标题 | 应用生态学实践教学探索 |
范文 | 田桂泉 摘 要:生态学发展迅速、社会应用广泛,不同学校专业人才培养目标差别大,应用生态学实践教学略有不足。本论文在概述国内高校应用生态学实践教学模式基础上,总结了内蒙古师范大学生态学专业依据地区和学校资源特点创新性开展应用生态学实践教学的发展历程、实习内容、实习过程和评价模式,提出了未来进一步改仅和完善的方向。 关键词:应用生态学实践教学;生态学专业;内蒙古师范大学 【中图分类号】G【文献标识码】B【文章编号】1008-1216(2020)04B-0126-03 生态学是研究生物与环境(包括生物与生物环境以及生物与非生物环境)相互关系的科学。确立的生物(包括人类)主体和其他生物和非生物环境的关系都属于生态学范畴,组织尺度跨越分子、个体、种群、群落、生态系统、景观、区域、全球水平。 现代生态学按生物类群、栖息环境、学科交叉、应用等划分为多个领域,知识庞杂、应用辐射广泛,但是多数学校受教师科研领域、学校发展历史、所在地区主要特色影响专业定位差别很大。由于本专业人才培养前期需要开设大量专业基础课,后期逐渐开设不少理论和应用生态学课程,但是不少学校生态学专业实践环节辐射面较窄,理论生态学实习较多。 因此许多应用生态学课程由于缺乏与社会生产和管理的有效对接而停留在课堂教学中,学生经常会因为对培养目标和个人未来发展认识不够而茫然失措并严重影响学习积极性。随着世界范围内生态和环境问题凸显,生态学日益成为指导人类社会可持续发展的核心科学而在我国社会生产和管理得到广泛应用,各种相关公司和生态产业如雨后春笋般建立起来,如何通过加大实践教学特别是应用生态学实践辐射面提高学生专业和人生自信,同时使生态学专业人才培养适应广泛社会需求是当前生态学专业建设急需解决的问题。 一、国内生态学专业应用生态学实践教学概述 自从我国第一个生态学专业于1977年在内蒙古大学创办以来,相继有大量综合类、农林类和师范类大学开办了生态学专业,理论生态学实习有深厚地区特色和历史基础。 从现有资料看,开设应用生态学实践教学的高校不多,但是各有特色。安徽师范大学在学校周边污水处理厂、环评公司、景观设计公司和中国农业科学院专业实习基地以及尾矿区、自然保护区、生态园区等进行实地调查和动手操作。 中南林业大学加强先进技术整合应用,例如将地理信息系统与景观生态学课程结合开展借助森林生态学森林外业调查技术和生物多样性研究实践;并通过开放实验、创新项目实践和产学研合作等多种途径传授工程技术知识、加强工程创新能力训练。南京林业大学重视生态脆弱区域生态系统功能恢复重建,确立了南方喀斯特石漠化山区、城镇工矿区、南方丘陵红壤沙化区、退化湿地和长三角城市群土壤生态学、林业生态工程学、湿地生态学、城市生态学的理论和应用研究。 华南农业大学建成了校内生态学农场、教学实习基地、定位观测站、教学科研基地等动态实习网络体系;在实践教学方面大胆创新,包括:单列综合实验课程和综合实习课程、增设系列综合案例实践课程或生态设计课程等;此外,课堂教学逐步转向课外、田间,学生在生态农场结合课程学习实施亲自种田计划,自行完成设计→种植→田间管理→实验观测→作物收获→产品处理的全部過程。 三峡大学重视后三峡次生环境治理,如水工生态学方向和工程生态学等;提出培养生态监测、评价与管理、生态规划与生态工程设计、生态产品开发与研制、以及生态制度、政策方面等方面社会急需专业人才,加速促进与社会需求融合。 此外,国内许多综合类大学也在理论生态学研究基础开拓地区特色的生态系统管理和监测评价应用实践,例如内蒙古大学生态学专业在草地生态系统放牧管理方面取得了大量成果。 二、内蒙古师范大学生态学专业应用生态学实践教学发展历程 内蒙古位于我国北部边疆,地域辽阔,地貌与植被类型复杂,在自然资源利用与保护、农林牧产业发展和环境管理中涉及生态学问题多,生态学专业人才培养有着深厚的自然和社会基础。内蒙古师范大学生态学专业成立于2003年,是内蒙古地区到目前为止除了内蒙古大学以外仅有的生态学本科专业。 2003级—2011级学生主要结合呼和浩特市周边山地、高原、沙地、湿地,以为乌兰察布与锡林郭勒草原等开展动植物分类和地带性草原植被群落变化样方调查实习,期间组织2008级-2010级学生在大学三年级开展了污水处理厂、设施蔬菜基地和蒙清有机农业公司等少数几家单位开展社会调查,发现学生对生态学应用领域兴趣很高。 