前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇现代生态学的特点范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
关键词:高等农业院校;微生物生态学;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)11-0109-02
《微生物生态学》是西北农林科技大学资源环境学院的一门重要专业基础课程,内容主要涉及微生物在自然界中的分布、微生物生态学的研究方法、微生物在环境生态系统中的功能、微生物在环境保护中的应用等。开设本课程是为了提高涉农专业学生,特别是本校资源环境科学专业的学生在掌握《微生物学》课程内容的基础上,进一步学习微生物生态学的基本原理、研究方法,掌握微生物在自然界的生态分布、微生物生物种群的生态学关系,以及微生物在资源环境科学中的应用,为进一步学习应用微生物学等相关课程和从事相关专业研究奠定扎实的专业基础。目前,本校资源环境科学专业开设48学时,其中理论教学32学时,课程实验16个学时。通过几轮教学实践,笔者发现不少学生对该课程内容缺乏兴趣,认为这是一门理论性较强的课程,对自己以后要从事的工作没有帮助。因此,如何在有限的学时内,使学生较全面、系统地掌握微生物生态学的基础知识,同时激发其学习兴趣,培养学生利用微生物学知识解决环境问题的能力和创新能力,这些问题是授课教师所面临的新挑战。针对以上问题,笔者根据近年来的教学实践,从更新教学内容、改进实验环节等方面做了一些有益的尝试,以达到激发学生学习兴趣,提高课堂教学质量,培养实验操作技能的目的。
一、教科书与教学内容的合理选择
教科书是学生获得系统知识、进行学习的主要材料,它可以帮助学生掌握教师讲授的内容;同时,也便于学生预习、复习和完成课后作业。因此,选择合适的教科书尤其重要。目前,市场上有关微生物生态学的教材较少,主要有南京师范大学杨家新教授主编的《微生物生态学》,黑龙江大学宋福强教授主编的《微生物生态学》,以及中国海洋大学池振明教授主编的《现代微生物生态学》。其中,杨家新教授主编的《微生物生态学》在阐述了研究理论和方法后,突出介绍微生物在不同生态系统中发挥的重要作用,着重强调微生物对生态系统的稳定和发展所起的不可替代的作用。宋福强教授主编的《微生物生态学》和池振明教授主编的《现代微生物生态学》核心内容大体一致,主要介绍了正常自然环境,极端环境和污染环境中的微生物与其周围生物和非生物环境之间的相互关系,微生物在这些环境中的作用及其活性产物的应用;同时也介绍了微生物生态学研究使用的传统方法和现代分子生物学方法。鉴于池振明教授主编的《现代微生物生态学》在污染物的微生物处理技术中内容[1]更加全面,涉及到废气、废水、重金属污染物、固体废弃物的微生物处理,以及煤脱硫的微生物方法。同时考虑到本院资源环境科学专业偏向理科和农学方面。因此,结合专业特点选择了池振明教授主编的《现代微生物生态学(第二版)》作为课程授课的主要参考教材。该教材知识点条理清晰,语言简洁凝练,每个章节后面附有相应的思考题,帮助学生系统学习,符合资源环境科学专业的本科教学要求。
在教学内容方面,由于理论课时较少,因此需要结合专业特点,以及本课程和其他学科的内容是否交叉,来对所要讲授的内容进行筛选。具体来说,本校资源环境科学专业学生在大二时已经必修了《微生物学课程》,在教学过程中适当减少一些微生物学基础知识介绍。在农业高校中,对微生物生态学的研究,应突出土壤微生物群落的分布组成及其变化规律,适当增加本专业相关的科学研究进展知识点,如土壤微生物在提高土壤肥力,帮助农作物摄取营养,促进作物生长、抗病原菌的侵入和降解农药,保护农田环境方面的重要功能。此外,池振明教授主编的《现代微生物生态学(第二版)》中第四章,详细介绍了海洋环境中的微生物类群,针对农业院校的学生,可将该部分内容与水体中微生物的群落结构及其变化规律进行融合,将水体分为江河水和海水两个大类进行介绍,重点让学生掌握这两种水环境中的微生物特点。结合本专业特点,在介绍污染环境中微生物生态内容时,注重突出微生物在污染修复过程中的作用,尤其是与农业资源环境相关的固体农业废弃物的微生物处理技术;在微生物产生的生态友好物质章节,重点讲授与专业相关的生物农药和生物燃料等内容。教学内容合理调整后,突出了《微生物生态学》课程与学生专业的相关性,激发了学生兴趣,进一步提高了课堂教学质量。
二、教学手段及教学方法的改进
