国家级精品资源共享课森林生态学的建设与实践

来源:用户上传      作者:庞军柱 张硕新 侯琳

　　摘要 森林生态学是林学和森林保护学专业的专业基础课。西北农林科技大学的森林生态学课程在2010年获批为国家级精品课程，2013年被列入国家级精品资源共享课建设项目。森林生态学课程建设主要包括对师资队伍的优化、课程教材的选择、先进教学方法和手段的实施以及实践教学的强化，近年来课程设计注重跟踪学科前沿，将取得的一系列科研成果补充到教学内容中，科研教学相互促进、相得益彰，使得森林生态学课程的教学效果明显提升。
　　关键词 森林生态学;精品资源共享课;课程建设;实践
　　中图分类号 S-01文献标识码 A
　　文章编号 0517-6611（2019）22-0277-03
　　Abstract Forest Ecology is a basic and obligatory course for students majoring in Forestry and Forest Protection. The forest ecology course of Northwest A&F University was certified as a national excellent course in 2010 and included in the national excellent resource sharing course construction project in 2013. The course construction of the forest ecology mainly includes optimiziation of teachers， the selection of course materials， the implementation of advanced teaching methods and means， and the strengthening of practical teaching. In recent years， curriculum design pays attention to tracking the frontier of the subject， and adds a series of scientific research achievements of the teaching content.Scientific research and teaching promote each other and complement each other，which makes the teaching effect of forest ecology course significantly improved.
　　Key words Forest ecology;Excellent resource sharing course;Curriculum development;Practice
　　森林生態学是高等农林院校林学和森林保护学专业的专业基础课。西北农林科技大学森林生态学教学至今已有84年历史。该课程于2010年获批国家级精品课程，森林生态学教学团队在2011年被评为陕西省教学团队，2013年森林生态学课程被列入国家级精品资源共享课建设项目。经过长期的建设，西北农林科技大学的森林生态学课程在理论教学、实践环节、教学辅助材料、考核方法等方面形成了自己的特色，尤其是近年来更注重跟踪学科前沿，将取得的一系列科研成果补充到教学内容中，科研教学相互促进、相得益彰，教学设备和条件大大改善，课程建设成果显著。
　　1 课程发展与建设历程回顾
　　西北农林科技大学森林生态学课程组早期在张仰渠教授领导下得到了长足发展，1979年开始招收硕士研究生，2000年获得博士学位授予权。1980年成立陕西秦岭火地塘森林生态定位研究站，2006年秦岭生态站升格为国家级生态站，为森林生态学的教学和科研奠定了良好的基础。
