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关键词:景观生态学;地理学;策略
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2016)05-0006-03
景观生态学是20世纪80年代以来迅速崛起的一门新兴学科,其主要研究内容为景观空间格局与生态过程之间的相互关系,把地理学对地理空间相互作用的横向研究和生态学对生态系统功能相互作用的纵向研究结合为一体[1],在生态保护与环境规划治理等领域有着重要的理论指导意义与实践价值。许多高等院校中“景观生态学”已成为相关本科专业或者是研究生教育的必修课程。但在不同的高校专业设置中,“景观生态学”所处的学科地位不同,由于景观生态学学科交叉性和所涉及内容的广泛性,其可出现在生态学、地理学、城乡规划、园林设计、资源管理等专业。专业设置的不同体现了学生学科知识体系构建的差异,而教学中也往往出现由于学生基础理论知识与新内容缺乏衔接,使目标课程设置呈现跳跃性的现象,教学效果不尽如人意。“景观生态学”是河南师范大学生态学专业的主干课程之一,其设置始于2013年秋季,以选修课形式被学生所接受,2015年以专业基础课的形式纳入到生态学专业的教学计划中。课程安排在二年级下学期,此时已经具有了基本的生态学理论基础,但由于学生的专业认识局限于传统生态学中由生物个体到生态系统的研究,缺乏宏观的地理视角,在面对不同时空尺度景观原理及景观结构与过程研究时表现出一定理解难度。如何针对学生的知识体系,减少或避免因学科理论基础薄弱而带来的负面影响,是“景观生态学”教学任务中值得深入探讨的问题。
一、“景观生态学”课程的特点
景观生态学概念的产生来自于两个科学概念的结合,一个为地理学上的景观,一个为传统生物学上的生态。一般认为, 景观生态学是景观学发展到生态学领域,跨地理学和生态学的一门边缘学科或交叉学科[2]。按照现代科学产生发展的动态模式, 可以找出景观生态学的四个主要理论来源,分别为地理科学、生态科学、经济科学和系统科学[3]。生态学的研究范围由生物个体、种群、群落和生态系统逐步过渡到景观和区域, 其研究尺度不断扩大,反映出对生态问题的探索由微观走向宏观的趋势,并最终用以解决自然―社会―经济复合生态系统面临的各种问题。因此从其理论发展及学科价值上分析“景观生态学”的课程特点主要表现为具有较强的交叉性和融合性,并兼具实用性和实践性。在学科交叉方面,主要有以下几个方向:与地理学、土地管理学交叉;与农学、林学及环境学交叉;与园林规划、城乡设计等交叉;与生物科学、生物技术等学科的交叉;与管理学、旅游学等交叉[4]。一言以概之,“景观生态学”在不同类型大专院校中的设置涵盖了与其基础理论有关的各个学科。同时其广泛性也暴露了在课程设置中的缺陷,如基于追求学科与课程设置的创新性,并满足部分学生对基础理论应用性的要求,机械性的将“景观生态学”课程加入到培养体系中,忽视了该学科与同专业其他学科尤其是学生已有知识储备之间的联系性,学生的专业基础有失平衡,导致学习热情降低,被动学习,师生之间缺乏有效互动,降低了教学效率。
二、地理学思维在“景观生态学”教学中的作用
地理学与生态学在研究内容上具有差异性与同一性,而景观生态学是二者同一性的直接体现。地理学的研究对象是地理圈中人类活动与自然环境的区域差异,该学科兼具自然科学和社会科学的属性,关注生态系统中的自然过程与人文过程,在进行地表过程分析、人―地关系分析的同时,还注重各种生态过程的模拟评价。从系统论范畴讲,生态学研究的是生物圈中一个系统及其周围的生物的以及非生物的物质所组成的环境之间的相互关系,而地球上所有生物及其需要或产生的所有物质都属于地理圈的组成部分,随着研究范围的拓展,人类社会各种经济活动包括信息与技术系统也纳入到生物圈研究中,从而表现出生物圈与地理圈的融合。由于地理学和生态学研究对象的叠合、研究方法的类同、研究内容的近似以及互为补充的需要, 使这两门学科相互联系成为必然[5]。地理学是探讨人地关系的科学,从该角度讲生态学本身是地理学学科体系的一部分。当代生态学的研究层次已经囊括了分子、基因、个体直至整个生物圈,其中一些宏观领域的研究与地理学的研究密切相关。景观生态学是将现代生态学和地理学理论与方法高度融合,以地理信息技术为支持,研究大中尺度范畴问题的生态学,因此对景观生态学的研究是以地理学理论为基础的。
景观生态学不同于传统的生态学,其区别表现为传统生态学是以生物为中心,探讨生物与环境之间的相互适应机制,景观生态学则强调以无机环境为基础, 以生物为中心, 以人类为主导, 正确处理区域内各要素之间相互关系, 并实现景观生态系统的合理调控与规划。景观是一个生态系统,但它首先是一个由不同的地理要素组成的地理实体,并依据研究尺度不同其组成内容和结构特征具有明显差异。景观生态学坚持了自然环境这一整体的概念,秉承系统论和等级理论的原则,使各个地理要素得以综合分析,研究它们之间的相互作用、相互制约以及相互联系,克服了分析上的片面性和孤立性。景观生态学中斑块―廊道―基质模型,空间异质性理论,岛屿生物地理学理论等无一不体现了地理学的广域性、地域性以及综合性特点。此外,景观的研究尺度由微观向宏观转变,尺度变化的同时生态学的格局和过程规律表现出不同的特征。如在群落生态学部分的演替顶级理论中包括有单元顶级论、多元顶级论和顶级格局假说,但如果考虑到尺度问题就会发现单元顶级理论具有明显的缺陷[6]。因此需要进行不同研究层次生态规律的尺度转换,即尺度推绎。尺度分析中涉及的粒度、幅度、范围等概念也无一不是地理学中所包含的内容,而这些内容在传统生态学中没有体现。
不仅在学科基础层面,地理学是景观生态学的重要理论支撑,二者之间的紧密结合与相辅相成还表现在地理学的新理论、技术方法的进步也同时制约着景观生态学的发展与应用。景观生态学从诞生到现在已逾70年,其研究内容从对景观格局指数的分析计算、景观演变特征的追踪描述,逐渐深入到对景观格局变化的生态意义的探索,同时注重尺度效应的研究,并进一步向景观的生态服务延伸[7]。景观生态学的研究方向更加多样化,涵盖了土地利用格局与生态过程、城市景观安全格局构建、景观生态规划、自然保护区网络优化、农田景观与生态系统健康、源汇景观格局分析与水土流失危险评价等。此时,新的统计分析模型与方法纷纷涌出,如景观空间负荷对比指数、多尺度土壤侵蚀评价指数、斑块顺坡连通度指数等。众多新方法的建立与验证离不开定量地理学的分析方法,而在不同时空尺度研究对象数据的连续获取以及区域格局的对比分析方面,遥感与地理信息系统(GIS)的结合是解决问题的必要手段。在地理信息技术发展的基础上,空间景观模型也受到越来越多的重视[8],应用更加广泛,为景观自然过程的相互作用和景观管理评价提供了研究依据。
因此,在以人类行为为主导的自然―社会―经济复合生态系统中,地理学思维是理解和解决景观生态学中的科学问题的必备条件,具有一定地理学知识背景的人才会为景观评价及景观规划提供更宏观、更理性的视野。
三、传统生态学下“景观生态学”教学的障碍
在众多学科交叉类型中,景观生态学与生物科学、生物技术等学科的交叉十分普遍,在具体学科体系中表现为在传统生态学框架中机械性加入“景观生态学”课程。一定的分子、植物学、动物学知识积累有利于向生态学及不同分支学科逐渐深入,但离开地理学简单地讨论生态系统中的生态过程、区域概念和大尺度的空间思维的缺失,从根本上限制了景观生态学教学的深入有效开展。
1.人类活动是导致景观变异与破碎化的根本因素。地理学中以人为本的思想,强调人与环境的对立和统一,但传统生态学在认识不同生态过程关系中,忽视了人类行为的主导性,对人类行为引起的自然生态的变化缺乏客观的综合的评价。因此学生对景观进行分析时,忽略了人类活动对景观的再塑造和人文景观的重要性,对教材中的内容只进行机械性理解,缺少发散思维。
2.地理学强调生态系统格局对地域的依赖性。地球各圈层中生态系统所处的位置不同,其内部的景观要素形态、景观空间结构、景观动态发展规律具有明显差异,这些差异对景观稳定性及功能的影响是综合的,表现为景观生态学中的尺度效应理论。这一点在传统生态学中未得到足够的表达,限制了学生对景观多样性的理解应用。
3.景观格局与过程是动态性。传统生态学只重视生物对环境变化的响应机制,忽视了社会发展与自然的矛盾,不能从历史角度看文明发展和景观格局演替动态之间的紧密关系,在生态平衡中未曾重视人地关系协调状态的实现。景观的时间演变是环境变化与人类行为的双重作用结果,地理学中对区域历史过程的研究为景观生态过程的动态性拓宽了研究视角,并为景观的现状分析和总体规划提供依据。
4.地理学的分析方法是景观分析的基础。景观要素结构、镶嵌性格局、景观变化动态模拟等过程,无一不是运用了地理学的分析方法。此外,地理信息系统、遥感等现代技术也应用到景观生态学研究中的数据采集、分析模拟和预测评价等环节,该方面知识和操作能力的缺乏直接影响理论的实践,影响学生动手能力提升。
四、地理学视域下的“景观生态学”教学策略
鉴于地理学理论与技术方法对景观生态学的重要性,有必要针对学生的现有学科知识体系,改进教学方法。在广泛借鉴国内外各院校景观生态学设置及教学设计的基础上,结合河南师范大学该课程的教学经验,对传统生态学下“景观生态学”教学方法提出建议,其主要目的为培养或提升学生的地理学科思维,最终以一种动态的、发展的、全局的视角看待景观问题。
(一)深入了解学生地理学基础,增强地理学科认同
中学阶段的文理分科限制了理工科本科生对地理学的认识,因此从意识上提升地理学科的重要性是形成地理学思维的首要任务。综合探究式及引发式学习,克服惰性心理,从问题着手,激励学生主动寻找分析解决问题的途径,使其形成地理学不仅是理论更是解决问题的方法和工具等认识,自发运用已有的知识基础参与到“景观生态学”的学习讨论中。
(二)优化教学内容,以契合本科生的理解水平
面对不同的专业,“景观生态学”的本科教材在内容取舍和深度确定上差异较大[9]。首先要选择适合本科生接受范围的教材,根据景观生态学学科内容,即结构、功能、动态和景观规划,选择教学侧重点,对教学内容进行标识。其次,依据学生知识结构和接受能力分析教学的层次性,依次展开教学,对重难点辅以实践教学,避免由于基础知识缺陷影响对基本原理的理解不足,构建较为完整的学科内容体系。
(三)培养学生的地理思维与生态问题多尺度分析能力
在“景观生态学”课程内部及外部关注学生地理学科思维方式的培养。内部教学过程中,使学生理解地理学基本原理,重视人―地关系及其时空演变等,突出人文关怀,在景观动态研究及景观规划与设计中体现人的作用和需求,不拘束于具体的规范和指标。外部设置地理学相关的选修课模块,如“自然地理学”,“植被地理学”、“人文地理学”、“遥感”、“地理信息系统”等,以达到与专业课程的相辅相成。
(四)教学方法多元化,理论与实践并重