微生物个体微小,用肉眼无法观察,因此在《微生物生态学》理论课程讲解过程中,要避免传统照本宣科的教学方式,否则会使抽象的理论变得更加乏味,学生很快就会丧失学习的兴趣。多媒体教学手段集文字、图片、声音、动画等多元因素于一体,具有可视性好、生动形象、信息量大等优点,能够把枯燥、难以理解的内容变得有趣[2]。在具体教学过程中,笔者通过互联网广泛搜集微生物相关课件,包括高清显微图片、动画、视频等,再根据专业特点及课程需要进行编辑、采选,并将其应用到《微生物生态学》的多媒体教学课件中,最大程度发挥多媒体工具的优势,以达到提高教学效果的目的。例如,在讲到研究微生物生态学的分子生物学方法时,需要重点向学生阐明PCR扩增技术的原理和基本程序,而传统教学手段无法良好的呈现PCR扩增过程,笔者采用flash动画演示和视频演示相结合的方式,使学生轻松掌握了PCR扩增技术的原理及其三个基本反应步骤,即变性、退火和延伸。
在教学方法上,传统的讲授法是以教师为主体,这样势必降低学生在课堂上学习的主动性,因此,在教学实践过程中,笔者增加了“课堂讨论”教学方式。针对教材中需要重点掌握的一些知识点,提前提出一些合适的问题,让学生去查找资料,经过独立思考之后,在课堂上共同进行讨论。这样可使学生主动地去获取知识,大大提高了学生的学习兴趣。例如,在讲到微生物与化学污染物之间的相互关系时,可以结合农业资源环境科学专业的特点提出“目前土壤环境中有哪些主要的污染物?”“有哪些生物修复技术可以应用到这些污染物的处理中去”等问题,让学生通过自己查阅文献,培养独立思考和解决科学问题的能力。三、实验教学环节的优化
实验课是《微生物生态学》的一个重要实践环节,是课程理论知识与实践应用连接的纽带,对于学生实验技能的掌握和实际应用具有重要意义。传统的微生物生态学教学相关实验可多达几十个,常见的实验有:土壤中微生物生物量的测定、空气中微生物的检测、水质的细菌学测定、微生物对纤维素的分解作用及分解强度的测定、硝化作用及硝化细菌的计数、水中总大肠菌群的检测、水中粪大肠菌群的检测、生物污泥的活性测定、固氮菌的分离与测数、活性污泥菌胶团及生物相的观察等。针对农业高校的环境类专业的学生,应当结合他们的专业特点合理选择相关实验。例如,可将围绕土壤微生物开展实验,具体可以选择农田土壤作为研究对象,对土壤中微生物生物量、细菌和真菌呼吸作用强度、纤维素分解能力进行测定,还可进一步对其中的固氮菌进行分离计数。采样过程中,教师指导学生掌握采集和保存农田土壤样品的方法,重点强调样品的低温保存,以保证土壤样品中微生物活性;样品测定过程中,指导学生掌握各种指标的测定方法,识别农田土壤中常见的纤维素分解菌和固氮菌,了解农田土壤中微生物与土壤肥力的关系。同时,为了激发学生对微生物生态的学习兴趣,在实验课环节,除了设置自然环境中(土壤、空气、水体)微生物的检测,增设一些特殊环境中微生物的检测,例如让学生检测自己口腔中的微生物情况,检测自己手机上微生物的数量和种类等,使学生直观的体会微生物与人类自身生活的密切联系。
随着分子生物学技术的不断发展成熟,使传统微生物生态学研究领域由自然界中可培养微生物种群扩展到微生物世界的全部生命形式(包括可培养、不可培养、难培养的微生物及其自然界中环境基因组等)[3],这就要求高校学生了解一些基本的分子生物学实验技术。在理论课的第二章中,教师已经向学生讲解了研究微生物生态学的分子生物学方法,因此,在此基础上在实验课增设土壤微生物基因组DNA的提取和PCR扩增实验,为学生掌握分子生物学技术在微生物生态研究领域的应用奠定基础。
实验报告是实验不可或缺的一个重要部分,在微生物生态学实验课程中,教师对学生实验报告提出了新的要求。首先,在每次实验课之前,需要学生撰写预习报告,敦促学生熟悉实验,初步了解实验目的、原理和步骤。实验结束后,学生应认真完成实验报告内容,针对教师在实验课程中提出的思考题,查阅相关资料来拓宽知识面;完成报告中“实验心得及思考”内容的撰写,对实验进行总结,从而加深印象。
四、结语
《微生物生态学》是一门与人类活动关系密切、理论与实践相互渗透的学科,在现代农业高速发展的大好形势下给农业高校的教学提出了新的要求与挑战,因此教师需要结合农业高校的专业特点进行教学改革,从理论教学内容选择、实验教学课程优化等方面出发进一步提高教学质量。今后,教师还应不断更新和完善教学内容,借鉴国内外先进成熟的教学经验,探索新的教学方法与模式,在教学实践中不断总结和提高。
参考文献:
[1]池振明,王祥红,李静.现代微生物生态学[M].第二版.北京:科学出版社,2010.
