“植物生态学”课程教学改革与探索

罗芳丽

（北京林业大学自然保护区学院，北京 100083）

植物生态学是研究植物与环境之间、植物与植物之间的相互关系的一门科学［1］。自工业革命以来，社会、经济、科学技术和人口都在迅猛增长，人类在追求物质文明发展的同时，也带来了一系列的生态环境问题，特别是全球气候变暖、臭氧层破坏、酸雨、水资源状况恶化、土壤资源退化、全球森林危机、生物多样性减少与有害污染物质等问题，正威胁着人类的生存和发展［2］。面对这些问题，植物生态学的研究、教学和知识普及越来越受到人们的重视［3］。以植物生态学为基础的植物种群生态调控、植物资源可持续发展和合理利用等理论和方法，在农、林、牧、渔、环保、资源管理等各个方面已被广泛应用。

植物生态学是一门理论性和实践性都非常强的学科。该学科培养出的本科人才不仅要掌握基本理论，还必须具备一定的科学研究能力和创新能力，让学生学会运用科学思维去分析和解决可持续发展过程中的生态问题。传统的“植物生态学”课程教学方法通常是以理论教学为主，缺乏与实践教学的有机结合，影响学生学习的积极性。如何激发学生的学习积极性、提高教学质量是摆在教学一线教师面前急需思考和解决的问题。本文以北京林业大学开设的“植物生态学”课程为研究对象，总结了笔者在“植物生态学”课程教学活动中的一些改革和实践经验，以系统性、实用性为指导，以深化教学改革为主线，以培养和提高学生实践能力和创新能力为目标，对教学内容、教学方法与手段、实践教学环节和考核形式4方面进行了一系列的改革。

一、优化课程教学内容，激发学生的创新意识

（一）教学内容脉络清晰

为取得较好的教学效果，笔者在“植物生态学”课程教学内容编排上力求做到脉络清晰、主干分明，让学生一目了然、容易掌握。在参考国内外最新教材《森林生态学》《The Ecology of Plants》等内容编排的基础上，笔者结合北京林业大学自然保护区学院的专业设置特点，以生态结构层次为主线，按照植物分子生态学、生物与环境学、个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学和全球生态学的顺序组织教学。这种顺序安排与传统的从生态系统生态学到个体生态学的编写顺序相比，符合由点到面、由简单到复杂的思维习惯，更易于被学生理解和掌握。

与传统的“植物生态学”课程教学内容相比，这种编排在讲授内容上着重增加了植物分子生态学的章节，因为植物分子生态学在揭示物种濒危的内在机制、维持生物多样性和制定合理的保护措施等方面具有重要的理论和实践意义［4］。对于自然保护区学院野生动植物保护与管理专业的学生而言，这部分内容不仅给学生讲授了植物生态学的最新研究热点，也为学生以后从事相关工作奠定一定的理论基础。

（二）教学内容保持前沿性

在“植物生态学”课程授课过程中，笔者在每个章节穿插部分课时来介绍该研究方向的国内外最新研究进展。如在植物分子生态学教学中介绍“分子生物学技术在保护我国特有濒危能源植物文冠果中的应用”；在个体生态学教学中介绍“全球气候变化（如CO2浓度升高、紫外辐射增加、盐生环境扩大化等）对植物生理生态学特性的影响”；在种群生态学教学中介绍“种群生态学的基本理论在生物资源可持续利用中的应用”；在群落生态学教学中介绍“生态群落物种共存的进化机制”；在生态系统生态学教学中介绍“农业生态系统能流分析”等，这样既增加学生对植物生态学研究热点的了解，又培养学生的科研兴趣。

二、改革课堂教学方法与手段，培养学生的创新能力

（一）采用多元化的教学方法

传统的“植物生态学”课程教学方法多是以教材为核心，学生被灌输的记忆式教学为基础，教与学的过程均枯燥而乏味，严重制约学生的学习积极性。因此，笔者认为引入教育学中的讨论式教学、互动式教学和问题式教学等方法对传统的“植物生态学”课程教学方法改革无疑具有重要的作用。如讨论式教学，教师组织学生在课堂上参与植物生态学相关问题的讨论，在突出重点、理清难点的基础上，针对某个生态学现象或问题引发学生的课堂讨论。互动式教学则是教师和学生进行角色互换，让学生参与讲授一部分比较简单的知识点，这种方法是由学生自己选择讲授的内容，经过一定时间的准备，由学生讲授给其他学生，最后由教师补充和评论，这种方法极大地提高了学生学习的主动性和积极性。虽然有的学生只讲授20分钟的课程，但他们需要到图书馆查阅大量的资料，学到许多课堂上学不到的东西。此外，笔者还针对当前植物生态学研究的前沿领域，邀请国内外相关领域的专家给学生进行专题讲座，鼓励学生积极参加并提问，这些教学手段在“植物生态学”课程教学实践中获得了良好的效果。

