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關鍵詞:景觀生態(tài)學;地理學;策略
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2016)05-0006-03
景觀生態(tài)學是20世紀80年代以來迅速崛起的一門新興學科,其主要研究內容為景觀空間格局與生態(tài)過程之間的相互關系,把地理學對地理空間相互作用的橫向研究和生態(tài)學對生態(tài)系統(tǒng)功能相互作用的縱向研究結合為一體[1],在生態(tài)保護與環(huán)境規(guī)劃治理等領域有著重要的理論指導意義與實踐價值。許多高等院校中“景觀生態(tài)學”已成為相關本科專業(yè)或者是研究生教育的必修課程。但在不同的高校專業(yè)設置中,“景觀生態(tài)學”所處的學科地位不同,由于景觀生態(tài)學學科交叉性和所涉及內容的廣泛性,其可出現在生態(tài)學、地理學、城鄉(xiāng)規(guī)劃、園林設計、資源管理等專業(yè)。專業(yè)設置的不同體現了學生學科知識體系構建的差異,而教學中也往往出現由于學生基礎理論知識與新內容缺乏銜接,使目標課程設置呈現跳躍性的現象,教學效果不盡如人意?!熬坝^生態(tài)學”是河南師范大學生態(tài)學專業(yè)的主干課程之一,其設置始于2013年秋季,以選修課形式被學生所接受,2015年以專業(yè)基礎課的形式納入到生態(tài)學專業(yè)的教學計劃中。課程安排在二年級下學期,此時已經具有了基本的生態(tài)學理論基礎,但由于學生的專業(yè)認識局限于傳統(tǒng)生態(tài)學中由生物個體到生態(tài)系統(tǒng)的研究,缺乏宏觀的地理視角,在面對不同時空尺度景觀原理及景觀結構與過程研究時表現出一定理解難度。如何針對學生的知識體系,減少或避免因學科理論基礎薄弱而帶來的負面影響,是“景觀生態(tài)學”教學任務中值得深入探討的問題。
一、“景觀生態(tài)學”課程的特點
景觀生態(tài)學概念的產生來自于兩個科學概念的結合,一個為地理學上的景觀,一個為傳統(tǒng)生物學上的生態(tài)。一般認為, 景觀生態(tài)學是景觀學發(fā)展到生態(tài)學領域,跨地理學和生態(tài)學的一門邊緣學科或交叉學科[2]。按照現代科學產生發(fā)展的動態(tài)模式, 可以找出景觀生態(tài)學的四個主要理論來源,分別為地理科學、生態(tài)科學、經濟科學和系統(tǒng)科學[3]。生態(tài)學的研究范圍由生物個體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)逐步過渡到景觀和區(qū)域, 其研究尺度不斷擴大,反映出對生態(tài)問題的探索由微觀走向宏觀的趨勢,并最終用以解決自然―社會―經濟復合生態(tài)系統(tǒng)面臨的各種問題。因此從其理論發(fā)展及學科價值上分析“景觀生態(tài)學”的課程特點主要表現為具有較強的交叉性和融合性,并兼具實用性和實踐性。在學科交叉方面,主要有以下幾個方向:與地理學、土地管理學交叉;與農學、林學及環(huán)境學交叉;與園林規(guī)劃、城鄉(xiāng)設計等交叉;與生物科學、生物技術等學科的交叉;與管理學、旅游學等交叉[4]。一言以概之,“景觀生態(tài)學”在不同類型大專院校中的設置涵蓋了與其基礎理論有關的各個學科。同時其廣泛性也暴露了在課程設置中的缺陷,如基于追求學科與課程設置的創(chuàng)新性,并滿足部分學生對基礎理論應用性的要求,機械性的將“景觀生態(tài)學”課程加入到培養(yǎng)體系中,忽視了該學科與同專業(yè)其他學科尤其是學生已有知識儲備之間的聯系性,學生的專業(yè)基礎有失平衡,導致學習熱情降低,被動學習,師生之間缺乏有效互動,降低了教學效率。
