多举措优化基础生态学实验教学模式探析

杨世勇 黄永杰

摘要 针对当前生态学实验教学存在的教学效果差，实验报告撰写不规范，学生积极性差，成绩评价体系不适当等诸多弊端，结合个人实验教学的切身体会，提出了从实验课准备、实验内容的导入、实验内容设置、实验报告撰写到实验课程考核多举措优化基础生态学实验教学效果的教学模式。

关键词 普通生态学；实验教学；教学改革；创新性实验；人才培养

中图分类号 S-01；G642.0 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）08-02519-02

Optimization for Experiment Teaching Pattern of Fundamental Ecology with Multiple Measures

YANG Shiyong et al

（School of Life Sciences， Anhui Normal University， Wuhu， Anhui 241000）

Abstract Aiming at the current teaching pattern of ecological experiment characterized by poor teaching efficiency， abnormal reports representation， lower learning enthusiasm and inadequate performance assessment system， multiple approaches that may optimize the teaching efficiency of ecological experiments， like the preparation of ecological experiment， the introduction and arrangement of experimental contents， the presentation of experimental report， the evaluation of the arrangement of experimental course， were recommended based on personal teaching experience.

Key words Fundamental ecology； Experiment teaching； Teaching reform； Innovative experiment； Talents training

生態学是一门研究生物与环境之间相互关系的科学。自20世纪60年代人类面临人口、资源、环境等一系列问题以来，生态学因其理论性、应用性、针对性和多学科交叉性等综合性而受到广泛关注。目前，生态学不仅在理论和方法上，而且在研究对象的范畴、规模和尺度上都逐渐成熟起来。生态学的基础理论、定量测定方法、建模技术以及系统分析方法是解决自然界和人类社会面临的迫切问题的基础。在解决当前社会问题时，生态学的作用不单纯是作为一个学科参与其过程的探索，其作用还在于在科学和社会之间建立起一座桥梁[1]。为了适应社会经济发展和生态环境建设对生态学人才的迫切需要，全国已有50余所高校开设了生态学本科专业[2]。安徽师范大学生命科学学院也于近年确立了生态学本科-硕士-博士的人才培养模式。

实验教学是高等教育的重要组成部分。生态学实验是验证和发展生态学理论知识的重要环节，是对学生进行综合能力和科研素质训练的重要手段，是理论知识向实践过渡的重要过程。因此，生态学实验的教学方法是否得当、实验课程体系和考核体系是否完善，对于保证生态学实验课教学效果，培养学生的生态学素养、创新意识、动手能力、数据分析能力和科技论文撰写能力都至关重要[3]。实验教学如何顺应时代要求，实现新世纪高素质、创新型人才培养的目标，是迫切需要解决的课题。为此，教研室全体教师从实验准备、实验内容的导入、实验内容的设置、课程考核等方面入手，优化生态学实验教学的教学模式。

1 实验前的准备

实验前的准备工作不仅包括实验材料的准备和必需试剂的配制，还包括实验内容的导入。可以说，实验材料的准备和试剂配制是基础。多年的实验教学实践表明，实验材料对待测生态因子的敏感性和试剂配制是否规范，是实验成败的关键。在测试温度胁迫对花粉活力和萌发率的影响时，先后选取了百合、菊花、南瓜和丝瓜4种植物的花药，0.1%、0.5%和2.0%的TTC以及多种温度组合进行预实验，最终发现丝瓜花粉，4 ℃、25 ℃和45 ℃（类似于温度影响丝瓜花粉萌发的“三基点”） 的温度组合以及2.0%的TTC是获取较佳实验效果的植物-温度-试剂组合，同时还发现丝瓜花粉在琼脂粉溶液中不萌发，而在琼脂培养基上才能萌发的现象。教师本人在预实验的基础上发现并解决了问题，大大提升了实验效果。正是因为意识到预备实验对于实验教学的补充和促进作用，历任实验准备人员和教师都将实验材料的精选、预备实验和试剂配制的规范性作为实验教学的第一要务。

2 实验内容的导入

如上所述，实验材料的准备和试剂配制是实验成功与否的基础，而实验内容导入环节是否具有感染力也会直接影响学生进行实验探究的积极性。教研室的老师同时也兼任本课程的实验员，都对本学科的实验内容了如指掌。笔者的做法是将实验课内容整合到生态学的课程教学中，用大量详实的数据和图片展示实验过程和实验结果，让学生学到实验课教材之外的知识点，在实验尚未开始前已对学科实验有个感性认识。以“温度对花粉活力和萌发率的影响”这一实验为例，在教学过程中不局限于书本中所述的花粉上NAD（P）H2的H将TTC还原生成红色化合物这一原理，还进一步拓宽学生的视野，向学生讲授除TTC法外的其他方法，如IKI法、荧光法、醋酸洋红法和过氧化物酶法，并分析各法的利弊。虽然实验内容来源于教材，但在实验内容导入时，会将更深层次的知识点传授给学生。一些在研究生学习阶段才能遇到的学术内容，都提前对学生进行熏陶。同时，还鼓励感兴趣的学生采用教科书上没有提到的实验方法对本实验进行验证。这也是安徽师范大学生命科学学院本科生考研初试通过率和复试录取率均名列省内前茅的原因之一。正因如此，学生在走上工作岗位或继续深造时均受到好评。多个研究所和“985”院校均接受安徽师范大学的保送研究生。

