野外調查實踐在海洋生態學教學中的應用

摘 要：野外調查實踐教學是海洋生態學課堂教學的有效補充。野外調查實踐可以幫助學生掌握科學的研究方法，培養學生從事海洋生態學研究的積極性，鍛煉學生從事海洋生態學野外調查的實踐能力，提高學生的協調以及對外交往的能力，有效提升學生的科研意識。在國家建設海洋強國戰略背景下，在海洋生態學教學中開展野外調查實踐，可以推動海洋生態學本科教學從“教得好”向“學得好”轉變，為國家培養海洋生態環境保護方面的合格人才。

關鍵詞：野外調查實踐；海洋生態學；海草

海洋生態學是研究海洋生物及其與海洋環境相互關系的學科，研究對象包括海洋生物及其生活的海洋環境。[1]海洋生態學既是生態學的分支，又是海洋生物學的重要組成部分。海洋生物包括海洋浮游生物、海洋底棲動物、海洋底棲植物、海洋游泳生物以及海洋哺乳動物等。[2]海洋環境包括海水環境和沉積物環境，環境要素主要包括物理要素，如海浪、海流、潮汐、噪聲、內波等；化學要素，如pH、溶解氧、鹽度、活性硅酸鹽、活性磷酸鹽、硝酸氮、亞硝酸氮、氨氮等。[3]

海洋生態學科的特點決定了野外調查實踐是海洋生態學科發展的必然需求。只有通過對海洋生物和海洋環境的實際情況進行現場調查，才能明確海洋生物與海洋生物、海洋生物及其生存的海洋環境之間的相互作用關系。野外調查實踐作為海洋生態教學中的獨立環節，需要根據實際教學需要，依據所要調查的研究對象和整理已有的歷史調查數據，教會學生制定野外調查方案，然后進行野外調查，通過鑒定海洋生物種類、測定海洋環境參數，根據調查結果明確海洋生物的空間分布規律及其環境影響因素，在教學過程中，將理論教學獲得的知識融入野外調查的各個環節，從而加深學生對海洋生態學科的理解和認知。

一、運用野外調查方法研究海洋生態的必要性

（一）是學生掌握科學研究方法的必修環節

本科教學主要是教會學生獨立的思考和創新能力，但是在傳統的教學中，本科生對野外調查實踐的學習熱情不高，通常習慣于接受教師在課堂上的授課，缺乏動手實踐的能力。由于受野外采樣工具和實驗室測試設備的限制，傳統教學中普遍存在重理論、輕實踐的現象。即使在實驗室做室內實驗環節，由于不清楚野外采樣流程，可能存在樣品前處理不當等問題，導致實驗結果偏差較大。即使教師要求學生設計野外調查方案，由于學生缺乏野外實踐的鍛煉，也難以應用平時所學的理論知識設計相關方案。在野外見習時，學生也很難自覺進行野外觀察，自己發現并解決問題。因此，在野外調查實踐過程之前，教師可以要求學生通過查閱科學文獻等形式撰寫野外調查方案，準備野外調查所需的材料和設備。查閱科學文獻過程中，可能出現不同的調查方法和不同的設備測試相同的參數，學生在選擇所使用方法的過程中也會加深對海洋生態學科相關知識的理解。在野外調查時，學生根據前期準備獲取所需樣品和觀測數據，調查結束后，教師可以幫助學生整理野外調查報告，發現野外調查方案的不足，從而使學生掌握科學的野外調查方法。

（二）培養學生野外調查能力和身體素質的有效途徑

海洋生態學是實踐性很強的一門學科，在掌握科學研究方法的同時，需要較強的野外調查能力和良好的身體素質。野外調查能力在多次野外調查實踐中才能形成。因此，海洋生態學調查需要強有力的保障。指導教師需要學生在第一次野外調查之前和調查過程中全程陪同指導，詳細講解調查地點和調查時間的選擇等信息。例如，在潮間帶調查中，潮汐表中標注的最低潮時間尤其重要，通常最低潮之前和之后2小時內可以進行采樣，如果學生沒有之前野外調查的經驗，很難把握具體的采樣時間。野外調查需要良好的身體素質，參加野外調查實踐的過程可以鍛煉學生的身體素質。多次參加野外調查實踐的學生會認識到自己身體的不足，若打算從事本專業的相關工作，會主動加強自身的體育鍛煉，提高身體素質。

二、野外調查實踐獲取海洋生態學資料的效果分析

海洋生態學野外調查實習內容多樣，包括海洋地質、海洋生物、海洋化學、海洋物理以及海洋氣象等多個學科，調查不同生物和環境要素所需要的設備差異很大，一切有關海洋生物和海洋環境相互關系的內容都可能是海洋生態野外調查的主要內容。海洋生態學主要調查方向包括：葉綠素、初級生產力、海洋微生物、浮游生物、底棲生物、潮間帶生物、污損生物和游泳生物等。[3]為培養學生野外調查的實踐能力，筆者2018年6月組織了海洋科學相關專業的部分本科生對海南陵水新村灣海草床進行了野外調查。海草是重要的海洋底棲植物，在全球范圍內的碳氮磷循環中起著不可替代的作用。[4]海南陵水新村灣位于海南省陵水縣的東南部，面積約22.6km2，為被潮汐控制的大部分封閉的天然瀉湖，只是在瀉湖西部與外海有一小的出海通道，周邊沒有大的河流流入。[5]黃小平等調查表明，新村灣共有海草總面積約2km2，海草種類有海菖蒲（Enhalus Acoroides）、泰來草（Thalassia hemprichii）、海神草（Cymodocea rotundata）、二藥藻（Halodule uninervis）和喜鹽草（Halophila ovalis），海菖蒲、泰來草和海神草為優勢種。[4]通過本次野外調查實踐總結的效果如下：

