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摘 要：实验教学对于培养学生的动手能力和创新思维有重要作用。结合教学实践，对目前生态学实验教学中存在的问题进行详细分析，并针对教学中存在的问题，尝试采取更新实验教学内容、改进实验教学方式、加强实验教材建设、综合利用实验设备、灵活设置实验课时、完善实验考评体系6个方面的改革措施，取得了良好的教学效果。
关键词：生态学；实验教学；教学改革；创新思维
中图分类号 Q149 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2013）10-129-02
生态学是研究生物与环境相互关系及其作用机制的科学，具有鲜明的综合性和实践性特征[1]。生态学实验教学作为生态学教学体系的重要组成部分，对培养学生的创新思维和动手能力有重要作用[2]。然而，当前生态学实验教学中存在很多问题，难以达到培养学生动手能力及创新思维的目标，因此实验教学改革势在必行。笔者结合本校生态学实验教学开展情况和自身教学实践，针对实验教学中存在的问题，采取相应的改革措施，并取得了良好的教学效果。
1 生态学实验教学中存在的问题
1.1 实验教学内容单薄 现有的生态学实验教学内容单薄，演示性、验证性实验项目偏多，综合性、设计性实验较少，过于强调具体方法介绍或仪器使用，忽略了方法与问题的结合。如生态因子的综合测定技术实验中，仅仅介绍不同仪器如温度计、湿度计、风速风向仪、溶解氧仪等仪器的使用，实验课变成了简单的仪器操作学习，对如何利用这些仪器设备解决具体的生态学问题则很少涉及。如丙二醛含量的测定实验和超氧阴离子自由基的测定实验，学生只需根据实验步骤重复就可，无需思考就能完成实验，实验成了方法的验证。另外部分实验内容与其它学科如植物生理学开展的实验有重复，如盐胁迫对植物生长的影响实验；或者是本身实验方法的重复，如植物群落数量特征的调查及植物中种的生物多样性的调查两个实验，都是样方法及样线法的应用。整体来看，实验内容不仅缺乏生态学新方法、新技术的使用，且难以达到培养学生创新思维的目标。
1.2 实验教学方式呆板 大多数实验教学模式是：实验教材+老师讲解+学生操作。在固定的地点和时间，课前教师将实验药品、器材全部准备好，课堂上教师根据实验教材设定实验题目，详细介绍实验原理、实验目的、仪器使用、实验步骤，实验注意事项和结果计算也写在黑板上。经常是老师写满了黑板，然后学生抄下来就完成了实验报告，学生根本无需查阅资料和动脑思考就能完成实验任务。这种“抱着走”的教学模式阻碍了学生主体性的发挥，学生在课堂中无需提问题也提不出问题，造成实验课一结束，学生又将所学的知识还给了教师，遇到类似的问题还是不知道如何解决[3]。
1.3 实验教材存在弊端 教材作为师生学习参考的重要栽体和工具，却一直困扰着生态学实验教学的开展。国内虽已有一些生态学实验教材出版[2]，但其中编写的实验往往因实验条件限制或具有地域性而无法开展，可操作性不强。实际教学中一直采用的讲义内容又比较单薄，多是需开展几个实验，讲义就编写几个，且又多为基础性和验证性实验，缺乏反映新技术新理论的综合性和设计性实验项目。如之前使用多年的讲义只有7个实验，教材缺乏应有的系统性。随着科学技术的发展，如果不能及时更新实验内容，作为课程教材的讲义将失去科学性和实用性，最终不利于学生能力的培养。
1.4 实验教学仪器陈旧落后 生态学日益向着宏观和微观两个方向不断发展，研究领域从分子生态学一直到全球生态学，与新技术的结合越来越紧密，对实验设备的要求也越来越高。而生态学实验开设时间较短，实验室因刚刚组建，仪器设备基本上是其它实验室淘汰下来的陈旧仪器设备，有的根本无法使用，新购买的仪器数量又不足。往往只能利用皮尺、样方框等简易器材开展一些调查实验；或利用分光光度计进行简单的测定，如丙二醛的测定实验和超氧阴离子自由基的测定实验。而对于适应现代教学需要的综合性和研究性实验开展起来则较困难，严重制约了培养学生利用新方法、新技术解决生态问题的能力。
