生物科學(xué)專業(yè)生態(tài)學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系的改革與探索

艾尼瓦爾·吐米爾，袁禎燕，吳 衛(wèi)

（新疆大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830046）

生態(tài)學(xué)是研究生物與生物之間，生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的一門應(yīng)用性和實(shí)踐性非常強(qiáng)的一門學(xué)科，也是一門解決危機(jī)的學(xué)科。［1-3］21世紀(jì)人類正面臨的世界人口急劇增長(zhǎng)、沙漠化日益嚴(yán)重、森林遭到嚴(yán)重破壞、野生動(dòng)植物大量滅絕、可利用的水資源越來(lái)越減少、漁業(yè)資源逐漸減少、河水污染嚴(yán)重、大量使用農(nóng)藥、地球溫度明顯上升、酸雨現(xiàn)象增加等各種環(huán)境問(wèn)題引起了人們對(duì)生態(tài)學(xué)教學(xué)和研究的重視。［4］

生態(tài)文明是人類為保護(hù)和建設(shè)美好生態(tài)環(huán)境而取得的物質(zhì)成果、精神成果和制度成果的綜合，是貫穿于經(jīng)濟(jì)建設(shè)、政治建設(shè)、文化建設(shè)、社會(huì)建設(shè)全過(guò)程和各方面的系統(tǒng)工程，反映了一個(gè)社會(huì)的文明進(jìn)步狀態(tài)。［3，5-6］生態(tài)學(xué)與生態(tài)文明建設(shè)密不可分。生態(tài)文明的發(fā)展與建設(shè)，離不開(kāi)生態(tài)學(xué)及相關(guān)學(xué)科的支撐。因此，聯(lián)合國(guó)教科文組織于1981年提出，要把生態(tài)學(xué)知識(shí)普及到每一個(gè)人，做到家喻戶曉。［5］

生態(tài)學(xué)是我院生物科學(xué)、生物技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心課。筆者從事生態(tài)學(xué)教學(xué)多年，以講授普通生態(tài)學(xué)為主，也涉及到動(dòng)物生態(tài)學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)、恢復(fù)生態(tài)學(xué)、應(yīng)用生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域，主要的授課對(duì)象是生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)的本科生。近年來(lái)在生態(tài)學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)的新理論、新的研究方法和技術(shù)手段要求我們?nèi)绾伟牙碚摻虒W(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，提高實(shí)踐教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力。因此，本文結(jié)合近年來(lái)我院生態(tài)學(xué)實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題，談?wù)勗谏鷳B(tài)學(xué)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和方法上的改革思路及實(shí)踐活動(dòng)。

一、生態(tài)學(xué)實(shí)踐教學(xué)存在的問(wèn)題

（一）生態(tài)學(xué)實(shí)踐教學(xué)未受到重視

生態(tài)學(xué)實(shí)踐教學(xué)在理論與實(shí)踐相結(jié)合，理論知識(shí)的驗(yàn)證和鞏固，提高學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力等方面具有不可代替的作用。［6-7］遺憾的是我院生態(tài)學(xué)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)一直未得到應(yīng)有的重視，基本沒(méi)有單獨(dú)開(kāi)設(shè)的生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程和生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)。從2019年開(kāi)始在生態(tài)學(xué)教學(xué)中增加了8個(gè)學(xué)時(shí)的生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容包括種群數(shù)量的估計(jì)（Lincoln指數(shù)法）、植物群落內(nèi)生態(tài)因子的測(cè)定、植物群落物種多樣性的測(cè)定等3個(gè)實(shí)驗(yàn)。因?yàn)?，?shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的缺乏、課時(shí)少、經(jīng)費(fèi)有限，生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的效果不理想，沒(méi)有達(dá)到激發(fā)學(xué)生興趣的效果。與此同時(shí)生態(tài)學(xué)理論課和實(shí)驗(yàn)課開(kāi)設(shè)的學(xué)期不一致，實(shí)驗(yàn)課程起不到驗(yàn)證和鞏固理論知識(shí)的預(yù)期效果。另外，生態(tài)學(xué)沒(méi)有單獨(dú)的野外實(shí)習(xí)內(nèi)容，在動(dòng)植物野外實(shí)習(xí)過(guò)程中涉及到生態(tài)學(xué)方面的實(shí)習(xí)內(nèi)容和實(shí)習(xí)任務(wù)較少。

（二）實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容缺乏探索性和創(chuàng)新性

生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容單一，以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)為主，缺乏綜合性、研究性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