（一）培養了學生從事海洋科學研究的積極性

平時課堂教學中，指導教師已為學生講授了海洋生態學相關的課程，尤其是詳細講解過海草生態學相關的內容，自2018年3月開始讓學生閱讀與海草生態調查相關的文獻，并于每周四下午由本科生進行文獻的匯報，匯報后，指導教師針對具體文獻的內容，對野外調查相關內容，如研究地點的選擇與描述、調查內容的選取、調查及分析設備的使用、研究結果的介紹與分析等都進行詳細的講解。2018年5月組織學生進行野外調查的具體設計，包括采樣斷面的設置、采集物種的選擇、樣品的具體采集方法、樣品的前期處理以及后續測試等；同時進行野外調查的前期準備，包括購買實驗材料、調試野外設備、聯系租用野外車輛以及船只等。在進行一系列準備的過程中，指導教師隨時和學生進行討論和溝通，引導學生將已經學到的理論知識運用到野外調查的實踐中。通過前期的準備，學生發現書本上學到的海洋科學基礎知識在海洋生態學野外調查實踐中起到巨大的支撐作用，極大地培養了學生在課堂學習和從事海洋科學研究的積極性和主動性。

（二）鍛煉了學生從事海洋生態學野外調查的實踐能力

通過前期的大量準備，2018年6月學生進行了野外調查的實踐。共野外調查2天，根據前期準備，第1天學生在調查當日潮汐最低潮時間到達野外采樣地點，下水工作2小時后，潮水上漲無法再進行調查工作，當天調查結束進行野外調查總結過程中，學生決定第2天比最低潮時間提前2小時到達野外采樣地點，解決了采樣時間不足的問題。在課堂教學中，指導教師教授潮汐課程時，強調了最高潮和最低潮時間，以及漲潮和退潮所需的時間，通過本次野外調查，學生對潮汐有了更深入的理解，增強了學生對海洋生態學基礎知識的認知。通過2天的野外調查，學生共發現海菖蒲、泰來草、喜鹽草3種海草。本次調查不僅使學生對課本和文獻中對海草的描述有了直觀的認識，同時也鍛煉了學生從事海洋生態學野外調查的實踐能力。

（三）提高了學生的協調以及對外交流和溝通能力

參加本次調查的學生有8名本科生，共分為2組，從野外調查前期設計，實驗材料的選擇，采樣設備的準備等都是以小組為單位共同完成的。調查前期聯系租用車輛、船只，調查過程中與車輛司機以及船主的溝通等都以學生為主體進行，最終成功獲得所有野外樣品，上述工作離不開學生之間的協同與配合。本次調查極大提高了學生的團隊合作以及對外合作交流能力。

（四）提升了學生的科研意識

通過本次野外調查，學生發現了海草床中發現不同潮位，不同海草種類的分布特征，同時在瀉湖內發現綠藻孔石莼大規模爆發這一全球性的生態學現象，野外調查中，見到瀉湖內當地漁民在低潮期間從海草床內挖大型底棲生物，對海草造成了直接的破壞。學生也注意到瀉湖內海水養殖和猴島景區魚排餐飲產生的污染物可能是海草衰退的因素之一。上述發現不僅為學生撰寫本次野外調查報告提供了素材，而且為學生在未來畢業論文寫作和科學研究中拓展了科研思路。通過本次野外調查，學生深刻理解了海洋生態學研究，不僅僅書本上所學的知識，也不是靠憑空想象，而是需要在野外調查中將課堂上所學到的知識活學活用，從實踐中找出解決海洋生態問題的辦法。

三、結論

海洋生態學是一門綜合性和系統性較強的學科，在教學中需要從三個層次對學生進行指導，第一是通過課堂教學，幫助學生系統掌握海洋生態學的基礎知識，第二是野外調查實踐，采集野外調查的樣品，第三就是在實驗室對野外獲得的樣品進行分析。野外調查實踐作為海洋生態學研究的重要環節，不僅可以幫助學生掌握海洋生態學研究的具體方法，還可以通過野外調查和實驗結果相結合，幫助學生建立科學研究的思維，推動海洋生態學科的發展。但是，海洋生態學野外調查實踐中，經常會遇到許多問題，比如野外調查經費短缺，保障學生野外工作中的安全也存在較大壓力。本文案例中以本科生為主體，但是參與人數較少。國家教育部出臺《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》中，要求對本科生的教育要注重激發學生的學習興趣和潛能、創新形式、改革教法、強化實踐，推動本科教學從“教得好”向“學得好”轉變。廣大從事海洋生態學教學的教師應該在此背景下，探索如何以班級為單位開展野外調查實踐，將野外調查實踐進一步規范化，激發學生學習海洋生態學的熱情和潛能，為國家海洋強國戰略的實施培養合格人才。

參考文獻：

[1]沈國英.海洋生態學[M].科學出版社，2010.

[2]侯國祥，王志鵬.海洋資源與環境[M].華中科技大學出版社，2013.

[3]侍茂崇，高郭平，鮑獻文，吳德星.海洋調查方法[M]，中國海洋大學出版社，2016.

[4]樊敏玲，黃小平，張大文，張景平，江志堅，曾艷藝.海南新村灣海草床主要魚類及大型無脊椎動物的食源[J].生態學報，2011.

[5]黃小平，黃良民，李穎虹，韓秋影，黃道建，徐占洲，譚燁輝.中國南海海草研究[M].廣東經濟出版社，2007.

作者簡介：韓秋影（1980-），女，漢族，吉林德惠人，博士研究生，研究員，研究方向為海洋生態學。