多舉措優(yōu)化基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探析

楊世勇 黃永杰

摘要 針對(duì)當(dāng)前生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的教學(xué)效果差，實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)不規(guī)范，學(xué)生積極性差，成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系不適當(dāng)?shù)戎T多弊端，結(jié)合個(gè)人實(shí)驗(yàn)教學(xué)的切身體會(huì)，提出了從實(shí)驗(yàn)課準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的導(dǎo)入、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)到實(shí)驗(yàn)課程考核多舉措優(yōu)化基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞 普通生態(tài)學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革；創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)；人才培養(yǎng)

中圖分類(lèi)號(hào) S-01；G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 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(tài)學(xué)是一門(mén)研究生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)。自20世紀(jì)60年代人類(lèi)面臨人口、資源、環(huán)境等一系列問(wèn)題以來(lái)，生態(tài)學(xué)因其理論性、應(yīng)用性、針對(duì)性和多學(xué)科交叉性等綜合性而受到廣泛關(guān)注。目前，生態(tài)學(xué)不僅在理論和方法上，而且在研究對(duì)象的范疇、規(guī)模和尺度上都逐漸成熟起來(lái)。生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)理論、定量測(cè)定方法、建模技術(shù)以及系統(tǒng)分析方法是解決自然界和人類(lèi)社會(huì)面臨的迫切問(wèn)題的基礎(chǔ)。在解決當(dāng)前社會(huì)問(wèn)題時(shí)，生態(tài)學(xué)的作用不單純是作為一個(gè)學(xué)科參與其過(guò)程的探索，其作用還在于在科學(xué)和社會(huì)之間建立起一座橋梁[1]。為了適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)對(duì)生態(tài)學(xué)人才的迫切需要，全國(guó)已有50余所高校開(kāi)設(shè)了生態(tài)學(xué)本科專(zhuān)業(yè)[2]。安徽師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院也于近年確立了生態(tài)學(xué)本科-碩士-博士的人才培養(yǎng)模式。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等教育的重要組成部分。生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證和發(fā)展生態(tài)學(xué)理論知識(shí)的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合能力和科研素質(zhì)訓(xùn)練的重要手段，是理論知識(shí)向?qū)嵺`過(guò)渡的重要過(guò)程。因此，生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法是否得當(dāng)、實(shí)驗(yàn)課程體系和考核體系是否完善，對(duì)于保證生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的生態(tài)學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)、動(dòng)手能力、數(shù)據(jù)分析能力和科技論文撰寫(xiě)能力都至關(guān)重要[3]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)如何順應(yīng)時(shí)代要求，實(shí)現(xiàn)新世紀(jì)高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，是迫切需要解決的課題。為此，教研室全體教師從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的導(dǎo)入、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置、課程考核等方面入手，優(yōu)化生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)模式。

1 實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作不僅包括實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備和必需試劑的配制，還包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的導(dǎo)入?？梢哉f(shuō)，實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備和試劑配制是基礎(chǔ)。多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐表明，實(shí)驗(yàn)材料對(duì)待測(cè)生態(tài)因子的敏感性和試劑配制是否規(guī)范，是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。在測(cè)試溫度脅迫對(duì)花粉活力和萌發(fā)率的影響時(shí)，先后選取了百合、菊花、南瓜和絲瓜4種植物的花藥，0.1%、0.5%和2.0%的TTC以及多種溫度組合進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，最終發(fā)現(xiàn)絲瓜花粉，4 ℃、25 ℃和45 ℃（類(lèi)似于溫度影響絲瓜花粉萌發(fā)的“三基點(diǎn)”） 的溫度組合以及2.0%的TTC是獲取較佳實(shí)驗(yàn)效果的植物-溫度-試劑組合，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)絲瓜花粉在瓊脂粉溶液中不萌發(fā)，而在瓊脂培養(yǎng)基上才能萌發(fā)的現(xiàn)象。教師本人在預(yù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)并解決了問(wèn)題，大大提升了實(shí)驗(yàn)效果。正是因?yàn)橐庾R(shí)到預(yù)備實(shí)驗(yàn)對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的補(bǔ)充和促進(jìn)作用，歷任實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備人員和教師都將實(shí)驗(yàn)材料的精選、預(yù)備實(shí)驗(yàn)和試劑配制的規(guī)范性作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的第一要?jiǎng)?wù)。