（二）改革教学手段

“植物生态学”课程涉及的学科多、信息量大。笔者认为教师可充分利用多媒体教学手段，制作出有特色的教学课件，并及时更新、充实到教材内容中，使抽象的概念和理论知识具体化、教学内容情景化，做到图文并茂、有声有色。另外，教师还可将教学课件连同习题库、参考文献等放到教学平台上，让学生全方位、立体式的学习。国内一些院校已进行了“植物生态学”课程的双语教学［5-7］，实践证明双语教学提高了学生使用外语获取专业知识的能力。目前，北京林业大学已在相关课程的教学中使用了双语教学，并取得了较好的教学效果。

三、重视实践教学环节，提升学生的创新能力

（一）提高实验课的教学效果

实验课是“植物生态学”课程教学中不可分割的一部分。“植物生态学”实验课程教学内容丰富，限于课时安排，不可能逐一进行操作，必须根据实际情况进行选择。笔者在选择实验课内容时经常引入当前社会热点问题和学科前沿问题，以激发学生的学习兴趣。如，在我国云南遭受罕见大旱时，笔者让学生开展我国南方典型树种水分循环实验研究，使学生充分理解植物水分循环与环境因子之间的关系；针对当前全球CO2浓度上升的现状，安排学生测定CO2浓度升高条件下植物的生长和生理指标，让学生更深刻地认识到控制全球CO2浓度升高、保护人类生存环境的重要性。目前，北京林业大学的“植物生态学”实验课程内容大致分为2类：①基础实验。这类实验经过多年教学实践检验，技术和方法已经非常成熟，具有缜密的科学性和严谨性，这类实验的目的是让学生在全面掌握基本实验技能的过程中巩固所学的理论知识。②创新实验。学生可以通过查阅文献资料，或针对指导教师的科研课题的部分内容进行实验。整个实验过程，包括资料的查阅、实验方案的设计、实验材料的准备等，都由学生独立完成，教师在实验过程中给予指导。这类实验的目的是锻炼学生的综合实验能力，使学生更紧密的接触科研过程。把基础实验和创新实验相结合，形成合理的知识结构和能力层次，既照顾到一般学生，又为部分学生提供了发挥创造潜能和彰显个人特殊才能的空间和机会，使学生在有限的时间内学到了更多的知识。在笔者的教学实践中，有多名本科生参与到笔者所在研究组的科研项目中，并取得了明显成果。其中，90%本科生能顺利完成实验工作和数据分析工作，30%本科生能独立完成数据分析和学术论文的写作工作，这样的教学尝试也大大提高了学生参与的积极性和主动性。

（二）提高野外综合实习的教学质量

开展野外实践教学不仅是学生将植物生态学基本理论方法与实际相结合的重要步骤，也是培养学生动手能力和野外工作技能，培养学生艰苦奋斗、开拓创新精神和挖掘专业潜力的重要试验场所。笔者认为依据课程特点和教学单位的实际情况，选择合适的实习区域并制定合理的实习内容，对野外实践教学至关重要。

北京林业大学植物生态学野外综合实习区域的选择遵循以下原则：①生物资源丰富，植被类型多样；②相关的自然和社会资料详实；③交通便利，生活设施完备；④最好已与有关单位建立教学基地共建或有教学合作关系。