1.5 实验教学课时偏少 由于教学资源紧张，基础生态学实验仅设置21个课时，其它生态学分支学科不设实验课，另外由于实习场地的缺乏也无法进行野外实习，生态学实验时间明显不足。此外，因为单次实验的时间为3个课时，而生态学实验的特点无论是调查性实验还是设计性、综合性实验都很难在短时间内有效完成，所以导致本来就少的综合性和设计性实验最后也转变成验证性或演示性实验，最终是学生动手训练难以得到保障，思考和创新能力的培养也几乎是纸上谈兵。
1.6 实验教学考核随意 生态学实验的考核标准一般是教师根据学生平时的实验报告给出实验课程成绩，但单纯的实验报告很难反映出学生的实际动手能力及综合实验素质。学生在实验中多以几人一组进行，教师在实验前已将实验原理、步骤等详细写在黑板上，然后学生照抄黑板，实验结果也大同小异，实验报告几乎千篇一律。教师只能以学生实验报告书写的工整和完整程度为标准，随意性较强。这种考核方法很难体现学生的实验态度、设计思路和动手能力，因此测评结果无法客观反映学生的实际水平，难以发挥调动学生学习积极性的作用。
2 生态学实验教学改革措施
2.1 更新实验教学内容 在生态学实验课教学中，随着学科学的发展有意识地及时调整更新基础性实验、综合性实验和设计性实验的教学内容，将新的内容引入到实验教学中。具体做法是对陈旧的实验内容进行整合、重组或删除，减少验证性实验。如将原先群落数量特征的调查及物种多样性的测定两个实验合并为一个实验，将实验效果不佳的种内竞争实验删除，增加一个种群年龄结构分析与静态生命表的绘制实验，另外将调查的地点由学校的草坪改为城市森林公园；同时将原先单纯的生态生理指标的测量实验改为设计性实验，倡导学生利用所学的实验方法来设计实验，如不同逆境对植物的影响，激发了学生动手动脑的兴趣，从而实现实验教学内容的不断优化，有利于对学生创新性思维的培养。 2.2 改进实验教学方式 改变以往生态学实验教学完全以教师为主导学生机械模仿的教学方式，采取教师引导学生独立操作的教学方法。基础性实验注重学生实验技能的培养，综合性实验和设计性实验教师可以在实验开展之前讲清实验目的和实验原理，要求每个学生都必须提出一个和实验相关的生态学问题并设计实验方案，然后分组讨论筛选出一个最佳方案，经教师审核并对其中的问题进行分析、修改完善，最后由学生全程独立操作，教师给予协助和指导，实验结果以小论文的形式予以呈现及表达。此教学方式突出了学生的主体地位，有效地调动了学生的实验积极性，学生分析问题、解决问题和独立设计实验方案的创新思维能力得到很大提高。
2.3 加强实验教材建设 实验教材在整个实验教学过程中起着重要的作用，但已出版的生态学实验教材未能结合我校实际情况，实用性不是很强。因此编写一部系统的、实用的、富有本土特色的生态学实验教材很有必要。为此结合各位一线教师多年的实验教学经验，在生态学精品课程建设项目的资助下，以出版的教材为基础，结合最新的理论知识、本校教师的研究成果及相应的技术方法，编写并出版了《生态学实验》教材[4]。与原先的讲义相比较新教材具有更强的科学性和系统性，对于学生进一步学习很有补益。同时应根据生态学发展进程，不断更新实验教材，为提高实验教学质量奠定良好基础。
2.4 综合利用实验设备 实验设备是培养创新型人才的硬件设施，良好的实验条件也是提高实验教学水平的基础。由于投入不足或重视不够等因素的影响，生态学实验仪器和设备相对缺乏，根据现有条件开设实验难以取得良好的教学效果。在投入有限的情况下，综合利用公用实验平台或其它专业实验室的相关仪器则是解决仪器设备缺乏问题的有效途径。对于分光光度计、光照计、湿度计、光照培养箱、样方框、皮尺、采集袋等简单仪器设备，可以根据学生的人数购置多套。而对于水质分析仪、原子吸收分光光度计、光合作用测定仪等大型贵重仪器，在短时间内难以满足班级教学需要的情况下，则给学生开展相关的开放性实验项目，以满足学生利用新技术解决生态学问题的需求。
