徐禮生,高貴珍,劉小陽,曹穩(wěn)根,吳福茹
宿州學院生物與化學工程學院,安徽宿州,234000
近年來,環(huán)境和諧、可持續(xù)發(fā)展的觀念越來越受到重視,國家對生態(tài)學應用型人才需求量不斷增加,生態(tài)學應用型人才培養(yǎng)也就顯得尤為重要。應用型本科院校作為我國高校人才培養(yǎng)和教育的一支生力軍,為我國經濟建設和發(fā)展提供了良好的人才支持和智力保障[1-2]。應用型本科院校是處于研究型高校和普通高職高專之間的高等教育類型院校,應用型本科院校主要任務是培養(yǎng)應用型復合人才[3-4]。傳統(tǒng)的生態(tài)學教學與應用型人才培養(yǎng)要求不相適應,傳統(tǒng)生態(tài)學教學主要是講授書本中生態(tài)學理論知識,教師很少講解書本以外的生態(tài)學科研相關信息,教學過程中不重視試驗教學和畢業(yè)論文設計,忽視學生應用能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。應用型本科人才培養(yǎng)內容和方式的改革,對我國生態(tài)學應用型人才培養(yǎng)和教育都具有特別重要的現(xiàn)實意義。對于生態(tài)學這門多學科交叉和社會實踐聯(lián)系緊密的綜合課程,如何進行教學才能有利于學生能力培養(yǎng)和學習?結合應用型本科院校生態(tài)學課程的特點,筆者認為可以通過以下幾個方面進行生態(tài)學教學改革。
生態(tài)學教學過程中滲透一定的科研動態(tài),增強學生科研意識。《普通生態(tài)學》內容主要包括分子生態(tài)學、景觀生態(tài)學、個體生態(tài)學、群落生態(tài)學、種群生態(tài)學、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學以及應用生態(tài)學等主要部分[5]。例如,在講授應用生態(tài)學部分時,可以拓展生態(tài)學知識在實踐中的實際應用,介紹國家重大科研項目的基本內容和重要成果,激發(fā)學生的科研興趣。如介紹“973”項目“湖泊藍藻水華生態(tài)災害形成機理及防治的基礎研究”相關內容,該項目研究成果闡明了藍藻水華暴發(fā)導致重要生物資源衰退、生物個體小型化和湖泊營養(yǎng)鹽循環(huán)速率加快的機制,在應用研究方面開發(fā)的改性當地土壤去除藍藻水華及其衍生污染物質等技術在太湖等重點湖泊得到了實際應用?!?63”項目“低濃度PCBs污染場地土壤的生物強化修復技術與設備研發(fā)”,針對我國工業(yè)污染場地特點和修復需求,選擇有機氯農藥、揮發(fā)性有機污染物、多氯聯(lián)苯、鉻渣等典型工業(yè)污染場地,研發(fā)具有自主知識產權的工業(yè)污染場地土壤的修復技術與設備,建立一批典型工業(yè)污染場地土壤修復技術綜合示范工程,制訂相關的風險評估與修復技術管理規(guī)范,引導我國工業(yè)污染場地修復高技術發(fā)展方向?!?73”項目“長江、珠江三角洲地區(qū)土壤和大氣環(huán)境質量變化規(guī)律與調控原理”,闡明東南沿海地區(qū)土壤中主要污染物的遷移、積累規(guī)律及調控機制,找出氮磷、持久性有機污染物、重金屬在環(huán)境與農產品中遷移積累的關鍵過程及主控因子,建立控制污染物通過土壤-作物系統(tǒng)向農產品遷移積累的多層次調控體系。教師要給學生介紹最新的生態(tài)學相關科研成果,這樣學生會深刻地認識到生態(tài)學理論知識可以解決土壤、大氣和水體等方面的污染問題,激發(fā)學生學習生態(tài)學的興趣。
學生通過生態(tài)學實驗課程學習可將生態(tài)學理論知識運用到實踐中,這樣才能達到良好的生態(tài)學教學效果,教師要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和科學素養(yǎng),培養(yǎng)學生獨立思考能力、實際操作能力和實驗數據統(tǒng)計分析能力[6]。教師設計基礎實驗教學時,重點指導學生規(guī)范地操作實驗儀器,要求學生認真記錄實驗數據。綜合性實驗將分子生態(tài)學、群落生態(tài)學、景觀生態(tài)學、應用生態(tài)學等有機結合起來,查閱國內外相關的文獻資料,了解最新的國內外科研動態(tài),學生組成研究團隊設計實驗方案,并且能夠準確地分析生態(tài)學實驗結果[7]。例如,選取難度適中的校級科研項目“鎘污染土壤景天植物修復技術及調控研究”(2009yzk09)作為對象,讓學生完成其中的一部分實驗內容,研究鎘脅迫對景天植物POD活性、葉綠素含量、SOD活性及CAT活性的影響,設計不同濃度的鎘離子加入到景天植物中,記錄景天植物的形態(tài)變化,不同時間取樣測定植物生理指標,教師指導學生測定景天植物POD活性、葉綠素含量、SOD活性及CAT活性的操作步驟,這樣學生能按照要求認真完成科研項目。學生參與科研項目“皖北典型礦區(qū)土壤重金屬銅、鋅、鉛和鎘的時空分布”,指導學生學會野外取樣的方法,設計好取樣的操作程序,并且教會學生測定土壤中重金屬含量的操作步驟,使用酸消解土壤,然后采用原子分光光度計測定土壤重金屬含量。學生按照生態(tài)學實驗設計要求,查閱生態(tài)學相關國內外文獻,設計好生態(tài)學實驗步驟,教師要求同步跟蹤指導和修正。普通生態(tài)學教學中采用科研與教學相互結合的模式,從理論授課過程中同步滲透科研動態(tài)、課外成立科學研究小組、實驗授課結合教師科研項目三方面,提高學生的生態(tài)學綜合素質和科研能力。