生态学是由德国生物学家赫克尔于1861年首次提出,并于1886年创立了生态学这个学科。生态学是研究生物之间、生物与环境之间相互关系的学科。包括植物生态学、动物生态学、微生物生态学、进化生态学、地理生态学、生理生态学、应用生态学。生态学不仅是生物资源开发利用的基础学科之一,而且与农、林、牧、副、渔、医都有密切关系的应用基础学科之一。从研究的对象来看,生态经济学是生态学的一个重要分支学科。
经济学是研究经济关系和经济活动规律及其应用科学的总称。包括理论经济学、技术经济学、应用经济学、经济数量分析和计量方法、经济史、经济思想史生态经济学是从生态学系统来看待社会经济问题,研究生态变化的经济因素。包括部门生态经济学、理论生态经济学、专业生态经济学、地域生态经济学。是研究生态系统与经济系统的复合系统—生态经济系统的矛盾运动发展规律及其应用的经济学分支。
生态学与经济学两个名词同源于希腊字母(Oikos)。分别是指有关自然界与人类社会的问题与管理。生态经济学是一门跨生态学和经济学、自然科学和社会科学相互交叉、渗透与有机结合形成的一门新兴的交叉边缘科。具有综合性、整体性、战略性和实用性特点。在中国它兴起于20世纪70年代至80年代初,至今只有20多年,在此期间,生态经济学在中国有很大的发展,旨在整合生态与经济系统,提供新的思考方向,以实现可持续发展目标,许多有远见卓识的经济学家和生态学家及时投入这一崭新的学科研究与应用。研究成果中部分内容。在推动建立全民生态意识和用生态经济理论指导中国现代化建设上发挥了积极的作用,并取得令人瞻目的成就。
生态经济系统是由生态系统和经济学系统相互交织、相互作用、相互耦合而成的复合系统。在生态系统和经济系统之间有物质能量和信息的交换,与此同时,还存在着价值流循环与转换。生态经济系统划分范围可大可小,从层次上看,有由地球表层的生物圈和经济界复合而成的生态经济系统、国民经济总体生态经济系统、部门生态经济系统、行业生态经济系统。按地域大小分:有国土生态经济系统、区域生态经济系统、庭院生态经济系统。生态经济系统组成包括人口、资源、环境、科技四大要素。
“现代生态经济系统是由生态系统和经济系统相互联系、相互制约、相互作用而形成的不可分割的生态经济统体,因而现代社会是一个由经济社会和自然生态融合而成的生态经济有机整体。按照这个理论,中国现代经济不是个封闭系统,而是建立在生态系统基础之上的巨大开放系统,这个开放系统就是生态经济的有机整体”。生态经济学包括生态经济协调发展理论、生态经济有机整体理论、生态经济全面要求理论、生态经济生产理论、生态经济价值理论、生态经济循环理论。生态经济学以马克思政治经济学理论和生态学理论为基础,运用现代系统理论的分析方法,从结构、功能、平衡、效益、调控高度揭示生态经济系统这一客观实体的运动发展规律。
【摘要】 中医药微生态学作为中西医结合领域的边缘学科,正在发展壮大,并已自成体系,探讨在中医药院校课程体系中,以适当的方式和内容形式开展中医药微生态学教学,具有重要意义。
【关键词】 中医药微生态学 教学
1 中医药微生态学的学科背景与开展课堂教学的必要性
微生态学(microecology)是研究栖居于人、动物、植物的微生物群与宿主、环境之间相互作用规律及其应用的一门科学,是20世纪末迅速崛起的一门新兴学科。实践证明,微生态学的发展促进了人类正确认识生命和疾病的本质,启发人们运用微生态平衡、微生态失调和微生态防治的基本原理和规律,采取相应措施,维护或/和修复机体健康。目前,基于微生态学基础理论,涉及微生态调节的产品已广泛应用于医药、保健品、饮料、化妆品、兽药、农药等诸多领域。与此同时,随着微生态学研究的深入,它与祖国医学之间的相互关系也得到不断的深化和扩展。这种关系主要包括中医药学与微生态学在基础理论和实践应用方面的相互阐释、相互融会和相互为用。在祖国医学基础理论与临床实践中蕴藏着许多微生态学的基本观点,如天人相应的“整体观”与微生态学中生物与外环境“统一论”、阴阳学说与生态平衡与失调论、脏象学说与微生态系统论、调整阴阳扶正祛邪与微生态调节论等等,无不展现着古老中医药学与现代微生态学的一脉相承、相互贯通[1]。