二、地理學思維在“景觀生態(tài)學”教學中的作用
地理學與生態(tài)學在研究內容上具有差異性與同一性,而景觀生態(tài)學是二者同一性的直接體現。地理學的研究對象是地理圈中人類活動與自然環(huán)境的區(qū)域差異,該學科兼具自然科學和社會科學的屬性,關注生態(tài)系統(tǒng)中的自然過程與人文過程,在進行地表過程分析、人―地關系分析的同時,還注重各種生態(tài)過程的模擬評價。從系統(tǒng)論范疇講,生態(tài)學研究的是生物圈中一個系統(tǒng)及其周圍的生物的以及非生物的物質所組成的環(huán)境之間的相互關系,而地球上所有生物及其需要或產生的所有物質都屬于地理圈的組成部分,隨著研究范圍的拓展,人類社會各種經濟活動包括信息與技術系統(tǒng)也納入到生物圈研究中,從而表現出生物圈與地理圈的融合。由于地理學和生態(tài)學研究對象的疊合、研究方法的類同、研究內容的近似以及互為補充的需要, 使這兩門學科相互聯系成為必然[5]。地理學是探討人地關系的科學,從該角度講生態(tài)學本身是地理學學科體系的一部分。當代生態(tài)學的研究層次已經囊括了分子、基因、個體直至整個生物圈,其中一些宏觀領域的研究與地理學的研究密切相關。景觀生態(tài)學是將現代生態(tài)學和地理學理論與方法高度融合,以地理信息技術為支持,研究大中尺度范疇問題的生態(tài)學,因此對景觀生態(tài)學的研究是以地理學理論為基礎的。
景觀生態(tài)學不同于傳統(tǒng)的生態(tài)學,其區(qū)別表現為傳統(tǒng)生態(tài)學是以生物為中心,探討生物與環(huán)境之間的相互適應機制,景觀生態(tài)學則強調以無機環(huán)境為基礎, 以生物為中心, 以人類為主導, 正確處理區(qū)域內各要素之間相互關系, 并實現景觀生態(tài)系統(tǒng)的合理調控與規(guī)劃。景觀是一個生態(tài)系統(tǒng),但它首先是一個由不同的地理要素組成的地理實體,并依據研究尺度不同其組成內容和結構特征具有明顯差異。景觀生態(tài)學堅持了自然環(huán)境這一整體的概念,秉承系統(tǒng)論和等級理論的原則,使各個地理要素得以綜合分析,研究它們之間的相互作用、相互制約以及相互聯系,克服了分析上的片面性和孤立性。景觀生態(tài)學中斑塊―廊道―基質模型,空間異質性理論,島嶼生物地理學理論等無一不體現了地理學的廣域性、地域性以及綜合性特點。此外,景觀的研究尺度由微觀向宏觀轉變,尺度變化的同時生態(tài)學的格局和過程規(guī)律表現出不同的特征。如在群落生態(tài)學部分的演替頂級理論中包括有單元頂級論、多元頂級論和頂級格局假說,但如果考慮到尺度問題就會發(fā)現單元頂級理論具有明顯的缺陷[6]。因此需要進行不同研究層次生態(tài)規(guī)律的尺度轉換,即尺度推繹。尺度分析中涉及的粒度、幅度、范圍等概念也無一不是地理學中所包含的內容,而這些內容在傳統(tǒng)生態(tài)學中沒有體現。
