高等农林院校分子生态学课程建设与教学改革探索

赵小虎，刘震，胡承孝(华中农业大学资源与环境学院，湖北武汉430070)

随着国家对生态环境的保护和对生态文明建设的日益重视，生态学的发展正面临前所未有的机遇。作为生态学的重要领域之一，分子生态学是分子生物学与传统生态学结合形成的一个新兴领域，是当前国际生态学研究的热点和新的增长点［1］。由于是多学科交叉的产物，农林院校的分子生态学囊括了农业生态学、种群遗传学、保护遗传学、微生物生态学、行为生态学、亲缘地理学及生态毒理学等多个主体，课程涵盖的信息量广泛且深入。农林相关领域是分子生态学应用的主战场，而农林院校是分子生态学教学的重要基地。如何使得农林院校的学生在极有限的时间里掌握如此巨大的信息量是该课程教学工作的重点。该文结合农林院校的学科结构，针对教学过程中遇到的问题，从课程内容设置和教学方法等方面，对分子生态学课程教学改革进行探索。同时，围绕学生创新能力的培养，讨论研究以该课程学习为契机的人才创新素质提升途径。

1 农林高校分子生态学课程特性

1.1 课程的重要性 分子生态学是介绍生物活性分子在其显示的与生命相关联的活动中所牵连到的分子环境问题。不只是应用分子生物学技术研究生态学问题，更多的是利用分子生物学技术从微观探讨生态学机制。农林及其相关领域有着庞大的生物—环境互作系统，因此，分子生物学技术的迅猛发展使得分子生态学在农林领域的应用凸现，如农业面源污染、转基因食品安全、农林系统物种多样性等领域的研究均须应用分子生态学的方法来揭示其现象本质，这使得分子生态学成为农林高校越来越重要的课程之一。

1.2 课程的特殊性 分子生态学是基于DNA和蛋白质的分子水平探索生物、种群、环境间的互作关系，在农林相关的动物、植物、微生物以及农林空间生态的结合与应用十分广泛［2］。因此，农林高校涉及分子生态学的学科专业众多。然而，当前大多院校的分子生态学课程并不仅限于生态学专业内部开设，多是相关学科专业的学生同时选修该课程，这就要求课程内容设置必须适用于多学科，且要保证课程内容的系统性、衔接性和整体性。

2 农林高校分子生态学课程教学中遇到的问题

2.1 缺乏适合农林高校的参考教材 分子生态学诞生于1992年，直到二十世纪末才正式作为一门独立的学科列入高校课程体系。因此，市面上以分子生态学为书名或含有“分子生态学”字样的图书数量十分有限，且现有分子生态学图书的专业针对性较强。从表1可知，当前尚缺乏适合农林高校使用的《分子生态学》教材，编订教材、补充现有教材内容十分必要。

2.2 学生对课程的理解与掌握困难 作为农林院校生态学专业的基础课以及环境科学、农业资源环境、林学、农学、植物保护、园艺、动物科学、食品科学、微生物学等专业的选修课，分子生态学课程内容覆盖学科面极广，往往给学生“课程内容连贯性不够”、“知识版块跳跃性大”、“某些内容与自己专业无关”等印象，久而久之，学生对该课程学习的积极性下降，对课程的理解与掌握进入恶性循环状态，大大降低了课堂效率和课程魅力。

2.3 对师资要求高 “将科研融入教学”是大学课堂成功的重要因素。然而，分子生态学涵盖内容广且深，任课教师由于研究领域的限制，不可能同时精通课程中所有内容的前沿动态，很难做到在每一章节结合最新科研成果。如何有效传递各版块内容的最新信息是任课教师必须面临的难题。这不仅要求教师自身专业知识面广，还要求教师不断查阅和学习多学科的前沿进展。

表1 市售《分子生态学》及相关图书特征汇总分析

3 对农林高校分子生态学课程建设的思考

3.1 对课程内容设置的思考 由于分子生态学是以分子生物学为技术基础，重点研究其在生态学各领域的结合与应用，而学习该课程的学生专业差异大，分子生物学基础参差不齐。因此，课程以分子标记技术为主线，贯穿农林相关生态学的各个方面，将不同专业内容的生态学问题串联，给学生以整体感的同时，又不失各自专业问题的实例解析。以合理的内容设置扩大学生的知识面，调动课程学习的积极性(图1)。

3.2 对教材编订的建议 结合分子生态学在农林领域的应用及农林高校的学科专业，教材编订以课程设置的三个部分为主体，紧紧围绕学生专业背景，将基础理论与专业应用相结合。课程导论部分阐明分子生态学的概念和研究范畴，使学生真正理解分子生态学在农林相关领域的重要作用。课程主体的第一部分讲述核酸、蛋白质的基本结构与功能;免疫学、基因突变与重组、细胞的分子生物学基础;阐明基因组学、蛋白质组学、系统生物学与生物信息学的基本概念和内涵。第二部分通过比较分子标记同形态学标记、细胞学标记、生化标记等的区别，详细介绍在农林领域常用且较先进的各种分子遗传标记技术的优缺点及其适用对象［3］。第三部分分别从概念、基本原理的应用、实际问题的研究与解决思路等三个层次，依次以讲座的形式讲述分子生态技术在种群遗传分析、遗传保护、行为生态、生态毒理、亲缘地理、农业微生物、重组生物生态风险评估等主要农林领域的应用［3－4］。