景观生态学是一门新兴的学科,具有很强的应用性,仅依靠教材内容不足以体现其特色。因此在教学中应注重教学方法充分发挥教学方法的多元性,增加实践部分的操作。如通过课堂PPT演示与学生分组讨论,探索具体生态问题的解决途径,亦可选择周围一定地域,通过实地测量与考察,对该空间内的景观类型进行规划设计等。实践是验证理论的必要手段,也是促进学生知识构架,提升教学效果的有效途径。
在教学过程中,教师的专业水平和教学能力的提高也是保证“景观生态学”课程顺利实施的重要方面。景观生态学在形成与发展的过程中,吸收了不同学科的理论和方法,新技术的产生以及模型的建立拓宽了其在自然―社会―经济复合系统各领域的应用。因此教师应与时俱进,掌握地理学、生态学等景观生态学相关学科的最新科研进展,并参与具体景观生态问题研究,促进优良的教学队伍的形成。
参考文献:
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根据环境科学学科发展的最新动向及结合该校的实际情况,研究设置更符合社会需求及学科发展的专业课程体系,丰富和更新《环境生态学》教学内容,激发学生对本学科前沿问题的探索,实现对基本理论的巩固和应用[6]。目前国内多数《环境生态学》教材的内容体系主要划分为两大部分,一是生态学原理部分,二是应用部分[7]。对于生态学原理部分,是学生掌握《环境生态学》基本理论知识的基础,这一部分是按照生物与环境及生物圈中的生命系统层次这一主线来阐述的,这部分内容在教学中调整的幅度较小,但应用部分不同教材的侧重点有所不同[7]。如何更好地取舍或融汇这些内容使之更符合环境科学专业适应社会的需求,是该课程改革中必须要考虑的问题。目前联系我国生态环境问题的实际内容较少,所以教材课程内容应针对国家环境保护人才培养的要求和国家生态环境建设战略目标,增加生态监测、生态修复及生态恢复与重建等相关内容。
教学手段与教学方法的改革
多媒体授课方式由于《环境生态学》涉及到众多的学科,因此具有较强的深度与广度,课程中许多生态学原理及基本理论比较抽象难懂,如果教师在授课过程中只采取传统说教式的教学,则很难激发学生的学习兴趣,从而影响教学效果。为了改善教学效果,提高教学质量,授课教师需要在课堂教学中改变传统的教学模式,采用多媒体教学[8,9]通过各种声音、图形、图像、动画等方式形象直观生动地展示课程内容,致使教学过程多元化,从而体现出现代化教学手段应有的信息量大、知识面宽、直观、易懂、容易接受的特点[10]。这样大大降低了教师的教学难度,提高了学生的学习热情。此外,还可利用Flash、An-imator(二维动画)和3DStudiomax(三维动画)等动画方面的处理软件制作多媒体动画,演示课程中抽象的内容,以加深学生的印象。另外,多媒体课件需要实时更新,同时还要紧跟教材。多样化的教学手段探索在《环境生态学》理论课程教学中,引入问题式[11]和探讨式教学,即“设疑自学思考提问讨论学习理论知识总结”的教学模式,从而激发同学的学习热情,调动学生的积极思维,让学生带着问题听课,以加深学生对问题所涉及的理论知识的理解。《环境生态学》中有很多理论较为抽象,所以在实际教学中,教师应采用多元化的教学手段,将理论教学与实践教学有效地结合起来。如教师可给学生设置一些具体的生态环境类事件的专题讨论,让学生通过独立查阅资料,阐述自己的观点,与老师同学广泛讨论,并就所讨论问题提出解决问题的方案等。由于教师布置的问题没有标准答案但使学生把书本上的死知识变成了系统地思考环境生态问题的有力武器,激发了学生的思维,提高了学生对该学科内容的关注度和学习兴趣,从而提高其运用所学知识解决问题的能力[12]。
Abstract: Bilingual teaching is both the requirement which China's higher education trends internationalization, also the needs of raising the 21st century international human. This paper reviewed and summarized biological engineering and bilingual teaching work which biotechnology profession opened from the aspects of teaching contents, construction of teaching teacher team, evaluation of students for course, the function of the scientific research work promoting course, which provided reference and accumulated experience for the improvement and promotion of bilingual teaching in future.
关键词: 环境生态学;双语教学;教育国际化
Key words: environmental ecology; bilingual teaching; education internationalization
中图分类号:G42 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)35-0266-02
0引言
随着中国高等教育的国际化,国外高等院校的有益经验和优秀教学资源不断地引入我国,教师与学生的国际交流日益频繁,单纯采用中文进行教学已经无法满足新世纪人才的培养的需求,双语教学已经成为国内高校各专业教学的发展趋势。双语教学是指除汉语外,用一门外语作为课堂主要用语进行专业知识传授。由于英语是世界性的强势语言,绝大多数国际性科学期刊、学术专著均采用英文进行编辑,绝大多数国际性学术会议的工作语言也采用英语,因此目前各高校开展的双语教学基本上均采用英语。当然,双语教学并不是“纯英语教学”,要求用正确流利的英语进行专业知识讲解,但并不排除适当使用汉语,以免因语言滞后给学生造成思维障碍。国家教育部于2007年起启动了双语教学示范课程建设项目,从2007年至2010年共支持建设500门双语教学示范课程,其中每年确定有关学科领域进行重点建设,4年来,中南大学已有系统解剖学等6门课程获得了该建设项目资助。
中南大学生物工程学科点是围绕矿产资源加工利用领域的国家重大需求,将传统的矿物加工与现代生物工程技术结合发展而来,生物冶金工程和环境微生物技术已经成为本学科的研究特色。学科点所属的生物工程专业于2000年开始招生, 是湖南省最早招生的生物工程本科专业, 2006年又被中南大学确定为校重点专业;生物技术专业于2004年开始招生,实行理工结合、以理为主的办学方案,也是学校扶持发展的新专业之一。在理论课教学方面, 我校生物工程学科积极鼓励任课教师开展多种形式的教学改革尝试, 推动教学水平的提高。特别是双语教学方面,在生物化学、微生物学、细胞生物学、分子生物学、环境生态学、生物分析测试技术、应用真菌和藻类等多门专业课程中开展了“双语教学”的探索和实践。这些教学改革尝试不仅得到学校领导的支持、学校和学院教学专家的肯定,也得到了大多数学生的认可,有4门课程还获得学校教改项目资助,环境生态学就是其中之一。
1环境生态学课程的教学内容改革
环境生态学是指以生态学的基本原理为理论基础,结合系统科学、物理学、化学、仪器分析、环境科学等学科的研究成果,研究生物与受人干预的环境相互之间的关系及其规律性的一门科学。目前,人类正面临全球变暖、森林资源减少、人口膨胀、淡水和粮食供给不足、臭氧层破坏、生物物种加速灭绝等诸多全球性生态问题,从长远来看,发展环境生态教育是解决环境问题和实施可持续发展战略的根本,因此环境生态学是当今世界发展最为迅速的学科之一, 也是生物工程和生物技术专业最重要的专业基础课之一。2007年以前,我们采用的主讲教材是由高等教育出版社出版的《生态学概论》,主编为曹凑贵教授,该书被列为“面向21世纪课程教材”。2007年后,在学校教改项目的支持下,我们修订了课程教学大纲,同时根据课程学时数的情况,经过反复比较,从多本国内引进的生态学英文教材中确定了科学出版社出版的精要速览系列先锋版《Ecology生态学》(第二版)影印本作为本课程的新的主讲教材,同时将原主讲教材《生态学概论》保留并作为辅助教材。
经过几年的实践与探索,该课程的双语教学模式已基本形成。在课件的准备方面,由于教学内容多、信息量大,因此采用多媒体课件进行教学。我们充分利用现代网络信息资源和音像资源完成备课工作,从收集到的众多英文专业图片、动画资料中挑选出合适的素材,添加到课件当中,帮助学生理解专业知识及概念。同时,考虑到多媒体课件演示往往一晃而过,不便于学生形成长期记忆,因此对于课程的知识重点,我们将加以适当板书,并且在每个章节结束时进行回顾和小结,以加深学生对重点内容的记忆和理解。除此之外,我们还精心挑选出几部生态学相关的英文原版视频录像,利用部分课时进行放映,学生们反映效果很好,对教学效果有一定的促进作用。此外,在过去的几年当中,我们先后邀请了台湾东吴大学赵维良教授、美国科学院院士、美国微生物学会主席James Tiedje教授和美国能源部橡树岭国家实验室环境基因组学研究中心主任周集中教授等国际知名学者来校为生物工程和生物技术专业本科生介绍生态学,特别是微生物生态学领域的最新研究进展,也极大激发了学生们学好生态学的专业知识的积极性和自觉性。
2授课教师团队建设
一般认为,教师在教学活动中处于主导地位,开展双语教学工作的教师既承担着专业知识讲授任务,又承担着外语教学的任务,因此对于从事双语教学的教师素质要求要明显高于普通专业授课教师。首先,开展双语教学的课程是专业课,因此其教学重点是学科内容,授课教师必须具备深厚的专业知识背景,才能很好地将学科知识通过言传身教,传递给学生;其次,英语是双语课堂教学的主要工作语言,作为双语教师,还必须能够用英语来对专业知识加以正确表述,让学生不仅能够听懂,而且能够学到新的知识。我们从事环境生态学双语教学的教师均为在生物/生命科学领域取得博士学位的骨干教师,其中主讲教师均具有欧美国家的留学经历,虽然没有接受过专门的、系统的双语教学培训,但是通过组建课程教学小组,相互听课,定期交流讨论等方式,几年来环境生态学的双语教学水平已经有了很大的提高,并且得到了学校教学专家组的好评。
3学生对环境生态学双语教学的评价
