歐美高校生態(tài)學(xué)教學(xué)方法研究綜述

許子乾+++趙丹丹

摘 要：生態(tài)學(xué)是一門綜合性學(xué)科，既包括豐富的理論內(nèi)容也具有很高的實踐要求，這對從事生態(tài)學(xué)教學(xué)的大學(xué)教師提出了很高的要求。文章介紹了歐美高校生態(tài)學(xué)教育中的“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，以及采用“后向?qū)W習(xí)法”的教學(xué)過程，以構(gòu)建良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，提高學(xué)生討論和思考問題的積極性，達(dá)到讓學(xué)生具有更專業(yè)的生態(tài)學(xué)思維的目的。

關(guān)鍵詞：歐美高校；生態(tài)學(xué)；教學(xué)方法；研究綜述

一、概述

高等教育在過去三十年中發(fā)生了較大的變革，傳統(tǒng)的教學(xué)方法為教師在課堂上講授知識，學(xué)生做筆記。這種教學(xué)方式在當(dāng)下被認(rèn)為是“過時”的。有研究表明，在教學(xué)過程中增加大量的師生互動和針對科學(xué)研究的教學(xué)技術(shù)內(nèi)容，實施更為積極的教學(xué)策略，讓學(xué)生更好地參與到科學(xué)研究的具體過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)更好的教學(xué)效果，但具體的策略和技術(shù)的選擇非常復(fù)雜[1]。有學(xué)者認(rèn)為，高等教育的最大變革在于學(xué)習(xí)過程由單純的科學(xué)知識掌握轉(zhuǎn)變?yōu)閷φ麄€科學(xué)體系、概念的深刻理解，這種變革也反映在具體教學(xué)實踐活動中，尤其是給傳統(tǒng)的課堂授課方式帶來了很大的轉(zhuǎn)變[2]。然而，出于經(jīng)濟(jì)、效率等原因，大多數(shù)歐美高校仍然保留了傳統(tǒng)的課堂授課方式，這也是目前絕大多數(shù)學(xué)生接受的教育方式。[3]

生態(tài)學(xué)是一門實踐與理論緊密結(jié)合的學(xué)科，從事生態(tài)學(xué)教學(xué)的研究者大都接受了大量的科研能力訓(xùn)練，這使他們能夠勝任實驗室、研究機(jī)構(gòu)的工作。而在教學(xué)方面，絕大多數(shù)生態(tài)學(xué)教師只是在任教前接受了幾個星期甚至更短時間的簡單培訓(xùn)，這使他們對如何開展教學(xué)活動非常茫然。很多生態(tài)學(xué)研究者在進(jìn)入大學(xué)后才有機(jī)會與教學(xué)導(dǎo)師、教育研究員合作，發(fā)展其教學(xué)技能。這種科學(xué)研究者和教育研究者之間的合作能夠使教學(xué)更有成效，并作為改善教學(xué)的主要手段。在大多數(shù)歐美高校，教學(xué)資金主要用于本科教學(xué)，但由于各高校實際用于改善教學(xué)水平的投入?yún)⒉畈积R，并且受到時間、精力等條件的限制，許多生態(tài)學(xué)家很少接觸到教學(xué)方法方面的研究，對新的教學(xué)策略和方法也缺乏認(rèn)知[4]。從事生態(tài)學(xué)研究的教師往往不知道如何去引導(dǎo)學(xué)生從生態(tài)的角度運(yùn)用科學(xué)的思維來思考問題，這是由于這種思維方式對于受到大量科研訓(xùn)練的研究者來說是理所當(dāng)然的，很難讓其站在學(xué)生的角度來思考和學(xué)習(xí)，往往會“假設(shè)”學(xué)生已經(jīng)掌握了這樣的思維方式，導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量不高[5]。另外，大多數(shù)生物科學(xué)專業(yè)的學(xué)生被要求必須至少選修一門生態(tài)類的課程，且此課程往往被設(shè)置為大型的入門課程，有時一門課程的授課人數(shù)高達(dá)數(shù)百人，這就很難為每名學(xué)生定制其適合的教學(xué)主題，因此教學(xué)班級人數(shù)也是影響授課質(zhì)量的重要因素。

