在向学生传授基础理论知识过程中，既要侧重科研思维、方向、热点与方法的渗透，还要着重培养学生专业知识与技能学习与学科、先进研究成果以及科研项目有机对接，循序提升学生的创新意识，提高专业研究实践水平，掌握多元技能操作要领，从而培养出更多的应用型人才[1]。同时将专业理论知识和创新实践紧密相连，让学生在融合教学中产生创新意识，提高创新能力，加快实践成果产出，满足新时期社会对复合型人才的需求。

图1 “科教融合”模式

1.2 本质特征

“科教融合”模式的本质特征可用“真”“善”“美”来概括。首先，“真”是将科研与教学有效结合，通过二者协同致力于培养真才实学的应用型人才，同时基于创新型人才培养规律，提升大学生的综合素养；“善”则是将学生作为发展主体，体现出对学生人文修养的培育，使学生在“科教融合”导向下夯实人文价值观和文化精神；“美”的产生是“真”和“善”共同推进下的成果，它遵守科学规律，表现为人文思想和人文素养兼具，展现出二者融合的综合特征，有利于大学生健康成长。

2 生态学课程性质与任务

生态学是实现“生态文明建设”的重要载体。课程教学主要围绕生物与环境的相互关系，它具有知识点多、研究对象的空间尺度变化大、时间跨度长的特点，属于交叉类、研究型学科，表现出综合性、宏观性、战略性、实用性的特征。其中涉及的交叉学科包括环境工程、水土保持、地理学、植物学、土壤学、经济学、生物化学与分子生物学等，研究对象从分子生态学一直延伸到全球生态学，时间跨度长，具有综合性、宏观性、战略性、实用性等特点。

通过生态学课程的学习，学生学会生态学的基础概念和理论体系，形成系统性的生态观念与环保意识，能够基于自然生态现象与过程，针对生态学问题和现象，利用所学知识进行科学地观察、分析和思考，初步建立起利用生态学的思想和方法去解决生态环境问题的能力。

3 “科教融合”与生态学人才培养的关系

近年来，随着世界人口的增长，在工业、技术快速进步的背景下，人类对于环境的影响也更加深广，生态污染与破坏问题日益突出。能源耗费、资源枯竭、人口膨胀、粮食短缺、环境退化、生态平衡失调、外来物种和基因工程带来的生物安全等一系列与人类切身利益息息相关的问题都离不开生态学理论的指导。

科研自身带有育人本质。研究表明科研对于教学能够起到良好的指导作用，还可以为学生创设行之有效的学习方法。作为人才培养的关键要素，通过将教学、科研有机融合，将最新生态学科学研究成果转化为课程教学内容，使教学与科研互相促进，势必会起到带动教师教学质量的提升，同时激发大学生创新创业潜能。目前高校生态学课程建设仍面临诸多挑战，通过搭建科研与教学融合的专业工作场，开启新的育人平台和途径，发挥科学研究的育人作用，以期为生态学课程改革找到出路。

4 高校生态学教学面临的挑战

4.1 课程体系方面

近年来，生态环境成为社会关注的焦点，关于生态学的研究十分火爆。然而就目前大多数高等院校生态学课程教材而言，主要以基础生态学和普通生态学为主。上述教材侧重经典生态学知识的传授，其主要模块覆盖个体、种群、群落及生态系统等领域。课程教学至今仍延续着生态学理论及研究方法的讲解，很少涉及关于前沿热门的分子生态学板块。我们不可否认经典生态学的地位，它在推动生态学发展进程中起到了关键性的作用，能够让学生重新认识自然，并掌握人类在改造自然方面取得的巨大成就[2]。然而经典生态学研究视野相对局限，仍停留在宏观层次方面，无法借助微观视角探寻生命体本质的同步性。随着分子生态学的快速发展，逐渐成为时下学科领域的热门和焦点，由此掀开了研究微观生态一扇窗，促进了生态学研究领域逐渐向微观分子研究的过渡。分子生态学研究主要围绕利用分子生物技术突破性解决生态学问题，通过与经典宏观生态学的融合，可以更加深刻地从本质上窥探宏观生态世界，这也是未来生态学发展的走向。因此，在当前的课程教学中如何与生态学研究前沿同步接轨，一方面需要授课教师不断在教学中渗透相关知识，另一方面还需要教材能够与时俱进地增加分子生态学相关内容。

生态学具有交叉性的学科特点，课程囊括了多种学科基础知识，在生态学理论学习环节中，很明显地表现出综合性知识点积聚的特点，其中包括数学、化学、物理、地理、大气等学科知识。要想学好生态学，学生不仅要具备一定的理科基础能力，还要善于思考和应变。例如，在种群生态学模块当中，其中关于种群增长模型及种群生殖的知识就需要学生具备数学建模、生物解析等学科能力，这样才有助于更好地解决生态学问题。然而很多学生生态学数学模型能力不足，进而无法深刻理解模型推导过程，难免对于课程学习产生存在恐惧心理[3]。

