以人为本的“森林生态学”课程教学模式的探讨

侯继华 张春雨

(北京林业大学林学院，北京 100083)



以人为本的“森林生态学”课程教学模式的探讨

侯继华 张春雨

(北京林业大学林学院，北京 100083)

“森林生态学”是与生物科学相关的基础课程之一，课堂教学中存在着理论讲授比重大和实践教学学时不足的问题，影响了学生学习的积极性。针对此问题，需要构建以人为本的新教学模式。新的教学模式是通过多种教学活动来构建的，包括策略性提问、开展游戏活动、组织校园观测、进行学术前沿讲座、经典文献研讨、案例讲析、课堂交流、网络教学等。以人为本的教学模式能够突出学生的主体地位，促进学生主体意识的确立，培养学生独立思考的能力和创新意识。以“生态学群落演替理论”教学内容为例，阐述了这种教学模式的实施方式，并达到了较好的教学效果。

森林生态学；以人为本；游戏实验；自主学习

保护生态环境已经成为各国政府和普通百姓的共识。由生态学支撑的可持续发展思想、生态平衡、生态系统、生物种群的动态及其调控等理论，在协调人与自然关系、改善环境、保卫国家生态安全方面发挥着越来越重要的作用，社会发展也越来越需要具有良好的生态学素养、综合素质高、实践能力强、富有开拓精神的创新人才[1]。针对社会的需求，以多元性、开放性和创造性的观点改革高校“森林生态学”课程教学，探索以学生为本的教学新模式是十分必要的。

一、“森林生态学”课程的特点

森林生态学是研究生物与其周围环境相互作用关系的科学[2]，是协调资源、环境和人类社会可持续发展的重要理论基础。当前“森林生态学”已经成为高等农林院校植物科学、水土保持、生物科学、环境科学等众多与生物科学有关专业的基础课程之一。以北京林业大学为例，“森林生态学”课程最早开设于20世纪70年代，目前已发展为林学、生物、水保、旅游、环规、园林、草坪和游憩等11个专业的基础课，是学生深入理解和掌握生态环境建设理论和技术必不可少的课程，在农林院校生态环境类专业课程体系中具有不可替代的作用。因此面对不同的专业，森林生态学的教育目标不仅仅是基础理论知识的传授，更重要的是对学生的学习能力、解决问题的能力和生态学意识、素质的培养。

森林生态学是以森林及其环境为主要研究对象，探索以乔木为主体的森林群落与环境相互作用的关系，具有基础性强、研究范围广、学科间渗透大、应用范围宽、既古老又年轻等特点。课程系统地讲述了个体生态、种群生态、群落生态、生态系统生态和全球变化等方面的基础理论，其内容涉及生物科学、数学、化学、物理、哲学等诸多领域。此外，还涉及了系统论、耗散结构理论、自组织理论等多种现代科学技术理论[3]。同时，针对现代生态学在宏观和微观两个方向上的发展趋势，“森林生态学”课程还不断吸收国内外最新研究成果，丰富课程内容和体系。如在种群生态学部分丰富了集合种群理论，在群落生态学部分补充了岛屿生物地理学理论和生物多样性维持的中性理论等。森林生态学是一门实践性很强的学科。一方面，重要的生态学理论多来源于农林牧渔业的生产实践，例如种群动态调节理论和中度干扰理论等。另一方面，生态学理论也是当前解决生态、环境和资源问题的重要依据。综上所述，“森林生态学”是一门基础理论丰富，实践性较强的课程。

二、“森林生态学”课程教学面临的问题

经过十多年的教学改革与探讨，“森林生态学”课程的教学模式有了很大的改进和提高[3-7]。但是，“森林生态学”课程教学中存在的一些问题仍未得到解决，最为突出的问题是理论讲授比重大而实践教学学时不足。以北京林业大学“森林生态学”课程为例，理论课学时因专业而异，分别为48学时、40学时和32学时不等。在理论教学时间内，要使学生全面、系统地掌握森林生态学的基本概念和基本理论比较困难，理论教学中许多重要知识点的讲授难以深入，学生缺少运用森林生态学基本理论去分析和解决问题的机会。例如群落演替是生态学中最重要的理论之一，是生态系统管理、退化生态系统恢复与重建、防护林建设的重要基础理论，也是经常被误解的概念之一。由于受课时限制，通常课堂讲授仅限于演替的类型和过程，不同干扰因素对演替的影响则很少涉及。即使学生了解了这一森林群落演替的概念，但对于在何种场景下如何应用演替理论、解决何种生态学问题仍是一片懵懂。森林生态学是一门理论与实践结合紧密的学科。要想了解生物与环境的关系，唯一的方法就是去研究它、实践它。但是，“森林生态学”的实践教学相对缺乏。在新版教学大纲中，不同专业的“森林生态学”实习课时分别为16学时和8学时。由于实习时间和实习条件的限制，实习内容仅限于种群分布格局和群落基本特征的调查，个体生态学、种群生态学和群落演替等重要部分未能涉及。部分选修课没有安排野外实习课程。“森林生态学”实验课程更是尚未开展。这些问题导致“森林生态学”课程内容过于理论化、抽象化，极大地影响了学生学习的积极性和教学效果，降低了该课程的教学质量。