　　张仰渠教授参加了第一版全国高等林业院校试用教材《森林生态学》（中国林业出版社，1981年）的编写工作。并自编了森林学（森林生态学、森林经营学）实习指导书以及森林学讨论题。上述工作的开展，扩大了学生的视野、激发了学生学习森林生态学和森林经营学的积极性。后来，先后有多位教师参与森林生态学教学与实习实验资料的修编工作。20世纪90年代以来，张硕新教授、刘建军教授、陈海滨副教授先后几次修订森林生态学实习指导书及讨论题，陈海滨副教授参加编写新版《森林生态学》（中国林业出版社，2006年），张硕新教授主编了全国高等农林院校“十一五”规划教材《生态管理学》（中国农业出版社，2009年），党坤良副教授和陈海滨副教授主编和副主编了《生物学综合实习教程》（高等教育出版社，2013年）。
　　2 课程建设的内容及特色
　　2.1 师资队伍
　　根据课程的建设要求，近年来补充了3位具有博士学位的青年教师。目前教学队伍共12人，其中博士10人，硕士1人，学士1人。教学队伍学缘结构广泛，涉及森林生态、植物生理生态、全球变化与碳收支、森林土壤、森林经理、森林经营、森林植物等。主讲森林生态学的教师具有副高以上职称，3人为博士生导师，3人是硕士生导师，大多数教师具有海外留学背景和进修经历。已形成一个学术风气浓厚、团结协作和年龄结构合理的教学科研团队，有1人被评为“全国林业教学名师”，1人在全校“课程思政”练兵竞赛中获得“课程思政教学骨干”称号，多人获得西北农林科技大学教学质量奖，多名青年教师在学校和学院讲课比赛中获奖。任课教师与学生的比例为1∶9，实习实验教师与学生的比例是1∶11。
　　2.2 课程教材 　　课程组调研了当前农科院校的森林生态学大纲与教材，对比了各教材的结构体系，决定选择李俊清主编的《森林生态学》第三版（2017年出版）作为森林生态学课程教材。该书可为学生提供国内外森林生态学发展的前沿知识，并把环境变迁、生物进化、分子生态和植被恢复等最新科技成果和生态学普遍规律引入课堂[1]。另外在课程教学中也结合了薛建辉主编的《森林生态学》（中国林业出版社，2006年）和李景文主编的《森林生态学》（中国林业出版社，1994年）相关内容。
　　2.3 教学方法和手段
　　森林生态学是一门理论性、实践性、应用性和综合性较强的专业基础课，其学习需要以大量的实践活动作基础。根据森林生态学知识的特点，该课程采用了讲授、案例教学、练习、小组合作探究、野外实习等多种教学方式相结合的课程实施方式，突出森林生态学的操作性和交互性。
　　2.3.1 教学理念与教学设计。
　　森林生态学讲授内容十分丰富，如何让学生更好的掌握森林生态学的基本理论、研究方法和应用技术，并对后续课程学习与实践有较大的帮助，培养学生的科学思维、掌握科学研究方法以及解决生产实际问题，是课程教学理念和教学环节设计的基本出发点。为此，课程组以建设精品课程、培养创新型人才为目标，经过认真思考和研讨，并通过教学实践，形成了“坚持教授一线教学实践，注重学生信息反馈，采用多种形式教学，激发学生自学潜能和自主学习”的教学理念[2]。
　　为了提高森林生态学的教学效果和学生的综合素质，在课程讲授过程中，除鼓励学生对一些问题和现象进行深入思考外，课程组教师通过搜集、整理大量資料，在讲授生态学科学发展史的同时，有机地融入了人文素质教育内容。介绍了生态学与人类社会发展的关系，分析了生态学在人类社会经济发展中的作用和意义。人口增长是对全球森林和地球环境最严重的威胁。如果人类希望永远生活在这个星球上，那么在今后决定性的100年里，人类必须建立一种与全球森林及其他生态系统的可持续发展的关系[3]。另外将美国生态学会出版的《Issues in Ecology》介绍给学生，加深学生对生态学热点问题的了解，以及运用生态学知识来分析和解决这些热点问题，同时也提高了学生的专业英语水平（http：//www.esa.org/esa/science-resources/issues-in-ecology/）。另外，还将3位美国科学院院士主编的《Principles of Terrestrial Ecosystem Ecology》（F.S Chapin Ⅲ，P.A Matson，P.M Vitousek.Springer，2011）和J.K.Kimmins主编的《Forest Ecology》（曹福亮译，中国林业出版社，2005）介绍给学生。
　　2.3.2 讲授方法。