生态学课程十分复杂，集中表现为相关概念众多，而且生态学理论十分多元化，这就会让学生产生不同程度的压力。以“生态学”概念为例，就有基于不同视角的多种表达。与此同时，生态学现象常与数学模型挂钩，例如“群落的演替”这一知识模块就涉及多种理论模型与演替理论。要求学生在学习的过程中，不能完全依靠死记硬背，需要基于不同概念的视角，结合特定的理论模型进行理解和吸收[4]。正因如此，部分学生逐渐对生态学课程产生了抵触的情绪。

生态学课程需要大量的实践支持，利用实验教学可以让学生产生清晰而直观认识，通过切身操作的实践，有助于学生将已学知识进行验证和检验，可以说实践教学是实现知识转化的必要途径。然而目前高校生态学课程实践主要以室内实验为主，缺乏有效的实验基地，能够去野外观测实验的机会少之又少。而且室内检测实验限制因素较多，加之一些实验枯燥乏味，难以调动学生的学习热情。

4.2 课程教学方面

生态学课程作为农学专业的必修课之一，一直以来，课程教学内容多以理论授课为主，由于课程内容晦涩难懂且信息量较大，很多学生对于课程学习缺乏主动性和持续的投入性。很多教师依然采取满堂灌的方式，此种教学模式造成学生被动吸收和理解，降低了学生的主观能动性，无法激发学生深入思考的动力，特别是对于生态学中的复杂模型，学生很难真正理解其生态学的内涵，更不利于交叉学科知识间的拓宽与延伸[5]。

基于高校农林专业人才培养目标，结合生态学课程大纲的要求，课程教学主要围绕绪论、个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学与景观生态学等模块进展由浅入深地展开。近年来，随着生态学课程改革的发展，课时数量相比之前有所减少。面对课时的压缩，教师只能在每个章节的教学过程中选择基础、重点类的生态学理论进行讲解，或者跳过一部分次要性的教学内容。由此造成课程学习不系统，导致学生不能全面深入地掌握教学内容。

生态学课程学习离不开相关生态学实验的支撑，然而在实际教学过程中，很多教师存在着“重理论、轻实验”的思维，极大制约着学生应用创新能力的培养。一方面，实验课程课时数相对较少，同时受到经费的制约，一些高校生态学实践仪器设备短缺，在实际的实验教学中，往往采取低成本、容易操作的生态学实验。此种方法创新性缺失，无法与生态学学科前沿相匹配，实验教学效果可想而知。此外需要长期监测的生态学实践也是少之又少。另一方面，生态学课程教学依旧以单向的信息传递模式为主，课堂互动交流相对单一，难以有效调动学生的创新思维和学习的主动性，极大制约了学生思维的发展，课程学习效率差强人意[6]。

5 “科教融合”视域下高校生态学课程建设的优化路径

面对高校生态学课程教学存在的诸多挑战，基于新时代社会对生态学领域高质量人才的迫切需求，高校应深刻反思问题背后的深层次原因，采取有效的应对和改革举措，从而使问题得到根本性解决和扭转。“科教融合、教研相长”为高校生态学课程建设指明了出路和方向，它既是深化课程教学改革的有力抓手，也是提高人才培养质量的必要途径。如何深入贯彻实施科教融合，结合生态学课程的特征，提出了以下优化路径。

5.1 将前沿科研成果引入课程教学，不断提升学生科研能力

高校生态学课程开始前，学生已经经历专业课程学习，具备了生态学相关专业知识领域的基础。此时大多数学生对于科研较为好奇，对于教师科研成果十分敬仰。为此抓住这一契机将生态学前沿科研成果引入教学当中，势必会极大激发学生的学习兴趣和主动性。例如，一些教师针对生态学的基础研究、设计研究、应用研究等领域进行了长期研究，同时取得了阶段性的成果；部分有能力的教师承担了国家自然科学基金项目或省部级科研项目，在科研实践中成果喜人。因此，教师把自身或者同行业的科研成果有目的性地带入课程教学，让学生全面了解最前沿的生态学应用的科研动态，感受最新科研进展的冲击，以期助力学生学习效果的提升。此外，科研成果与课程教学的融合，还可为一些致力于考研深造的学生架设科研的桥梁。例如，在讲解应用生态学讨论课设计内容时，笔者将近年来生物多样性及保护研究的进展，以及生态安全与可持续发展的研究方法和研究成果以案例的形式呈现给学生，帮助学生认清当前世界环境、资源、人口危机的根本原因，增强环保理念和生态意识，引导学生在应对生态安全等问题进行设计时要坚持量质并举，科学开展生态文明建设。同时，给学生布置了生物多样性保护的主要途径和入侵物种治理等科研问题，以此激发学生探究生态学科学的持久性。