4 农林高校分子生态学课程教学方法的改革与探索

学生对课程的学习效果与学生对该课程的兴趣和学习热情成正相关，而学生的兴趣和热情在很大程度上取决于授课教师的水平。调查结果显示:认为学生上课认真听讲的原因主要在于“老师上课幽默，能带动课堂氛围”的比例为92.31%;认为学生听课效率下降主要影响因素在于“老师带动不了课堂活跃气氛”的比例为76.92%［5］。由于分子生态学具有多学科融合、课程内容微观与宏观结合的特点，讲授时若过于微观深入，容易使学生感到吃力、疲劳;若是过于宏观，则易使人感觉空洞、乏味。此外，该课程专题较多，易造成学生“选择性学习”。因此，除了课前认真设计课程教学内容外，从教学手段、教学理念和教学方法等层面努力调动课堂气氛，是提高该课程课堂效率的关键。

4.1 教学理念

4.1.1 “教”与“学”一体化。“教”与“学”分别是课堂上教师和学生这两个主体的行为。抛开了“学”这个行为，“教”就没有意义。因此，教学过程中应时刻把握学生的心理动态，有针对性的、间歇性的设置课程“亮点”，激起学生“学”的兴趣和欲望。课程设计时应换位思考，站在学生的角度探索“如何将教学方式转换为知识的最佳表现形式?如何增强课堂的魅力?例如，在课程设计中多处设置悬念，并配合动画与图片、提问，努力将学生注意力“拉”到PPT中来，使“教”与“学”达到一体化［6］。

4.1.2 内容与形式并重。课程设计的过程中，如果只是专注课堂内容，忽视了教学形式的创新，那么无论教学内容多么深奥、研究多么透彻、讲述多么清晰，学生最终“消化吸收”的有效知识依然不高。因此，在对教学内容深度研究的同时，必须同时对每一个知识点探讨出“配套”的教学手法和讲授方式，提高学生对知识吸收的绝对量。

4.1.3 内容设计“顶天”“立地”。“顶天”:即课前深入研究，查阅所讲授内容的前沿进展，紧跟学科动态;“立地”:即在讲述时，将每一部分的纯理论知识与当前对应的社会时事问题紧密结合，始终将现实问题呈现在眼前，将纯理论的知识贯穿其中，应用最微观的分子生态学知识去研究最宏观的农林生态问题。

4.2 教学手段 分子生态学涉及到生态现象与生态规律的发生、发展过程中的分子机理，内容尺度跨度大，且微观内容过于抽象、宏观内容过于想象。巧妙运用多媒体教学，将抽象的内容图示化、形象化便于学生直观理解。给学生以新鲜感的同时，消除听课疲劳。例如动画演示RFLP分子标记技术的原理，并以图片的形式展示该方法的操作步骤;借助多媒体网络在线演示构建系统进化树的方法;Flash演示物种进化和分子亲缘地理等内容［5］。

4.3 教学方法

4.3.1 课堂讲授。课程内容正式开始前，将时事新闻、社会热点等以案例、图片的形式呈现。结合系列图片和本次课程内容，提出疑问，留给学生悬念和思考(图2)。课前介绍即将讲授课程内容的题纲时，以“*”标注重点内容，便于学生在正式听课前整体把握课程重难点及其分布。选择教师本人或同行专家在该领域的研究成果作为该内容的实践案例，阐述、演示如何将理论性的原理与生产实践相结合，增强知识的实用性和操作性。在此之后，分别针对不同专业的学生，结合该次课程的内容设置思考题，与学生现场互动，举一反三，增强对知识的融汇与强化［7］。

4.3.2 自主探究。

4.3.2.1 资料查阅。针对下次课程内容安排，设置课本没有现成材料的问题，给出提示，由学生自行界定文献查阅的内容，培养学生自主动手的能力和提高学生辩证思维能力。4.3.2.2 分组讨论。根据专业类型，将选修该课程的学生分成若干小组，由授课教师根据各小组的专业背景给定时事话题。

4.3.2.3 专题报告。形式类似于分组报告，随机为每位学生准备一个主题，要求提前准备材料，并进行短时间的报告。

4.3.2.4 实验设计。结合社会热点，设置问题，要求学生查阅资料后，设计简单的实验方案。考察学生灵活应用所学知识解决实际问题的能力。

4.3.2.5 多元考核。将学生的总成绩分解到各个部分:期末考试占40%，课堂表现占10%，分组讨论占15%，专题报告占15%，实验设计占20%。注重过程化培养，侧重创新精神和综合运用理论知识解决实际问题能力的培养［7］。

分子生态学作为生态学科飞速发展的一个领域，未来其应用必然更加广泛。对农林院校分子生态学课程教学的探索与改革十分必要，可通过对教学内容的调整，编订适用教材;针对该课程的特点，优化课堂形式，调动学生兴趣，促成多元化和过程化教学;以教师讲授和学生自主探究同时进行的模式，培养学生的自主解决专业问题的能力，提升学生创新素质。

［1］张程，谢宜勤.分子生态学研究现状和发展趋势［J］.安徽农业科学，2011，39(16):9490 －9492.

［2］杜彦修，孙红正，张静，等.植物分子生态学课程教学与农业生态环境安全意识的培养［J］.安徽农业科学，2013，41(19):8396 －8397.

［3］刘洋，夏建磊.分子生态学本科教学实践与探索［J］.生物技术世界，2014(5):115.

［4］吕杰.生态学专业开设分子生态学课程的教学探讨［J］.学科探索，2013(12):40 －41.

［5］问卷星专业在线调查、测评、投票平台［EB/OL］.http://www.sojump.com/report/1974933.aspx.

［6］韦朝领.研究生分子生态学教学方法的探索［J］.世界华商经济年鉴·高校教育研究，2008(11):220－222.

［7］胡剑.营造生态型教学平台激活“创新基因”——以“分子生物学”教学设计为例［J］.中国大学教学，2013(1):60－63.