基于我校招生学生来源地广泛、大量应用生态学课程停留在课堂教学、应用生态学实践严重不足、学生学习兴趣和专业认知较低等多因素考虑,在修订2012级、2014级和2016级人才培养方案时依据课程体系和理论与应用型人才培养需求,在大学一年级和二年级分别开展动植物分类学实习和草原植被调查基础生态学野外实习,大学三年级增设了应用生态学实习。 三、内蒙古师范大学生态学专业应用生态学实践教学内容与过程 应用生态学涉及内容多,我们的总体实习目标是在本专业普通生态学、景观生态学、土壤学、农业生态学、恢复生态学、水土保持学、动物生态学、环境监测、污染生态学、环境微生物学、遥感与地理信息系统等理论生态学和应用生态学教学基础上,通过应用生态学实习,使学生加深对生态学理论和应用知识的理解,提高学生分析和解决产业、管理和效益方面的生态学问题的能力和面对社会的底气与勇气,为学生考研与就业选择和创新创业能力培养奠定基础。 五年来,应用生态学实习得到了学校、学院和社会各界的广泛关注和支持,实习单位由几家拓展到20多家,正式签约建设了5个设施与观光农业实习基地,许多单位例如赛罕都市现代农业园区、蒙清农业有限公司、蒙草生态有限公司、呼和浩特蒙禾源菌业有限公司、和盛生态育林有限公司、神华准能黑岱沟煤矿、水利部牧区水土保持研究试验站、白云鄂博国家矿山公园、圣牧高科生态有限公司、中科院生态环境中心固废综合处理实验站、内蒙古气象局生态农业气象中心、内蒙古环保厅环境监测实验中心等在国内有影响、在地区有特的单位。 此外,还有赛罕区设施农业基地、环评公司、城市生活污水处理厂、大青山林下经济核心区等。实习基地几乎涵盖生态学专业理论和应用生态学全部学科,学生能够真切地感受到生态学专业广泛的社会需求。 实习内容包括设施和观光农业中环境调控技术,苗木、蔬菜、水果、蘑菇等种植模式多样化与生态管理;病虫害生物、物理、化学综合防治;林下养鸡、养鹿、种药材、种蘑菇;环境影响评价;大学生创新创业基地家庭绿墙、模块化蔬菜种植等;生活污水、生活垃圾处理工艺流程;牧场环境评价与管理以及牛粪沼气发酵过程;气象环境预报预测及火灾、虫灾等遥感监测;各种环境监测实验仪器及环境在线监测预报;牧区风蚀和水蚀监测和风能、太阳能综合利用与节水牧草种植研究;生态修复本土植物资源开发与技术集成展示;黄土丘陵水土保持示范生物与工程措施;呼和塔拉草原生态修复过程及植物种类与群落调查;露天煤矿和稀土矿排土场环境评价选址要求、生态修复实施工程及农业与旅游开发等。多数内容和普通生态学基本原理紧密结合。 在个体生态学生物与环境(温度、湿度、光照、土壤)的关系方面,学生能够现场了解温室蔬菜栽培中地膜覆盖、起垄、滴管以及土壤埋伏玉米秸秆通过微生物发酵提高地温过程;在都市现代观光农业中许多热带、亚热带果树和花卉栽培中如何通过调节土壤PH值、空中喷水雾和水幕提高空气湿度,通过换气扇、水暖、遮光幕等设施调控温度和光照;通过人工调控温室光照和温度以及植物激素处理促,进桃树、葡萄等提前休眠与复苏,实现反季节栽培;黄瓜、茄子等通过嫁接提高植株冬季耐受土壤低温和营养吸收能力;通过黑色地膜覆盖隔绝光照来高效去除杂草;水培蔬菜的高效营养吸收;香菇栽培对光照、空气湿度和有效积温的要求;温室土壤与栽培空间的消毒处理;土壤盐碱化改良综合措施;乡土生态修复植物资源的环境生态适应性优势以及如何依据立地条件选择不同林灌草植物;污水生物降解与生活垃圾微生物发酵的环境要求与调控;通过补光灯解决冬春季种植光照不足的问题等;不少基地能够实现水肥和环境因子的自动调控。 在种群生态学方面也有大量的应用知识,如不同季节蔬菜种植密度调整以适应环境因子变化;生态修复造林密度的确定;蔬菜与果树叶片病虫种群密度;通过放置蜂箱促进传粉;通过人工处理避免自花传粉;不同蔬菜瓜果常见病虫害及生物、物理与化学防治等;林下鸡和梅花鹿的行为特点与人工管理与驯化;高架草莓种内光照竞争弊端与管理调控等。 在群落生态学方面,观光农业中多种苗木和草本的斑块化、立体化栽培以提高对环境资源的利用效率;温室中家庭订单式多种蔬菜群落种植减少病虫害、提高经济效益;林下经济的物种多样性、群落结构复杂性、种间关联性与环境稳定性;温室蔬菜栽培如何通过轮作减少化感作用和病虫害发生;反季节果蔬生产的时间生态位如何对接本地区市场生态位空白;生态修复人工群落构建的自然生态基础以及群落演替动态变化与管理;人工草原的建群种、优势种和物种多样性特点等。 