三、构建以人为本的“森林生态学”课程教学模式

(一)正确认识学生的主体地位和教师的主导作用

以人为本的现代教育精髓就是要以学生为中心，以发展学生自我潜能和价值为目标的一种教育观[8]。以学生为本的“森林生态学”教学模式应突出学生的主体地位，促进学生主体意识的确立。学生学习的目的不仅仅是通过考试取得好成绩，更重要的是实现学生作为“人”的本体价值。因此在新的教学模式下，应注重学生的亲身体验，注重学生学习兴趣的培养，倡导学生主动参与、自主探究、交流合作，培养学生终身学习的愿望。

课堂教学应注重发挥教师的主导作用。教师由知识的传授者变为学生学习的组织者、促进者和引导者。教师的教学活动应更好地激发学生的学习兴趣，提高学生的学习效率，引导学生形成良好的科学素养，养成实事求是的科学态度，使课堂学习成为发展学生个性、启迪学生创造性思维、培养学生创新能力的最佳环境。这对教师的理论修养和课堂的协调力、控制力提出了更高的要求。在教学过程中，教师应理清森林生态学的理论模块、紧扣知识点、形成问题链、优化教学内容、精讲重点基础理论和概念，并通过启发式、参与式和讨论式的教学模式，引导学生主动获取森林生态学知识，整合新旧知识，建立起完整的知识理论体系，提高学生的综合素质，保证学生的可持续发展。

(二)综合运用多种教学方法，实施以人为本的课程教学模式

教师应积极、主动开展与课堂讲授环节相配合的多种教学活动，综合运用多种教学方法，改进教学行为。具体的教学活动包括：①策略性提问。教师根据教材内容和学生掌握的知识点，有针对性地设计出一些难易适度、密切联系社会现状的问题，从而调动学生的积极性、激发学生主动探索知识的愿望，提高学生运用所学理论知识分析问题、解决实际问题的能力。②游戏活动。在实践教学中，教师可根据课堂讲授的知识，将学生喜闻乐见的游戏形式运用到教学当中，将知识和游戏有机地结合起来。以游戏为知识的载体，激发学生的学习兴趣和热情，使学生集中精力主动地参与到课堂教学中来，实现寓教于乐。③指导学生开展校园观测实践。此外还可以开展学术前沿探索、经典文献研讨、案例讲析、学生展示、课堂交流、网络课堂等教学活动，引导学生自我学习。值得注意的是，各种教学方法各有优缺点，只有综合运用这些教学方法和手段，才能构建真正的以人为本的教学新模式。

四、以人为本课程教学模式在“群落演替理论”讲授中的具体操作

群落演替是指干扰事件后植物群落发生的一系列变化。干扰事件如野火、洪水、山体滑坡或台风等，可以导致生态系统结构和资源可获得性发生变化[2]。原来处于遮蔽环境下的植物和种子可以充分利用新的可获得的资源，包括阳光，得以繁盛，这些植物称为演替早期植物。一段时间后，随着演替早期植物的生长，它们改变着环境(通过遮阴或改变土壤条件)，为具有不同特性的演替后期物种的定居创造条件。植物群落被认为是处于不断的干扰、演替、干扰、演替……的循环演化之中。由此可见，干扰与群落演替过程密切相关，决定着群落演替的过程和结果。但是在以往的“森林生态学”教学中，这部分内容没有受到应有的重视，课堂教学采用“填鸭式”的教学方法，强调讲授群落演替的基本概念和过程，不能给予学生独立思考的时间和空间，影响学生创新性思维和能力的培养，也限制了学生对所获得的知识的理解、掌握和运用。

在近年的教学实践中，笔者将游戏实验应用于群落演替理论的讲授中，取得了较好的效果。演替理论的教学游戏实验类似于一种飞行棋游戏。游戏以5～6位同学为一组开展。每组的游戏道具包括6张角色卡片、3类干扰事件卡片若干张、6类非干扰事件卡片若干张、6类相互作用卡片若干张，游戏棋盘1张(见图1)和记录纸1张(见表1)。6张角色卡片分别代表了6种假想的具有不同生活史特征的演替早期植物和演替后期植物，这些物种对不同的干扰事件(如山体滑坡、动物取食或火烧)具有不同的响应能力。6类非干扰事件代表了植物生活史过程中必不可少的生态因子，如阳光、云、雨、蜜蜂、蝴蝶活动和动物取食果实等。这些事件是自然生物群落的重要组成部分。3类干扰事件卡片代表了群落发展过程中可能经历的外力干扰作用，如与人类生产密切相关的最常见的活动，包括滑坡、野火、牛羊等家畜的取食等。这些事件对演替早期和后期物种的影响各不相同，因此这些干扰事件发生顺序和频率会影响群落演替的结果。6类相互作用卡片简单地代表了物种之间可能发生的种间相互作用，包括竞争、促进和忍耐等。