2.5 灵活设置实验课时 生态学实验内容丰富且实验时间和场所不固定，有些实验需要在野外进行，如植物群落数量特征调查、群落中种的多样性测定等实验，需在野外进行，受天气影响较大，若遇到阴雨天气时只好匆忙结束或者被迫取消，达不到预期的效果。实验教学改革后，在教学计划上给予了生态学实验一定的时间自由度，因此保证了完成实验的质量。鉴于原先实验时间较短的情况，实验课时延长了1课时，避免了因时间关系人为压缩或简化实验的现象，提高了教学效果。此外，为弥补生态学实验课时整体不足，授课老师还将设计性实验和科研相结合进行尝试与探索，从而为部分求知欲较强的学生增加课后进一步学习和研究的机会[5]。
2.6 完善实验考评体系 考评是检验教学效果和促进学生学习的重要手段。鉴于原先单纯根据实验报告进行考核的不合理性，改革后的生态学实验课程考核采用综合考评方法，具体包括学生实验方案的可行性和创新性、实验操作的规范性、结果的可靠性、实验报告或小论文的完整性和规范性以及团结协作等方面，形成和完善一套实验考评体系。将各部分量化后综合评定成绩，且将考核贯穿实验课程的始终，促使学生必须重视每一环节的学习和实践，调动了学生学习的积极性，取得了提高学生动手能力和培养科学思维的良好效果。
总之，生态学实验教学改革通过重视实验教材建设、强化学生实验的自主性、提升软硬件设施的质量等，必将为提高实验教学质量和培养创新性高素质人才作出应有的贡献。
参考文献
[1]付必谦.生态学实验原理与方法[M].北京： 科学出版社，2006.
[2]韩维仙，张达明.目前实验教学中存在的几个问题[J].实验技术与管理，1991（1）：34-36.
[3]乔永民，于霞，张其中.浅议生态学实验课程教学改革[J].生态科学，2007，26（5）：478-481.
[4]王友保.生态学实验[M].合肥： 安徽人民出版社，2009.
[5]项贤领，席贻龙.生态学设计性实验教学与科研相结合的模式探索[J].生物学通报，2009，44（11）：30-32.
（责编：陶学军）
关键词：生态学；实验教学；教学改革；创新思维
中图分类号 Q149 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2013）10-129-02
生态学是研究生物与环境相互关系及其作用机制的科学，具有鲜明的综合性和实践性特征[1]。生态学实验教学作为生态学教学体系的重要组成部分，对培养学生的创新思维和动手能力有重要作用[2]。然而，当前生态学实验教学中存在很多问题，难以达到培养学生动手能力及创新思维的目标，因此实验教学改革势在必行。笔者结合本校生态学实验教学开展情况和自身教学实践，针对实验教学中存在的问题，采取相应的改革措施，并取得了良好的教学效果。
1 生态学实验教学中存在的问题
1.1 实验教学内容单薄 现有的生态学实验教学内容单薄，演示性、验证性实验项目偏多，综合性、设计性实验较少，过于强调具体方法介绍或仪器使用，忽略了方法与问题的结合。如生态因子的综合测定技术实验中，仅仅介绍不同仪器如温度计、湿度计、风速风向仪、溶解氧仪等仪器的使用，实验课变成了简单的仪器操作学习，对如何利用这些仪器设备解决具体的生态学问题则很少涉及。如丙二醛含量的测定实验和超氧阴离子自由基的测定实验，学生只需根据实验步骤重复就可，无需思考就能完成实验，实验成了方法的验证。另外部分实验内容与其它学科如植物生理学开展的实验有重复，如盐胁迫对植物生长的影响实验；或者是本身实验方法的重复，如植物群落数量特征的调查及植物中种的生物多样性的调查两个实验，都是样方法及样线法的应用。整体来看，实验内容不仅缺乏生态学新方法、新技术的使用，且难以达到培养学生创新思维的目标。