同时,有关中医药学与微生态学相互关系的实践研究更是层出不穷,诸如中药对人体微生态的影响、中药作为微生态调节剂的作用机制和临床应用研究、正常菌群参与机体吸收利用中药有效成分的作用、舌苔表现与局部微生态群状况的相互关系、微生态调节作用对针灸抗菌效应的阐释等等[2]。由此,一门中西医结合的新兴边缘学科—中医药微生态学在近年悄然兴起并蓬勃发展。我国微生态学创始人魏曦教授曾预言:“微生态学很可能成为打开中医奥秘大门的一把金钥匙”。目前,有关“中医药微生态学”的基本理论和实践研究的信息资料已初具规模,并自成体系。随着中医药微生态学的研究迅速深入,其作为中西结合的新兴边缘学科也逐渐发展壮大起来。现代微生态学与古老的中医药学在许多基本理论观点上具有惊人的相似之处,是现代医学中其他学科所无法比拟的。这预示着中医药微生态学的深入发展,必将为中西医结合提供更广阔的科学内涵和更直接的参照模式。正是由于中医药微生态学在中西医结合领域的重要地位,国内部分中医院校正在将其作为一项极具特色的中西医结合教学内容纳入课堂教学。毋庸置疑,通过中医药微生态学课堂教学的渠道,迅速普及学科知识、广泛培养学科人才、深入营造学科环境,对该学科本身以及中西医结合科学的发展都具有极其重要的意义。但是,目前在国内除了部分西医院校开设“现代微生态学”课程外,在中医院校中,系统开设体现中西医结合特色“中医药微生态学”教学内容的先例寥寥无几。出现这种情况的原因很多,但重要的是没有系统的教学内容及其教学材料,没有足够的教学学时,没有现成的教学模式,没有成熟的学科氛围。为此,笔者将近几年来在教学实践中有关“中医药微生态学” 教学的一点体会进行总结,抛砖引玉,以供同仁开展中医药微生态学课堂教学参考。
2 开设中医药微生态学课堂教学的初步设想
2.1 开设模式和学时安排由于中医药院校普遍存在教学课时紧张的问题,独立开设“中医药微生态学”课程很不现实。一种极为可行的开设模式是把有关内容纳入医药《微生物学》课程的教学内容中。具体方法是在《微生物学》有关“正常菌群”或“微生物与中医药的关系”等章节中穿插“中医药微生态学”的教学内容,把相应章节的教学课时增加2~4学时,既不影响《微生物学》教学内容的整体结构,又能较完整地介绍“中医药微生态学”的内容体系。如果学时安排有困难,还可考虑通过学术讲座、选修课等方式达到教学目的。
2.2 教学大纲和教学内容中医药微生态学属于中西医结合的范畴,其内容体系正在不断探索和充实完善。在实践中发现,将教学重点放在基础理论和实践应用两个方面,遵循重基础、重实践的基本教学原则,既能使学生拥有本学科的基本知识结构,又符合中医药院校学生的自身特点和教学实际。
2.2.1 中医药微生态学基本理论从目前积累的研究资料看,中医药微生态学的理论探索主要涉及中医药学与微生态学基本理论的相互关系,常见的有中医学的整体观与微生态学的生物与内外环境统一论、中医学的阴阳学说与微生态学的平衡与失调论、中医学的脏象学说与微生态学的微生态系统论、中医学的调整阴阳扶正祛邪理论与微生态学的微生态调节论等等。
2.2.2 中医药微生态学的实践研究中医药微生态学在实践应用方面的研究资料很多,涉及到临床诊断、治疗以及保健预防等诸多方面,比如中药作为微生态调节剂的系列研究,尤其是中药对肠道微生态的调节作用;针灸通过扶持正常菌群而发挥抗菌、抗感染效应;肠道微生态效应对机体吸收利用中药有效成分的影响;中药对消除R质粒的作用;纳米中药的微生态调节效应;舌诊的微生态学原理等等。
2.3 教学方法和教学手段
2.3.1 突出中西医结合特色、强调实用知识中医药微生态学作为中西医结合边缘学科,教学实践中应注意抓住上述典型的中西医结合知识点,由点及面,将两个内容体系有机结合起来,突出二者优势,有利于加深学生对本学科内容的理解。另一方面,在基本理论的讲解过程中,适时穿插适用知识的介绍,有利于吸引学生对边缘学科的兴趣。比如在介绍微生态调节剂的临床治疗作用时,结合“金双歧”等药物的临床应用效果给学生讲授,促进学生对“生态调节效应”的理解。