教学活动是由教师和学生共同参与完成,教师是教学信息传递过程中的信源,学生则是教学信息传递过程的信宿。教师在从事双语教学过程中不能忽视学生的认识主体地位,教学目的是否能够得以实现关键在于学生。因此,我们在教学过程中以本科生公共英语的整体水平为重要参考,合理控制课堂内英语口语教学的比率,力求稳妥地推进环境生态学的双语教学工作。在授课过程中,不将学生当成被动受体,在教学方法方面开展了启发式和讨论式互动教学尝试,例如,我们曾经将学生分成几组,要求每组课后查阅并汇总某一环境生态学专题的英文资料,然后安排一定的课堂教学时间由学生上台用英语进行讲解,完毕后进行提问和回答。通过这些教学方式的探索,不仅能活跃课堂气氛,而且能使学生的英语口语也得到锻炼。每次环境生态学课程临近结束时,我们都向学生发放无记名调查表,结果显示85%以上的学生对环境生态学的教学工作表示满意。
4科研工作对环境生态学双语教学的促进作用
科技是第一生产力,高等院校人才济济,除了为国家建设培养和输送人才,而且本身也在科技兴国的大业中充当排头兵。中南大学是一所典型的研究型重点大学,作为其中的一份子,我们每一位承担环境生态学课程教学任务的教师同时也在开展着包括生物冶金国家重大基础研究973项目等在内的多个国家级和省部级科研项目的研究工作,并且已经取得了一些阶段性的研究进展,在国际核心学术刊物上发表了一些研究论文。在环境生态学课程教学当中,我们将生物冶金领域微生物生态学研究的一些科研成果,特别是发表的一些英文文章作为例子向学生介绍,同时引导和鼓励学生课后进一步阅读这些英文文章的细节,将学生们的视野从书本拓展到更为广阔、日新月异的环境生态学科学研究前沿,极大地激发了学生开展自主创新型课题研究,07年以来生物工程和生物技术专业本科生先后获得创新资助项目12项,其中国家级5项、省级1项、校级6项,其中有3项与环境生态学研究有关。
5存在的问题及未来展望
从07年到现在,环境生态学双语教学进行了3年的探索和尝试,除了上面所提到一些积极的方面以外,通过无记名学生问卷调查、师生座谈、教师相互听课等形式,我们也发现了一些在未来工作中需要加以解决的问题,例如:有些教师的语速较快或者口语不太标准,这些给学生理解掌握知识内容大量一些负面影响;一些英语基础不扎实的学生感到学习吃力,比较难适应以英语为主的教学方式;学校图书馆的环境生态学英文教学资源相对缺乏,较难满足学生们借阅的要求等等。当然话说回来,经过4年的努力探索,双语教学在环境生态学教学工作中所取得的成绩是显而易见的,大多数学生感觉通过上双语课程,英语和专业知识水平都有很大提高。通过对生物工程和生物技术专业学生的环境生态学课程成绩进行分析,我们发现学生成绩基本呈正态分布,与以往采用中文教学没有太大差别,说明双语教学没有给学生掌握专业课程知识造成障碍。
21世纪的中国高等教育正在沿着国际化道路高速发展,这就要求我们教育工作者在教学工作中一定要与时俱进,通过各种途径不断提高自身素质,采用包括双语教学在内的多种方式不断提高教学质量。我们将在未来的工作中,继续深化包括环境生态学在内的多门生物类专业课程的双语教学改革,为更多课程的双语教学积累经验,为国家建设与民族振兴培养更多更好的具有国际竞争能力的人才。
参考文献:
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关键词:案例教学;环境生态学;教学方法
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)51-0163-02
案例教学法于1870年由美国波士顿法学院开创后,在世界各地快速传播。该教学法于20世纪80年代引入我国,并得到了广泛认可。相比传统的教学方法,案例教学法主要由教师采用案例引导来讲授理论知识,更加注重学生通过深入讨论增加对知识的感性认知和理解,具有启发性、自主性、`活性等特点,目前在大学专业课程的教学中已被越来越多的成功应用。环境生态学作为环境科学的组成部分,是应用生态学的一个重要分支,是研究人为干扰下生态系统内在的变化机理、规律和对人类的反效应,阐明人与环境的相互作用及解决环境问题的生态途径的一门学科。作为一门新兴的综合性学科,其研究内容尚在不断的发展和完善中。大学教学过程中则以生态学基本原理与实际应用的结合为主,在介绍生态学基本理论的基础上,重点阐述人为干扰对生态系统的损伤、生态修复、生态系统管理进而可持续发展等内容。该课程已在国内外多个高等学校中开设,不仅是生态学、环境科学等专业本科生的必修课程,也是多个相关专业的自主发展课程。目前,环境生态学课程教学方法以传统的课堂教授为主。基于案例教学法在其他大学课程中的广泛开展及成功应用,本文在简要分析案例教学法的特点后,重点探讨该教学方法在环境生态学教学活动中的应用,从而为该课程和其他相关课程教学活动的更好开展提供一定的参考。
一、案例教学的特点
1.鼓励独立思考。传统的教学方式是教师为主导,按照教师设计的教学方案,“填鸭式”地教学生怎么去学习。学生也只需要被动地接受和学习,缺乏独立思考的空间。课堂教学活动往往索然寡味,学生缺乏学习的积极性和主动性,学习效果不甚理想。而案例教学法通过一些典型案例的引入,可帮助学生对所学内容进行融会贯通,将理论知识与案例相结合,变被动接受知识为主动学习,锻炼学生的辩证思维能力和分析问题及解决问题的能力。
2.注重能力培养。案例教学注重的是学生分析问题解决问题的能力培养。传统教学方法注重传授知识,目的是让学生知道“是什么”,而案例教学注重的是培养能力,目的是让学生探究“为什么”、“怎么办”。在案例教学中,学生会经历分析、归纳、思考、总结等一系列学习过程,可锻炼其逻辑思维能力,鼓励学生对问题现象持有“为什么”的态度,对案例本身拥有独特的见解,并将书本知识与实际案例相结合,学以致用,活学活用。通过这种长期有效的锻炼和积累,也有助于培养学生对科学问题的好奇及科研能力。
3.重视双向交流。传统的教学方法是老师讲、学生听,知识的传播方向是单向的,即教师―学生,缺乏双向交流。课堂上,教师很难知道学生对知识的掌握情况,无法及时查漏补缺。而学生本身学习和接受知识的能力存在差异,传统的教学方法无法做到因材施教。在案例教学中,学生拿到案例后,需要进行研究,通过查阅资料,并结合理论知识对案例进行分析,寻找解决之策,这些都是主动的学习过程。通过在课堂上对研究的过程和结论进行展示,让教师和其他学生了解他们所掌握知识的程度;另一方面,教师要对学生对案例的认知进行分析、思考,按照其不同的认知程度进行有效合理的补充和引导,从而加深学生对理论知识的学习,实现真正意义上的教学相长。
二、环境生态学教学中案例教学的应用
1.案例准备。案例教学前,教师需要结合教学方案和重点,精选合适的案例作为教学素材。这些案例内容应在环境生态学的理论框架内,并具有一定的典型性、启发性和科学完整性。同时,可以结合当前理论研究的前沿和热点,或是与现实生活息息相关的案例,这些内容由于更贴近生活,更容易引发学生学习的积极性和主动性。如讲解富营养化现象及内在机制时,可通过收集身边湖泊富营养化的案例,展示相关富营养化的基本概念和影响,然后让学生以“富营养化对环境生态安全的影响”为主题,进行调查和研究,进一步探讨富营养化的原因、影响、对策等方面的内容,并在课堂上对所研究的内容进行展示。通过教师和学生的探讨,加深对富营养化现象的全面了解。其他关于环境生态学的案例,如“全球变暖与地球环境生态安全”、“臭氧层破坏对地球环境生态的影响”、“酸雨对地球环境生态的影响”、“城市化对城市环境及区域气候的影响”等,都是很好的教学案例素材。
2.案例分析。在讲完某一部分的基础知识或理论后,收集该部分知识的相关理论前沿,以现实案例、参考书或者已经发表的相关研究论文为案例,给学生一定时间进行研读。在研读过程中,应主要对案例中的内容和观点进行归纳,并通过查阅相应资料总结该案例中环境生态现象的原理、影响、原因、对策等,形成自己对该案例独有的认知和观点,并在课堂上加以展示。在展示的过程中,可让其他同学参与讨论,对讲解的内容进行补充和修正,以加深学生对课程基本理论和知识的理解。
3.小组讨论。小组讨论是案例教学中应用最广泛、最典型的方法,一般放在基础理论课程讲完之后集中进行。因为基础理论讲完之后,学生虽然对该部分知识点有了一个初步的认识,但对该部分内容缺乏深入的了解,因此通过让学生研究、讲解案例,并开展小组讨论进一步加深学生对知识点的理解,巩固理论知识。在小组讨论过程中,应当要求学生围绕课堂初期确定的主题进行案例分析准备,课堂讨论时进行案例展示。展示形式可多样化,如可制作成ppt或者以视频方式进行讲解。实施过程中,可将课堂分成三个时间段,第一阶段为学生或小组展示阶段,该阶段要求学生或是小组通过幻灯片的展示和现场的讲解,让大家知道参与的学生对该案例的理解程度;第二、三阶段为讨论阶段,在讲解完毕后,首先由其他学生对讲解内容进行讨论,针对里面的知识点、观点充分发表看法,畅所欲言,在此基础上讲解同学或小组可根据自身对案例的认知和理解对其他学生的观点和看法进行回复、解答,对不确定性问题进行探讨,这样不仅能够加深对案例的认识,更能促进学生之间的沟通,提高学生参与的广泛性和积极性。
4.总结与反馈。为了提高学生对知识点的掌握,在案例的小组讨论结束后,需要对案例进行讲评。案例的讲评过程实际上是对学生知识点掌握、案例分析、观点论证等情况的反馈。教师进行案例讲评时可对整个案例教学的过程进行回顾,从案例背景、关键问题、主要原因及相应对策等方面入手,对所有涉及的理论知识进行梳理和总结,使学生对案例教学过程中的知识有更加直观和深入的认识。此外,通过案例讲评可及时指出学生们在整个案例教学过程中的不足之处并加以引导,使学生分析问题解决问题的能力能够进一步提高,为今后的学习和科研工作打下坚实的基础。
三、结语
随着案例教学法在高校专业课程教学中被越来越多的成功应用,案例教学法不仅受到高校教师的青睐,更受到高校学生的普遍欢迎。环境生态学课程以环境污染生态学原理和规律、环境污染的综合治理、自然资源的保护和利用、废弃物的能源化和资源化技术等与现实生态环境息息相关的研究为主要教学内容,其教学过程可充分融合案例教学法。通过案例教学的合理运用可切实提升学生对该学科的认识和掌握,同时也可了解社会发展中与环境生态学息息相关的研究热点,开拓了学生的视野。当然,案例教学作为一种新型的教学方法,其本身也存在着需要完善的地方。案例教学的成功实施离不开教师对整个过程的精准把控,从案例的选择到案例的实施以及总结反馈,都对教师个人的素质提出了较高的要求。教师只有不断提高自己的专业水平和理论修养,才能保证案例教学的成功实施。其次,案例教学的适用性存在一定局限,并不是每一门课程都完全适合案例教学,因此在教学的过程中应该注意将案例教学与传统教学进行有机的结合,因材施教,取长补短,只有这样才能更好地实现各个课程的教学目标,培养出高水平的人才。课程教学是一项系统工程,广大教育工作者应该在教学中积极探索,在实践中完善和优化教学方法,切实提高案例教学的效果适切度和有效性。
参考文献:
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[2]张家军,靳玉乐.论案例教学的本质与特点[J].中国教育W刊,2004,(1):48-50.
