生物科学专业生态学实践教学体系的改革与探索

艾尼瓦尔·吐米尔，袁祯燕，吴 卫

（新疆大学生命科学与技术学院，新疆 乌鲁木齐 830046）

生态学是研究生物与生物之间，生物与环境之间相互关系的一门应用性和实践性非常强的一门学科，也是一门解决危机的学科。［1-3］21世纪人类正面临的世界人口急剧增长、沙漠化日益严重、森林遭到严重破坏、野生动植物大量灭绝、可利用的水资源越来越减少、渔业资源逐渐减少、河水污染严重、大量使用农药、地球温度明显上升、酸雨现象增加等各种环境问题引起了人们对生态学教学和研究的重视。［4］

生态文明是人类为保护和建设美好生态环境而取得的物质成果、精神成果和制度成果的综合，是贯穿于经济建设、政治建设、文化建设、社会建设全过程和各方面的系统工程，反映了一个社会的文明进步状态。［3，5-6］生态学与生态文明建设密不可分。生态文明的发展与建设，离不开生态学及相关学科的支撑。因此，联合国教科文组织于1981年提出，要把生态学知识普及到每一个人，做到家喻户晓。［5］

生态学是我院生物科学、生物技术专业的专业核心课。笔者从事生态学教学多年，以讲授普通生态学为主，也涉及到动物生态学、环境生态学、恢复生态学、应用生态学等领域，主要的授课对象是生物科学和生物技术专业的本科生。近年来在生态学领域出现的新理论、新的研究方法和技术手段要求我们如何把理论教学和实践教学相结合，提高实践教学效果，培养学生的创新能力和动手能力。因此，本文结合近年来我院生态学实践教学中存在的问题，谈谈在生态学实践教学内容和方法上的改革思路及实践活动。

一、生态学实践教学存在的问题

（一）生态学实践教学未受到重视

生态学实践教学在理论与实践相结合，理论知识的验证和巩固，提高学生创新思维和实践能力等方面具有不可代替的作用。［6-7］遗憾的是我院生态学实践教学环节一直未得到应有的重视，基本没有单独开设的生态学实验课程和生态学野外实习。从2019年开始在生态学教学中增加了8个学时的生态学实验，内容包括种群数量的估计（Lincoln指数法）、植物群落内生态因子的测定、植物群落物种多样性的测定等3个实验。因为，实验仪器设备的缺乏、课时少、经费有限，生态学实验课程的效果不理想，没有达到激发学生兴趣的效果。与此同时生态学理论课和实验课开设的学期不一致，实验课程起不到验证和巩固理论知识的预期效果。另外，生态学没有单独的野外实习内容，在动植物野外实习过程中涉及到生态学方面的实习内容和实习任务较少。

（二）实践教学内容缺乏探索性和创新性

生态学实验课程的内容单一，以基础性实验为主，缺乏综合性、研究性和设计性实验。

我院生物科学专业生态学野外实习的内容合并在动植物长途实习中，基本停留在一般的生境观察，记录海拔、经纬度等信息的水平上。最基础的昆虫数量的取样调查、小型兽类的种群数量调查以及巢区面积的估算、鸟类数量的样线调查方法、动物行为的观察、植物群落的取样技术、植物群落多样性分析等方面的实习内容没有开展。所以在动植物野外实习过程中无法激发学生对生态学有关知识的学习兴趣和主动性。另外，动物生物学和植物生物学理论教学中很少涉及有关生态学方面的内容，学生缺乏有关生态学野外调查方面的知识。

（三）缺乏实践教学教材和教师队伍

生态学是一门实践性非常强的学科，生态学野外实习的指导不仅要求指导教师需要扎实的生态学理论知识，同时还要具备丰富的野外调查工作经验。虽然我院生态学课程组教师队伍的学历和学位较高，能够满足生态学理论和实验课程的正常开设，但动植物野外实习教师队伍中缺乏具有生态学野外实习的指导教师，长期以来生态学野外实习内容被忽略，部分老师缺乏对生态学野外实习的认识和经验。与此同时，缺少符合当地实习基地生态环境、动植物物种多样性方面的野外实习教材和参考资料。