二、“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念

大量的研究表明，“以學(xué)生為中心”的教學(xué)手段已經(jīng)被證明比傳統(tǒng)的課堂授課或講座形式更有效率[6][7][8]。在授課中加入主動學(xué)習(xí)策略、小組討論、隨堂測試等互動性活動更為學(xué)生所接受，更能體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)思想，對于提升生態(tài)學(xué)教學(xué)效果更為明顯[9]。比格斯（Biggs） 和唐（Tang）在1999年出版的《為有質(zhì)量的大學(xué)學(xué)習(xí)而教：學(xué)生做什么》（Teaching for Quality Learning at University： What the Student Does）一書中描述了大量如何改善高等教育教學(xué)條件、提高教學(xué)水平的案例和方法[10]。漢德爾斯曼（Handelsman）和德克斯（Dirks）在文獻(xiàn)中列舉了若干 “以學(xué)生為中心”的具體的教學(xué)手段和策略[11][12]。皮克特（Pickett）在2007年所著的《生態(tài)學(xué)認(rèn)知》中專門針對生物學(xué)或生態(tài)學(xué)教學(xué)進(jìn)行了論述[13]。2011年，德哈恩（DeHaan）對生物科學(xué)教育的研究做了階段性的綜述[14]。米勒（Miller）在2015年歸納提出了生物學(xué)教育中的50個最關(guān)鍵的內(nèi)容[15]。納普（Knapp）等在2010年提出了生態(tài)學(xué)教育學(xué)中必須關(guān)注的七個原則，即實驗性、競爭性、耦合性、動態(tài)性、歷史性、范圍性、相互性[16]。2010年，俄亥俄州立大學(xué)的“生物學(xué)入門課”（Introductory Biology Project）構(gòu)建了一個人工生態(tài)系統(tǒng)（微觀世界），并用作生物學(xué)課程中的實踐教學(xué)，產(chǎn)生了良好的效果。

目前許多關(guān)于生態(tài)學(xué)和生物學(xué)教學(xué)的論文，大多只是描述了教育理論或思想，并沒有提到在實踐中具體如何操作。許多教育者希望在教學(xué)期間能讓學(xué)生更加積極，但不知道從何開始，希望得到啟發(fā)。研究表明，一個良好的教學(xué)過程必須具備以下3個條件：一是確保師生預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)之間的一致性；二是良好的學(xué)習(xí)硬件和軟件環(huán)境；三是合適的教育技術(shù)手段用于輔助教學(xué)。[17]

三、后向?qū)W習(xí)法

霍奇斯（Hodges）等人的研究表明，“后向教學(xué)法”（Backward Course Design）能較好地體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)思想[18]，具體的做法為：授課前闡述預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)；展示學(xué)生能夠?qū)W到的東西，確定如何評估學(xué)生取得的成就；以多樣化的教學(xué)活動幫助學(xué)生實現(xiàn)目標(biāo)。簡而言之，就是以“后退”的形式安排整個學(xué)習(xí)過程。

（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)計

后向?qū)W習(xí)法的第一步是設(shè)計學(xué)習(xí)目標(biāo)。對于生態(tài)學(xué)這樣的綜合性學(xué)科，目標(biāo)設(shè)定應(yīng)該著眼于學(xué)生的思維方式和實踐能力，具體包括生態(tài)基礎(chǔ)知識、實驗設(shè)計能力、數(shù)據(jù)分析能力、科學(xué)假設(shè)能力等。學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)定要盡量詳細(xì)，以便后期評估方法的選擇和教學(xué)活動的開展。