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[4]朱涛,马恒,刘强.专业技术课程案例教学方法研究.高等教育研究学报,2010,33(1):91-93.
[5]朱文.案例教学方法研究.西南民族大学学报,2003,24(10):39-41.
The Application of Case Teaching in the Teaching of Environmental Ecology
HUANG Yuan
(College of Life Science,Nanjing Normal University,Nanjing,Jiangsu 210023,China)
烟草学是农学门类下的国家特色专业(专业代码:090108T),行业特色鲜明,主要培养具备烟草生产、烟草遗传育种以及烟叶质量检测与经营管理等方面的基本理论、基本知识和基本技能,能在烟草及其相关的部门或单位从事与烟草有关的技术与设计、推广与开发、经营与管理、教学与科研等工作的高级科学技术人才。该专业自1975年在河南农业大学首次开办学历教育以来,经过40年的发展,逐步形成了完善的学科教育教学体系。目前,河南农业大学、山东农业大学、湖南农业大学、安徽农业大学、云南农业大学、四川农业大学、贵州大学等高校均开设有烟草学专业,面向全国招生四年制本科生。
生态学(Ecology)是德国生物学家恩斯特?海克尔于1866年定义的一个概念:生态学是研究生物体与其周围环境(包括非生物环境和生物环境)相互关系的科学[1]。目前已经发展为“研究生物与其环境之间的相互关系的科学”,有自己的研究对象、任务和方法的比较完整和独立的学科,是我国高校生物科学(代码:070401)和生态学(代码:071004)本科专业的主干课程之一。农业生态学(Agroecology)是生态学在农业上的分支,是用生态学和系统论的原理和方法,将农业生物与其自然环境作为一个整体,研究其中的相互作用、协同演变,以及社会经济环境对其调节控制规律,促进农业全面持续发展的学科[2],是目前农学专业(代码:090101)的重要课程之一。烟草学是农学的二级学科,河南农业大学烟草学本科专业自开设以来就把《农业生态学》作为专业基础课之一。经过数十年的实践,诸多问题逐渐显露,主要表现在烟草不仅是一种特殊的叶用经济作物,而且其品质形成与诸多生态因子关系复杂,《农业生态学》的传统教学体系已不能适应烟草学科的发展需要。鉴于此,河南农业大学烟草学院于2011―2012学年第一学期首次开设《烟草生态学》课程,作为烟草学本科专业的专业基础课,先于烟草栽培学、烟草育种学、烟草调制学等主干课程学习。经过近5年的探索,现已形成较为完整的课程体系,现将《烟草生态学》课程教学内容体系的构建和优化情况总结如下。
一、课程定义和特点分析
“生态”指一切生物的生存状态,以及它们之间和它们与环境之间环环相扣的关系。如今,生态学已经渗透到各个领域,“生态”一词涉及的范畴也越来越广,人们常常用“生态”来定义许多美好的事物,如健康的、美的、和谐的等事物均可冠以“生态”修饰。独特的自然环境只能靠人们去发现并加以利用。津巴布韦烟叶质量好,与它的自然环境条件是分不开的。根据目前研究来看,生态条件对烟叶特色的影响程度超过50%[3]。我国云、贵、川、鄂等地烟区气候温和,光照充足,温差适宜,有利于烟叶香气物质积累和优良品质形成,适合烤烟生长和干物质的积累。烟草生态学是研究环境与烟草生长及品质形成关系的科学。《烟草生态学》课程开设的目的是使烟草学专业学生掌握生态学的基本原理,能够熟练运用种群、群落、生态系统生态学的知识分析烟草学生产和科研中的相关问题,为烟草栽培学、烟草调制学等主干课程的学习打下基础。
《烟草生态学》课程最突出的特点是生态学理论与烟草生产实际的紧密结合,实际生产中大量现象的分析需要建立在明确基本生态关系的基础上。例如,中国烟叶公司目前在全行业推广“烟蚜茧蜂防治烟蚜技术”,我们要求学习过《烟草生态学》课程的学生能够运用生态学的基本原理分析该项技术推行的原因以及需掌握的要点。首先,烟蚜茧蜂防治烟蚜是烟田害虫生物防治技术之一,其推行原因是由于化学农业的长期不合理使用,污染了环境,造成烟蚜天敌及一些有益昆虫的大量死亡,降低了农田生态系统的生物多样性[4]。烟蚜茧蜂能将卵产于烟蚜体内,幼虫孵化后取食蚜虫的组织和器官,造成蚜虫死亡。可见,烟蚜茧蜂与烟蚜之间是典型的寄生关系,这一种群与种群之间的负相互作用对烟蚜有很好的控制作用。以上是推广“烟蚜茧蜂防治烟蚜技术”的原因。其次,在生态对策方面,烟蚜是一种典型的r-选择生物,具有所有使种群增长率最大化的特征,如快速发育、小型成体,数量多而个体小的后代,高的繁殖能量分配和短的世代周期。研究表明,在温度为20℃~30℃时,烟蚜仅需7d就可以完成世育[4]。正因如此,烟蚜在烟田往往呈现爆发式增长,故烟蚜茧蜂释放时机的把握十分重要。实际操作中,要求在烟蚜呈点片发生(田间烟株平均蚜量≥10头/株)时放蜂。再次,生物因子对种群的调节往往受密度的制约,因此被称为密度制约因子。烟蚜茧蜂即为烟蚜的密度制约因子之一,对烟蚜种群数量影响的强度随其种群密度而变化。当烟蚜茧蜂密度大时,烟蚜种群的个体数量会迅速减少。但烟蚜茧蜂的数量也不是越多越好,因为烟蚜种群和烟蚜茧蜂种群之间存在负反馈关系。负反馈是比较常见的一种反馈,它的作用是能够使生态系统达到或保持平衡或稳态,反馈的结果是抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化[1]。因此,如果烟田生态系统中的烟蚜茧蜂过多迁入而数量剧增,烟蚜就会因为受到过度抑制而减少,烟蚜数量减少后,反过来会抑制烟蚜茧蜂的数量。可见,确定合适的放蜂数量是维持烟田生态系统平衡的重点。据此,国家烟草专卖局有关文件(国烟办综〔2015〕232号)规定了具体放蜂量:田间蚜量1~5头/株,亩放蜂量200~500头;田间蚜量6~20头/株,亩放蜂量500~1000头;田间蚜量21~30头/株,亩放蜂量1000~1200头;田间蚜量30头/株以上,亩放蜂量不低于1500头。从以上实例可知,《烟草生态学》是一门理论与实践紧密结合的科学,其主旨是培养学生科学的思维方式和运用生态学知识分析生产实际问题的能力。
二、参考教材选择
如何根据专业特点选用合适的教材,关系到学生对知识的把握和理解。但是,目前尚没有《烟草生态学》等专业特色教材出版。针对这一问题,河南农业大学烟草学院多次组织本课程教研室老师讨论,确定了高等教育出版社《基础生态学(第2版)》、中国农业出版社《农业生态学(第2版)》和中国农业出版社《作物生态学》等3本教材为本课程的参考教材。
《基础生态学(第2版)》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,是由北京师范大学生命科学学院孙儒泳院士及具有多年生态学教学经验的3位教授共同编写的。该教材强调对生态学基础理论的理解与把握,内容简明扼要,按照传统生态学的发展顺序,依次分为有机体与环境、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、应用生态学和分子生态学与景观生态学几大部分。在实际教学中,我们将有机体与环境、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学等内容融合成一章,即“第二章 基本生态关系”,着重对生物与环境的关系及种群、群落、生态系统生态学的基本原理进行学习,作为《烟草生态学》课程的基础理论部分进行重点教学。
《农业生态学(第2版)》也是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,由华南农业大学骆世明教授主编。全书分理论和实践两部分。理论部分一共有6章,主要阐明农业生态学的基本理论体系。实践部分共有5章,主要针对中国的生态农业建设与农业可持续发展的实践。在《烟草生态学》的教学体系中,烟田生态系统、烟草种植区划等实践部分的基本原理和教学框架设计即参考该教材。
《作物生态学》由南京农业大学曹卫星教授主编,在概述作物生态学的基本定义、形成发展与研究方法的基础上,根据作物生态学的科学内涵和发展动态,重点阐述了作物与辐射、温度、水分、养分等环境要素的生理生态关系,进而介绍了作物分子生态、群体生态、信息生态、生产生态和安全生态的理论和技术。该书注重生态学原理与方法在作物学领域的拓展和应用,我们在《烟草生态学》的教学中借鉴该书的理论与实践相结合在主旨思想,构建了烟草与光照、烟草与温度、烟草与水分、烟草与土壤、烟草群体生态和烟草安全生态等章节,为实践部分的主体内容,取得了良好的教学效果。
三、教学内容体系构建
科学地选择教学内容,合理地设置课程是整体优化人才知识结构的关键环节,需遵循全面发展原则、整体性原则、需要性原则、综合性原则、有序性原则、稳定性与动态性相统一的原则、因材施教原则、理论性与实践性相结合原则等基本原则[6]。烟草生态学研究的对象是烟田生态系统,是基础生态学在烟草生产中的应用。根据上述原则,在理论部分首先介绍了生态学的定义、研究对象、发展阶段、分支学科和研究方法(第一章)后,着重介绍了生态学中的基本生态关系(第二章),包含生物与环境、种群生态学基本原理、群落生态学基本原理和生态系统生态学基本原理四个部分,为实践部分的学习奠定基础。烟田生态系统是人类驯化了的自然生态系统,一方面具备传承了自然的微妙生态关系,另一方面又深深地刻上了人类的印记,因而具备不同于自然生态系统的一些自身规律。在实践部分,首先介绍了烟田生态系统的定义、组成、结构,并着重分析了烟田生态系统有别与其他农田生态系统的稳定性差、重建性明显、社会性强等突出特点(第三章);然后用理论与实践相结合的方法分别介绍了光照、温度、水分、土壤等主要生态因子的变化特征、生态作用、对烟草生长发育及品质形成的影响及其调控措施(第四、五、六、七章),目的是通过课程的学习使学生能够树立正确的生态观,并用以分析和解决烟草生产中遇到的问题。种群是物种存在的基本单位,烟田生态系统中最基本的生态关系即烟株之间对空间、营养等的竞争,因此群体生态学的研究和应用对烟田生态系统的构建尤为重要。为此,在第八章着重介绍了-3/2自疏法则、最后产量恒值法则等群体生态学的基本原理,然后介绍了烟草群体特征、个体与群体的关系以及理想群体构建方法;针对生态农业的发展趋势及逐渐提升的烟草安全性要求,安排了第九章的内容,本章在学习作物安全生态概论的前提下,详细介绍了烟草GAP(Good Agricultural Practices)的主要内容及其具体推行措施。第十章在介绍作物生态分布与生产区划的基础上,比较具体地介绍了中国烟草种植区划的成果,包括中国五大烟草种植区的分布、生态条件和烟草种植基本情况,旨在使学生掌握我国烟草生产的基本生态条件、生产状况。
