普通生態學實驗課程的構建思想及框架體系

袁建立 張仁懿 張世挺

摘要：本文通過分析當前普通生態學實驗課程設置方面存在的問題，初步探討了普通生態學實驗課程的構建思想，并在此基礎上提出了普通生態學實驗課程的框架體系。該思想及體系對于國內開設普通生態學實驗課程具有較好的指導意義，并對生態學人才實踐能力的培養起到了重要作用。

關鍵詞：生態學；實驗課程；構建思想；框架體系

中圖分類號：G424 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）09-0080-02

生態學是研究生物與環境之間相互作用的過程、效應及其機理與調控的科學，是實踐性很強的學科門類，特別是應用生態學領域[1]。生態學在生態文明建設中起著舉足輕重的地位，它不但要擔負起生態知識宣傳與普及的責任[2]，而且在生態學專業人才的培養，特別是解釋和解決生活中存在的生態問題等方面發揮了積極作用[3，4]。然而，目前國內的生態學人才培養體系還存在很多問題[1，3，5]，尤其是生態學知識的應用方面較薄弱。生態學實驗課不僅彰顯生態學的專業特性[3]，同時也可以提高和促進學生的實踐能力，對于全面促進生態學人才的培養非常重要。如何開設或改革生態學實驗課程，當前已有很多探索[1，5，6]，獲得了一些成功經驗[7]，但仍未系統解決生態學實驗課程的設置。本文擬從目前生態學實驗課程存在的問題、構建思想以及框架體系等三個方面，對生態學實驗課程的設置進行探討。

一、存在的問題

1.課程結構不系統。目前國內已經出版了一些普通生態學實驗課程教材，部分高校也已開設此類課程。但教材和課程普遍存在不系統的現象，很多教材都是從本校的實際條件出發，僅包含自己能夠開設的實驗內容，并沒有從普通生態學的實際內容出發全面培養學生的生態學實踐能力，缺乏對其他院校開設該課程的指導。

2.操作性不強。有些普通生態學實驗課程教材系統地包含了生態學的內容，卻存在操作性不強的弱點。有些是因為地域性造成的，一些實驗只能在某些特殊地區開設；而有些卻因為實驗設備的缺乏造成硬件支撐能力不夠而無法開設[8]。許多生態學實驗具有季節性，即物候的不同造成某些實驗不可能在反季節開設，這些都造成了該課程的操作性存在問題。

3.目標性不強。普通生態學實驗課程既像其他實驗課程一樣，具有鞏固課本上理論知識的功能，同時作為解答和解決實際生態問題的課程，該課程還擔負著理論聯系實踐的功能。實驗不能純粹為了提高實驗技能、加強理論知識，還應該結合實際生活中存在的生態問題，進行具體解釋和回答，這樣才能全面提高大學生的生態學素質。

4.缺乏專業特點。和大多數生態學理論課程相似，普通生態學實驗課程也存在專業性缺乏的特點。我國的生態學培養目標的不明確性，造成了每個高校各自為戰，沒有一個較好的、統一的專業培養體系，使得生態學專業地位不明確、隸屬關系混亂、專業性缺失[4]。當然，生態學一級學科的確立以及目前正在進行的質量標準的制定，可能會很大程度上解決這個問題。

5.內容重復性高。本文涉及的重復性主要指的是普通生態學實驗課程和相近或相似課程的重復，如，植物生理實驗、土壤學實驗以及一些環境類的實驗課程等。很多高校開展的生物學特別是生態學野外實習的相關內容也很多涉及生態學內容，不可避免地造成了課程內容的重復，浪費了很多教學時間[9]。

上面全面地分析了目前普通生態學實驗課程存在的問題，在此基礎上，我們提出如下普通生態學實驗課程的構建思想。

二、構建思想

1.突出專業特點，避免與相關課程的重復性。根據中美生態專業本科生培養方案對比[3]，普通生態學實驗課程應該重點突出生態學的專業特色，與其他課程之間的差異更多存在于生物與環境的關系問題上。實驗內容的設計應該包含基礎生態學的問題、生物多樣性的問題、進化的問題等，并通過這些內容的設計，引導學生利用生態學知識解釋和解答生活中存在的生態問題。同時，考慮生物學和生態學的實習，應避免基礎的生態學實驗內容，重點關注深層次的生態問題。