　　为促进学生掌握课程的基本内容，实施以教师讲授为主，同时调动学生的积极性和主动性，首先根据教学大纲和课程质量标准进行本课程的讲解，同时引导学生研读教材及补充材料，让学生对本课程的基本知识和重点难点有较为全面深入的把握。在绪论部分主要讲授森林与森林生态学的概念，森林生态学的研究内容和任务，森林生态学的发展历史、现状、动态以及发展趋势。并适当介绍一些参考书和国内外专业期刊，使学生一开始就对森林生态学的学习产生兴趣。在其他章节讲授过程中，通过课堂讲授、室外观察和课堂讨论，使学生掌握了森林生态学的基本理论，领会个体生态、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学以及全球变化生态学的基本概念和基本原理。并以人类社会发展所引发的环境问题如：“全球变暖”“臭氧层破坏”“氮循环的改变”“水土流失”“大气污染”“水污染”“生物多样性减少”等为例，说明森林在对于解决这些环境问题的重要性，使学生不仅关注森林的经济效益，更关注森林所带来的生态效益和社会效益。
　　2.3.3 教研结合。
　　将课程组最新研究成果和进展融入教学内容，拉近了抽象理论和实践的距离，提高了学生的学习兴趣，培养了学生的独立思考能力，加深了学生对课程内容的理解[4-5]。如通量塔联网观测与全球变化生态学，穿透雨、树干茎流观测与森林水分循环，不同海拔森林土壤温室气体通量和全球增温潜势，抚育间伐对森林碳收支、植物物种多样性和水质的影响，群落演替与植被恢复，K对策和r对策理论在森林虫害防治和濒危种保护方面的应用等。让本科生参与科研、科技开发与推广，以培养学生的创新能力;实行本科生导师负责制，学生从大三起参加教师承担的科研、科技开发与推广项目，参与研究性和开发性实验。这些措施的实施，极大地提高了学生的综合素质。
　　2.3.4 案例分析。
　　教师对我国重要的生态环境保护举措和本领域重要的研究进展以及现实生活中的某一现象或某一生产措施进行分析讲评，加深学生的理解，升华学生的认识。如生态系统服务功能评估和生态规划在西部大开发生态环境保护中的应用，恢复生态学与热带雨林恢复，近自然林经营原则在森林抚育中的应用，退耕还林政策中为什么要增加还草措施，生物多样性对森林生产力的正向作用，区域自然保护区群规划在生物多样性保护中的应用等。以及分析身边熟悉的生态环境问题，如秦岭南坡和北坡植被差异的原因，秦岭林区公路造成珍稀动物栖息地的分割，林区公路车辆通行增加了森林的氮沉降，气候变暖导致秦岭火地塘林区华山松向高海拔迁移等。
　　2.3.5 参与式教学。
　　在教学中积极引导学生参与教学过程，使学生在信息的螺旋循环中成为信息转换的主体[6-8]。主要做法是：让学生在课程学习期间结合自己的爱好和特长，组成小组，收集相关文献撰写综述性或立论性论文、开展课外生态实验并提交研究论文、制作生态公益广告等，并将此纳入学生平时成绩的考核。
　　2.3.6 及时更新讲课内容。 　　针对森林生态学快速发展的现状，不断更新讲课内容，将森林生态学最新的理论、方法、技术和最新的研究进展纳入到讲义中，提高讲义的时效性。
　　2.3.7 考核方式改革。
　　该课程注重建构和完善能力本位的形成性评价体系。课程突破了传统的纸笔考试，结合课堂讨论、回答问题和课程论文撰写情况等表现，对学生进行全面考核。学生总成绩采用百分制，期末考试成绩占60%，平时成绩占40%;在平时成绩中，论文撰写占50%，课堂讨论和回答问题占30%，学习态度占20%。
　　2.4 课程实践建设
　　实践教学是培养学生创新思维和增强创新意识的重要环节，学生在实践过程中逐步培养起以研究的眼光去觀察事物，他们的创新意识和创新思维也在实践过程中逐渐形成[6，9]。森林生态学是一门实践性很强的课程，所以，实践教学在森林生态学的教学中占有非常重要的地位，而教学实习又是实践教学的重要组成部分[10]。实践教学基地是承担和实现教学实习的基本保证。学校高度重视教学基地建设，课程组也高度重视实践教学这一重要的培养环节，主要开展了以下工作：
　　2.4.1 实践基地建设。
　　学校高度重视火地塘实践教学基地在实践教学中的作用，近几年，学校投入了2 000多万元对火地塘实践教学基地进行了大规模建设，新建了学生宿舍、职工宿舍、餐厅和展室等，极大地提高了火地塘实践教学基地的接待能力和学生容纳量，为森林生态学教学实习提供了可靠保障。
　　2.4.2 实习内容的调整和更新。
　　除过森林群落调查、森林更新调查和森林垂直帯谱观测等传统的实习内容之外，又根据当代林业发展的趋势，增加了森林抚育间伐（《国家森林抚育规程》，GB/T 15781—2015）相关内容的讲解和森林抚育间伐效果的实地观察，天然林保护效益监测方法的讲解，以及陕西秦岭森林生态系统国家野外科学观测研究站科研特色的讲解和相关研究以及观测设施的参观。