四、教学方法优化
在高效本科教学活动中,没有通用的跨学科的“最好的”和“最有效的”教学方法,教师的教学理念和教学风格影响着教学实践活动[5]。通过实践和思考,我们提倡在《烟草生态学》的教学中将课堂精讲与互动讨论相结合,采用案例教学法、设疑法、多媒体演示授课法、热点问题讨论法等多种教学方法融合创新,综合运用。(1)通过多媒体教学以增强直观意识。教学上采用大量的照片、图片、表格,有助于加深学生对抽象理论的理解。然而,多媒体教学有时也存在学生被动学习、缺乏思考和互动性等特点,因此必须以其他教学方法为重要补充。(2)以启发互动培养思考能力。改变传统的填鸭式教学方法,运用启发互动教学模式,培养学生独立思考善于取证的能力。例如,在学习光照对烟草生长及品质形成的影响时,讲到“增加长波光比例可以促进烤烟的碳代谢”,要求学生独立查阅文献资料为这一原理提供佐证。通过此类教学方法的运用,充分发挥学生的主观能动性,不仅使学生掌握了知识点,而且培养了其用科学生态观思考问题的习惯。(3)以案例分析激发学习积极性。例如,在讲解动物对温度的适应时,引导学生讨论为什么烟田虫害往往是在湿热条件下发生(或流行)。通过讨论,学生们会发现烟田虫害以节肢动物为主,是一类典型的外温动物,其生长发育及生活史进程都与温度密切相关。这样的方法对提高学生的学习兴趣效果突出。(4)提倡创新学习。鼓励学生大胆创新踊跃报名参加相关的大学生创新项目、创新实验和挑战杯等活动,这样既可以加强各学科之间的交流,又可以培养学生探索创新、实践动手等诸多素质。
关键词:污染生态学;理论与实践;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)50-0115-02
《污染生态学》是一门以生态系统理论为基础的边缘交叉学科,该课程的教学目的是使学生掌握污染生态学的基本理论、基本知识,了解污染物在生态系统中的迁移、转化规律及解决方法,培养学生分析和解决问题的能力,为继续读研深造或从事污染生态研究、环境保护等相关工作打下基础。笔者根据在教学实践过程中发现的一些问题,对《污染生态学》的教学内容和实践环节改革进行了若干探索。
一、优化教学内容
1.课程特点与知识体系。污染生态学是生态学和环境科学相融合、相交叉的产物,其课程内容涉及广泛,包括化学、土壤学、物理化学、植物学等。在学习本课程前,学生应该具备一定的相关课程基础,因此本课程安排在大三下学期。但是,教师在授课过程仍应注意回顾与补充相关概念,以帮助学生更好地理解与把握本课程知识。
污染生态学的课程知识体系如图1所示,大体可分为基础篇和应用篇两部分,基础篇主要介绍生物系统与被污染的环境系统之间相互作用的机理和规律,即污染物在生物体内的生物过程。具体包括生物体对污染物的吸收与迁移、生物富集、污染物对生物体的危害、生物体对污染物的抗性及生物在长期污染条件下的生态效应与适应进化。这几个部分分章节讲述,但相互联系紧密,并且可在生物生命过程中同时发生,应从整体把握。应用篇主要是基于生态学原理和方法对污染环境进行控制和修复,重点是大气、水和土壤污染的生物修复技术。此外,污染环境的生物监测与评价也是污染生态学中不可分割的一部分。在讲授过程中,要注意将基础篇和应用篇有机结合起来,使理论联系实际,两者互相印证,形成完整的知识体系。
2.结合学科特色,突出教学重点。污染生态学是生态学中实践意义较强的一个分支,将该课程与学科优势和特色结合起来,有利于生态学综合人才的培养。南京林业大学生态学科于1989年成为首批教育部国家级重点学科,经过多年的建设,已形成自己独特的研究方向与特色。主要是以森林、湿地等生态系统为研究对象,以生物与环境之间的关系及其相互作用机制、生物地球化学循环等生态学理论为基础,重点探讨退化生态系统植被恢复机理与技术,土壤生态学过程及其对全球气候变化的响应,湿地濒危物种生境恢复与生物多样性保护,环湖植被缓冲带与水生植物的生态功能,湖泊富营养化治理技术等。因此,结合该课程的教学目标与学科特征,该课程的教学重点主要有:污染物的生态过程的基本理论、水体富营养化的概念、危害、评价及修复对策、水污染的土地处理系统修复原理、土壤污染的植物修复技术。而且,在授课过程中,可将本学科教师的研究成果与案例融入理论知识中,激发学生的兴趣,培养学生解决实际问题的能力。
二、实验实践的设计与实施
本课程在原教学大纲中理论讲授学时数为48学时,并未设置实践学时。针对本课程的现实性、综合性和研究性特点,将学时调整为理论讲授32学时,实践教学16学时。实践教学与理论课同步开设,使理论与实践结合,加深学生对理论知识的理解,并学以致用,提高学生的综合分析能力和实际动手能力,培养创新能力。本课程拟开设的实验实践内容具体如下:
1.重金属对植物种子发芽和根伸长的影响(4学时):将上课学生分成若干组,分别进行不同重金属(Cd、Cr、Pb)对不同植物(小麦、白菜)种子发芽和根伸长的影响,考察不同重金属对不同植物种子的毒性效应,加深对效应浓度、安全浓度等概念的理解。通过不同组的实验结果比较,还可了解不同重金属的毒性大小和不同植物对重金属胁迫的敏感性。
2.人工湿地对城市尾水的处理效果研究(6学时):参观人工湿地尾水处理厂,调查人工湿地的植物种类配置和运行参数,采集人工湿地的进水和出水,了解人工湿地对主要污染物,如有机物、N和P的去除效果。在对实验结果进行分析的过程中,要求学生查阅资料,了解不同湿地植物如芦苇、香蒲等对污染物的吸收去除能力,综合分析理解人工湿地去除污染物的原理。
3.采用观赏植物修复土壤重金属污染的实验研究(6学时):分组查阅资料,选择合适的观赏植物,研究观赏植物对土壤重金属的吸收和富集量,评价观赏植物修复土壤重金属污染的性能。该实验一方面可让学生深入了解植物对重金属的吸收和生物富集的概念,掌握生物富集系数和转移系数的计算,另一方面也可帮助学生理解重金属污染土壤的植物修复技术原理,掌握超积累植物的筛选方法。
三、教学方式的应用
1.多媒体与板书相结合的讲授方式。讲授法是教学中最基本、最常用的方法,特别是对于理论基础概念、专业性基础知识点的讲解。多媒体技术是指将文字、图像、声音等承载信息的载体结合在一起,并通过计算机进行综合处理和控制的技术。利用多媒体教学可以将抽象的知识形象化,给学生以视、听新感觉,调动联想思维,提高学生的学习兴趣,如在讲污染物对植物超微细胞结构的损伤时,可以通过直观的照片展示不同浓度的污染物胁迫下,植物细胞的细胞核、叶绿体、线粒体等细胞器的损伤情况,能够激发学生的学习兴趣,更利于学生对相关知识点的掌握。但是多媒体技术也存在一些弊端,如播放速度快,信息量大,不利于学生对知识的接受,缺乏足够的时间消化和记笔记,因此,应根据具体知识内容,将多媒体教学和板书有机结合起来,特别是重点概念,通过板书的形式,放慢讲授速度,加深学生对相关知识点的理解。
2.案例教学与学生演讲相结合的方法。污染生态学的课程内容是以生态学原理为基础,通过大量的案例分析污染生态过程中植物、动物和微生物等有机体的生态响应机制和其毒害表现,探讨污染控制和污染修复生态工程的学科。但是环境中污染物种类众多且对生物具有不同的毒性效应,课堂学时有限,仅能挑选比较经典的案例进行讲解。另一方面,传统的“教师讲、学生听”的授课方式作为主要的教学方式在调动学生积极性方面效果欠佳。因此,对于比较重要的知识点,可指定阅读材料或要求学生自己查阅最新资料与案例,做成PPT在课堂上进行讲解,教师给予针对性点评并引导学生讨论。如生物对污染物的吸收和迁移章节中,比较经典的案例是铅和镉在玉米根系中的吸收和迁移,可以引导学生查阅铅镉等在其他植物或土壤-植物体系中的迁移规律,并在课堂上讲解、讨论植物吸收重金属的途径。该方法不仅能够调动学生学习积极性、提高学生的表达能力,活跃课堂气氛,也能使学生了解学科最近的研究进展,加深对相关知识的理解,拓展知识面。
3.专题讲座。污染生态学具有现实性、综合性和研究性,是一门发展中的学科。随着学科之间不断交叉渗透,其学科内涵更加丰富。而且,随着研究的深入,对于污染生态学中出现的新污染物、新问题的认识也不断深入。因此,有必要开展污染生态学的研究前沿与展望的专题讲座。专题讲座主要介绍目前污染生态学和环境科学领域一些热点问题的研究进展,如药品与个人护理用品、内分泌干扰物、生态风险等。这些新兴污染物和人类生活息息相关,通过专题讲座,可以使学生了解环境中的新兴污染物对人类身体健康的影响,培养学生的环保意识,同时激发学生对科研的兴趣,吸引一批学生投身于科研事业中。
四、结语
《污染生态学》是生态学专业的重要专业课程,具有现实性、综合性和研究性的特点。在教学过程中,应结合本课程的特点与学科优势特色,优化教学内容,并合理设置实验实践环节,使理论与实践有机结合起来,激发学生的学习兴趣,提高学生的动手能力和发现问题解决问题的能力,培养学生的创新意识、科研能力和综合素质。
参考文献:
关键词:建筑设计;生态系统;空间置换
Abstract:This article draw on the ecologist's understanding of the establishment of an overall architectural concept, analyzing and discussing the ecological building design.
