普通生态学实验课程的构建思想及框架体系

袁建立 张仁懿 张世挺

摘要：本文通过分析当前普通生态学实验课程设置方面存在的问题，初步探讨了普通生态学实验课程的构建思想，并在此基础上提出了普通生态学实验课程的框架体系。该思想及体系对于国内开设普通生态学实验课程具有较好的指导意义，并对生态学人才实践能力的培养起到了重要作用。

关键词：生态学；实验课程；构建思想；框架体系

中图分类号：G424 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）09-0080-02

生态学是研究生物与环境之间相互作用的过程、效应及其机理与调控的科学，是实践性很强的学科门类，特别是应用生态学领域[1]。生态学在生态文明建设中起着举足轻重的地位，它不但要担负起生态知识宣传与普及的责任[2]，而且在生态学专业人才的培养，特别是解释和解决生活中存在的生态问题等方面发挥了积极作用[3，4]。然而，目前国内的生态学人才培养体系还存在很多问题[1，3，5]，尤其是生态学知识的应用方面较薄弱。生态学实验课不仅彰显生态学的专业特性[3]，同时也可以提高和促进学生的实践能力，对于全面促进生态学人才的培养非常重要。如何开设或改革生态学实验课程，当前已有很多探索[1，5，6]，获得了一些成功经验[7]，但仍未系统解决生态学实验课程的设置。本文拟从目前生态学实验课程存在的问题、构建思想以及框架体系等三个方面，对生态学实验课程的设置进行探讨。

一、存在的问题

1.课程结构不系统。目前国内已经出版了一些普通生态学实验课程教材，部分高校也已开设此类课程。但教材和课程普遍存在不系统的现象，很多教材都是从本校的实际条件出发，仅包含自己能够开设的实验内容，并没有从普通生态学的实际内容出发全面培养学生的生态学实践能力，缺乏对其他院校开设该课程的指导。

2.操作性不强。有些普通生态学实验课程教材系统地包含了生态学的内容，却存在操作性不强的弱点。有些是因为地域性造成的，一些实验只能在某些特殊地区开设；而有些却因为实验设备的缺乏造成硬件支撑能力不够而无法开设[8]。许多生态学实验具有季节性，即物候的不同造成某些实验不可能在反季节开设，这些都造成了该课程的操作性存在问题。

3.目标性不强。普通生态学实验课程既像其他实验课程一样，具有巩固课本上理论知识的功能，同时作为解答和解决实际生态问题的课程，该课程还担负着理论联系实践的功能。实验不能纯粹为了提高实验技能、加强理论知识，还应该结合实际生活中存在的生态问题，进行具体解释和回答，这样才能全面提高大学生的生态学素质。

4.缺乏专业特点。和大多数生态学理论课程相似，普通生态学实验课程也存在专业性缺乏的特点。我国的生态学培养目标的不明确性，造成了每个高校各自为战，没有一个较好的、统一的专业培养体系，使得生态学专业地位不明确、隶属关系混乱、专业性缺失[4]。当然，生态学一级学科的确立以及目前正在进行的质量标准的制定，可能会很大程度上解决这个问题。

5.内容重复性高。本文涉及的重复性主要指的是普通生态学实验课程和相近或相似课程的重复，如，植物生理实验、土壤学实验以及一些环境类的实验课程等。很多高校开展的生物学特别是生态学野外实习的相关内容也很多涉及生态学内容，不可避免地造成了课程内容的重复，浪费了很多教学时间[9]。

上面全面地分析了目前普通生态学实验课程存在的问题，在此基础上，我们提出如下普通生态学实验课程的构建思想。

二、构建思想

1.突出专业特点，避免与相关课程的重复性。根据中美生态专业本科生培养方案对比[3]，普通生态学实验课程应该重点突出生态学的专业特色，与其他课程之间的差异更多存在于生物与环境的关系问题上。实验内容的设计应该包含基础生态学的问题、生物多样性的问题、进化的问题等，并通过这些内容的设计，引导学生利用生态学知识解释和解答生活中存在的生态问题。同时，考虑生物学和生态学的实习，应避免基础的生态学实验内容，重点关注深层次的生态问题。