1.2 实验教学方式呆板 大多数实验教学模式是：实验教材+老师讲解+学生操作。在固定的地点和时间，课前教师将实验药品、器材全部准备好，课堂上教师根据实验教材设定实验题目，详细介绍实验原理、实验目的、仪器使用、实验步骤，实验注意事项和结果计算也写在黑板上。经常是老师写满了黑板，然后学生抄下来就完成了实验报告，学生根本无需查阅资料和动脑思考就能完成实验任务。这种“抱着走”的教学模式阻碍了学生主体性的发挥，学生在课堂中无需提问题也提不出问题，造成实验课一结束，学生又将所学的知识还给了教师，遇到类似的问题还是不知道如何解决[3]。
1.3 实验教材存在弊端 教材作为师生学习参考的重要栽体和工具，却一直困扰着生态学实验教学的开展。国内虽已有一些生态学实验教材出版[2]，但其中编写的实验往往因实验条件限制或具有地域性而无法开展，可操作性不强。实际教学中一直采用的讲义内容又比较单薄，多是需开展几个实验，讲义就编写几个，且又多为基础性和验证性实验，缺乏反映新技术新理论的综合性和设计性实验项目。如之前使用多年的讲义只有7个实验，教材缺乏应有的系统性。随着科学技术的发展，如果不能及时更新实验内容，作为课程教材的讲义将失去科学性和实用性，最终不利于学生能力的培养。
1.4 实验教学仪器陈旧落后 生态学日益向着宏观和微观两个方向不断发展，研究领域从分子生态学一直到全球生态学，与新技术的结合越来越紧密，对实验设备的要求也越来越高。而生态学实验开设时间较短，实验室因刚刚组建，仪器设备基本上是其它实验室淘汰下来的陈旧仪器设备，有的根本无法使用，新购买的仪器数量又不足。往往只能利用皮尺、样方框等简易器材开展一些调查实验；或利用分光光度计进行简单的测定，如丙二醛的测定实验和超氧阴离子自由基的测定实验。而对于适应现代教学需要的综合性和研究性实验开展起来则较困难，严重制约了培养学生利用新方法、新技术解决生态问题的能力。
1.5 实验教学课时偏少 由于教学资源紧张，基础生态学实验仅设置21个课时，其它生态学分支学科不设实验课，另外由于实习场地的缺乏也无法进行野外实习，生态学实验时间明显不足。此外，因为单次实验的时间为3个课时，而生态学实验的特点无论是调查性实验还是设计性、综合性实验都很难在短时间内有效完成，所以导致本来就少的综合性和设计性实验最后也转变成验证性或演示性实验，最终是学生动手训练难以得到保障，思考和创新能力的培养也几乎是纸上谈兵。
1.6 实验教学考核随意 生态学实验的考核标准一般是教师根据学生平时的实验报告给出实验课程成绩，但单纯的实验报告很难反映出学生的实际动手能力及综合实验素质。学生在实验中多以几人一组进行，教师在实验前已将实验原理、步骤等详细写在黑板上，然后学生照抄黑板，实验结果也大同小异，实验报告几乎千篇一律。教师只能以学生实验报告书写的工整和完整程度为标准，随意性较强。这种考核方法很难体现学生的实验态度、设计思路和动手能力，因此测评结果无法客观反映学生的实际水平，难以发挥调动学生学习积极性的作用。
2 生态学实验教学改革措施
2.1 更新实验教学内容 在生态学实验课教学中，随着学科学的发展有意识地及时调整更新基础性实验、综合性实验和设计性实验的教学内容，将新的内容引入到实验教学中。具体做法是对陈旧的实验内容进行整合、重组或删除，减少验证性实验。如将原先群落数量特征的调查及物种多样性的测定两个实验合并为一个实验，将实验效果不佳的种内竞争实验删除，增加一个种群年龄结构分析与静态生命表的绘制实验，另外将调查的地点由学校的草坪改为城市森林公园；同时将原先单纯的生态生理指标的测量实验改为设计性实验，倡导学生利用所学的实验方法来设计实验，如不同逆境对植物的影响，激发了学生动手动脑的兴趣，从而实现实验教学内容的不断优化，有利于对学生创新性思维的培养。 2.2 改进实验教学方式 改变以往生态学实验教学完全以教师为主导学生机械模仿的教学方式，采取教师引导学生独立操作的教学方法。基础性实验注重学生实验技能的培养，综合性实验和设计性实验教师可以在实验开展之前讲清实验目的和实验原理，要求每个学生都必须提出一个和实验相关的生态学问题并设计实验方案，然后分组讨论筛选出一个最佳方案，经教师审核并对其中的问题进行分析、修改完善，最后由学生全程独立操作，教师给予协助和指导，实验结果以小论文的形式予以呈现及表达。此教学方式突出了学生的主体地位，有效地调动了学生的实验积极性，学生分析问题、解决问题和独立设计实验方案的创新思维能力得到很大提高。