Keywords: architectural design; ecosystems; space replacement
中图分类号:TU2 文献标识码:A文章编号:
引言:从生态学角度认识建筑系统
建筑系统是建筑师主要关注的问题,生态系统环境是生态学家主要关注的问题。分析比较建筑师和生态学家对两种概念的不同认识,有助于把握注重生态的建筑设计所应该解决的基本问题,以及可能采取的相应的设计策略。
如果回顾现代生态建筑的设计理论和实践,直到西姆提出了“整合设计”的概念,建筑师才进一步从生态学的角度,对注重生态的建筑进行了相对全面的研究。
如果从生态学的角度理解建筑,生态学家不仅将建筑系统视为地球生态系统中各种不同的能量和物质材料的临时的组织形式,而且需要确定建筑系统全寿命过程的各个环节中,与生态系统环境之间的相互作用,不仅包括组成建筑系统的各个建筑元素的安装和制造,还包括建筑系统的使用、建筑元素的弃置和重新利用等。
因此,注重生态的建筑设计具有以下两个特点:
第一,将建筑的全寿命过程看成是一种与能量和物质材料支配相关的过程。建筑师将地球上的能量和物质材料(生物和非生物组成部分),组装成临时的形式,经过一段时间的使用,最后拆除。拆除之后的各种建筑元素要么重新在其他的建筑系统中利用,要么被自然生态环境所吸收。
第二,是一种对建筑系统的预期性研究。建筑师应认识到建筑系统在全寿命过程中,会对地球资源和生态系统产生不利的影响。建筑师必须全面考虑其中的各种不利影响,将消除和减少这些负面影响作为建筑设计任务的重要组成部分。
2、建筑师和生态学家对环境和建筑概念认识的差异
对于注重生态的建筑设计而言,建筑师应该从建筑师这一职业要求的角度出发,了解生态学的一些基本概念,例如,生态系统的结构和功能等。因为从生态学理论中寻找影响设计过程、设计决策和建筑系统自身的内容,才是建筑师借鉴生态学理论和方法的目的,而不是简单地照搬生态学概念。
(一)认识环境概念的差异
建筑师和生态学家之间的一个明显差异是二者对环境的理解不同。
生态学家认为系统周围的环境对于系统本身非常重要,例如,早在1956年,保罗・西尔斯就已经指出,地球上的每一个生命系统都在一定程度上受到周围环境的状态和稳定性的影响。
如果建筑师将环境概念简化为建筑系统所在的空间区域,例如,一个特定的设计地段和地理上的空间方位,而没有认识到特定的设计地段所固有的生态和生物系统的存在,那么,他对注重生态的建筑设计所强调的环境的认识就非常片面。对于注重生态的建筑设计而言,环境的概念不仅包括建筑的物质环境(无机环境),还包括建筑的生物环境(有机环境)。
为了吸收、消化生态学家的环境概念,并且将其纳入设计体系,建筑师需要了解的一个最为基本的生态学概念是生态系统,因为生态系统是生态学研究的重点之一。
(二)建筑师应该借鉴生态系统的概念
1935年,英国生态学家坦斯利首次明确提出了“生态系统”的概念(虽然这个概念本身的产生,无疑要早得多),认为环境中的生物要素和物理要素之间的相互作用,共同构成了一个空间单位,这个空间单位被称为生态系统。比较权威的生态系统的定义由尤金・奥德姆在1971年给出,他认为生态系统是一个单位,就是“包括特定地段中的全部生物(即生物群落)和物理环境相互作用的任何统一体,并且在系统内部,能量的流动导致形成一定的营养结构、生物多样性和物质循环(即生物与非生物之间的物质交换)。”
哈沃德・奥德姆将生态系统分成很多种不同的尺度,例如,湖泊生态系统可以包含很多的子系统,每一个子系统都可以看成是一个独立的生态系统(图2)。对于建筑师而言,这一研究的意义在于:建筑系统同样既可以看成是范围更广的生态系统的子系统,也可以看成是独立的生态系统。
如果接受生态学家的生态系统概念,那么,建筑师就应该不仅将特定设计场地视为一种空间的概念,而且将其视为一个活跃、具有一定功能的生态系统,生态系统的组成部分应该遵循自然过程中的相互作用而整体地考虑。
当然,注重生态的建筑设计还需要分析建筑系统自身。这种分析可以通过一种假设的方式进行:假定建筑系统是经过建筑师的设计,有意识地“嵌入”到特定场地的生态系统中,以便预测建筑系统对自然生态系统结构和功能的影响。这种“嵌入”的影响程度还受到其它因素的作用,像生物多样性、特定场地的生态稳定程度、地理区位、特定场地开发的历史和引起不良后果的行为等。例如,郊区比再开发的城区具有较高的生态多样性和复杂性,因此,也就具有较高的生态承受力。
(三)认识建筑概念的差异
如果说建筑师和生态学家对环境概念认识的差异是由于二者理解的深入程度不同所造成,那么,二者对建筑概念的认识则存在着本质的差异。
从通常的观念来看,作为专业人士,建筑师对建筑的关注点主要集中在美学、场所、空间使用、形式、结构、建筑元素、颜色和阴影的利用等方面。
生态学家是以一种生态系统的观点来理解建筑概念的。例如,哈沃德・奥德姆解释生态系统的不同尺度概念时,只是将建筑系统作为更大范围生态系统的子系统来理解。
生态学家所关注的是由于建筑系统的“嵌入”所导致的周围生态系统中各种条件的变化,例如,地球生态系统和资源的开发、改变和增加。任何可能引发上述变化的建筑系统都被视为具有生态影响的建筑。
生态学家认为建筑系统应该与周围的生态系统融为一体,而不是对立和分离,人类和建筑环境是生物圈中生态系统的一部分,建造行为首先被生态学家看做是一种生命体的行为,然后,才是这一行为的实际作用――建造房屋。对于注重生态的建筑设计而言,必须借助于生态系统的概念分析建筑系统:建筑系统不仅包括物质结构,而且包括人的行为和设计成系统的机械次系统的运作以及生物组成部分,这些可以视为建筑系统的子系统,它们之间同样存在着各种相互作用的关系。当然,通常而言,建筑系统中占据主导地位的组成部分是非生物的组成部分。
(四)建筑系统的生物组成部分的作用
由于建造过程的影响,特定设计地段原有生态系统中的生物组成部分,往往被一种简单化的、人造的和均质化的非生物环境所替代,例如,混凝土、沥青路面和不透水的铺地材料等。
在为了适应极端环境条件而进行的微型生命维持系统的设计过程中发现,人们必须与地球保持一种类似“脐带”的维系关系,或者闭合于一种对陆地生态系统的基本过程进行复制的环境中。为了延长生存的时间,必须引入与陆地生态系统相一致的生物结构。
建筑环境和生态系统的生物结构存在着一些类比关系,在许多方面,完全隔绝的人造微型生命维持系统(例如,宇宙飞船)生存所遇到的难题,与人类在生物圈这样一个“全球生命维持系统”中持久的生存所遇到的难题非常类似。正像对自维持住宅的研究一样,这样的生命维持系统面对的问题也是控制和监测空气和水污染、提供足够的食物营养供应、处理逐渐增加的有毒废弃物质、以及为上述的一切行为提供充足的能量供应等①。一种“维持生命的系统”必须包括地球生态系统中的三种基本的生物组成部分:生产者、消费者和分解者,使生产、消费和分解等各种生命必需的过程,保持平衡状态。
建筑系统不可能脱离周围生态系统,独立维持其运作,而是与周围的生态系统保持着相互依存的关系。因为占据一个特定的设计地段之后,建筑系统已经成为更大规模的生态系统的组成部分,行使着生态系统子系统的功能。
3、依托整体生态观和开放系统观建立整体的生态建筑设计观念
尤金・奥德姆指出:“任何一个层面上的发现,都有助于另一个层面上的研究,但绝不能完全解释那一层面发生的现象。但是,要理解一棵树,就必须研究树所构成的树林和构成树的细胞和组织。”、这些论点都可以看成是一种典型的整体论观点。很多持整体论思想的生态学家,像奥德姆、罗伯特・麦金托什等人认为:必须整体地看待生物圈中生态系统相互依赖的关系。而生态思维的一个最为重要的特点是强调整体研究的重要性和必要性,这与坦斯利对生态系统的定义是相符合的。阿维尔进一步指出,在生态系统之中和不同生态系统之间存在着一个表示相互关系和相互作用的网络模型,其中系统每一部分的变化都会影响系统整体的运作。
如同生物体一样,维持建筑系统运作需要稳定的输入,同时,会产生相应的输出,而输入的来源和输出的终点都是周围的生态系统环境,即建筑系统是一个开放系统,是地球生物圈中能量和物质材料流动的一个环节。而由于所有维持建筑系统的能量和物质材料的生产过程都会导致生态系统环境的变化,所以,建筑师需了解维持建筑系统的能量和物质材料的输入状况,例如,种类、数量等。
通常意义下,建筑师将建筑系统视为一种相对静态和不可变的实体,而整体的生态建筑观则具有以下两个方面的特点:
一方面,作为一种次级系统,建筑系统是生物圈的一个组成部分,是生物圈中连续的能量和物质材料流动的一个环节和阶段。
另一方面,作为一种独立的开放系统,建筑系统自身具有一定的能量和物质材料输入和输出,可以追溯其中的每一个元素的来源和流动的路径:从产地到建筑系统,最终重新返回到周围的生态系统环境中。
综合上述两个方面,整体生态建筑观要求建筑师在建筑全寿命过程中,关注建筑系统中的能量和物质材料流动路径。这种关注的目的主要有两个:第一,从建筑系统作为生物圈中的一种能量和物质材料的流动环节而言,寻找周围生态系统和建筑之间合适的关系,整合二者,尽可能地保护本地资源;第二,从建筑系统作为一个独立的开放系统而言,节约资源,限制可能的不利生态影响。
