孫寶茹

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100193）

0 引言

生態(tài)學(xué)是一門實驗性、實踐性和應(yīng)用性很強的學(xué)科，其實驗教學(xué)是驗證和發(fā)展生態(tài)學(xué)理論的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生接觸實際問題、提高應(yīng)用理論認(rèn)識和解決實際問題的最直接途徑，是對學(xué)生進行綜合能力訓(xùn)練的重要教學(xué)手段[1]。新時代背景下，加強實驗教學(xué)建設(shè)、推進實驗教學(xué)改革是高校生態(tài)學(xué)本科教學(xué)的重要工作內(nèi)容，是提高生態(tài)學(xué)人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要任務(wù)[2-3]。為了響應(yīng)國家和社會對生態(tài)學(xué)應(yīng)用創(chuàng)新型人才的需求以及教育部的指示，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)以學(xué)生為中心，以實踐和創(chuàng)新能力提升為核心，通過構(gòu)建多層次實驗教學(xué)體系、強化教師團隊、改進教學(xué)方法以及優(yōu)化教學(xué)評價四個層面的實施，全面推進生態(tài)學(xué)本科實驗教學(xué)改革，加強學(xué)生專業(yè)和綜合素質(zhì)以及競爭力培養(yǎng)，提高生態(tài)學(xué)人才培養(yǎng)質(zhì)量。本文對其加以介紹，以期為高校生態(tài)學(xué)本科實驗教學(xué)改革提供一定的借鑒，促進生態(tài)學(xué)實踐教學(xué)的改革與發(fā)展。

1 多層次實驗教學(xué)體系的構(gòu)建

我們秉承“以學(xué)生為中心，以實踐和創(chuàng)新能力提升為核心”的教學(xué)理念，對原有實驗教學(xué)內(nèi)容進行了整合和優(yōu)化，推陳出新，構(gòu)建了由基礎(chǔ)性實驗、專業(yè)性實驗和研究創(chuàng)新性實驗構(gòu)成的多層次實驗教學(xué)體系。

1.1 基礎(chǔ)性實驗

基礎(chǔ)性實驗是專業(yè)性和研究創(chuàng)新性實驗得以開展的基礎(chǔ)和前提，主要以《基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)實驗》為主，從生物個體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)四個方面設(shè)計實驗內(nèi)容。學(xué)生通過驗證性實驗，掌握生態(tài)學(xué)實驗最基本的技能和研究方法，深入理解和掌握生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)理論和基本知識，培養(yǎng)正確的生態(tài)學(xué)理念和基本素養(yǎng)。

1.2 專業(yè)性實驗

專業(yè)性實驗是生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)體系的第二層次，重點在于提升學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)和實踐能力。主要從土壤、微生物和分子三個方面分別設(shè)計實驗內(nèi)容，采用驗證性和探究性實驗相結(jié)合的方式，讓學(xué)生掌握生態(tài)學(xué)專業(yè)性實驗技能和研究方法，提升專業(yè)技能和素養(yǎng)以及實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，為研究創(chuàng)新性模塊實驗內(nèi)容的開展奠定專業(yè)和創(chuàng)新實踐基礎(chǔ)。