　　2.4.3 实验课。
　　依照课程设计，课程安排了实验教学6个学时，内容涉及种群生命表编制和存活曲线绘制、生物气候图解以及P-V曲线制作3个部分。相关实验为生态学学科基础实验，加深了学生对生态学基础理论知识的理解，同时培养了学生的基本实验技能以及分析问题和解决问题的能力。
　　3 课程建设的实践与成效
　　2016年，森林生态学精品资源共享课已在爱课网（www.icourse.edu.cn）全部上线，包括课程介绍、教师简介、授课课件、教书育人、教学改革、课堂实录、自学扩充资料和课程试卷及参考答案链接，另外，还有课程现有4位主讲教师的28学时课堂录像、教学课件等网上电子化资源，同时有10余套自测试题。通过森林生态学精品资源共享课的建设，使得森林生态学的教学效果明显提高，主要表现在下面几个方面。
　　3.1 师生互动
　　过去采取的是满堂灌的授课方式;现在教学内容已逐步由单纯的讲授变为以课堂讲授为主，网络教学、媒体动画、专题讲解、学习讨论会等多元化模块方式为辅的互动教学。
　　3.2 强化实践
　　重视森林生态学野外实习，随着陕西秦岭森林生态系统国家野外科学观测研究站研究水平的提高和火地塘林场基础设施的改善，实习内容不断完善和更新，将学科前沿成果介绍给学生，激发了学生的求知欲，培养了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力[11]。
　　3.3 体现时代特色
　　过去上课只是照本宣科，教学内容显得空洞;现在课堂上结合大量的实例，如橡胶树北移、近自然林经营、生物多样性保护、森林资源可持续经营、抚育间伐、森林碳汇功能、地下生物入侵对森林生态系统生物地球化学循环的影响、森林对全球变化的响应和适应等，使得课堂气氛生动活泼。另外，在课堂上介绍了现代生态学研究的先进技术和理论，如3S技术、分子生物学技术、同位素示踪技术、涡度相关、生态系统服务功能、生态化学计量和生态学代谢理论等。
　　近几年学生的评价结果：根据校教务处统计，学习森林生态学的所有学生对该课程的理论讲授和实践教学的评价都很高，他们认为该课程教师都认真负责，为人师表;理论课讲授生动、逻辑性强，能有效启发学生思考，教学方法灵活多样，教学内容更新快;实践课内容新颖，切合实际。总之，多数学生认为通过该课程的学习，为专业课的学习奠定了坚实的基础。
　　参考文献
　　[1] 李俊清.森林生态学[M].3版.北京：高等教育出版社，2017：9-11.
　　[2] 2009年度“国家精品课程”申报表（本科）[EB/OL].2019-03-05].http：//astd.xjtu.edu.cn/auto/images/stories/file/shenbaobiao.
　　[3] KIMMINS J P.森林生态学（英文版）[M].曹福亮，译.北京：中国林业出版社，2005.
　　[4] 张璐，苏志尧.基于多样化人才培养模式实践教学改革研究：以森林生态学为例[J].高等农业教育，2014（5）：55-57.
　　[5] 曹小玉，吕勇.浅议“森林经理学”课程教学改革[J].中国林业教育，2011，29（2）：74-77.
　　[6] 吴永波.农林院校森林生态学课程的教学改革的探索与实践[J].中国林业教育，2010，28（2）：43-45.
　　[7] 王光军，田大伦，闫文德，等.生态学课程教学模式改革探讨[J].中南林业科技大学学报（社会科学版），2009，3（1）：129-133.
　　[8] 徐有芳.参与式教学法在信息技术课程与教学论课程中的应用[J].甘肃科技，2012（5）：99-100，128.
　　[9] 朱丽清，刘德源，苏付保，等.高职院校森林环境课程实践教学改革探索[J].安徽农业科学，2011，39（13）：8170-8172.
　　[10] 许中旗，李玉灵.森林生态学教学实习的改革与实践[J].中国林业教育，2010，28（1）：75-77.
　　[11] 郭喜峰，王寒迪，张锐.解决本科毕业论文选题内容陈旧问题的对策研究[J].中国建设教育，2018（6）：24-26.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15068138.htm