以瑞典斯德哥爾摩大學(xué)資源環(huán)境系開設(shè)的“海洋保護(hù)區(qū)管理”課程為例，學(xué)習(xí)目標(biāo)被設(shè)定為：“海洋保護(hù)區(qū)”的定義和解釋，不同類型保護(hù)區(qū)的治理，不同環(huán)境下保護(hù)區(qū)的管理，如何規(guī)劃一個良好的保護(hù)方案。學(xué)習(xí)目標(biāo)應(yīng)針對學(xué)生的不同能力設(shè)置等級，包括基本掌握（記憶、理解）和高級應(yīng)用（分析、計算和創(chuàng)造）兩個級別?；菊莆占墑e表現(xiàn)為：能闡述“海洋保護(hù)區(qū)”的基本含義；能夠區(qū)分“沿岸區(qū)”“內(nèi)海區(qū)”和“外海區(qū)”三大類型海洋保護(hù)區(qū)；能夠記憶海洋環(huán)境變化、漁業(yè)變化和危險物海上運(yùn)輸對保護(hù)區(qū)管理帶來的影響；能夠從海洋本身和外部因素兩方面給出恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)區(qū)管理建議。高級應(yīng)用級別除了應(yīng)具有基本掌握級別的表現(xiàn)之外，還應(yīng)具有一定的分析、計算和創(chuàng)造能力，比如能夠結(jié)合沿海污染工業(yè)控制的案例，通過對控制過程的描述（計劃→審批→控制），包括工業(yè)設(shè)施的選址、規(guī)劃建設(shè)的許可、環(huán)境評估、對污染物的監(jiān)測活動、重點污染物試驗設(shè)計和計算方法的表述等，實現(xiàn)對“海洋保護(hù)區(qū)管理”理論的應(yīng)用和實踐，達(dá)到較高層次的知識掌握程度。

一般來說，面向低年級學(xué)生教學(xué)或公共課教學(xué)時，設(shè)定的目標(biāo)應(yīng)盡量廣而淺，注重基本知識的解讀和生態(tài)理念的熏陶；面向高年級學(xué)生或小班教學(xué)時，可以設(shè)計更高層次的目標(biāo)，如數(shù)據(jù)分析的思維、實驗設(shè)計的方法等。

（二）評估方法的制定

評估方法的制定是整個學(xué)習(xí)過程的關(guān)鍵，必須遵循豐富性和客觀性的原則，與設(shè)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)相吻合。多樣化的評估手段可以更加客觀地反映學(xué)生真實的學(xué)習(xí)情況，避免“為考試而考試”的情況。可以使用的評估手段包括口頭報告、寫作、研討會、互相解讀學(xué)習(xí)報告等，其中讓學(xué)生互相解讀各自的學(xué)習(xí)報告的做法，可以使其更多地參與學(xué)習(xí)，獲得更好的學(xué)習(xí)效果，對提升最終報告的質(zhì)量效果顯著。

仍以“海洋保護(hù)區(qū)管理”課程為例，最終成績評估的方式可以采用口頭或者書面報告的形式，針對不同的分組假設(shè)不同類型和情況的保護(hù)區(qū)，讓學(xué)生提出該保護(hù)區(qū)的治理模式，并指出目前模式的利弊；也可以采用“角色扮演”的評估方式，如讓學(xué)生扮演一個保護(hù)區(qū)的管理者，讓他們來設(shè)定一些管理規(guī)則或處理一些特定的問題，比如，如何接受特定的資助并正確使用等。

（三）課堂教學(xué)的實施

課堂教學(xué)是后向?qū)W習(xí)法的第三步，也是整個教學(xué)過程最主要的環(huán)節(jié)。好的教學(xué)活動能提高學(xué)生的參與度，促使他們學(xué)會相關(guān)的技巧、策略和規(guī)則。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)參與熱情的方法是將他們已有的知識和需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容聯(lián)系起來，這種方法能夠提高學(xué)生在不同情況下使用知識的能力。提高學(xué)生學(xué)習(xí)參與度的原則歸納如下：一是盡量從宏觀角度開展教學(xué)；二是多與學(xué)生進(jìn)行互動；三是讓學(xué)生多思考。

1.課前準(zhǔn)備

在進(jìn)行課堂教學(xué)前，通常會進(jìn)行一些課前準(zhǔn)備活動，如故事、視頻、戲劇表演等形式，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)主要知識之前有大致的概念，獲得部分先驗知識，這個過程不是必需的，但對授課效果有著顯著的提升。尤其是當(dāng)講解某個新概念之前，可以提供一些材料引起學(xué)生興趣。以講授“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”為例，可以剪輯一段幾分鐘的各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的視頻給學(xué)生看，讓學(xué)生對相關(guān)概念有一個大致印象。課前準(zhǔn)備活動安排取決于預(yù)期設(shè)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)和實際的授課時間，內(nèi)容必須反映授課內(nèi)容且有助于授課。如果很難找到合適的活動內(nèi)容，可以增加與學(xué)生的互動，比如請平時積極活躍、準(zhǔn)備充分的學(xué)生針對本次課程說一分鐘自己的看法。