2.3.2 注重启发诱导、培养学生综合分析能力中医药微生态学与其他中西医结合课程一样,其理论和实践知识都处于不断探索和完善的过程中,许多基本概念、基本原理尚无定论。在讲授过程中,学生会提出很多问题,有关于基本理论的,有关于实践应用的,对此不仅要认真负责解答,更要引导学生利用已经学过的知识进行分析,变“授之以鱼”为“授之以渔”,使学生通过自己对知识点的分析,掌握中西医各自的理论要点。
3 展望
微生态学是生命科学的重要分支,随着21世纪生命科学的发展,微生态学也必然迅速成长。中医药微生态学是我国中西医结合科学的重要组成部分,也是我国微生态学独具特色的分支科学。当前我国中医药事业面临着前所未有的发展机遇,我们应不失时机地加速中医药微生态理论与应用知识的深入研究和宣传普及。中医药微生态学教学的广泛开展,是宣传中医药微生态学知识、培养中医药微生态学人才的必经之路。中医药微生态学的教学目前尚有很多问题需要解决,在教学工作中需不断地总结经验,寻找规律,探索本质,发展理论,促进实践,为发展中医药微生态学事业以及中西医结合事业作贡献。
参考文献
关键词:可持续发展;生态建筑;生态建筑特点;设计原则;设计方法
中国建筑有着悠久的历史和自己独特的文化。近代以来,建筑业随着社会的发展而不断发展,传统建筑也在向现代建筑发展。生态建筑就是社会发展的产物,代表了建筑业在21世纪的发展方向。现代生态建筑产生于20世纪的欧洲,时至今日已经有了几十年的历史。但是在中国而言,生态建筑却是新兴的产物,迄今不过十余年的历史,完全是新兴的产物。因此生态建筑在中国的发展也决定了中国建筑的未来。
1 生态建筑设计原则
生态建筑就是将生态学的概念和建筑学进行结合,从而实现建筑的可持续发展,实现建筑和社会的和谐发展。因此,要想真正的理解生态建筑就要知道生态学的基本理念和原则。生物学家对生态原则和原理进行了大量的研究并总结了生态学的一些基本原则,主要的生态学的基本原则主要有:整体原则、循环再生原则、相生相克原则、反馈平衡原则、层次升迁原则和自我调节的原则。
生态建筑就是要将生态学的这些基本原则和建筑学结合起来,使生态学的基本原则成为建筑学的理论依据。将生态学原则和建筑学结合起来实现人与自然的协调发展,将建筑和环境和谐地融为一个有机整体。由生态学和建筑学结合而成的生态建筑与以往的建筑有着很大的不同,从而形成了自己的观点。
生态建筑有着较强的系统观念和整体意识。建筑是为人类社会发展服务的,是人类居住区体系的一个重要组成部分,这就决定了建筑不仅仅是一个单纯的建筑体,它涉及到和居住有关的中国组成部分,是一个复杂而庞大的建筑体系。在这个体系中,建筑的经济属性、社会属性、人文属性以及其空间属性良好地结合起来,能够更好地实现生态建筑的可持续发展和长久使用。
生态建筑还有着较强的灵活性和能源利用的高效性。生态建筑的生态学特征就要求生态建筑要和环境协调地结合起来,这就决定了生态建筑要随周围环境的变化而变化。随着社会的发展,人们的需要也在发生变化,对建筑的功能也有着新的要求,这就决定了生态建筑的功能随之而变化。生态建筑产生的背景就是能源和资源危机,这一特征就决定了生态建筑要能高效的利用能源并实现能源的清洁利用。
2 生态建筑设计的特点及遵循原则
通过对生态学和建筑学的了解,已经知道了生态建筑的一些基本特点,从这些特点出发,接下来探讨一下,在生态建筑的设计上应该遵循哪些原则。
根据生态学的整体性特征和生态建筑学的系统性和整体性特征,在生态建筑的设计上,首先要遵循整体设计原则。基于整体设计的原则,我们在设计生态建筑的过程中,就不能将生态建筑作为一个单纯的建筑去设计,在保持生态建筑的建筑性的同时要将建筑及其周围的相关区域融入到周围的环境当中,考虑到周围的自然、社会、经济和人文环境各个方面使建筑和周围的环境融为一个有机整体。生态建筑的整体原则就要求我们在充分利用资源的同时要坚持建筑的建设程度,不能超出环境承载能力。