如果深入比较生态学家和建筑师所具有的建筑概念的差异,那么,可以发现整体生态建筑观所体现的时间因素的影响。建筑系统是更大范围生态系统中,能量和物质材料流动过程的一个环节,而这种流动是处于动态之中,随时间变化而变化,因此,需要整体地研究建筑元素中所蕴涵的能量和物质材料的流动。
生态建筑要求建筑师理解建筑系统内部存在随时间变化而变化的相互作用,以及建筑系统对周围生态系统环境的全寿命过程的影响。为了减少输入和输出的总量,建筑师可以采取相应的设计策略,例如,利用灵活性设计延长建筑的使用寿命,减少建筑系统全寿命过程中所耗费的资源和排出的废弃物等。
如果深入比较生态学家和建筑师所具有的环境概念的差异,那么,可以发现整体生态建筑观体现出的空间因素的影响。生物圈是一个相对封闭的系统,而建筑系统是一个开放系统,与外部生态系统环境存在着相互依存的关系,这些相互作用是以一定的空间范围为基础,而不是仅仅局限于特定设计地段以内。这种空间因素的影响主要表现为两个方面:第一,对周围生态系统的空间置换影响;第二,对周围生态系统的空间影响具有一定的范围。
关键词:福斯特;辩证的自然主义;生态学;生态文明
中图分类号:B089 文献标识码:A 文章编号:1009 ― 2234(2017)04 ― 0040 ― 03
强调:生态文明建设是“五位一体”总布局和“四个全面”战略布局的重要内容,要结合推进供给侧结构性改革,加快推动绿色、循环、低碳发展。我国生态文明建设要坚持生态理论,特别是自然辩证法为指导思想,而辩证的自然主义是福斯特所阐释的生态学思想的核心,是其生态学思想的哲学基础。
福斯特在《马克思的生态学:唯物主义与自然》一书提出了辩证的自然主义这一思想。〔1〕他围绕自然发展和社会发展两个发展轴心,在批判传统关于人与自然辩证关系和批判西方社会与自然辩证关系基础上形成了人类与自然和谐发展的思想,即辩证的自然主义思想。笔者对福斯特著作的翻译及解读研究、福斯特与其他西方生态学者思想的比较研究、福斯特生态学思想主要理论研究、福斯特生态学思想的评析等方面的研究成果进行梳理、剖析,以期展示福斯特生态学思想研究的理论动态,为今后对福斯特辩证的自然主义思想系统化研究做出新的探讨,为我国生态文明建设提供镜鉴。
一、福斯特著作的翻译及解读方面的研究
《的生态学:唯物主义与自然》、《资本主义与生态危机》、《脆弱的行星》、《生态革命:与地球和平相处》是福斯特主要的著作。其中《的生态学:唯物主义与自然》对福斯特如何挖掘马克思唯物主义当中蕴含的生态学思想,并在此基础上重新构建了马克思的生态唯物主义哲学做了介绍,提出了辩证的自然主义思想,为福斯特生态学思想奠定了哲学基础。在《资本主义与生态危机》中,福斯特对造成当今生态危机的诸多因素进行了分析,对主要因素做了讨论介绍。《生态革命:与地球和平相处》一书向人们道出了经济和h境的两种疾病,“如果环境遭到污染,经济出现疾病,那么,造成以上两者的疾病均可在生产制度中找到。”〔2〕目前国内对《脆弱的行星》一书专门研究的成果还较少见,该著作对资本主义社会发展到20世纪90年代对生态环境带来的危害的历程。
福斯特生态学哲学思想把理论中的自然唯物主义和历史唯物主义结合到了一起,经过福斯特重新构建成为哲学的新形态。〔3〕胡莹认为,福斯特为生态学的思想的哲学基础,即生态学唯物主义的确立做出了贡献。马克思的辩证唯物主义认为人、社会与自然是有机统一的整体,福斯特正是在马克思这一有机统一的辩证唯物主义思想指引下从生态学的维度重新构建了生态学唯物主义,建立起了生态学思想的哲学基础,为从生态学的角度认识提供了新的视野。〔4〕
目前,国内有关福斯特著作的研究取得了丰硕成果,但是这些研究主要集中在对原著内容的翻译和福斯特生态学思想内容和主要理论的阐述上,而对其思想体系构建方面的研究还很少涉及到,特别是对其辩证的自然主义思想的研究还较少。
二、福斯特与其他西方生态学者思想的比较
福斯特生态学思想与其他西方生态学者思想比较的研究是国内研究的热点。施密特生态学思想与福斯特生态学思想比较研究方面,郭剑仁认为,在自然概念解释上施密特与福斯特都坚持了马克思自然概念或主题,同时二者也在自然哲学、唯物主义和物质变换这三个研究主题上的思想的不同。〔5〕在福斯特和奥康纳生态学思想比较方面,侯子峰指出二者在对哲学思想和方法论的阐述上存在的问题主要是对辩证法的理解忽视了辩证法中存在的丰富内容及其作用,过于简单地追求自然解放。〔6〕
唐正东从生态维度的视角出发,对福斯特、奥康纳和利比兹的生态学思想进行了比较,从而指出三者在生态学思想学术路径上存在的差异。唐正东认为,福斯特辩证的自然主义思想与奥康纳和利比兹不同的是,他的生态学思想着重从道德的层面来理解生态危机,寻求消除生态危机的出路。〔7〕蔡丽丽认为,福斯特是通过理论中有关生态和生产方面的主要理论来解释马克思的生态学思想。〔8〕田世锭对哈维和福斯特在生态学观点进行了比较分析,他认为哈维的生态学思想与福斯特生态学思想是相反的观点。〔9〕此外,还有学者认为福斯特和奥康纳生态学思想都是对构建理论新形态的探索,也是对解决当今生态环境问题探索。
三、福斯特生态学思想研究
福斯特生态学思想总体性研究也是学术界研究的热点。郭剑仁认为,福斯特生态学思想不同于以往西方生态学思想,特别是福斯特关于生态学思想中唯物主义自然观的阐释上,辩证的自然主义思想方面都反映出福斯特对自然辩证法的新认识、新思想。〔10〕福斯特生态学思想是生态学思想的重新构建,〔11〕是理论新的发展,是对理论在当今社会生态危机方面的应用,向人们有力说明没有过时。〔12〕
概括起来,以上这些研究仍然是对福斯特生态学思想进行梳理、论证和发掘,对福斯特辩证的自然主义思想的专门研究还很少提到,对福斯特生态学思想哲学基础的探讨还没有引起学术界重视,在福斯特生态学研究上还需要进一步拓展和深化。
四、福斯特生态学思想主要理论研究
福斯特在物质变换裂缝论基础上实现了对生态学的重建,以独特的视角将生态学延伸至理论与生态学理论之中,实现了生态学的新发展。福斯特生态学思想全部理论的核心就是物质变换裂缝理论,这一理论揭示了资本主义社会生态危机产生的根源,为生态学的发展注入了新的活力。〔13〕
曹立华认为,福斯特生态思想是对资本主义生产反生态的批判和反思,是对的一种生态学解读,它丰富了马克思生态W思想,拓宽了生态帝国主义批判的领域。但是他又指出福斯特生态学思想中新陈代谢理论的不彻底性、生态社会主义目标的“乌托邦”性以及生态社会革命条件的欠缺性。〔14〕余金龙指出,福斯特生态学理论的目的是要发展一种生态观,通过这种生态分析当代环境和生态问题进而将社会变革与人类和自然的关系变革联系在一起。〔15〕
由以上对福斯特主要生态学思想理论研究成果的梳理,我们可以很容易地发现这些研究是对福斯特生态学思想相关内容和理论来源及其形成背景的研究,依然存在对福斯特生态学思想形成的哲学基础和贯穿其中的辩证的自然主义思想研究薄弱的问题,在内容和形式结合起来进行研究的成果也较少。
五、福斯特生态学思想的评析
福斯特生态学思想引起国内外学者的关注,对其思想的评析也存在很大差异。在西方,福斯特被誉为“生态学复兴的主要建筑师之一。”〔16〕美国历史学家霍华德・津恩高度评价他说:“在这个生态危机不断增长的时代,福斯特的声音那样引人注目,无人能与之相比。”安伦・鲁帝认为,福斯特把生态学同“物质裂缝分析”等同起来,拒绝西方的传统是不对的。美国生态学者奥康纳否定了福斯特自然唯物主义生态学的观点,构建了文化唯物主义生态哲学。
在国内,郭剑仁认为,福斯特生态学思想是对理论从生态学视角地重新建构,〔17〕是马克思生态学理论在现代社会发展中意义的再现。王雨辰认为,福斯特的生态学理论是对生态唯物主义哲学的重建,是一种生态政治学。〔18〕陈学明指出,福斯特对资本主义反生态的批判就是为了说明一个道理“只要不触动资本主义制度,不变革资本积累规则,就不能真正构建和维护良好的生态环境,达到人与自然的和谐。”〔19〕他从研究福斯特生态学思想出发,通过研究福斯特对马克思唯物主义自然观的生态意蕴的阐释展示了福斯特生态学思想内容。〔20〕还有一些研究者分析了福斯特是如何从马克思的经典著作出发解释马克思历史唯物主义的生态观的,得出了福斯特生态学思想是马克思历史唯物主义的生态观,福斯特的生态学思想是一种生态文明思想。
综上所述,有关福斯特生态学思想的研究取得了可喜成果,但也存在一些不足。首先,这些成果对福斯特生态思想进行研究的文本来源还比较少,研究领域还存在片面性,福斯特辩证的自然主义思想等领域还需要拓展。其次,研究框架还需要进一步丰富,对福斯特生态思想的研究基本都是从其思想的某一方面进行的,而对福斯特生态思想与历史事件之间的关系,不同时期福斯特生态思想与社会实践的关系等方面的研究还有待加强。最后,福斯特生态学思想的真正含义及其当代意义还有待进一步研究以形成统一认识。笔者认为,辩证的自然主义思想是福斯特生态学理论的哲学基础和核心内容,学术界应该增加对这一思想的研究,因为这有利于把握福斯特生态学思想的内在逻辑,有利于领会福斯特生态学思想的精髓,也有利于从哲学辩证法的角度对我国生态文明建设理论进行探索。
〔参 考 文 献〕
〔1〕(美)约翰・贝拉米・福斯特.马克思的生态学:唯物主义与自然〔M〕.刘仁胜,肖锋,译.北京:高等教育出版社,2006:257.