2.課中學(xué)習(xí)

課中學(xué)習(xí)是教學(xué)活動的主體，學(xué)習(xí)的形式多種多樣。生態(tài)學(xué)作為一門交叉學(xué)科，內(nèi)容龐雜，一堂課涵蓋的知識點往往較多，且因為生態(tài)學(xué)具有很強(qiáng)的實踐要求，所以需要在課堂上充分調(diào)動學(xué)生的積極性，讓學(xué)生“浸入式”地參與學(xué)習(xí)。常規(guī)的教學(xué)活動有主題演講、隨堂寫作、分組討論、實驗活動等。仍以“海洋保護(hù)區(qū)管理”課程為例，可設(shè)計分組討論教學(xué)法：首先學(xué)生被分成若干小組，每個組都有針對某個保護(hù)區(qū)設(shè)立的一個討論主題，如自然資源、生態(tài)多樣化、生態(tài)系統(tǒng)等，然后從每個小組中抽出一名成員，抽出的成員組成新的小組，該小組作為制定管理方案的代表，從不同的角度討論一個具體的保護(hù)區(qū)管理方案，最后根據(jù)可用的時間和預(yù)期目標(biāo)，以討論、報告或演示的形式作總結(jié)。此外，還有一些非常規(guī)的、有趣的教學(xué)方式。如在美國哥倫比亞大學(xué) “全球氣候變化”公開課上，將學(xué)生劃分為贊成或反對全球變暖學(xué)說的兩派，分別給出閱讀素材，進(jìn)行辯論，讓學(xué)生在辯論中學(xué)習(xí)相關(guān)知識[19]。又如，事先確定一個主題，讓學(xué)生圍繞它進(jìn)行意見的表達(dá)，以研討會的形式讓其他同學(xué)針對內(nèi)容進(jìn)行點評[20]。再如，問答式的學(xué)習(xí)法會讓課堂教學(xué)互動性更強(qiáng)。教師讓學(xué)生通過解決一個實際問題的方式來學(xué)習(xí)知識，并監(jiān)督學(xué)生解決問題的過程，在關(guān)鍵的環(huán)節(jié)加以指導(dǎo)。研究表明，這一類方法能取得更好的教學(xué)效果[21][22]。需要注意的是問題與現(xiàn)實生活的關(guān)聯(lián)性，充分考慮學(xué)生的興趣和已有的經(jīng)驗，解決問題的過程和手段應(yīng)該是客觀、真實的，這樣學(xué)生才能通過解決問題獲得正確的知識和思維方式[23]?？傊?，學(xué)習(xí)活動要打破課堂教學(xué)中教師講述的主導(dǎo)地位，將學(xué)習(xí)的主導(dǎo)權(quán)交給學(xué)生，教師主要起設(shè)計和引導(dǎo)的作用，充分調(diào)動學(xué)生的積極性。

3.教師授課

“以學(xué)生為中心”的教學(xué)思想并不否定教師在教學(xué)活動中的地位，而是對教師的授課提出了更高的要求。在實際授課中需要利用一切機(jī)會吸引學(xué)生，讓學(xué)生參與討論互動，如通過拋出一個熱點問題、開展一分鐘匯報、繪制思維導(dǎo)圖等方式。利用新的教育技術(shù)，可以讓學(xué)生更加積極地參與課堂講授的過程[24]。典型的例子是，師生可以通過“數(shù)字墻”實時發(fā)布信息，交流自己的想法。再如，采用類似于遠(yuǎn)程控制的“遙控器”系統(tǒng)，讓學(xué)生快速地回答問題。這些“遙控器”可以有不同的用途，如對關(guān)鍵環(huán)節(jié)的理解力等?！斑b控器”也可以用手機(jī)或電腦設(shè)備來替代，諸如此類的新的設(shè)備既能吸引學(xué)生，也能更好更快速地了解其學(xué)習(xí)情況。[25][26]