1.3 研究創(chuàng)新性實驗

研究創(chuàng)新性實驗是生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)體系的最高層次，是在基礎(chǔ)性和專業(yè)性實驗教學(xué)基礎(chǔ)上，以學(xué)生為主體，由學(xué)生自主設(shè)計和實施，教師輔以指導(dǎo)，通過探究創(chuàng)新性實驗，培養(yǎng)和提升學(xué)生的創(chuàng)新、研究、應(yīng)用、總結(jié)和表達等綜合素質(zhì)和能力。具體來說，教師講解相關(guān)知識原理后，學(xué)生以小組為單位，根據(jù)當(dāng)前研究熱點、現(xiàn)實問題、研究興趣或特長討論并確定研究課題；學(xué)生以科學(xué)問題為導(dǎo)向，查閱資料，討論并設(shè)計實驗方案；實驗方案實施過程中，記錄實驗現(xiàn)象和結(jié)果，并根據(jù)實際問題和現(xiàn)象進行探索、研究和解決；對所得數(shù)據(jù)進行處理、分析和討論，結(jié)合所學(xué)理論知識或查閱資料解釋所得實驗現(xiàn)象和結(jié)果，思考其中蘊含的生態(tài)學(xué)機理及其在實際生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用；最后，撰寫研究論文，并制作PPT進行口頭匯報。教師對課題從設(shè)計、實施、分析討論到研究報告和口頭匯報進行綜合評價和指導(dǎo)，使學(xué)生在實踐和教師指導(dǎo)雙重作用下感悟生態(tài)學(xué)研究、體會不足、提升自我。研究創(chuàng)新型實驗?zāi)軌虺浞终{(diào)動學(xué)生的研究興趣、主動性和積極性，激發(fā)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和思維能力；學(xué)生全程參與、與團隊合作自行設(shè)計研究課題，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、觀察能力、分析和解決問題能力、靈活運用能力、團隊合作能力、交流和表達能力，而且能夠讓學(xué)生切身感受生態(tài)學(xué)科學(xué)研究工作，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度和作風(fēng)以及勇于開拓的創(chuàng)新意識和科學(xué)精神，提高專業(yè)綜合素養(yǎng)，增強實踐應(yīng)用能力和社會競爭力。

2 教師團隊的強化

生態(tài)學(xué)本科實驗教學(xué)雖然以學(xué)生為中心，但是教師是實驗教學(xué)的實施者，是生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量保障和提升的關(guān)鍵因素。因此，強化實驗教學(xué)教師團隊是新時代生態(tài)學(xué)本科實驗教學(xué)改革的重要層面。

2.1 教師團隊的構(gòu)建

為了提升生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量，我們合理配置并構(gòu)建了專業(yè)實驗教師團隊。具體來說，優(yōu)選專業(yè)理論知識扎實、實踐經(jīng)驗豐富、教學(xué)指導(dǎo)能力強的教師擔(dān)任生態(tài)學(xué)實驗授課教師，配以專門的實驗準(zhǔn)備教師，充分發(fā)揮各位教師專長，全方位保障實驗教學(xué)質(zhì)量。生態(tài)學(xué)實驗教師團隊共有8人，其中教授2人，副教授5人，實驗師1人；46～59歲中年教師2人，45歲以下青年教師6人。因此，我們具有一支專業(yè)化程度高、業(yè)務(wù)能力強、年齡結(jié)構(gòu)優(yōu)化的實驗教學(xué)團隊，為提高生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量奠定了雄厚的師資基礎(chǔ)。

2.2 教師工作的細化

實驗教學(xué)由于課時限制，一般很難有機會讓學(xué)生重復(fù)實驗，但是學(xué)生作為初學(xué)者，難免實驗結(jié)果不理想或失敗。因此，實驗成功率是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、保障實驗教學(xué)質(zhì)量的重要因素。為此，生態(tài)學(xué)實驗教師團隊從課程設(shè)計、實驗準(zhǔn)備、課程教學(xué)到工作總結(jié)全力做好并細化每個工作環(huán)節(jié)。首先，制定系統(tǒng)、完善的課程方案和規(guī)劃，并對課程實驗設(shè)計、進度安排和教學(xué)方法等深入研討，確保課程設(shè)計科學(xué)、合理、可行。其次，實驗準(zhǔn)備教師不僅精準(zhǔn)地為學(xué)生準(zhǔn)備實驗內(nèi)容所需的所有器材外，而且在課前完成預(yù)實驗。通過反復(fù)預(yù)實驗，確定最適的實驗條件，及時發(fā)現(xiàn)并解決其中可能存在的問題，提升實驗成功率。再次，課程教學(xué)中，授課教師不僅對實驗原理、關(guān)鍵操作步驟和注意進行事項詳細講解，而且時刻觀察學(xué)生操作準(zhǔn)確性和規(guī)范性，遇到問題及時提醒、糾正，確保實驗準(zhǔn)確性。最后，每學(xué)期實驗課程結(jié)束后，教師撰寫工作總結(jié)，重點分析和總結(jié)當(dāng)次實驗教學(xué)的可取和不足之處，為下次教學(xué)提供借鑒和參考。總之，教師團隊認(rèn)真做好實驗教學(xué)的每一個環(huán)節(jié)和細節(jié)，全面保障和提升生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量。