我院生物科學(xué)專業(yè)生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)的內(nèi)容合并在動(dòng)植物長(zhǎng)途實(shí)習(xí)中，基本停留在一般的生境觀察，記錄海拔、經(jīng)緯度等信息的水平上。最基礎(chǔ)的昆蟲數(shù)量的取樣調(diào)查、小型獸類的種群數(shù)量調(diào)查以及巢區(qū)面積的估算、鳥類數(shù)量的樣線調(diào)查方法、動(dòng)物行為的觀察、植物群落的取樣技術(shù)、植物群落多樣性分析等方面的實(shí)習(xí)內(nèi)容沒(méi)有開(kāi)展。所以在動(dòng)植物野外實(shí)習(xí)過(guò)程中無(wú)法激發(fā)學(xué)生對(duì)生態(tài)學(xué)有關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。另外，動(dòng)物生物學(xué)和植物生物學(xué)理論教學(xué)中很少涉及有關(guān)生態(tài)學(xué)方面的內(nèi)容，學(xué)生缺乏有關(guān)生態(tài)學(xué)野外調(diào)查方面的知識(shí)。

（三）缺乏實(shí)踐教學(xué)教材和教師隊(duì)伍

生態(tài)學(xué)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科，生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)的指導(dǎo)不僅要求指導(dǎo)教師需要扎實(shí)的生態(tài)學(xué)理論知識(shí)，同時(shí)還要具備豐富的野外調(diào)查工作經(jīng)驗(yàn)。雖然我院生態(tài)學(xué)課程組教師隊(duì)伍的學(xué)歷和學(xué)位較高，能夠滿足生態(tài)學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)課程的正常開(kāi)設(shè)，但動(dòng)植物野外實(shí)習(xí)教師隊(duì)伍中缺乏具有生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)的指導(dǎo)教師，長(zhǎng)期以來(lái)生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)內(nèi)容被忽略，部分老師缺乏對(duì)生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。與此同時(shí)，缺少符合當(dāng)?shù)貙?shí)習(xí)基地生態(tài)環(huán)境、動(dòng)植物物種多樣性方面的野外實(shí)習(xí)教材和參考資料。

二、生態(tài)學(xué)實(shí)踐教學(xué)模式探索

（一）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)和野外實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容

我們針對(duì)我院生物科學(xué)專業(yè)2019年以來(lái)開(kāi)設(shè)的生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程和動(dòng)植物野外實(shí)習(xí)中安排的生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析，探討了實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題。我們認(rèn)為優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課程和野外實(shí)習(xí)的內(nèi)容是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐教學(xué)效果的主要方法。首先，在實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容選擇方面適當(dāng)增加探索性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如校園土壤動(dòng)物群落的研究、校園昆蟲群落結(jié)構(gòu)特征及其物質(zhì)分布格局的分析，校園內(nèi)常見(jiàn)花卉的傳粉生態(tài)學(xué)觀察等。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求提前設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在校本部、南校區(qū)和北校區(qū)進(jìn)行研究，通過(guò)3個(gè)校區(qū)間實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較，找出動(dòng)植物群落在時(shí)空上的差異和影響因素。這樣一方面可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，同時(shí)培養(yǎng)他們的數(shù)據(jù)分析，應(yīng)用各類生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)分析軟件的能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)啟發(fā)學(xué)生如何從事生態(tài)學(xué)科學(xué)研究，開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的興趣。

選擇生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)內(nèi)容時(shí)必須結(jié)合地方野外實(shí)習(xí)基地特有的生態(tài)環(huán)境資源，將野外實(shí)習(xí)基地的資源優(yōu)勢(shì)充分體現(xiàn)在野外實(shí)習(xí)中，讓學(xué)生了解當(dāng)?shù)厣锒鄻有再Y源的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題。通過(guò)生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)一方面可以把理論知識(shí)結(jié)合實(shí)踐，提高學(xué)生的生態(tài)學(xué)專業(yè)水平，另一方面可以讓學(xué)生樹立正確的生態(tài)文明觀和順應(yīng)自然、愛(ài)護(hù)自然、尊重自然的人與自然共同體意識(shí)。