不僅在學科基礎層面,地理學是景觀生態(tài)學的重要理論支撐,二者之間的緊密結合與相輔相成還表現在地理學的新理論、技術方法的進步也同時制約著景觀生態(tài)學的發(fā)展與應用。景觀生態(tài)學從誕生到現在已逾70年,其研究內容從對景觀格局指數的分析計算、景觀演變特征的追蹤描述,逐漸深入到對景觀格局變化的生態(tài)意義的探索,同時注重尺度效應的研究,并進一步向景觀的生態(tài)服務延伸[7]。景觀生態(tài)學的研究方向更加多樣化,涵蓋了土地利用格局與生態(tài)過程、城市景觀安全格局構建、景觀生態(tài)規(guī)劃、自然保護區(qū)網絡優(yōu)化、農田景觀與生態(tài)系統(tǒng)健康、源匯景觀格局分析與水土流失危險評價等。此時,新的統(tǒng)計分析模型與方法紛紛涌出,如景觀空間負荷對比指數、多尺度土壤侵蝕評價指數、斑塊順坡連通度指數等。眾多新方法的建立與驗證離不開定量地理學的分析方法,而在不同時空尺度研究對象數據的連續(xù)獲取以及區(qū)域格局的對比分析方面,遙感與地理信息系統(tǒng)(GIS)的結合是解決問題的必要手段。在地理信息技術發(fā)展的基礎上,空間景觀模型也受到越來越多的重視[8],應用更加廣泛,為景觀自然過程的相互作用和景觀管理評價提供了研究依據。
因此,在以人類行為為主導的自然―社會―經濟復合生態(tài)系統(tǒng)中,地理學思維是理解和解決景觀生態(tài)學中的科學問題的必備條件,具有一定地理學知識背景的人才會為景觀評價及景觀規(guī)劃提供更宏觀、更理性的視野。
三、傳統(tǒng)生態(tài)學下“景觀生態(tài)學”教學的障礙
在眾多學科交叉類型中,景觀生態(tài)學與生物科學、生物技術等學科的交叉十分普遍,在具體學科體系中表現為在傳統(tǒng)生態(tài)學框架中機械性加入“景觀生態(tài)學”課程。一定的分子、植物學、動物學知識積累有利于向生態(tài)學及不同分支學科逐漸深入,但離開地理學簡單地討論生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)過程、區(qū)域概念和大尺度的空間思維的缺失,從根本上限制了景觀生態(tài)學教學的深入有效開展。
1.人類活動是導致景觀變異與破碎化的根本因素。地理學中以人為本的思想,強調人與環(huán)境的對立和統(tǒng)一,但傳統(tǒng)生態(tài)學在認識不同生態(tài)過程關系中,忽視了人類行為的主導性,對人類行為引起的自然生態(tài)的變化缺乏客觀的綜合的評價。因此學生對景觀進行分析時,忽略了人類活動對景觀的再塑造和人文景觀的重要性,對教材中的內容只進行機械性理解,缺少發(fā)散思維。
2.地理學強調生態(tài)系統(tǒng)格局對地域的依賴性。地球各圈層中生態(tài)系統(tǒng)所處的位置不同,其內部的景觀要素形態(tài)、景觀空間結構、景觀動態(tài)發(fā)展規(guī)律具有明顯差異,這些差異對景觀穩(wěn)定性及功能的影響是綜合的,表現為景觀生態(tài)學中的尺度效應理論。這一點在傳統(tǒng)生態(tài)學中未得到足夠的表達,限制了學生對景觀多樣性的理解應用。
3.景觀格局與過程是動態(tài)性。傳統(tǒng)生態(tài)學只重視生物對環(huán)境變化的響應機制,忽視了社會發(fā)展與自然的矛盾,不能從歷史角度看文明發(fā)展和景觀格局演替動態(tài)之間的緊密關系,在生態(tài)平衡中未曾重視人地關系協調狀態(tài)的實現。景觀的時間演變是環(huán)境變化與人類行為的雙重作用結果,地理學中對區(qū)域歷史過程的研究為景觀生態(tài)過程的動態(tài)性拓寬了研究視角,并為景觀的現狀分析和總體規(guī)劃提供依據。