2.3 教師能力的提升

新時代背景下，實驗教學(xué)的改革對實驗教師的專業(yè)能力、教學(xué)水平和教學(xué)理念都提出了更高、更深層次的要求，因此，我們注重教師特別是青年教師能力的不斷提升。首先，在實驗教學(xué)中，資深教師和青年教師通過“以老帶新”和“一對一”傳幫帶的方式培養(yǎng)青年教師、促進其快速成長和進步。其次，教師團隊定期開展實驗教學(xué)研討活動，互相交流教學(xué)方法和教學(xué)技能，探討教學(xué)重點和難點，學(xué)習(xí)最新教學(xué)成果，開展教學(xué)改革研究。團隊整體互相促進、共同提高，教研氛圍積極向上，提升了團隊整體的教學(xué)水平。最后，實驗教師團隊還通過專家講座、教師培訓(xùn)和教學(xué)觀摩等學(xué)習(xí)，提升自身教學(xué)水平；通過科技扶貧、成果轉(zhuǎn)化、技術(shù)咨詢、校企合作等方式，了解新時代社會發(fā)展和需求，及時優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和方式，有效促進實驗教學(xué)質(zhì)量的提高。

3 教學(xué)方法的改進

新時代的實驗教學(xué)改革要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的以教師為中心的單向傳輸教學(xué)，形成以學(xué)生為中心的自主學(xué)習(xí)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、積極性和主動性，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。因此，我們必須利用現(xiàn)代教學(xué)手段，改變教學(xué)模式，豐富教學(xué)內(nèi)容，以提升生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量。

3.1 巧用現(xiàn)代教學(xué)手段

生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容多抽象，單一的講授容易使學(xué)生難以理解、枯燥乏味。我們在課堂教學(xué)中充分運用多媒體教學(xué)手段，包括PPT、圖片、視頻和鏈接等，同時注重多媒體與板書的互補互濟，讓學(xué)生形象地感知、理解和掌握所學(xué)內(nèi)容，提升實驗教學(xué)效果。學(xué)生實驗過程中，有些儀器設(shè)備容易操作不規(guī)范或者課后忘記，我們通過實地拍攝小視頻的方式錄制教學(xué)視頻，讓學(xué)生在需要時能夠隨時查看、學(xué)習(xí)，保障實驗教學(xué)效果。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，慕課、云課堂、雨課堂、騰訊會議等新的教學(xué)手段不斷涌現(xiàn)[4]。在生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)中，我們巧妙、合理利用線上教學(xué)手段，與線下教學(xué)相結(jié)合，提高了學(xué)生實驗課程參與度、自主學(xué)習(xí)力和思考創(chuàng)新能力，提升了實驗教學(xué)效果。特別是在新冠疫情期間，線上教學(xué)打破了教與學(xué)的時間和空間限制，實現(xiàn)了“停課不停教、停課不停學(xué)”，高效保障了實驗教學(xué)。

3.2 教學(xué)模式多樣化

生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)中，我們綜合運用啟發(fā)式、問題式、任務(wù)驅(qū)動式、討論式等教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性，引導(dǎo)學(xué)生思考、分析和判斷，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。同時，我們采用新的模式如翻轉(zhuǎn)課堂進行實驗教學(xué)，最大限度地發(fā)揮學(xué)生的主體作用[5]。翻轉(zhuǎn)課堂的運用不僅加深了學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)知和理解，增強了與師生之間的互動與交流，提升了課堂的表現(xiàn)力和趣味性，更重要的是培養(yǎng)和提升了學(xué)生創(chuàng)新、思維、靈活應(yīng)用、分析和解決問題、交流表達和團結(jié)協(xié)作等綜合能力，增強了社會競爭力。

3.3 寓教于研，注重思政教育

新時代背景下，生態(tài)學(xué)相關(guān)的理論、技術(shù)和研究方法也在不斷地更新和發(fā)展。為了及時了解生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的前沿科學(xué)和技術(shù)，生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)注重寓教于研。教師把最新科研項目和科研成果等融入實驗教學(xué)，實時更新教學(xué)內(nèi)容、傳授最新研究方法和技術(shù)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和應(yīng)用能力；以“項目帶動式”“校企合作”等模式拓展學(xué)生第二課堂，讓學(xué)生切實參與科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐，在“做中學(xué)、學(xué)中做、教-學(xué)-做一體化”中全面提升實踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力[6]。同時，教師在實驗教學(xué)中巧妙地融入思政要素，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用生態(tài)學(xué)原理和方法踐行新時代生態(tài)文明和美麗中國建設(shè)。