生態(tài)學實驗教學中另外一個重要組成部分是野外實驗教學,教師先對生態(tài)學野外實踐的特點進行闡述和總結,然后結合生態(tài)學實踐教學改革思路,探討野外實踐教學環(huán)節(jié)的教學過程設計、內容體系設置與實施等方面內容,以期野外生態(tài)學實踐教學能適應當前教學改革的需要,培養(yǎng)學生團結協(xié)作作風、嚴謹科研作風和科學創(chuàng)新意識,提高學生的獨立思考以及解決問題能力、綜合分析問題能力等。例如,生態(tài)學專業(yè)黃山野外實驗教學,在實習老師的指導下,學生分工合作,認真記錄各類動植物特征、科屬分類等知識并進行標本采集,標本采集后再進一步地進行標本整理、鑒定和制作工作,如識別植物時,可根據葉片特征推斷其是單子植物還是雙子葉植物,單葉還是復葉,互生還是對生(輪生),毛或附屬物的有無、類型、分布,葉的形狀(分裂與不分裂)、葉緣、葉基、葉尖等,同時運用比較法與已知植物進行對比觀察,用科屬典型特征推斷所屬科屬。如單葉互生、節(jié)膨大,具膜質托葉且鞘狀包莖為蓼的典型特征,植物體具乳汁、杯狀聚傘花序為大戟科大戟屬的典型特征等。在覆蓋面與知識深度、理論知識與應用需求、實習內容與實習時間以及不同實習學科之間進行適當平衡,采用多樣化的實習教學模式,有利于提高生態(tài)學教學效果,奠定培養(yǎng)生態(tài)學專業(yè)應用型人才的基礎。
所有本科高校都重視畢業(yè)論文教學工作,生態(tài)學本科畢業(yè)論文教學已經是高校實踐教學的重要組成部分,它對于提高學生綜合素質和本科教育質量具有至關重要的作用[8-9]。教師首先要重視生態(tài)學基礎知識教學,對基礎知識的考核要嚴格把關,努力提高學生生態(tài)學基本知識理論水平,另外教師在畢業(yè)論文教學中要注重培養(yǎng)學生自學能力和科研創(chuàng)新思維[10]。例如,本科生畢業(yè)論文“磷酸酯化改性梨渣吸附去除污染水體中Cu離子的研究”,實驗內容如下:梨渣酯化改性的原理是高溫下磷酸與纖維素羥基脫水酯化生成磷酸纖維素單酯,再用NaOH將改性梨渣中磷酸的未酯化羥基由氫型轉為鈉型。酯化劑配制:用NaOH調節(jié)溶液的pH為3.5,在1L濃度為0.5mol/L的磷酸溶液中加入1.67g尿素,取梨渣顆粒進行酯化改性,檢測磷酸酯化改性梨渣吸附去除污染水體中Cu離子效果。本科生畢業(yè)論文“垂盆草對不同重金屬吸收效果的研究”,實驗內容如下:設計不同濃度 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mmol/L的銅離子、鋅離子和鎘離子,種植垂盆草,在不同時間進行檢測垂盆草根莖葉中重金屬含量,根據垂盆草重金屬的檢測數據,對垂盆草重金屬數據進行統(tǒng)計分析,得出垂盆草吸收重金屬的效果。完成該設計(論文),提高學生的獨立思考能力、學生動手能力、實踐能力、團隊精神和協(xié)作精神。
由于生態(tài)學與動物學、植物學、地理學、土壤學、環(huán)境學等相關科學的聯(lián)系非常密切,各學科間相輔相成和共同發(fā)展,這樣生態(tài)學便形成了一種新的綜合理論體系[11]。生態(tài)學多媒體教學中可以使用沙塵暴圖片、電子垃圾污染圖片、重金屬污染危害相關動畫、淮河流域水體污染視頻等。多媒體教學可增強學生對生態(tài)學知識的感性認識,使生態(tài)學課堂教學在內容上具有感染力和直觀性。例如,講授生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學內容時,生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)包括水循環(huán)、氣體型循環(huán)、沉積型循環(huán)和有毒有害物質循環(huán),各種循環(huán)配有相應的圖片,特別是有毒有害物質循環(huán),講解DDT(二氯二苯三氯乙烷)循環(huán)過程包括海水、浮游植物、浮游動物、魚類、鳥類和銀鷗之間的傳遞,DDT濃度增加600萬倍,多媒體課件展現(xiàn)內容形象生動,學生容易理解。與傳統(tǒng)的教學方法相比,多媒體課件應用于輔助教學具有直觀、靈活、形象、科學與感官性強等特點,能夠使教學范疇擴大、教學內容深化以及教學形式豐富多彩,能夠調動學生對生態(tài)學課程學習的積極性,提高學生的學習效率,達到把課堂內容容易化、簡單化、具體化的效果,也為教師改變生態(tài)學教學方法、完善生態(tài)學教學內容提供了極大便利。
綜上所述,生態(tài)學教學涉及內容比較多,在教學過程中存在一定的難度,筆者從教學內容與科研相結合、實驗教學、畢業(yè)論文教學和多媒體利用等方面,密切結合應用型人才培養(yǎng)特點,進行生態(tài)學教學相應的改革,達到提高生態(tài)學教學的效果。
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