高校生态学课程教学策略探讨

赵灿灿　李英

摘要：本文对生态学课程教学进行了探讨和改革，提出了概念图教学、互动式教学、野外实践教学和参与科研项目等教学策略，利于调动学生的积极性并培养他们的团队协作精神和科学研究技能。

关键词：野外实践；多媒体教学；生态文明建设；参与科学研究

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）03-0136-02

生态学是研究生物之间以及生物和环境之间相互关系的科学，是一门应用面广且应用性较强的综合性学科。生态学研究对象广泛，包括从分子、个体、种群、群落、生态系统到景观乃至全球等各个层次，涉及多个分支学科。同时生态学与其他相关学科交叉和相互渗透，又形成了生理生态学、生态经济学等交叉学科，其基本原理和方法在自然科学和社会科学领域都得到了广泛应用。近年来，在人类追求物质文明的同时，也带来了一系列生态环境问题，特别是全球气候变暖、臭氧层破坏、酸雨、水土流失、生态系统退化、生物多样性减少、生物入侵以及有害污染物质等问题，正严重威胁着人类的生存和发展。党的十八大报告首次将生态文明建设提到前所未有的战略高度，就是为了遵循可持续发展原则，统筹人与自然的和谐发展，把发展与生态环境保护紧密联系起来。因此在现阶段对生态学的研究、教学和科学普及过程中更应该得到我们的重视。可以说，生态学已经成为我国高等院校环境科学、生物科学、地理科学以及农学等相关专业的必修或选修课程，然而传统的教学方法使得教学过程过于理论化、抽象化，影响了部分学生学习该门课程的积极性，因此探讨生态学教学策略有利于更好地传授生态学的基本原理和方法并可以培养学生在面对实际生态环境问题时分析问题解决问题的能力，对于生态文明建设具有重要意义。

一、概念图教学

概念图最早在20世纪60年代由美国康奈尔大学诺瓦克教授（Joseph D. Novak）等人提出，是用概念、连接以及表示概念间关系的连接词来组织和表征知识的工具，主要包括节点、连线、连接词和层级结构等四个基本要素。将概念图引入到生态学教学中，能够帮助学生组织和构建知识框架，使知识概括化、网络化、显性化、可视化，从而提高教学效果。首先，概念图作为一种重要的教学工具和策略，可以建立章节间的内在联系。种群、群落和生态系统及其与环境的相互关系是经典生态学的核心内容，也是本科生态学教学的重点内容之一，这部分出现的一系列概念，如：个体、种群、群落、生态系统、景观等，学生往往不容易把它们的从属关系弄清楚。另外，理清错综复杂的种内关系（种内竞争、社会行为等）和种间关系（竞争、捕食、寄生、共生等）也是生态学教学的难点内容。因此，在教学中可以先让学生尝试构建概念图，然后师生共同讨论，对其进一步补充和完善，这样学生可以以概念图的形式学习概念之间的同异和内在联系，使得知识层次清晰、结构性强，达到知识的总结和归纳效果，利于提高学习效率，也增强了教学过程中的师生互动性。其次，利用概念图进行对比复习，利于区分易混淆的概念。生态学教学中涉及到很多基本概念和定义，其中有不少容易混淆的概念，如：生境、栖息地、生态位、领域等。在教学过程中引导学生利用概念图对几个概念进行对比，用线段或箭头连接各概念，并逐一分析线段两端概念之间的关系，明确彼此之间的相同点和不同点，十分利于改变学生的认知方式，从而培养学生的创造性思维。另外，概念图在生态学前沿领域研究中也发挥着重大作用，概念图可以帮助建立探究的思维模型，并通过探究过程形成新的科学认知图式。

二、互动式教学

顾名思义，互动式教学就是在教师和学生之间，通过积极参与、互相感应、共同促进的双向沟通方式来进行授课。传统的教学法通常是教师单方讲解，学生被动接受，这使得课堂气氛沉闷，提不起学生的学习兴趣，教师授课的激情和教学效果都受到影响。互动式教学可以转换师生角色，大大提高学生的积极性，恰可以弥补传统教学法的不足。例如让学生参与授课，选择自己比较感兴趣的知识点，经过一定时间的学习、消化和课件准备，再讲授给其他学生，最后由教师补充和评论。虽然学生只讲授几十分钟的课程，但整个过程他们需要到图书馆查阅大量资料，深入地理解分析并严密组织语言，这样可以大大扩展学生的知识面，调动他们主动学习的潜能。目前，我国面临的一些生态环境问题如雾霾、水污染、土地功能退化和生物多样性丧失等，正严重威胁着人类的生存和发展，让学生选取身边发生的生态环境问题案例，搜集文字和图片资料，从成因、造成的后果以及解决方案等几个方面向大家详细讲解，不仅可以加深学生对该问题的理解，还能提高他们的生态文明意识，起到科普和宣传的作用。

另外，教师确定主题，组织学生展开讨论也是互动式教学的一种较好的方法，各种知识、想法、观点可以在学生和教师之间自由地交流，在讨论过程中学生对问题的理解和思维方式可以及时反馈给教师，使教师在今后的授课中针对性更强，学生也可以了解其他同学的思想，开拓自己的视野和思路，使得自己的知识结构更加完整充实。