2.科學設置實驗內容，增強實驗的系統性。實驗的系統性主要體現在兩個方面：（1）內容的系統性。所有設計的實驗內容應該按照種群、群落、生態系統等不同層次來確定，實現內容的完整性；同時應涉及不同的生態系統類型，如草地、森林、水體等；也應包含生態系統的三大功能：物質循環、能量流動及信息傳遞。通過這三個層次的實驗操作，讓學生從不同的側面對生態系統過程有個整體的了解。（2）實踐的系統性。因為生態學實驗不同于其他課程的實驗，很多生態過程都存在一個時間屬性，可能持續幾十天、幾個月，甚至幾年。設計生態實驗內容時應科學地安排實驗內容，根據實驗條件布置實驗，多個實驗內容時間上合理重疊，讓學生充分體會時間變化給生態過程帶來的影響。時間跨度長的實驗可通過多個年級來完成（如設置長期實驗觀測點）。

3.實驗與模擬相結合，增強實驗的可操作性。很多生態過程都會持續很長時間，單獨靠實驗課堂難以完成。引入計算機模擬實驗，既可以極大地縮短實驗時間，同時也讓學生直觀了解生態過程的動態變化。這需要授課教師能夠熟練操作相關模擬程序。

4.與生活實際相結合，增強實驗的目的性。實驗課的目的是為了提高學生的實踐能力，同時利用理論知識來解釋和解決生態問題。實驗內容要充分結合目前存在的生態問題（如尾菜的分解利用、農作物間作、生物信息傳遞等），或因地制宜地與實際條件結合，開創性地設計實驗內容。這部分的重點是創新的內容與明確的生態問題如何有效結合的問題。

5.與科學研究相結合，增強學生的創新性。生態實驗時間跨度往往很大，很多實驗的進行需占用課外時間，這給學生造成很多負擔。可以把實驗課的內容與目前提倡的大學創新創業聯合起來，讓學生們按自己的想法自行設計實驗，在教師的指導下利用實驗課開展。這既可以豐富實驗課內容，又可以把實驗課與科學研究結合在一起，在一定程度上可以提高學生的科研能力。

三、框架體系

遵循以上普通生態學實驗課程的構建思想，其課程內容框架體系應該包含以下四個方面。

1.儀器操作部分。儀器部分主要包含常規儀器和大型科研儀器。通過這部分內容的學習，讓學生學會儀器的具體操作，同時增強科研能力，儀器功能的開發和利用也可以在此部分展開。

2.基礎生態學知識部分。主要包括種群、群落、生態系統等不同層次生態學涉及的理論以及圍繞這些理論開設的實驗內容。該部分主要是鞏固學生的理論知識。

3.應用生態學部分。主要包括涉及具體生態問題的實驗內容。如，污染治理、退化生態系統的修復、生態工程類的實驗等。這部分的工作主要是提高學生解決實際問題的能力。

4.綜合能力提高部分。主要是指創新實驗或綜合實驗。可以結合基礎生態學內容與應用生態學內容設計實驗，也可以圍繞當前生態學的研究前沿設計實驗。這部分的工作主要是提高學生的綜合能力。

以上關于普通生態學實驗課程構建思想和框架體系只是理論上的探討，每個學校可以在此基礎上具體規劃自己的實驗內容，不一定面面俱到，但提高學生實踐能力的宗旨不能變。

參考文獻：

[1]章家恩，駱世明，葉延瓊，秦鐘，趙本良.生態學專業實踐教學的改革與實踐——以華南農業大學生態學專業為例[J].大學教育，2012，（11）：86-89.

[2]袁建立.關于在大學生中開設“生態學通識課”的重要性、必要性及可能性探討[J].高等理科教育，2015，（4）：103-107.

[3]袁建立，儲誠進.中美生態專業本科生培養方案對比[J].高等理科教育，2013，（5）：46-50.

[4]袁建立，馮虎元.我國高校生態專業本科生課程設置初探[J].高等理科教育，2014，（6）：64-67.

[5]李全，發張杰.生態學實驗教學改革探索[J].安徽農學通報，2013，（10）：129-130.

[6]張仁懿，袁建立，史小明.生態學實驗室資源的教學科研共享初探[J].實驗室研究與探索，2016，（8）：285-288.

[7]寧曦，劉亞婷，侯冬偉，陳省平.跨校區條件下本科生創新能力培養[J].實驗室研究與探索，2016，（10）：185-187.

[8]王智紅.生態學實驗教學存在的問題及改革探索[J].教育與職業，2007，（20）：151-152.

[9]王健勝，侯桂玲，劉沛松，楊雨華.基于科學研究的生態學教學改革初探[J].教育教學論壇，2013，（33）：57-59.