4.地理學的分析方法是景觀分析的基礎。景觀要素結構、鑲嵌性格局、景觀變化動態(tài)模擬等過程,無一不是運用了地理學的分析方法。此外,地理信息系統(tǒng)、遙感等現代技術也應用到景觀生態(tài)學研究中的數據采集、分析模擬和預測評價等環(huán)節(jié),該方面知識和操作能力的缺乏直接影響理論的實踐,影響學生動手能力提升。
四、地理學視域下的“景觀生態(tài)學”教學策略
鑒于地理學理論與技術方法對景觀生態(tài)學的重要性,有必要針對學生的現有學科知識體系,改進教學方法。在廣泛借鑒國內外各院校景觀生態(tài)學設置及教學設計的基礎上,結合河南師范大學該課程的教學經驗,對傳統(tǒng)生態(tài)學下“景觀生態(tài)學”教學方法提出建議,其主要目的為培養(yǎng)或提升學生的地理學科思維,最終以一種動態(tài)的、發(fā)展的、全局的視角看待景觀問題。
(一)深入了解學生地理學基礎,增強地理學科認同
中學階段的文理分科限制了理工科本科生對地理學的認識,因此從意識上提升地理學科的重要性是形成地理學思維的首要任務。綜合探究式及引發(fā)式學習,克服惰性心理,從問題著手,激勵學生主動尋找分析解決問題的途徑,使其形成地理學不僅是理論更是解決問題的方法和工具等認識,自發(fā)運用已有的知識基礎參與到“景觀生態(tài)學”的學習討論中。
(二)優(yōu)化教學內容,以契合本科生的理解水平
面對不同的專業(yè),“景觀生態(tài)學”的本科教材在內容取舍和深度確定上差異較大[9]。首先要選擇適合本科生接受范圍的教材,根據景觀生態(tài)學學科內容,即結構、功能、動態(tài)和景觀規(guī)劃,選擇教學側重點,對教學內容進行標識。其次,依據學生知識結構和接受能力分析教學的層次性,依次展開教學,對重難點輔以實踐教學,避免由于基礎知識缺陷影響對基本原理的理解不足,構建較為完整的學科內容體系。
(三)培養(yǎng)學生的地理思維與生態(tài)問題多尺度分析能力
在“景觀生態(tài)學”課程內部及外部關注學生地理學科思維方式的培養(yǎng)。內部教學過程中,使學生理解地理學基本原理,重視人―地關系及其時空演變等,突出人文關懷,在景觀動態(tài)研究及景觀規(guī)劃與設計中體現人的作用和需求,不拘束于具體的規(guī)范和指標。外部設置地理學相關的選修課模塊,如“自然地理學”,“植被地理學”、“人文地理學”、“遙感”、“地理信息系統(tǒng)”等,以達到與專業(yè)課程的相輔相成。
(四)教學方法多元化,理論與實踐并重
景觀生態(tài)學是一門新興的學科,具有很強的應用性,僅依靠教材內容不足以體現其特色。因此在教學中應注重教學方法充分發(fā)揮教學方法的多元性,增加實踐部分的操作。如通過課堂PPT演示與學生分組討論,探索具體生態(tài)問題的解決途徑,亦可選擇周圍一定地域,通過實地測量與考察,對該空間內的景觀類型進行規(guī)劃設計等。實踐是驗證理論的必要手段,也是促進學生知識構架,提升教學效果的有效途徑。
在教學過程中,教師的專業(yè)水平和教學能力的提高也是保證“景觀生態(tài)學”課程順利實施的重要方面。景觀生態(tài)學在形成與發(fā)展的過程中,吸收了不同學科的理論和方法,新技術的產生以及模型的建立拓寬了其在自然―社會―經濟復合系統(tǒng)各領域的應用。因此教師應與時俱進,掌握地理學、生態(tài)學等景觀生態(tài)學相關學科的最新科研進展,并參與具體景觀生態(tài)問題研究,促進優(yōu)良的教學隊伍的形成。