5.2 依托优秀案例导入，增长学生专业视野

利用案例教学能够让学生在教师提供的生态学实际案例情境中直视问题，切实剖析案例项目中生态学应用的优缺点，从而让学生在案例中获得灵感，有效带动学习兴趣和自主研究能动性的提升。例如，2018年合肥市就已获批安徽省绿色生态城市综合试点，之后大量的教育案例成果不断涌现。在高校课程教学中可以对优秀的案例进行分析，给学生全方位展示合肥生态城市建设中对植物材料的示范要求及应用情况，鼓励学生在讨论、分析和总结案例的过程中，分享先进案例应用的成果。此外，高校可组织学生到案例现场进行考察调研。通过深入案例现场一线，学生经过与此前案例资料的对比分析，进一步加深学生的理解和认知，增长学生专业视野。在教师持续引导和启发的帮助下，学生思考案例的成功之处以及有待于完善的环节。在真实案例兼顾引导与讨论的教学模式下，学生直观感受更为强烈，有效激发了学习的科研意识，同步助力教学质量的提升。

5.3 强化实验环节，提升学生的动手操作能力

生态学课程教学内容具有较强的实践性，如果蝇发育与温度定量关系测定、种群数量调查、种群巢区面积估算、捕食者的功能反应测定、生态瓶的设计和制作等课程知识必须依靠实践教学。单靠理论讲解的形式，学生理解和吸收效果均不佳。因此，在开展生态学课程教学时，需要进一步强化实验环节，以期确保学生在实验中夯实课程知识。例如，在讲授水体富营养化课程内容时，可利用学习实验场地作为课堂，将学生3~4人编为一组，课前要求学生针对教学内容预先学习，之后在实验场地利用相关实验材料（量筒、鱼缸、水藻、金鱼或蝌蚪、氮肥、磷肥等）开展模拟实验，讨论水体富营养化的原因及对生态动植物的影响。当实验步骤结束后，小组之间随即互评，哪个小组找到对方的不足或短板越多而且观点正确，小组得分就越高。最后，由教师亲自进行规范化演示，并对实践步骤边进行细化操作和讲解。通过以问题为导向开展的实践学习方式，极大调动学生主动性，有助于培养学生的科研思维，提升学生实践操作能力。

5.4 以小组合作学习为抓手，培养学生的团队精神

种群生态学与群落生态学是生态学课程的核心，如果学生独自进行理论或实践学习常常会出现倦怠感。由此同时，科学研究离不开团队的支持与合作。正因如此，植物种群与群落研究课程教学中引入了小组合作学习的方式，一来提高了学生的学习效率，二来提升了学生的团队素养。鉴于不同类型生物群落的组成条件、种类结构、型谱与演替，把学生分成若干个学习小组（6~8人一组）。根据种群生态位以及空间分布格局，选择离学校最近的森林公园进行现场测量调查，绘制相应的结果图解，然后开展小组讨论。所有步骤结束后，撰写科研小论文，小组制作汇报材料。结束汇报后，成员要有效补充。通过这种团队学习方式，既可以全面监测学生的学习状态，还可以考察学生对生态学理论的理解和应用能力。

5.5 以项目教学为契机，促进学生知识理解更加融会贯通

在开展教学的过程中，教师或所在单位常常会承担一些社会服务的项目。例如，2021年合肥市提出了全力创建国家生态园林城市这一战略目标。为配合此项决策，合肥市采取了加大留白增绿力度、建成区闲置土地限期绿化以及规定各类绿地范围控制线的做法，其目标就是全面巩固提升生态园林城市成果。笔者与同事就承担了环境绿化提升工程中的一个项目。该项目既包括生态学、园林规划设计、园林植物，还与旅游、艺术与管理等知识紧密相关。笔者以生态景观设计为导入点，将该项目设计引入到课程课堂教学之中，让学生从生态应用的视域，全面审视如何把合肥建成公园式、海绵式城市。虽然只是从植物生态应用入手，但要做好项目规划，学生需要具有独立思考能力以及多元知识储备与支撑。在项目教学的引领下，实现了学生将相关课程知识的有机串联，达到了活学活用的目标。此外，以大学生社会实践项目为载体，也是增强学生科研实践能力的方式之一。学生基于自身科研兴趣，结合教师的项目需求，选择到具体科研工作中去。在指导教师的帮助下，无论是参与项目申报书的撰写，还是立项后的具体操作、实施，这些工作都会促进学生知识理解更加融会贯通，通过循序积累，学生渐进式养成独立科研的意识。

总而言之，在“科教融合”战略背景下，针对新时代对生态学领域高质量人才的迫切需求，高校生态学课程建设应以此为契机，深入了解其本质、内涵和特征，以科学研究与人才培养相融相生为抓手，进一步加强师资队伍建设；以项目为依托，以解决实际问题为出发点，积极探索“科教融合”的教学模式；以学生为中心，构建第二课堂平台，创新课堂教学模式；以成果为导向，提倡个性化培养，开发设计新实验课程，搭建教科研创平台，鼓励学生参加科研训练项目，致力于构筑科研与教学的一体化平台机制。