（二）改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)方法

目前我們采取的實(shí)踐教學(xué)方法是任課教師在實(shí)驗(yàn)室根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理和步驟，然后學(xué)生按照書上的實(shí)驗(yàn)步驟做實(shí)驗(yàn)。最后根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作表現(xiàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考核、總結(jié)和成績(jī)?cè)u(píng)定。因?yàn)閯?dòng)植物野外實(shí)習(xí)中很少涉及生態(tài)學(xué)實(shí)習(xí)的內(nèi)容，所以沒(méi)有專門給學(xué)生講解實(shí)習(xí)方案，組織實(shí)習(xí)學(xué)生召開(kāi)生態(tài)學(xué)實(shí)習(xí)有關(guān)的動(dòng)員會(huì)。在這種教學(xué)背景下，一方面因?yàn)閷?shí)驗(yàn)內(nèi)容單一，基本上以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主；另一方面缺乏相關(guān)的儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單，不需要用生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)分析軟件來(lái)進(jìn)行專門的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，因此學(xué)生對(duì)生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的參與積極性沒(méi)有充分激發(fā)。針對(duì)這些問(wèn)題，我們認(rèn)為首先要修改生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱，適當(dāng)增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前兩周給學(xué)生提供設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的具體要求，讓學(xué)生自己根據(jù)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)步驟和方法。提前一周以分組的形式對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行答辯，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師的審核，最終確定實(shí)驗(yàn)方案。這樣可以充分發(fā)揮每位學(xué)生潛在的積極性，提高實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果，同時(shí)也可以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思維能力和實(shí)驗(yàn)操作能力。

生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)方面，如果學(xué)院無(wú)法開(kāi)設(shè)獨(dú)立的生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)課程，我們建議在動(dòng)植物野外實(shí)習(xí)內(nèi)容中適當(dāng)?shù)脑黾由鷳B(tài)學(xué)實(shí)習(xí)內(nèi)容。野外實(shí)習(xí)開(kāi)始前，必須給學(xué)生講解野外實(shí)習(xí)基地的生態(tài)環(huán)境基本情況，本次野外實(shí)習(xí)中要求完成的生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)的相關(guān)內(nèi)容。提前安排學(xué)生收集有關(guān)文獻(xiàn)資料、準(zhǔn)備野外實(shí)習(xí)需要的小型測(cè)量?jī)x器等。生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)中適當(dāng)增加國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的視頻，作為案例介紹，有助于開(kāi)闊眼界、提升學(xué)習(xí)興趣和實(shí)習(xí)效果。這樣有利于學(xué)生在野外實(shí)習(xí)開(kāi)始前可以初步了解實(shí)習(xí)內(nèi)容、實(shí)習(xí)要求、考核方法，提前做好實(shí)習(xí)計(jì)劃。

（三）加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)教材建設(shè)，優(yōu)化師資隊(duì)伍

鑒于目前我院生態(tài)學(xué)實(shí)踐教學(xué)的基本情況，建議盡快撰寫符合于本地生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)要求的教材，組織安排相關(guān)專業(yè)老師，根據(jù)實(shí)習(xí)基地的自然環(huán)境、植被資源和動(dòng)物資源撰寫動(dòng)植物與生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)手冊(cè)。野外實(shí)習(xí)開(kāi)始前給每位學(xué)生提供一本實(shí)習(xí)手冊(cè)，手冊(cè)中必須包括野外實(shí)習(xí)基地的自然地理概況、環(huán)境特征、植物名錄、動(dòng)物名錄、彩色圖片、珍貴瀕危動(dòng)植物名錄等信息。這樣學(xué)生提前可以了解野外實(shí)習(xí)基地的基本情況，當(dāng)實(shí)習(xí)開(kāi)始時(shí)很快進(jìn)入角色。

野外實(shí)習(xí)師資隊(duì)伍建設(shè)方面，首先學(xué)校有關(guān)部門建立健全實(shí)習(xí)老師的考核與激勵(lì)機(jī)制，加強(qiáng)監(jiān)督與管理。目前我校野外實(shí)習(xí)教學(xué)工作量很低，帶隊(duì)老師和實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師在野外每天的實(shí)際工作量達(dá)到16小時(shí)以上，但學(xué)校只計(jì)算1.8學(xué)時(shí)工作量，實(shí)習(xí)老師除了指導(dǎo)野外實(shí)習(xí)外，還負(fù)責(zé)學(xué)生的安全、日?；锸场⑷粘９芾淼?。這種管理和激勵(lì)模式嚴(yán)重影響了野外實(shí)習(xí)教師的工作積極性。其次，要適當(dāng)合理地調(diào)整實(shí)習(xí)隊(duì)伍教師的性別比例、年齡比例和專業(yè)比例。要安排具有較強(qiáng)的協(xié)調(diào)和組織管理能力的老師，專業(yè)方面具有較好的理論知識(shí)背景和野外工作經(jīng)驗(yàn)、科研方面具有經(jīng)驗(yàn)的身體健康的教師。這樣不僅能很好地完成實(shí)習(xí)任務(wù)，提高實(shí)習(xí)效果，還可以合理安排實(shí)習(xí)，協(xié)調(diào)野外遇到的各種問(wèn)題，保證野外實(shí)習(xí)的如期完成。

（四）加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地建設(shè)