在此基础上，笔者制定了以下几方面的实习内容：①植物个体及种群生态调查，调查实习区域内野生特有、尤其是珍稀濒危种类的生存、分布格局及种群数量等，并分析现存物种与环境温度、湿度、水分（雨量）的关系。②植物群落生态学调查，通过植物群落样方技术、数量特征统计，调查区域内维管植物种类（蕨类植物、裸子植物、被子植物）及群落的丰富度、多样性等。③植被生态学调查，调查实习区域内森林植被的群系类型、植被型及其分布特征，调查常绿阔叶林带、常绿落叶阔叶混交林带、针叶林的垂直分布规律，掌握生物群落与环境的相关性，特别是地带性与非地带性分布规律。这些实验内容既保证了本科生教学内容的充实性，又具有北京林业大学特殊的环境地理优势，让学生在实践中加深了对所学知识的理解。

（三）鼓励学生参与科研项目

科学研究的不断深入推动了教学改革的进程，只有把教学与科研紧密联系起来，理论与实践紧密联系起来，“植物生态学”课程教学才能更有活力，学生的积极性才能最大程度地调动起来［8］。笔者在教学实践中作了如下尝试：①笔者结合近期在湿地植物生态学研究中的最新成果，以案例的形式将如何开展水淹后湿地植物恢复响应机制的研究方法、实验设计等详细实验过程介绍给学生，并将笔者发现的一些有趣的实验现象展示给学生，这种将研究成果和进展融进教学工作的做法，拉近了抽象理论和实践的距离，提高了学生学习的兴趣，引发了学生的思考，加深了学生对课程内容的理解。②在实验课中笔者带领学生参观学校的高级科研仪器设备、听取实验员的详细讲解、了解仪器设备的使用方法。这种尝试有助于开拓学生的眼界，提高学生对大型实验仪器和设备的认识。③设立不同级别和不同资助额度的大学生科研资助项目。比如，北京林业大学的“本科生科技创新专项计划”“大学生创新创业训练计划”等项目。在过去2年的教学实践中，笔者所在研究组指导的本科生创新项目已经有1项顺利完成并接受验收，另有2项正在顺利实施。通过这些项目的实施，极大提高了学生刻苦钻研和独立思考的能力，为部分学生今后从事相关的研究工作提供了有益的实践经验。

四、建立健全课程考核体系，巩固学生的创新能力

成绩考核是教学过程的一个重要环节。随着教学方法的多样化，课程成绩评估形式也应采取多种方式。只有这样，才能客观、公正地评价学生对“植物生态学”课程的掌握情况。

在教学实践中，笔者采取了综合评定的模式，将平时课堂学习考核、报告和论文与期末考试相结合。课堂学习考核采取课堂讨论和课堂作业的形式（占30%），报告和论文包括实验课和野外实习报告、科研项目的参与以及科研论文的撰写（占30%），期末考核以理论知识和技能考试为主（占40%）。在总成绩评定上降低了期末考试在总成绩考核中的比重，增加了学生实践能力考核的力度，使成绩评定更客观、更人性化、更真实地反映整个学习过程。实践证明，该考核方式对“植物生态学”课程教学起到重要的促进作用。

古语说，教学相长。笔者在“植物生态学”课程教学活动中不断地改革，一些经验和方法已经被证明是切实有效的，对调动学生学习的积极性和主动性，提高本科生全面素质起到非常好的效果。随着教学改革的推进，笔者也碰到一些新的问题和困惑，比如如何系统地指导有兴趣的本科生开展植物生态学的相关科学研究、如何科学地培养本科生撰写科研论文的能力等，愿与所有的同行交流学习。

［1］姜汉侨，段昌群，杨树华，等.植物生态学［M］.北京：高等教育出版社，2004：1-10.

［2］孙儒泳，李庆芬，牛翠娟，等.基础生态学［M］.北京：高等教育出版社，2002：6-14.

［3］吴永波.农林院校森林生态学课程教学改革的探索与实践［J］.中国林业教育，2010，28（2）：43-45.

［4］李景文，李俊清，张华荣.生态学研究热点——植物分子生态学［J］.植物杂志，2001（4）：40-41.

［5］张璐，苏志尧.森林生态学双语教学的问题和对策［J］.中国林业教育，2007，24（4）：73-75.

［6］曹春晖，刘宪斌，崔青曼.海洋生态学双语教学研究与实践［J］.科教文汇，2008，76（10）：68-71.

［7］高宇，王晓，李俊清.生态学双语教学的研究［J］.中国林业教育，2005，23（2）：59-62.

［8］项贤领，席贻龙.生态学设计性实验教学与科研相结合的模式探索［J］.生物学通报，2009，44（11）：30-32.