随着建筑的迅速发展尤其近几年的建筑发展中,一些问题也逐渐的出现,尤其一些污染性材料的使用更是危及到了建筑使用者的健康乃至生命安全。因此生态建筑的设计中坚持高效无污染的原则就是非常必要的了。这个原则就需要我们在设计的过程中使用无污染的材料和低消耗的材料。在材料的使用过程中尤其是要注意坚决避免那些有害的材料。同时还要注意节能设计,尽量减少不必要的浪费。在设计的过程中还要坚持灵活性的原则,建筑是为人的生活服务的,不管是传统建筑还是生态建筑在设计的过程中都要使得建筑符合人的需要,因人的需要的变化而变化。
生态建筑的这些原则就为我们在生态建筑的设计提供了具体的设计的理论基础。这里我仅就一些具体的生态建筑的设计方法进行探讨。
较为基础的一种设计方法就是整体设计的方法。这种设计方法也是基于生态建筑的整体性原则。利用整体性设计方法要充分考虑到建筑和环境以及社会的关系,尽力在设计中实现建筑和社会环境以及自然环境的协调共生。
关键词:普通生态学;教学方法;教学模式;课程改革
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-120X(2016)14-0083-03
普通生态学是研究生物与环境相互关系的科学[1]。当今世界技术进步日新月异,大到广袤的宇宙、深邃的海洋,小到分子基因,处处都有人类的印记,人类正在以前所未有的强度影响着地球环境。与此同时,人口、资源、环境之间的矛盾日益凸显,大气污染、温室效应、海洋垃圾、生物多样性缺失、生态系统功能破坏等一系列生态问题接踵而至[2]。生态学的研究越来越受到人们的关注。生态学是新兴的、多学科交叉渗透并与人类、生物生存、现代工业发展和城市建设息息相关的前沿学科,其知识体系涉及现代科学的各个领域,其中的可持续发展、生态系统、生物种群动态及其调控等理论,在协调人与自然的关系,维护生态平衡等方面发挥着重要作用[3]。当前的生态学教学也从自然科学领域拓展到社会科学领域,形成了丰富多样的学科交叉与融合[4]。生态学前沿的飞速发展对生态学课程传统的教学方法与手段提出了严峻的挑战。
普通生态学是青岛农业大学(以下简称“我校”)海洋资源与环境专业开设的一门专业基础课。为了满足社会经济发展对应用型、复合型人才的需求,我们结合社会对专业和人才的实际需求,以培养大学生的科研能力和创新能力为目标,不断更新和完善教学内容,摒弃传统的灌输式教学方法和考核方式,探索课程教学改革方向。根据高等学校教学发展的目标与要求,针对当前生态学教学中出现的新情况和新形势,本文结合学生情况及专业需求,对普通生态学的教学方法、教学模式进行改革和调整,为海洋资源与环境专业开展生态学的教学及专业建设提供参考。
一、充分利用现代化教学手段,与传统教学手段有效结合
有效的教学手段是完成教学内容的重要途径。紧跟时代潮流,利用现代化的教学手段是实施素质教育的必要条件,是教育改革的大势所趋[5]。生态学的知识更新迅速,覆盖面广,信息量大,仅仅依赖传统的板书和教材难以及时将最新的信息传递给学生。在课堂教学中利用多媒体课件,引入视频剪辑、图片、照片、动画、纪录片等,充分利用计算机对声音、图像、文字、动画信息进行处理,形成声、像、图、文并茂的形象化教学,为学生提供全方位听觉和视觉感受,使教学内容更加直观、清晰,更富有感染,激发学生的学习兴趣。例如,在个体生态学部分生物对环境的适应,其中有形态适应、行为适应、生理适应、营养适应等不同方式,以及趋同适应和趋异适应等概念,如果单纯依赖板书和老师讲授,学生难以有直观印象。通过多媒体引入各种美丽的图片,比如有些拟态生物,学生需要仔细观察才能发现图片中或者视频中隐藏在环境中的动物;比如放映同一种鸟儿在不同的生存环境中鸟喙出现分化的照片,来表现趋异适应;通过鲸鱼和各种鱼类图片比对,表现趋同适应;图片欣赏提升感官冲击力,学生能直观理解这些概念和知识点。实践表明,利用剪辑的经典纪录片(如《冰冻星球》《生命》《行星海洋》等)在生态学教学中也是行之有效的教学手段。