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根據環(huán)境科學學科發(fā)展的最新動向及結合該校的實際情況,研究設置更符合社會需求及學科發(fā)展的專業(yè)課程體系,豐富和更新《環(huán)境生態(tài)學》教學內容,激發(fā)學生對本學科前沿問題的探索,實現對基本理論的鞏固和應用[6]。目前國內多數《環(huán)境生態(tài)學》教材的內容體系主要劃分為兩大部分,一是生態(tài)學原理部分,二是應用部分[7]。對于生態(tài)學原理部分,是學生掌握《環(huán)境生態(tài)學》基本理論知識的基礎,這一部分是按照生物與環(huán)境及生物圈中的生命系統(tǒng)層次這一主線來闡述的,這部分內容在教學中調整的幅度較小,但應用部分不同教材的側重點有所不同[7]。如何更好地取舍或融匯這些內容使之更符合環(huán)境科學專業(yè)適應社會的需求,是該課程改革中必須要考慮的問題。目前聯系我國生態(tài)環(huán)境問題的實際內容較少,所以教材課程內容應針對國家環(huán)境保護人才培養(yǎng)的要求和國家生態(tài)環(huán)境建設戰(zhàn)略目標,增加生態(tài)監(jiān)測、生態(tài)修復及生態(tài)恢復與重建等相關內容。
教學手段與教學方法的改革
多媒體授課方式由于《環(huán)境生態(tài)學》涉及到眾多的學科,因此具有較強的深度與廣度,課程中許多生態(tài)學原理及基本理論比較抽象難懂,如果教師在授課過程中只采取傳統(tǒng)說教式的教學,則很難激發(fā)學生的學習興趣,從而影響教學效果。為了改善教學效果,提高教學質量,授課教師需要在課堂教學中改變傳統(tǒng)的教學模式,采用多媒體教學[8,9]通過各種聲音、圖形、圖像、動畫等方式形象直觀生動地展示課程內容,致使教學過程多元化,從而體現出現代化教學手段應有的信息量大、知識面寬、直觀、易懂、容易接受的特點[10]。這樣大大降低了教師的教學難度,提高了學生的學習熱情。此外,還可利用Flash、An-imator(二維動畫)和3DStudiomax(三維動畫)等動畫方面的處理軟件制作多媒體動畫,演示課程中抽象的內容,以加深學生的印象。另外,多媒體課件需要實時更新,同時還要緊跟教材。多樣化的教學手段探索在《環(huán)境生態(tài)學》理論課程教學中,引入問題式[11]和探討式教學,即“設疑自學思考提問討論學習理論知識總結”的教學模式,從而激發(fā)同學的學習熱情,調動學生的積極思維,讓學生帶著問題聽課,以加深學生對問題所涉及的理論知識的理解?!董h(huán)境生態(tài)學》中有很多理論較為抽象,所以在實際教學中,教師應采用多元化的教學手段,將理論教學與實踐教學有效地結合起來。如教師可給學生設置一些具體的生態(tài)環(huán)境類事件的專題討論,讓學生通過獨立查閱資料,闡述自己的觀點,與老師同學廣泛討論,并就所討論問題提出解決問題的方案等。由于教師布置的問題沒有標準答案但使學生把書本上的死知識變成了系統(tǒng)地思考環(huán)境生態(tài)問題的有力武器,激發(fā)了學生的思維,提高了學生對該學科內容的關注度和學習興趣,從而提高其運用所學知識解決問題的能力[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.