3 实验内容的设置

传统的生态学实验内容陈旧、单一、简单，不能紧跟时代脉博，极大地影响了学生的生态学专业训练，也不利于“培养和发展学生的专业实验素质”这一基本培养目标的实现[4]。生态学的课程内容十分丰富，受课时和客观因素所限，也不可能以实验的形式一一进行验证。因此，必需在实验内容的设置上下功夫，选取既反映生态学的学科特点，又符合学生认识生态学知识的实验内容。

在实验内容的设置上，同国内流行的实验教学内容一样，教研组也开设基础性实验、设计性实验和创新性实验3块内容[2，4]。在基础实验阶段，让学生尽可能多地接触到后续设计性和创新性实验中会用到的仪器设备，教会学生如何正确选择待测生境或研究对象，得到有效的监测数据，以及如何在实际仪器操作过程中减少人为误差和系统误差。更重要的是，在此阶段逐步培养学生的科研素养，让学生养成科学、严谨、实事求是的实验态度。经过基础实验阶段的洗礼，学生已掌握了基本的实验技能，可以独立开展设计性和创新性实验。结合“校级、省级和国家级大学生创新性实验计划项目”、“安徽师范大学-中科院水生所武汉东湖国家级大学生校外实践教育基地项目”等，鼓励学生像科研人员一样，充分查阅文献，确定科研项目，设计技术路线，制订出具体的实验方案。在此过程中，教师负责审核学生的实验方案，评估其科学性、严谨性、可实施性，确保创新性研究实验能完成既定任务。到目前为止，生态学2011 级本科生均已进入相关导师实验室进行创新性实验，5个团队共15名学生获得国家级大学生创新性实验项目资助；2013年底全院以本科生为第一作者的CSCD论文已达7篇，这极大地刺激了学生科研探索和创新的积极性。

教研組还追踪学科前沿，及时调整实验内容和培养方案，将化感作用、多重营养关系、害虫耐药性的演变等与农业、林业和牧业密切相关的生态学原理补充到实验教学中来。

4 实验报告的撰写

实验报告是学生实验结果的真实记录，来不得半点虚假的成分。在批阅学生实验报告时，最初常发现数据雷同、互相抄袭的情况，还发现有些学生为了迎合实验原理，让数据好看，随意篡改实验原始数据。对此，一旦发现即严厉批评。实验和科研一样，允许失败，只要给出合理的解释，能够收获启示的也不失为一个好研究、好实验。

任何一个完整实验都包括实验原理 （相当于科研论文中的引言）、材料与方法、结果、讨论和结论，是科研论文的缩影。因此，在实验报告中，这些环节都必需一一呈现，否则该实验报告就不完整。根据个人的多年教学经验，多数学生只是将实测数据进行计算、汇报，然后上交作业便草草了事。对此，笔者采取紧盯策略，逐步纠正学生的不良习惯和风气，即学生随堂上交作业，教师及时发现问题，并责成学生改正，否则不予以接收。连续多次后，学生的不良习惯已基本得到改正。

5 实验课程的考核

实验课成绩既是对学生实验能力的综合评价，又是促进学生不断提高综合素质的动力。以往的成绩评定主要从实验操作、实验报告的规范性和实验纪律方面进行评价，现在则结合学生实验方案设计的创新性、可行性、结果的可靠性、团队合作精神和参与度等进行综合评价。实验考核成绩由实验报告、创新性实验和期末考试成绩组成，三者所占的权重分别为30%、40%和30%。每个环节都考核学生的动手能力、分析实验数据的能力和参与意识。研究性实验阶段着重考查学生的创新意识和团队合作精神。这样可以保证整个考核贯穿实验课的始终，这种考核方式要求学生必须重视每个环节的学习和实践，从而提高他们实验学习的效果和质量[2]。

6 结语

如何切实有效地提高实验课的教学效果和教学质量，扭转学生对实验课的态度，提高学生的积极性和主动性，培养出高素质、高创新性的人才，是一项复杂的系统工程。在国家教育投入持续增长、实验室硬件设施日趋完善的情况下，教务人员也应不断探索和总结教学经验，积极进行教学改革和实践；学院和学校层面也应开放教学资源[4]，加大实验教学经费投入，创造实验员进修访学的机会，使实验课真正成为提高学生综合素质的重要平台。

参考文献

[1]

孙振钧，周东兴.生态学研究方法[M].北京：科学出版社，2010：7.

[2] 冯远娇，陈桂葵，苏贻娟，等.《生态学实验研究方法与技术》课程改革探讨[J].湖南科技学院学报，2013，34（2）：192-194.

[3] 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.

[4] 朱凡，王光军，项文化，等.普通生态学实验课程教学改革探索[J].中南林业科技大学学报：社会科学版，2010，4（4）：162-163.