三、现代教育技术

随着现代科学技术水平的不断提高，教学方式也在逐步多元化，并对生态学教学产生越来越深刻的影响。过去的黑板和投影等传统的教学形式正逐步被数字化的教材、图片和视频等多媒体教学所取代。多媒体技术图文并茂、声像俱佳，使学生置身于音像和语音中进行直观学习，大大增强了他们对复杂生态过程的理解和感受，全方位地调动他们的情绪和注意力。例如，在讲授生物与环境这一章节中生物对低温的适应知识点时，教师可以选取美国“Discovery”纪录片中“北极曝光”的视频片段，在没有任何防护措施的情况下，普通人在北极的极端低温下将会在十几分钟内死亡，然而北极熊却能够在冰面生活并在冰冷的海水中畅游。视频中用模拟图解的方式讲述了北极熊身体表面具有几十厘米厚的脂肪层和保暖的毛发，重点指出北极熊的毛不是白色而是透明色，这样更容易保持身体热量。在运动发热时，北极熊甚至需要在冰面上打滚来使身体降温。几分钟的短片可以大大活跃理论课堂的学习气氛，使学生们对知识点的印象十分深刻。诚然，多媒体教学具有许多优势，如信息量大、显示内容生动及节省板书时间等，但是也具有一定的局限性，如多媒体相对浅白的图片表现形式可能会对抽象思维活动产生抑制作用。因此教师不能完全摒弃传统的教学手段，而要将传统与现代教学手段有机结合，不过分依赖多媒体课件，让学生跟着老师的思路走，进而提高他们的逻辑思维能力。

四、野外实践教学

生态学作为当今发展最快、影响人类生活最广泛的自然科学，实践性是其最重要的特征。生态过程的认知很大程度上依赖于对生物群落和生态因子相互作用的实地观测，开展生态环境保护的对象也通常是自然生态系统或野生动植物，因此野外实习是生态学教学中必不可少的基本内容。现阶段我们的本科学生绝大部分是九零后，无论是来自农村还是城市，都缺乏生活经历和生产实践经验，对生态学现象缺乏感性认识。生态学实践教学有利于学生将书本所学的基础理论知识与实际方法结合起来，培养他们的动手能力和野外工作技能，同时也可以培养他们艰苦奋斗和团结协作的精神。教师可利用校园绿化或森林公园等场所设置实验，带领学生学习野外调查植物群落的方法，如测定乔木和灌木的高度、胸径和冠幅估算生物量，在草地上划定样方调查草本植物多度、盖度、频度等。野外实践教学也可以重点关注本地区和学生周边的生态问题，如化肥农药的过量施用、大气和水污染、生物入侵和极端气候等对生态系统产生的影响。生态学实验中，由于各种环境条件控制极其复杂，生物对环境反应的敏感性也不尽相同，实验往往会出现差异性的结果。因此要让学生树立不能简单地用“成功”或“失败”来衡量实验结果的意识，只要严格按照正确方法实验，最大可能消除仪器和人为误差的影响，运用正确的统计方法分析数据，其实验结果就是可信的。在野外实践教学中，可以将学生们分成若干小组，学生之间互相协调互相帮助，以小组为单位共同完成实验。在这个过程中，学生可以充分认识他人的长处和自身的不足，利于培养团结协作精神，为未来走向工作岗位打好基础。

五、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，只有把教学和科研紧密联系起来，生态学课程教学才能更有活力。教师在授课过程中可以结合自己的最新科研成果，对研究意义、实验设计和方法、实验结果等做出详细介绍，并将一些有趣的实验现象和原因分析通过图片及视频等方式展示给学生。这种教学方式会大大拉近基础理论知识和前沿科学研究的距离，引发学生深入思考。另外，建议教师将科研项目向本科生开放，让本科生参与到生态学相关研究课题中来，指导学生查阅相关文献资料、设计实验方案和技术路线、准备材料及具体实施实验、整理统计实验数据、分析讨论原因及撰写科技论文，在模拟科学研究整套流程中，完成对学生的科研训练，培养他们的综合科研能力。在这个过程中，教师可以带领学生参观大型科研仪器设备，了解仪器的分析原理和使用方法，利于学生开拓眼界和产生兴趣，也可以邀请国内外相关领域专家进行专题讲座，鼓励学生参加并积极提问，增进学生与专家的交流，让其更为了解最新科研动态。这一系列的科研训练为攻读研究生的学生奠定了扎实的科研基础，使他们能够很快地转换到科研角色中，同时也大大提高了就业学生的社会竞争能力，使他们尽早地在工作领域发挥自己的才能。教师也是受益者，学生强烈的求知欲和初生牛犊不怕虎的勇气能够时刻激励着教师不断前行探索。

本文探讨了生态学教学策略并细化了教学改革的具体实施方案，旨在扎实学生的生态学基础知识，培养其实践经验和团队精神。同时也希望提高学生的科学研究基本技能，强化其生态文明意识，以期为提高大学生综合素质和培养合格的研究型应用型生态专业人才起到积极的推动作用。