由于多媒体技术教学手段缺乏灵活性和编辑性等缺点,因此,要求教师做到现代化教学手段与传统教学手段灵活结合,既要强调以老师为重心的“教”,也要注重以学生为中心的“学”,做到师生互动,将课堂授课变成艺术。比如讲到“逻辑斯蒂方程及其应用”的内容,如果直接在PPT上放映逻辑斯蒂方程,学生难以了解该方程是如何得来的。此时结合板书,画一个圆圈代表环境容量,在圆圈里面用点代表生物增加的过程,同时列出指数增长方程及逻辑斯蒂方程的推导过程,通过板书过程的对比,学生能够直观认识方程的由来,理解环境容量对生物种群增长的制约,并区别于指数增长方程。此时,再利用多媒体展示具体的事例,加深学生对问题的直观认识和理解。另外,充分利用网络教学平台与学生互动,提前将下节课程的重要知识点及相关的知识拓展内容上传到网络教学平台,让学生下载提前预习和学习,这将有助于教师利用上课时间将知识点内容进一步深化。总之,无论采取何种教学手段,教师需要意识到现代化教学手段仅是一种工具,而非教学的核心内容,只有学生才是教学的主体,任何教学手段的选择和运用都要做到以学生为中心。
二、创新教学模式
教学模式改革要以科学的研究范式为指导,以最新研究成果为基础,以教育现场综合持久的实践探索为动力[6]。教学模式改革要体现现代教育理念,突出学生的学习主体地位[7]。生态学是应用性较强的学科,其中很多的知识点可以和有趣的自然现象相结合,因此授课过程中教师应该摒弃传统的说教式的上课,以学生为主体,针对不同授课内容和知识点的特点,灵活采用案例教学、专题教学、课堂讨论、学生讲课、参与研究、学科渗透交叉等多元化的教学模式。
(1)结合案例教学。例如关于“生态入侵”的内容,事先通过网络平台提前将教材中的知识点和概念等告知学生,学生利用课下时间了解生态入侵的概念,课堂时间以生态入侵为专题,以福建的大米草、美国的亚洲鲤鱼、德国的大闸蟹等具体生物入侵的案例,讲授生态入侵的危害及防治策略,并引出天敌逃逸假说、空余生态位假说等学说的内容和前沿研究,引导学生就生态入侵的问题及解决方案、生态修复等开展讨论。通过讨论和学习,学生普遍能够从新的视角认识生态入侵,并找到相关解决方案。老师引导讨论,提高学生参与课堂的积极性和主动性。再如讲授“生态系统食物链和食物网”内容时,把我国的“桑基鱼塘”“水产综合养殖技术”等养殖模式与之联系起来,学生就能够明白完善生态系统中的食物网,增加食物链长度等,可实现能量的多级利用,并引导学生思考构建新的养殖模式。
(2)教学与最新研究成果相结合。这就要求课题组积极申报科研项目,用科研成果反馈教学。学生课后也可以参与老师的研究项目,体会书本中的知识在实践中的具体应用,提高学生学习理论知识的热情。例如我们研究鱼―参―藻―贝复合养殖系统,不同生物间的搭配可以提高生产效率和养殖水体利用率,这部分内容与生态系统能量流动、物质循环、食物网等知识点相关联,帮助学生理解生态系统服务功能,如何补充人工生态系统缺失生态位,将更多能量向人类有利的方向流动,让学生了解课题组在研究过程中采用的基础理论和技术。
(3)与其他课程和学科交叉渗透。普通生态学面向陆地生态系统的内容多,面向海洋内容少,因此,课程应该和海洋环保技术、养殖生态学等专业课程相互交叉渗透,在讲授陆地生态系统理论的同时,结合海洋生态系统,实现跨学科和跨领域的思维转换。同时,将普通生态学中的基本理论和知识点与养殖生态学、海洋环保技术等专业课程的应用结合起来,拓展学生思维宽度。如海洋环保技术中的海洋溢油、污水排放、珊瑚礁破坏、过度捕捞、海洋生物入侵、海水酸化等一系列专题,以及养殖生态学中的环境因子与养殖生物的关系均是生态学基础知识的具体体现,应结合普通生态学的基本理论。另外,邀请专家开展专题报告,将专家报告中的内容与生态学的理论基础相结合。比如邀请中科院海洋所知名专家杨红生研究员做了“美丽海湾的养护与保护:现状与展望”、邀请中国海洋大学的董双林教授做了“水产养殖产业发展的结与解”等专题报告,其中的生态修复、粮食危机等问题,均与生态学基础知识息息相关,学生理解知识的同时,领略了专家的思想和科研精神。
(4)与微课、翻转课堂相结合。生态学的许多知识点具有相对独立性和跳跃性,可以开展碎片式学习和跳跃式学习。因此,普通生态学的授课可以和微课程结合起来,将每个知识点制作成微课,学生可以利用移动终端随时随地学习,从而为课堂讨论和深入研究提供可能。微课又与案例教学、课堂讨论、专题研讨等有机结合,形成翻转课堂。