二、生态学实践教学模式探索

（一）优化实验和野外实习教学内容

我们针对我院生物科学专业2019年以来开设的生态学实验课程和动植物野外实习中安排的生态学野外实习相关内容进行分析，探讨了实践教学中存在的问题。我们认为优化实验课程和野外实习的内容是提高学生学习兴趣和实践教学效果的主要方法。首先，在实验课程的内容选择方面适当增加探索性和设计性实验内容，如校园土壤动物群落的研究、校园昆虫群落结构特征及其物质分布格局的分析，校园内常见花卉的传粉生态学观察等。学生根据实验的要求提前设计实验方案，在校本部、南校区和北校区进行研究，通过3个校区间实验数据的比较，找出动植物群落在时空上的差异和影响因素。这样一方面可以培养学生的实践动手能力，同时培养他们的数据分析，应用各类生态学数据分析软件的能力。通过实验课程的教学启发学生如何从事生态学科学研究，开展创新创业的兴趣。

选择生态学野外实习内容时必须结合地方野外实习基地特有的生态环境资源，将野外实习基地的资源优势充分体现在野外实习中，让学生了解当地生物多样性资源的现状和存在的问题。通过生态学野外实习一方面可以把理论知识结合实践，提高学生的生态学专业水平，另一方面可以让学生树立正确的生态文明观和顺应自然、爱护自然、尊重自然的人与自然共同体意识。

（二）改进实践教学方法

目前我们采取的实践教学方法是任课教师在实验室根据实验内容讲解实验目的、原理和步骤，然后学生按照书上的实验步骤做实验。最后根据学生的实验报告、实验操作表现进行实验考核、总结和成绩评定。因为动植物野外实习中很少涉及生态学实习的内容，所以没有专门给学生讲解实习方案，组织实习学生召开生态学实习有关的动员会。在这种教学背景下，一方面因为实验内容单一，基本上以验证性实验为主；另一方面缺乏相关的仪器设备、实验数据简单，不需要用生态学数据分析软件来进行专门的统计学分析，因此学生对生态学实验课程的参与积极性没有充分激发。针对这些问题，我们认为首先要修改生态学实验课程教学大纲，适当增加设计性实验内容，实验开始前两周给学生提供设计性实验的具体要求，让学生自己根据实验的内容设计实验方案、实验步骤和方法。提前一周以分组的形式对自己的实验方案进行答辩，经过实验指导老师的审核，最终确定实验方案。这样可以充分发挥每位学生潜在的积极性，提高实验课程的教学效果，同时也可以培养学生的独立思维能力和实验操作能力。

生态学野外实习方面，如果学院无法开设独立的生态学野外实习课程，我们建议在动植物野外实习内容中适当的增加生态学实习内容。野外实习开始前，必须给学生讲解野外实习基地的生态环境基本情况，本次野外实习中要求完成的生态学野外实习的相关内容。提前安排学生收集有关文献资料、准备野外实习需要的小型测量仪器等。生态学野外实习中适当增加国内外相关领域的视频，作为案例介绍，有助于开阔眼界、提升学习兴趣和实习效果。这样有利于学生在野外实习开始前可以初步了解实习内容、实习要求、考核方法，提前做好实习计划。

（三）加强实践教学教材建设，优化师资队伍

鉴于目前我院生态学实践教学的基本情况，建议尽快撰写符合于本地生态学野外实习要求的教材，组织安排相关专业老师，根据实习基地的自然环境、植被资源和动物资源撰写动植物与生态学野外实习手册。野外实习开始前给每位学生提供一本实习手册，手册中必须包括野外实习基地的自然地理概况、环境特征、植物名录、动物名录、彩色图片、珍贵濒危动植物名录等信息。这样学生提前可以了解野外实习基地的基本情况，当实习开始时很快进入角色。