2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的導(dǎo)入

如上所述，實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備和試劑配制是實(shí)驗(yàn)成功與否的基礎(chǔ)，而實(shí)驗(yàn)內(nèi)容導(dǎo)入環(huán)節(jié)是否具有感染力也會(huì)直接影響學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的積極性。教研室的老師同時(shí)也兼任本課程的實(shí)驗(yàn)員，都對(duì)本學(xué)科的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容了如指掌。筆者的做法是將實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容整合到生態(tài)學(xué)的課程教學(xué)中，用大量詳實(shí)的數(shù)據(jù)和圖片展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，讓學(xué)生學(xué)到實(shí)驗(yàn)課教材之外的知識(shí)點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)尚未開(kāi)始前已對(duì)學(xué)科實(shí)驗(yàn)有個(gè)感性認(rèn)識(shí)。以“溫度對(duì)花粉活力和萌發(fā)率的影響”這一實(shí)驗(yàn)為例，在教學(xué)過(guò)程中不局限于書(shū)本中所述的花粉上NAD（P）H2的H將TTC還原生成紅色化合物這一原理，還進(jìn)一步拓寬學(xué)生的視野，向?qū)W生講授除TTC法外的其他方法，如IKI法、熒光法、醋酸洋紅法和過(guò)氧化物酶法，并分析各法的利弊。雖然實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)源于教材，但在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容導(dǎo)入時(shí)，會(huì)將更深層次的知識(shí)點(diǎn)傳授給學(xué)生。一些在研究生學(xué)習(xí)階段才能遇到的學(xué)術(shù)內(nèi)容，都提前對(duì)學(xué)生進(jìn)行熏陶。同時(shí)，還鼓勵(lì)感興趣的學(xué)生采用教科書(shū)上沒(méi)有提到的實(shí)驗(yàn)方法對(duì)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。這也是安徽師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院本科生考研初試通過(guò)率和復(fù)試錄取率均名列省內(nèi)前茅的原因之一。正因如此，學(xué)生在走上工作崗位或繼續(xù)深造時(shí)均受到好評(píng)。多個(gè)研究所和“985”院校均接受安徽師范大學(xué)的保送研究生。

3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置

傳統(tǒng)的生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊、單一、簡(jiǎn)單，不能緊跟時(shí)代脈博，極大地影響了學(xué)生的生態(tài)學(xué)專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練，也不利于“培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)”這一基本培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[4]。生態(tài)學(xué)的課程內(nèi)容十分豐富，受課時(shí)和客觀因素所限，也不可能以實(shí)驗(yàn)的形式一一進(jìn)行驗(yàn)證。因此，必需在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置上下功夫，選取既反映生態(tài)學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，又符合學(xué)生認(rèn)識(shí)生態(tài)學(xué)知識(shí)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置上，同國(guó)內(nèi)流行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容一樣，教研組也開(kāi)設(shè)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)3塊內(nèi)容[2，4]。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)階段，讓學(xué)生盡可能多地接觸到后續(xù)設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)中會(huì)用到的儀器設(shè)備，教會(huì)學(xué)生如何正確選擇待測(cè)生境或研究對(duì)象，得到有效的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以及如何在實(shí)際儀器操作過(guò)程中減少人為誤差和系統(tǒng)誤差。更重要的是，在此階段逐步培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)，讓學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的實(shí)驗(yàn)態(tài)度。經(jīng)過(guò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)階段的洗禮，學(xué)生已掌握了基本的實(shí)驗(yàn)技能，可以獨(dú)立開(kāi)展設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。結(jié)合“校級(jí)、省級(jí)和國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目”、“安徽師范大學(xué)-中科院水生所武漢東湖國(guó)家級(jí)大學(xué)生校外實(shí)踐教育基地項(xiàng)目”等，鼓勵(lì)學(xué)生像科研人員一樣，充分查閱文獻(xiàn)，確定科研項(xiàng)目，設(shè)計(jì)技術(shù)路線(xiàn)，制訂出具體的實(shí)驗(yàn)方案。在此過(guò)程中，教師負(fù)責(zé)審核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案，評(píng)估其科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性、可實(shí)施性，確保創(chuàng)新性研究實(shí)驗(yàn)?zāi)芡瓿杉榷ㄈ蝿?wù)。到目前為止，生態(tài)學(xué)2011 級(jí)本科生均已進(jìn)入相關(guān)導(dǎo)師實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，5個(gè)團(tuán)隊(duì)共15名學(xué)生獲得國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目資助；2013年底全院以本科生為第一作者的CSCD論文已達(dá)7篇，這極大地刺激了學(xué)生科研探索和創(chuàng)新的積極性。