2.科学设置实验内容，增强实验的系统性。实验的系统性主要体现在两个方面：（1）内容的系统性。所有设计的实验内容应该按照种群、群落、生态系统等不同层次来确定，实现内容的完整性；同时应涉及不同的生态系统类型，如草地、森林、水体等；也应包含生态系统的三大功能：物质循环、能量流动及信息传递。通过这三个层次的实验操作，让学生从不同的侧面对生态系统过程有个整体的了解。（2）实践的系统性。因为生态学实验不同于其他课程的实验，很多生态过程都存在一个时间属性，可能持续几十天、几个月，甚至几年。设计生态实验内容时应科学地安排实验内容，根据实验条件布置实验，多个实验内容时间上合理重叠，让学生充分体会时间变化给生态过程带来的影响。时间跨度长的实验可通过多个年级来完成（如设置长期实验观测点）。

3.实验与模拟相结合，增强实验的可操作性。很多生态过程都会持续很长时间，单独靠实验课堂难以完成。引入计算机模拟实验，既可以极大地缩短实验时间，同时也让学生直观了解生态过程的动态变化。这需要授课教师能够熟练操作相关模拟程序。

4.与生活实际相结合，增强实验的目的性。实验课的目的是为了提高学生的实践能力，同时利用理论知识来解释和解决生态问题。实验内容要充分结合目前存在的生态问题（如尾菜的分解利用、农作物间作、生物信息传递等），或因地制宜地与实际条件结合，开创性地设计实验内容。這部分的重点是创新的内容与明确的生态问题如何有效结合的问题。

5.与科学研究相结合，增强学生的创新性。生态实验时间跨度往往很大，很多实验的进行需占用课外时间，这给学生造成很多负担。可以把实验课的内容与目前提倡的大学创新创业联合起来，让学生们按自己的想法自行设计实验，在教师的指导下利用实验课开展。这既可以丰富实验课内容，又可以把实验课与科学研究结合在一起，在一定程度上可以提高学生的科研能力。

三、框架体系

遵循以上普通生态学实验课程的构建思想，其课程内容框架体系应该包含以下四个方面。

1.仪器操作部分。仪器部分主要包含常规仪器和大型科研仪器。通过这部分内容的学习，让学生学会仪器的具体操作，同时增强科研能力，仪器功能的开发和利用也可以在此部分展开。

2.基础生态学知识部分。主要包括种群、群落、生态系统等不同层次生态学涉及的理论以及围绕这些理论开设的实验内容。该部分主要是巩固学生的理论知识。

3.应用生态学部分。主要包括涉及具体生态问题的实验内容。如，污染治理、退化生态系统的修复、生态工程类的实验等。这部分的工作主要是提高学生解决实际问题的能力。

4.綜合能力提高部分。主要是指创新实验或综合实验。可以结合基础生态学内容与应用生态学内容设计实验，也可以围绕当前生态学的研究前沿设计实验。这部分的工作主要是提高学生的综合能力。

以上关于普通生态学实验课程构建思想和框架体系只是理论上的探讨，每个学校可以在此基础上具体规划自己的实验内容，不一定面面俱到，但提高学生实践能力的宗旨不能变。

参考文献：

[1]章家恩，骆世明，叶延琼，秦钟，赵本良.生态学专业实践教学的改革与实践——以华南农业大学生态学专业为例[J].大学教育，2012，（11）：86-89.

[2]袁建立.关于在大学生中开设“生态学通识课”的重要性、必要性及可能性探讨[J].高等理科教育，2015，（4）：103-107.

[3]袁建立，储诚进.中美生态专业本科生培养方案对比[J].高等理科教育，2013，（5）：46-50.

[4]袁建立，冯虎元.我国高校生态专业本科生课程设置初探[J].高等理科教育，2014，（6）：64-67.

[5]李全，发张杰.生态学实验教学改革探索[J].安徽农学通报，2013，（10）：129-130.

[6]张仁懿，袁建立，史小明.生态学实验室资源的教学科研共享初探[J].实验室研究与探索，2016，（8）：285-288.

[7]宁曦，刘亚婷，侯冬伟，陈省平.跨校区条件下本科生创新能力培养[J].实验室研究与探索，2016，（10）：185-187.

[8]王智红.生态学实验教学存在的问题及改革探索[J].教育与职业，2007，（20）：151-152.

[9]王健胜，侯桂玲，刘沛松，杨雨华.基于科学研究的生态学教学改革初探[J].教育教学论坛，2013，（33）：57-59.