4 教學(xué)評價的優(yōu)化

教學(xué)評價是反映教學(xué)體系優(yōu)化效果的直接方式。我們突破了傳統(tǒng)的實驗課程評價模式，從學(xué)生學(xué)習(xí)效果考評和教師教學(xué)評價兩方面優(yōu)化了教學(xué)評價體系。

4.1 學(xué)生學(xué)習(xí)效果考評

在學(xué)生學(xué)習(xí)效果考評方面，我們采用分層次考評的方式。具體來說，基礎(chǔ)性和專業(yè)性實驗采取課堂評估與實驗報告相結(jié)合的方式，教師根據(jù)學(xué)生的出勤、課堂表現(xiàn)和實驗報告撰寫情況，按照10%、30%和60%的比例進行賦分，重點考查學(xué)生對實驗課程知識點、實驗技能和研究方法的掌握情況以及對實驗過程和結(jié)果的記錄情況。對于研究創(chuàng)新性實驗除了考評學(xué)生上述情況外，增加了對學(xué)生課題參與程度、討論活躍度、研究論文（包括摘要、前言、材料與方法、結(jié)果、討論、結(jié)論與展望和參考文獻7個部分）以及口頭匯報的考核，特別是在口頭匯報中，學(xué)生成績由教師評價和學(xué)生互評兩部分組成。課堂表現(xiàn)、課題研討與實施、研究論文和口頭匯報分別按照10%、35%、40%和15%的比例進行賦分，重點考查學(xué)生課題研究中的創(chuàng)新能力、分析和解決問題能力、靈活應(yīng)用能力以及對研究結(jié)果的分析和匯報能力。學(xué)生學(xué)習(xí)效果的分層次考評方式既能綜合考查學(xué)生對生態(tài)學(xué)實踐技能和研究方法的掌握情況，又能有效考查學(xué)生的生態(tài)學(xué)專業(yè)綜合素養(yǎng)以及實踐應(yīng)用創(chuàng)新能力，全面且有重點地評估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

4.2 教師教學(xué)評價

對于教師教學(xué)評價，我們綜合借鑒國內(nèi)外一流大學(xué)教學(xué)評價經(jīng)驗，結(jié)合生態(tài)學(xué)專業(yè)具體情況，形成了新的教師教學(xué)評價體系。在每學(xué)年，由學(xué)生、實驗教師團隊（包括互評和自評）、學(xué)院和本科生院教學(xué)評估組分別對教師實驗課程教學(xué)全過程的課堂效果、學(xué)生實驗報告或研究論文完成情況、學(xué)生學(xué)習(xí)效果以及對后續(xù)關(guān)聯(lián)課程的支撐情況等進行綜合評價。相關(guān)評價結(jié)果不僅利于教師成長和發(fā)展，而且有助于促進實驗課程的改進、實驗教學(xué)質(zhì)量的提升以及實驗教學(xué)管理的完善。

5 結(jié)語

新時代背景下，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)響應(yīng)國家和社會對高校生態(tài)學(xué)人才培養(yǎng)的需求，以學(xué)生為中心，以實踐和創(chuàng)新能力提升為核心，對生態(tài)學(xué)本科實驗教學(xué)進行了全面改革。構(gòu)建了由基礎(chǔ)性實驗、專業(yè)性實驗和研究創(chuàng)新性實驗構(gòu)成的多層次實驗教學(xué)體系，同時通過教師團隊強化、教學(xué)方法改進和教學(xué)評價優(yōu)化的共同實施，全面促進學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提升生態(tài)學(xué)人才培養(yǎng)質(zhì)量。調(diào)查問卷發(fā)現(xiàn)，95%以上學(xué)生認(rèn)為通過生態(tài)學(xué)實驗的學(xué)習(xí)深入感知、理解和鞏固了生態(tài)學(xué)相關(guān)理論知識，學(xué)習(xí)主觀能動性和積極性被激發(fā)，而且創(chuàng)新思維、實踐應(yīng)用和分析表達等綜合能力得到明顯提升。