图1 课程游戏中的棋盘

在游戏中，每组同学推选一位组长作为组织者。首先每个学生抽取一张角色卡片，分别扮演6种植物中的一种，每人执一棋子。游戏开始时，6枚棋子放在棋盘中“起点”的位置。组长随机抽取一张事件卡片，6个人分别根据手中角色卡片中的描述和指示，将棋子前移、保持原地、或后退。所有人都移动棋子后，检查棋盘。如果有两个棋子在同一个格子里，说明这两个棋子所代表的植物会发生种间相互作用。执此两子的同学之一随机抽取一张相互作用卡片，根据相互作用卡片和角色卡片的提示前移、保持原地或后移各自的棋子。组长继续抽取事件卡，不断重复上述过程，直到某位学生的棋子最先到达终点，获胜，游戏结束。

游戏结束后，组长记录每位学生的棋子在棋盘上的位序、发生的各种干扰事件和非干扰事件的频率。根据6位同学的位序，确定他们代表的6种植物在群落中的多度：最先到达终点的同学代表的植物的多度为6株，第二位同学代表的植物为5株，以此类推，最后一位同学代表的植物为1株(见表1)。以此为依据构建、绘制假想的顶级植物群落简图(见图2)，最后全班分享他们的结果。针对游戏展示的同样的起点、同样的植物经历不同的干扰事件具有不同的演替结局，全班同学一起讨论、分析产生这种结局的原因。

表1 课程游戏记录表

图2 演替后的顶级植物群落简图

利用这个游戏，教师引导学生将森林生态学的群落演替、种群数量动态、生活史策略、种间相互作用等原理有机联系在一起。游戏开始时教师应提出相关的思考题，游戏结束后组织同学展开讨论。如下思考题可供参考：

①如何描述你的小组构建的群落？是森林、草地或灌丛群落？

②没有干扰时哪些物种趋于增长？它们具有哪些共同的生活史特征？

③演替早期物种与演替后期物种有何区别？什么生活史特征决定植物很好地响应野火干扰，什么特征可能使物种具有很强的竞争能力？

④降低某一种干扰发生的频率会对群落的结构有什么影响？

⑤在游戏中干扰事件的发生是随机的，这是否能反映这些事件(如野火)在真正的生态系统中的发生规律？

⑥在游戏中，种群统计学事件，如繁殖和死亡的发生是与种群的大小无关的，这符合现实规律吗？

另外，教师还可以启发同学进一步预测去除某种干扰(如人为抑制野火的发生)会对群落演替的结果有何影响，以探讨人类生态系统管理实践对生态系统的可能影响，并利用新一轮游戏验证他们设想的生态学管理的结果。

五、实施以人为本的“森林生态学”课程教学模式的效果

在近年的教学实践中，笔者对以人为本的教学模式进行了尝试，取得了较好的教学效果。这种教学模式充分体现了学生在教学活动中的主体地位。在整个教学过程中，知识的获得主要是通过学生自己的感知、探索与分析，强调知识的运用。学生不仅仅快乐地学到了理论知识，而且通过独立思考、积极探索、发现问题，并运用所学的基础理论来解决问题，有效地将群落演替、种群数量动态、生活史策略、种间相互作用等森林生态学重要原理有机地整合成知识模块。课程结束的问卷调查反映，群落演替理论是学生学习“森林生态学”课程中印象最深的一课，对生态群落演替理论的理解也是最深刻的，学生在以后工作中应用这一理论的可能性极大。通过新的教学模式，使这一理论生动地展示在学生面前，激发了学生的兴趣，从根本上改变了学生在课堂教学中被动、附属的地位，真正做到了寓教于乐，激发了学生自主学习的热情，调动了学生的主观能动性，提高了他们创新思维的能力，这是“森林生态学”现代化课堂教学模式改革的有益探索。

[1] 王光军，田大伦，闫文德，等.生态学课程教学模式改革探讨[J].中南林业科技大学学报：社会科学版，2009，3(1)：129-133.

[2] 李俊清，牛树奎，刘艳红.森林生态学[M].2版.北京：高等教育出版社，2010：9-14.

[3] 王友保，刘高峰.大学生创新素质培养与生态学教学改革[J].黑龙江教育：高教研究与评估，2007(5)：40-41.

[4] 崔国发.生态学教学方法探讨[J].中国林业教育，2001，19(3)：42-43.

[5] 赵丽英，杜瑞卿，王云，等.大学生创新能力培养与生态学教学模式改革的探索[J].南阳师范学院学报，2009，8(12)：122-124.

[6] 张春雨，赵秀海.以提高创新能力为目标的“植物生态学”教学模式的改革[J].中国林业教育，2013，31(4)：70-72.

[7] 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.

[8] 张西林.旅游管理专业教学中以人为本思想应用探究[J].中国林业教育，2006，24(6)：5-8.

(责任编辑 王 伟)

北京高等学校青年英才计划资助项目，项目编号YETP0739。