在野外實(shí)習(xí)教學(xué)中，選擇符合實(shí)習(xí)要求的典型景觀是非常重要的也是實(shí)習(xí)基地建設(shè)的基礎(chǔ)。［8-10］我院常年以來(lái)為了滿足動(dòng)植物野外實(shí)習(xí)的要求，綜合考慮實(shí)習(xí)地點(diǎn)的環(huán)境特點(diǎn)、物種多樣性、植被類型和植被垂直帶分布特征，2012年在阜康中科院新疆生地所荒漠站、2015年在吉木薩爾縣渭戶溝森林公園、2018年在自治區(qū)天山東部國(guó)有林管理局木壘分局森林公園建立新疆大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院動(dòng)植物野外實(shí)習(xí)基地。以上3個(gè)實(shí)習(xí)基地的自然環(huán)境獨(dú)特，包括荒漠、草原、森林生態(tài)系統(tǒng)；植被垂直分布明顯，包括山前荒漠、草原、灌木林、闊葉林和針葉闊葉混交林、針葉林、苔原帶等多種景觀。自然帶中植物和動(dòng)物的種類具有差異，生物多樣性的地帶性分布格局很明顯，是生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)的理想場(chǎng)地。與此同時(shí)，這些實(shí)習(xí)基地的住宿條件良好、交通便利。但缺乏實(shí)習(xí)基地有關(guān)自然地理環(huán)境、生物多樣性方面的綜合考察報(bào)告。所以，具有多年野外實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的我們認(rèn)為，積極跟實(shí)習(xí)基地管理部門合作，結(jié)合野外實(shí)習(xí)盡快查明實(shí)習(xí)基地的動(dòng)植物物種名錄、建立主要種類的彩色圖片庫(kù)、種類分布圖和地理坐標(biāo)信息、海拔信息數(shù)據(jù)庫(kù)，撰寫各實(shí)習(xí)基地的生物多樣性綜合考察報(bào)告是非常重要的。這樣一方面為今后實(shí)習(xí)的學(xué)生提供參考資料，減少采集標(biāo)本而導(dǎo)致的資源的破壞，另一方面在今后宣傳和有效保護(hù)實(shí)習(xí)基地生物多樣性方面提供科學(xué)依據(jù)和參考數(shù)據(jù)。

三、結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和社會(huì)需求的適應(yīng)能力的主要手段，其目的是培養(yǎng)應(yīng)用型人才提高大學(xué)生就業(yè)率，為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。生態(tài)學(xué)是實(shí)施生態(tài)文明建設(shè)的科技保障，生態(tài)文明建設(shè)是黨的十八大報(bào)告中“五位一體”總體布局的重要組成部分。因此，加強(qiáng)生態(tài)學(xué)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程，提高學(xué)生的生態(tài)學(xué)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力是早日實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明建設(shè)的重要環(huán)節(jié)之一。

目前我院生態(tài)學(xué)教學(xué)中存在重理論、輕實(shí)踐的現(xiàn)象，實(shí)踐教學(xué)在生態(tài)學(xué)教學(xué)過(guò)程中所占的比重很少，實(shí)踐教學(xué)的課時(shí)數(shù)不夠；缺乏必要的生態(tài)學(xué)實(shí)踐教學(xué)儀器設(shè)備；生態(tài)學(xué)實(shí)踐教學(xué)實(shí)習(xí)基地建設(shè)相對(duì)落后，造成學(xué)生的參加實(shí)踐教學(xué)的機(jī)會(huì)減少，影響他們的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果的提高。與此同時(shí)，由于課時(shí)的限制，生態(tài)學(xué)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的覆蓋面不廣，造成了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的分散和不系統(tǒng)。

因此，針對(duì)我院生態(tài)學(xué)實(shí)踐教學(xué)中存在的這些問(wèn)題，我們認(rèn)為首先增加生態(tài)學(xué)實(shí)踐教學(xué)課時(shí)數(shù)，調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比例，增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)數(shù)量是非常必要的。其次，加大生態(tài)學(xué)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)和野外實(shí)習(xí)基地建設(shè)，購(gòu)買和補(bǔ)充必要的生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)所必須的儀器設(shè)備。再次，鼓勵(lì)學(xué)生積極申報(bào)和參加大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目、教師的科研項(xiàng)目、選擇生態(tài)學(xué)有關(guān)的畢業(yè)論文題目撰寫畢業(yè)論文等多種途徑培養(yǎng)他們的參加實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。最后，加強(qiáng)生態(tài)學(xué)實(shí)踐教學(xué)教師隊(duì)伍建設(shè)、教材建設(shè)，建立生態(tài)學(xué)實(shí)踐教學(xué)數(shù)字化平臺(tái)是生態(tài)學(xué)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中非常重要的環(huán)節(jié)。