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〔3〕何萍.自然唯物主义的复兴:美国生态学的哲学评析〔J〕.厦门大学学报,2004,
(02):14.
〔4〕胡营.生态唯物主义诠释中的自然、人与社会:论福斯特生态学的思想基础〔J〕.学术交流,2012,(09):25.
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〔8〕蔡丽丽:奥康纳与福斯特生态学思想的比较研究〔D〕.武汉:武汉理工大学,2014.
〔9〕田世锭.生态危机还是社会危机?――戴维・哈维与约翰・贝拉米・福斯特的生态理论比较〔J〕.社会主义研究,2013,(04):130.
〔10〕郭剑仁.生态地批判―福斯特的生态学思想研究〔D〕.武汉:武汉大学,2004.
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〔15〕余锦龙.福斯特生态学理论的三个维度〔J〕.中国特色社会主义研究2009,(08):56.
〔16〕康瑞华等.批判 构建 启思――福斯特生态思想研究〔M〕.北京:中国社会科学出版社,2011:301.
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〔18〕王雨辰.福斯特的生态学理论评析―生态唯物主义哲学的重建与生态政治学〔J〕.研究2006,(12):87.
〔19〕陈学明.布什政府强烈阻挠的实施说明了什么:评福斯特对生态危机根源的
关键词: 案例教学法 生态学 教学模式
一、案例教学法的起源
案例教学法有别于传统的教师讲学生听的教学方法,而是一种以案例分析为基础、让学生作为主体参与案例的分析和讨论的教学方法。
案例教学法起源于上世纪20年代,是由美国哈佛商学院提出的一种教学方法。当时哈佛商学院围绕商业管理中的现实问题,采取独特的案例教学,针对商业管理的真实情境或事件进行分析和讨论,鼓励学生主动参与案例分析和讨论。该方法在哈佛商学院实施后取得了良好的效果,广受好评。至上世纪80年代,美国卡内基小组特别推荐案例教学法,把它作为一种非常有效的教学模式推广。近年来,哈佛商学院教学中使用的案例内容非常丰富,几乎覆盖了整个商业领域,同时案例的构思与编写方式也发生了很大变化。但总体上,案例教学法最初的设计思想未发生变化,教师提炼出复杂的问题,学生借助教师提炼的经验进行推断和分析。
二、案例教学法的特点
1.学生独立思考
传统的教学是知识的讲授,只告诉学生如何去做,甚至部分教师采用满堂灌的教学方式,导致授课内容乏味,学生对授课内容根本不感兴趣。因此,传统的教学方法在很大程度上扼杀了学生的学习兴趣,挫伤了学生的积极性,学习效果较差。采用案例教学法,教师不是将知识直接告诉学生,不是告诉学生应该怎么办,而是需要根据案例,让学生自己利用已有知识进行独立思考和分析,这需要学生发挥创造力,从而使枯燥乏味的课堂变得生动有趣。
2.变注重知识为注重能力
传统的教学模式注重知识的传授,但学生是否将讲授的知识转化为个人的能力却没有受到关注。随着目前多媒体课件的广泛使用,学生在极短的时间内接受了大量信息,虽然教学内容丰富了,信息量增大了,但学生难以在短期内接受如此多的知识,接受知识都存在困难,将知识转化为能力更无从谈起。而案例教学法重实践重效益,注重将知识转化为能力,避免学生一味地死记硬背将知识学死而忽视实际能力的培养,避免阻碍学生的发展和创造力的培养。
3.变被动学习为主动学习
传统的教学方法是老师讲、学生听。特别是在大学教学中,学生到底掌握了多少知识,掌握的效果如何只有通过最终的考试才能了解;而且尽管在最后了解了学生的学习效果如何,但也没有时间进行改进了。在案例教学中,学生接触到案例后,要先了解案例的内容,然后查阅必需的理论知识,这些都是主动进行,从而可以加深了对知识的理解。在获取理论知识后,学生还要进行独立思考,提出解决问题的方案,从而将获取知识转为能力的培养。
三、生态学案例教学的原则
生态学是研究研究生物与其环境之间的相互关系的一门科学。在大学基础课的教学中,生态学的主要内容包括个体、种群、群落和生态系统生态学等,概念和原理内容较多。同时,学生在高中阶段接受一部分生态学的内容,如生态系统生态学的部分内容,学生有一定的基础,对内容比较熟悉。如果采用传统的讲授教学方法,那么学生会感觉非常乏味,进而失去对所了解内容进一步学习的兴趣。
此外,随着目前我国和世界上其他国家生态环境问题的不断涌现,给生态学采取案例教学法提供了丰富的教学案例,通过案例分析,学生可以在已有知识的基础上,独立开展新知识的调研和学习,并进行案例的分析和讨论,既可以提高培养学生的自学能力,提高创造性,又可以增强教学效果,使学生加深对知识的理解。
生态学案例教学的设计原则包括:
1.学生作为课堂的主体
传统的课堂教学中,教师是主体,学生处于被动,被动接受知识和指导。在生态学案例教学中,在提前将案例给学生后,要将课堂还给学生,使学生作为课堂的主体,以学生的主动学习为中心,让学生独立地开展针对案例的分析和讨论,教师起到引导学生讨论方向的作用,使课堂教学由“重教”转为“重学”。例如,在种内与种间关系一节中,涉及他感作用的理论,可以利用“桉树下的物种多样性减少”这一案例让学生分析和讨论,学生可能首先想到的是种间的竞争原因,此时教师可以引导学生思考,种间竞争是导致物种多样性增加而不是减少,因此这可能不是原因,那么还有什么可能原因,引导学生讨论的方向。
2.选择典型案例
在生态学案例教学中选取的案例要具有典型性,选择既与书本上的原理或内容相关,又不脱离书本上的理论,同时又贴近生活,学生可以在日常生活中感受得到的案例。例如,在青岛地区,近几年海水浴场都受到浒苔的进攻,由蓝色海洋变成了绿色草场,处于该地区的学生切身感受到了这一生态问题。但是,凡事都有两面性,浒苔在海洋环境保护方面会不会发挥作用呢?因此,在讲授种间竞争关系时,可以让学生分析该案例,引导学生讨论如何利用浒苔保护海洋环境。
3.注重启发性
在案例分析中要注重采用启发性原则,启发学生思考,而不是直接将答案抛给学生。只有通过启发、引导,学生才能完成独立的思考过程,从而自己找到问题的答案,因此教师要有足够的耐心和知识储备去完成案例分析的全过程。例如,在生态系统生态学中氮循环的案例教学中,可以启发学生,分析人工固氮所具有的两面性,对正面效应和负面效应分别进行评价。又如,近年来常有野生动物伤人事件发生,请学生利用生态学原理进行分析。学生可能首先想到生态环境恢复了,此时可进一步启发学生思考:如果野生动物的生存环境遭破坏则会出现什么情况,从而使学生独立思考或查阅相关资料解决这一问题。
四、生态学案例教学的步骤
1.案例分析前的准备
案例教学法需要进行的准备包括,案例的准备、教师的准备和学生的准备。首先,教师需要甄别案例是否适合生态学的教学内容或原理,要选择合适的案例提供给学生,既让学生能够利用该案例学到理论知识,又能举一反三地开展讨论,因此合适的案例最为重要。第二,教师在开展案例教学前要做好充足的准备,要预测在学生在开展案例分析和讨论时可能出现的意外或情况,要能够及时引导学生回到正确的分析上而不是超越该案例涉及的理论内容,同时,教师要有充足的知识储备,以便解答学生在分析和讨论过程中遇到的问题。第三,教师要将案例提前给学生,让学生能够做好准备,并鼓励学生扩大视野,查阅相关资料或文献,并准备好讨论的提纲,从而开展有效的分析和讨论。
2.课堂上的分组讨论和报告
在对案例开展分析和讨论时,教师可首先将学生分成小组进行讨论,形成该小组的基本意见和结果。然后,请各小组选出代表进行报告,表达本组的讨论结果,进行全班或大组的讨论。在这个过程中,要由生态学基本现象的讨论转向利用生态学理论对案例展开分析、解释和总结,并针对不同小组的讨论结果互相补充、丰富内容,集思广益,最终形成深入、丰富、全面的案例分析结果。
3.总结和评价
最后,学生和教师均可开展评价,对各小组的讨论结果进行评价和总结,分析此次案例分析中存在的错误见解、获取了哪些经验和理论知识,哪些解决方式更为有效,等等,使学生能够加深对理论知识的理解和印象。同时,教师要进行最后的总结和点评,要肯定学生在案例分析中取得的成绩和工作,使学生有热情参与下一次的案例分析,同时要找出学生的不足,提醒学生需要注意的问题等。
总之,生态学是一门理论和实践联系极为密切的一门课程,通过应案例教学法,可以大大提高学生学习的积极性和热情,并培养学生分析问题和解决问题的能力,加深对理论知识的理解和掌握,是一种效果非常好的教学方法。
参考文献:
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