(5)与实习实践相结合。本课程没有足够学时开设实验,为弥补不足,可以与本科生的实习课程、大学生创新立项、挑战杯、导师制等相结合。例如我校海洋资源与环境专业本科生在第六学期有一个月的实习课程,这段时间组织学生到污水处理厂、海区、水产养殖企业、码头等地方开展资源调查,开展资源状况评估、水质检测、浮游、底栖生物生物量及理化环境因子调查等项目,老师指导实习过程中结合课堂理论知识,并与其他专业课结合,使学生能够融会贯通。我校海洋科学与工程学院开展“蓝鲸导航”导师制,每个本科生跟随一名导师开展实验研究,申报校级立项。例如通过课堂讨论,溢油产生的污染对海洋生物的危害引起了王丽萍同学的关注,她通过课外查阅资料及跟随导师开展研究,组建团队申报了校级大学生创新立项“石油烃胁迫对海参生理响应研究”;王亚茹同学则充分认识到了水产养殖自身污染对水环境的影响及生态修复的重要性,开展了水产养殖系统有益微生物的筛选并组建团队主持了大学生挑战杯项目“水产养殖益生菌筛选与水质效果测定”。目前,王亚茹的团队已经筛选出5株优质芽孢杆菌并保种,为老师的科研提供了材料。
三、教学考核评价方法
课程教学方式的成功,需要建立相应的课程考核体系,考核应贯穿教学的整个过程[8]。考核体系不仅包括学生对基础知识和理论的掌握, 更要考查学生发现问题、分析和解决问题的能力。根据生态学教学的目的和教务处教学改革的要求,我们设立了三位一体的评价方式,即平日成绩、考试成绩、考勤成绩相结合。将平日成绩比例提高到30%,包括课堂讨论、科研论文、实习报告,并设立相对应的评价标准。科研论文的评价应包括学生参与研究活动的积极性,对相关的理论知识的掌握程度,对已有知识和资料的运用能力,对科技论文的撰写格式的掌握程度、团队意识和合作精神等方面,由导师给出意见。在考试成绩中,加大综述题和主观题比例,结合社会热点设置题目,以考查学生运用生态学知识解决实际问题的能力。
四、做好学情分析,了解学生需求
做好学情分析是教学研究的重要生长点,是教学设计的起点。学情分析的目的是“以学定教”,对影响学生学习
过程的有效因素进行分析,侧重于方法论和实践层面[9]。目前在校的大学生以“90后”为主体,由于时代的特征,信息技术发展飞快,学生群体对知识的追求更多趋向趣味化、游戏化、体验式学习,并且学生对手机和网络的利用和依赖更高。海洋资源与环境专业学生以研究型学习为主,学生中“学霸”较多,多以考研为主,目标明确。学生已经学习过生物学课程先修课程,对生态学有初步的了解。在社会竞争越来越激烈的时代,学生群体更关注实际应用,希望能够学以致用。这个年龄阶段的学生更需要得到关心和关注,因此,教学过程中,教师要做到以人为本,摒弃老师高高在上的思想,与学生为友,快速记住学生姓名,利用课堂和课下时间主动和学生交流,征求学生对该每堂课的认识和意见。了解学生是建立良好的师生关系的基础,教学过程中以学生为主体,教师以自己的人格魅力影响和感染学生。
总之,普通生态学的教学不应拘泥于固有的模式一成不变,应该打破传统的教师说教式的知识灌输,根据学生实际情况,开展灵活多样的教学,以艺术的形式展现科学的自然历史和人与自然的关系。这也对教师提出了更高的要求,教师需要不断更新知识,与国际前沿接轨,了解社会热点,在科研领域不断探索,及时将科研成果应用于教学实践,同时,还要在教学方法上不断创新,跟随时代变迁,接受新事物,充分利用网络和多媒体新技术,将新知识以形象化、生动化、趣味化的形式展现出来。
参考文献:
[1]李庆芬,牛翠娟,娄安如,等.基础生态学[M].北京: 高等教育出版社,2002.
[2]李振基,陈小麟,郑海雷.生态学[M].北京: 科学出版社,2008.
[3]蔡昆争.普通生态学[J].应用生态学报,2005,(12).
[4]何斌.浅议《生态学》课程教学改革[J].教育教学论坛,2013,(33).
[5]刘纯.完善教学手段做好教研教改工作[J].吉林省教育学院学报(上旬),2015,(10).
[6]王文静.中国教学模式改革的实践探索――“学为导向”综合型课堂教学模式[J].北京师范大学学报(社会科学版),2012,(1).
[7]郭玉莲.课堂教学模式改革探论[J].教育理论与实践,2012,(10).