在生态系统方面,每一个现代化温室、普通温室、每一设施农业基地、林下养鸡、人工草原、大型矿山生态修复与农业旅游开发区等都可以构成大大小小的闭合或开放生态系统,它们又都和社会及市场有着密不可分的联系,可以指导学生从生态系统中基本结构、物质循环、能量流动、信息调控、生态系统管理以及生态、社会与经济效益方面做进一步分析。有些内容如矿山公园规划实施、水土保持工程与生物措施、环境监测预报与污水和生活垃圾的处理,又可以结合景观生态学和环境生态学课程,从不同尺度上开展应用生态学实习指导。实习内容及实习报告分析既辐射到多数应用生态学课程又紧密结合理论生态学基本原理与内容,做到“形”散而“神”不散。 由于实习辐射面较广,实习前动员会要求学生对相关专业课程知识进行复习,指导老师各自发挥专业教学特长,同时针对实习中可能遇到的问题提前查阅资料准备,实习过程学生中一方面听取实习基地专家报告或技术员现场讲解,另一方面指导老师从专业课程知识角度进行分析。 在本实习开设第一年和第二年,由于涉及单位较少,所以实习过程为观光和设施农业基地调研和分组生产实践一周,然后参观少数单位并做矿山生态修复群落调查,实习报告也主要结合农业生态学和矿山生态修复内容完成。 后期随着实习单位和内容增加,为了使学生加深对各方面知识理解以及全面提高发现、分析和解决问题能力,实习要求改为全过程现场记录实习基地专家、指导老师讲解和生产实践与环境生态调查内容并拍照记录,指导老师阶段性检查学生实习记录并打分,实习报告要求学生在实习过程记录基础上进一步结合学过的理论和应用生态学知识做深入系统的专业反思。 实习报告图文并茂,内容丰富,字数达到3-5万字,学生结合实习内容的专业思维和发现与分析专业问题能力显著提高。 为了进一步加深学生实习感悟和专业认知,要求生产实践和参观调研的四个小组各自制作一个体现实现内容和实习感受的实习视频,在实习总结会上进行播放讲解比赛打分。最后实习成绩包括每个学生的实习过程记录(20%)、实习报告(70%)和小组实习视频(10%)得分。实习近一个月,后期学生如果想去有关单位进一步深入实践还可以进一步落实。 四、总结与展望 美国高校对生态学专业人才培养目标定位特别强调专业思维能力培养,让学生通过专业学习加强对周围环境认识并更好地实现人与自然和谐相处。生态学是社会科学和自然科学的桥梁,涉及生产、生活和管理等许多方面,通过丰富多样的课堂知识与广泛社会应用的有效對接,有助于培养大学生专业思维和发现、分析、解决问题能力。 国内设置生态学专业院校应该针对学校办学历史、本专业和相关专业人才与实习基地资源开展灵活多样的应用生态学实践与实习,特别应该注意与社会生产实践的有效对接,以满足我国生态文明建设对化人才的需求。与其他985和211综合高校和农林类高校相比,我校应用生态学方面人才和校建实习基地严重不足,应充分利用本地区丰富的社会资源开展应用生态学实习契合学校办学实际情况,也形成了适合自己的办学和生态学人才培养特色。此实习过程在内蒙古地区是明显创新,对国内类似高校生态学专业人才培养有一定参照作用。 通过应用生态学实习使生态学专业全面走向社会,也使学生真切地感受到了生态学知识在社会生产实践中的广泛应用,树立了他们的专业自信和面对社会的勇气,使得学生考研方向定位更加多样化、兴趣化,助理专业学生找到对口工作单位。 从事理论生态学研究和应用生态学教学的老师在指导中与实习基地专家交流,提高了理论联系实际发现、分析和解决问题能力,他们在实习过程中随时把植物和病虫害分类学、群落样方调查和种群密度调查方法等应用到实习指导,对实习单位生产中遇到的问题也能提供一定理论和技术指导服务,应用生态学实习的社会影响逐年提高。 目前存在的不足是指导老师多数是自然生态学理论研究背景,部分教师讲授课程与应用生态学实习内容有一定差距,建议通过加大专业教师应用生态学课程轮流授课和社会生产实践调研加以解决;针对学校整体上应用生态学专业人才和实践基地建设不足的局面,建议通过适度引进生态工程、农业生态学等方面人才,邀请实习基地和有关单位专家进课堂和学校与企业、公司等共建实习基地等形式加以解决。 参考文献: 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