野外实习师资队伍建设方面，首先学校有关部门建立健全实习老师的考核与激励机制，加强监督与管理。目前我校野外实习教学工作量很低，带队老师和实习指导老师在野外每天的实际工作量达到16小时以上，但学校只计算1.8学时工作量，实习老师除了指导野外实习外，还负责学生的安全、日常伙食、日常管理等。这种管理和激励模式严重影响了野外实习教师的工作积极性。其次，要适当合理地调整实习队伍教师的性别比例、年龄比例和专业比例。要安排具有较强的协调和组织管理能力的老师，专业方面具有较好的理论知识背景和野外工作经验、科研方面具有经验的身体健康的教师。这样不仅能很好地完成实习任务，提高实习效果，还可以合理安排实习，协调野外遇到的各种问题，保证野外实习的如期完成。

（四）加强实习基地建设

在野外实习教学中，选择符合实习要求的典型景观是非常重要的也是实习基地建设的基础。［8-10］我院常年以来为了满足动植物野外实习的要求，综合考虑实习地点的环境特点、物种多样性、植被类型和植被垂直带分布特征，2012年在阜康中科院新疆生地所荒漠站、2015年在吉木萨尔县渭户沟森林公园、2018年在自治区天山东部国有林管理局木垒分局森林公园建立新疆大学生命科学与技术学院动植物野外实习基地。以上3个实习基地的自然环境独特，包括荒漠、草原、森林生态系统；植被垂直分布明显，包括山前荒漠、草原、灌木林、阔叶林和针叶阔叶混交林、针叶林、苔原带等多种景观。自然带中植物和动物的种类具有差异，生物多样性的地带性分布格局很明显，是生态学野外实习的理想场地。与此同时，这些实习基地的住宿条件良好、交通便利。但缺乏实习基地有关自然地理环境、生物多样性方面的综合考察报告。所以，具有多年野外实习经验的我们认为，积极跟实习基地管理部门合作，结合野外实习尽快查明实习基地的动植物物种名录、建立主要种类的彩色图片库、种类分布图和地理坐标信息、海拔信息数据库，撰写各实习基地的生物多样性综合考察报告是非常重要的。这样一方面为今后实习的学生提供参考资料，减少采集标本而导致的资源的破坏，另一方面在今后宣传和有效保护实习基地生物多样性方面提供科学依据和参考数据。

三、结语

实践教学是培养学生的动手能力和社会需求的适应能力的主要手段，其目的是培养应用型人才提高大学生就业率，为地方经济发展服务。生态学是实施生态文明建设的科技保障，生态文明建设是党的十八大报告中“五位一体”总体布局的重要组成部分。因此，加强生态学实践教学过程，提高学生的生态学创新思维和创新能力是早日实现生态文明建设的重要环节之一。

目前我院生态学教学中存在重理论、轻实践的现象，实践教学在生态学教学过程中所占的比重很少，实践教学的课时数不够；缺乏必要的生态学实践教学仪器设备；生态学实践教学实习基地建设相对落后，造成学生的参加实践教学的机会减少，影响他们的学习兴趣和教学效果的提高。与此同时，由于课时的限制，生态学实践教学内容的覆盖面不广，造成了实验内容的分散和不系统。

因此，针对我院生态学实践教学中存在的这些问题，我们认为首先增加生态学实践教学课时数，调整实验内容，减少验证性实验的比例，增加设计性实验数量是非常必要的。其次，加大生态学教学平台建设和野外实习基地建设，购买和补充必要的生态学实验所必须的仪器设备。再次，鼓励学生积极申报和参加大学生创新项目、教师的科研项目、选择生态学有关的毕业论文题目撰写毕业论文等多种途径培养他们的参加实践能力和创新能力。最后，加强生态学实践教学教师队伍建设、教材建设，建立生态学实践教学数字化平台是生态学实践教学环节中非常重要的环节。