教研組還追蹤學(xué)科前沿，及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和培養(yǎng)方案，將化感作用、多重營(yíng)養(yǎng)關(guān)系、害蟲(chóng)耐藥性的演變等與農(nóng)業(yè)、林業(yè)和牧業(yè)密切相關(guān)的生態(tài)學(xué)原理補(bǔ)充到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來(lái)。

4 實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)

實(shí)驗(yàn)報(bào)告是學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)記錄，來(lái)不得半點(diǎn)虛假的成分。在批閱學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，最初常發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)雷同、互相抄襲的情況，還發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生為了迎合實(shí)驗(yàn)原理，讓數(shù)據(jù)好看，隨意篡改實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)。對(duì)此，一旦發(fā)現(xiàn)即嚴(yán)厲批評(píng)。實(shí)驗(yàn)和科研一樣，允許失敗，只要給出合理的解釋?zhuān)軌蚴斋@啟示的也不失為一個(gè)好研究、好實(shí)驗(yàn)。

任何一個(gè)完整實(shí)驗(yàn)都包括實(shí)驗(yàn)原理 （相當(dāng)于科研論文中的引言）、材料與方法、結(jié)果、討論和結(jié)論，是科研論文的縮影。因此，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，這些環(huán)節(jié)都必需一一呈現(xiàn)，否則該實(shí)驗(yàn)報(bào)告就不完整。根據(jù)個(gè)人的多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，多數(shù)學(xué)生只是將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、匯報(bào)，然后上交作業(yè)便草草了事。對(duì)此，筆者采取緊盯策略，逐步糾正學(xué)生的不良習(xí)慣和風(fēng)氣，即學(xué)生隨堂上交作業(yè)，教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并責(zé)成學(xué)生改正，否則不予以接收。連續(xù)多次后，學(xué)生的不良習(xí)慣已基本得到改正。

5 實(shí)驗(yàn)課程的考核

實(shí)驗(yàn)課成績(jī)既是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ木C合評(píng)價(jià)，又是促進(jìn)學(xué)生不斷提高綜合素質(zhì)的動(dòng)力。以往的成績(jī)?cè)u(píng)定主要從實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的規(guī)范性和實(shí)驗(yàn)紀(jì)律方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，現(xiàn)在則結(jié)合學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性、可行性、結(jié)果的可靠性、團(tuán)隊(duì)合作精神和參與度等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)由實(shí)驗(yàn)報(bào)告、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和期末考試成績(jī)組成，三者所占的權(quán)重分別為30%、40%和30%。每個(gè)環(huán)節(jié)都考核學(xué)生的動(dòng)手能力、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力和參與意識(shí)。研究性實(shí)驗(yàn)階段著重考查學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神。這樣可以保證整個(gè)考核貫穿實(shí)驗(yàn)課的始終，這種考核方式要求學(xué)生必須重視每個(gè)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，從而提高他們實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的效果和質(zhì)量[2]。

6 結(jié)語(yǔ)

如何切實(shí)有效地提高實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，扭轉(zhuǎn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的態(tài)度，提高學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)出高素質(zhì)、高創(chuàng)新性的人才，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。在國(guó)家教育投入持續(xù)增長(zhǎng)、實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)施日趨完善的情況下，教務(wù)人員也應(yīng)不斷探索和總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，積極進(jìn)行教學(xué)改革和實(shí)踐；學(xué)院和學(xué)校層面也應(yīng)開(kāi)放教學(xué)資源[4]，加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入，創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)員進(jìn)修訪學(xué)的機(jī)會(huì)，使實(shí)驗(yàn)課真正成為提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要平臺(tái)。

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