2.3 加强实验教材建设 实验教材在整个实验教学过程中起着重要的作用，但已出版的生态学实验教材未能结合我校实际情况，实用性不是很强。因此编写一部系统的、实用的、富有本土特色的生态学实验教材很有必要。为此结合各位一线教师多年的实验教学经验，在生态学精品课程建设项目的资助下，以出版的教材为基础，结合最新的理论知识、本校教师的研究成果及相应的技术方法，编写并出版了《生态学实验》教材[4]。与原先的讲义相比较新教材具有更强的科学性和系统性，对于学生进一步学习很有补益。同时应根据生态学发展进程，不断更新实验教材，为提高实验教学质量奠定良好基础。
2.4 综合利用实验设备 实验设备是培养创新型人才的硬件设施，良好的实验条件也是提高实验教学水平的基础。由于投入不足或重视不够等因素的影响，生态学实验仪器和设备相对缺乏，根据现有条件开设实验难以取得良好的教学效果。在投入有限的情况下，综合利用公用实验平台或其它专业实验室的相关仪器则是解决仪器设备缺乏问题的有效途径。对于分光光度计、光照计、湿度计、光照培养箱、样方框、皮尺、采集袋等简单仪器设备，可以根据学生的人数购置多套。而对于水质分析仪、原子吸收分光光度计、光合作用测定仪等大型贵重仪器，在短时间内难以满足班级教学需要的情况下，则给学生开展相关的开放性实验项目，以满足学生利用新技术解决生态学问题的需求。
2.5 灵活设置实验课时 生态学实验内容丰富且实验时间和场所不固定，有些实验需要在野外进行，如植物群落数量特征调查、群落中种的多样性测定等实验，需在野外进行，受天气影响较大，若遇到阴雨天气时只好匆忙结束或者被迫取消，达不到预期的效果。实验教学改革后，在教学计划上给予了生态学实验一定的时间自由度，因此保证了完成实验的质量。鉴于原先实验时间较短的情况，实验课时延长了1课时，避免了因时间关系人为压缩或简化实验的现象，提高了教学效果。此外，为弥补生态学实验课时整体不足，授课老师还将设计性实验和科研相结合进行尝试与探索，从而为部分求知欲较强的学生增加课后进一步学习和研究的机会[5]。
2.6 完善实验考评体系 考评是检验教学效果和促进学生学习的重要手段。鉴于原先单纯根据实验报告进行考核的不合理性，改革后的生态学实验课程考核采用综合考评方法，具体包括学生实验方案的可行性和创新性、实验操作的规范性、结果的可靠性、实验报告或小论文的完整性和规范性以及团结协作等方面，形成和完善一套实验考评体系。将各部分量化后综合评定成绩，且将考核贯穿实验课程的始终，促使学生必须重视每一环节的学习和实践，调动了学生学习的积极性，取得了提高学生动手能力和培养科学思维的良好效果。
总之，生态学实验教学改革通过重视实验教材建设、强化学生实验的自主性、提升软硬件设施的质量等，必将为提高实验教学质量和培养创新性高素质人才作出应有的贡献。
参考文献
[1]付必谦.生态学实验原理与方法[M].北京： 科学出版社，2006.
[2]韩维仙，张达明.目前实验教学中存在的几个问题[J].实验技术与管理，1991（1）：34-36.
[3]乔永民，于霞，张其中.浅议生态学实验课程教学改革[J].生态科学，2007，26（5）：478-481.
[4]王友保.生态学实验[M].合肥： 安徽人民出版社，2009.
[5]项贤领，席贻龙.生态学设计性实验教学与科研相结合的模式探索[J].生物学通报，2009，44（11）：30-32.
（责编：陶学军）