常規(guī)的授課一般分為四個步驟：首先，簡要介紹課堂內(nèi)容；其次，提出具體的問題，并通過文本、視頻等形式展開講解和討論；再次，通過“數(shù)字墻”或“遙控器”系統(tǒng)檢查學(xué)生的理解情況，重點講解知識難點和模糊點；最后，給出進(jìn)一步閱讀的資料和學(xué)習(xí)建議[27][28]。講授不僅是傳授信息，更重要的是引起學(xué)生的反思和討論欲求。課堂時間是有限的，教師要分配好授課和與學(xué)生討論的時間。而在“翻轉(zhuǎn)課堂”模式中，教師將學(xué)習(xí)的主導(dǎo)權(quán)交給學(xué)生，教師則采用講授法和協(xié)作法來滿足學(xué)生的需要，促成他們的個性化學(xué)習(xí)，其目標(biāo)是讓學(xué)生通過實踐獲得更真切的學(xué)習(xí)體驗，已有的研究表明，這樣的形式在生態(tài)學(xué)教學(xué)中能夠取得很好的效果[29]。授課前，教師必須花費(fèi)大量的時間設(shè)計整個課程的走向，而不至于讓課程流于表面的討論和嬉戲。[30]

4.教學(xué)方法的選擇

隨著教育技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用到教學(xué)中的各種方法越來越多，如何選擇合適的方法來進(jìn)行教學(xué)，需要注重以下兩個因素。第一，時間分配。學(xué)習(xí)需要時間，尤其是生態(tài)學(xué)這類綜合學(xué)科，某個知識點可能涉及很多其他學(xué)科知識[31]。因此，教師應(yīng)掌控節(jié)奏，隨時提供指導(dǎo)和輔導(dǎo)，留有一定的時間給學(xué)生討論、理解和消化。第二，教學(xué)難度。由于教育背景、社會經(jīng)歷、學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)投入的差異，每個學(xué)生的學(xué)習(xí)能力各不相同。從建構(gòu)主義角度看，理想的學(xué)習(xí)狀態(tài)是學(xué)生基于已有的知識，在教師的引導(dǎo)下逐漸理解新的知識內(nèi)容[32]。如果學(xué)生對于要學(xué)習(xí)的知識一無所知，教師的教學(xué)將具有極大的挑戰(zhàn)性，這時候教師應(yīng)該努力調(diào)整教學(xué)目標(biāo)的難度，從而幫助學(xué)生理解和學(xué)習(xí)。[33]

四、專業(yè)思維培養(yǎng)

生態(tài)學(xué)教學(xué)的最終目的是讓學(xué)生以專業(yè)生態(tài)學(xué)家的思維進(jìn)行思考，擁有跨學(xué)科的思維、與人合作的技巧及與人溝通的能力[34]。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)充分運(yùn)用已有的知識來幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，特別注意要以“專業(yè)”的思維來引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，這對教師提出了較高的要求。例如，對于某個生態(tài)學(xué)的概念，不能只是簡單地解釋，而要從專業(yè)的角度闡述，結(jié)合實際的案例去剖析概念，從而讓學(xué)生養(yǎng)成專業(yè)性的思維方式，更好地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。[35]

五、結(jié)語

通過對歐美主流高校生態(tài)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀的梳理，本文在不考慮外部因素（主要指經(jīng)濟(jì)因素）支持的情況下探討如何能更積極地、“以學(xué)生為中心”進(jìn)行生態(tài)學(xué)教學(xué)，提出了具體的實踐方法。每個學(xué)生都與眾不同，為了讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)，我們需要設(shè)立不同的學(xué)習(xí)目標(biāo)，采用不同的學(xué)習(xí)活動，并通過不同方式進(jìn)行評價。讓學(xué)生積極地參與到活動中，真正實踐“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念。為了創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，我們需對整個課程教學(xué)過程進(jìn)行合理的規(guī)劃，即協(xié)調(diào)好預(yù)期目標(biāo)、評價方式、學(xué)習(xí)活動。

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編輯 呂伊雯 校對 李廣平