關鍵詞: 環(huán)境生態(tài)學;雙語教學;教育國際化
Key words: environmental ecology; bilingual teaching; education internationalization
中圖分類號:G42 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)35-0266-02
0引言
隨著中國高等教育的國際化,國外高等院校的有益經驗和優(yōu)秀教學資源不斷地引入我國,教師與學生的國際交流日益頻繁,單純采用中文進行教學已經無法滿足新世紀人才的培養(yǎng)的需求,雙語教學已經成為國內高校各專業(yè)教學的發(fā)展趨勢。雙語教學是指除漢語外,用一門外語作為課堂主要用語進行專業(yè)知識傳授。由于英語是世界性的強勢語言,絕大多數國際性科學期刊、學術專著均采用英文進行編輯,絕大多數國際性學術會議的工作語言也采用英語,因此目前各高校開展的雙語教學基本上均采用英語。當然,雙語教學并不是“純英語教學”,要求用正確流利的英語進行專業(yè)知識講解,但并不排除適當使用漢語,以免因語言滯后給學生造成思維障礙。國家教育部于2007年起啟動了雙語教學示范課程建設項目,從2007年至2010年共支持建設500門雙語教學示范課程,其中每年確定有關學科領域進行重點建設,4年來,中南大學已有系統(tǒng)解剖學等6門課程獲得了該建設項目資助。
中南大學生物工程學科點是圍繞礦產資源加工利用領域的國家重大需求,將傳統(tǒng)的礦物加工與現代生物工程技術結合發(fā)展而來,生物冶金工程和環(huán)境微生物技術已經成為本學科的研究特色。學科點所屬的生物工程專業(yè)于2000年開始招生, 是湖南省最早招生的生物工程本科專業(yè), 2006年又被中南大學確定為校重點專業(yè);生物技術專業(yè)于2004年開始招生,實行理工結合、以理為主的辦學方案,也是學校扶持發(fā)展的新專業(yè)之一。在理論課教學方面, 我校生物工程學科積極鼓勵任課教師開展多種形式的教學改革嘗試, 推動教學水平的提高。特別是雙語教學方面,在生物化學、微生物學、細胞生物學、分子生物學、環(huán)境生態(tài)學、生物分析測試技術、應用真菌和藻類等多門專業(yè)課程中開展了“雙語教學”的探索和實踐。這些教學改革嘗試不僅得到學校領導的支持、學校和學院教學專家的肯定,也得到了大多數學生的認可,有4門課程還獲得學校教改項目資助,環(huán)境生態(tài)學就是其中之一。
1環(huán)境生態(tài)學課程的教學內容改革
環(huán)境生態(tài)學是指以生態(tài)學的基本原理為理論基礎,結合系統(tǒng)科學、物理學、化學、儀器分析、環(huán)境科學等學科的研究成果,研究生物與受人干預的環(huán)境相互之間的關系及其規(guī)律性的一門科學。目前,人類正面臨全球變暖、森林資源減少、人口膨脹、淡水和糧食供給不足、臭氧層破壞、生物物種加速滅絕等諸多全球性生態(tài)問題,從長遠來看,發(fā)展環(huán)境生態(tài)教育是解決環(huán)境問題和實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的根本,因此環(huán)境生態(tài)學是當今世界發(fā)展最為迅速的學科之一, 也是生物工程和生物技術專業(yè)最重要的專業(yè)基礎課之一。2007年以前,我們采用的主講教材是由高等教育出版社出版的《生態(tài)學概論》,主編為曹湊貴教授,該書被列為“面向21世紀課程教材”。2007年后,在學校教改項目的支持下,我們修訂了課程教學大綱,同時根據課程學時數的情況,經過反復比較,從多本國內引進的生態(tài)學英文教材中確定了科學出版社出版的精要速覽系列先鋒版《Ecology生態(tài)學》(第二版)影印本作為本課程的新的主講教材,同時將原主講教材《生態(tài)學概論》保留并作為輔助教材。
經過幾年的實踐與探索,該課程的雙語教學模式已基本形成。在課件的準備方面,由于教學內容多、信息量大,因此采用多媒體課件進行教學。我們充分利用現代網絡信息資源和音像資源完成備課工作,從收集到的眾多英文專業(yè)圖片、動畫資料中挑選出合適的素材,添加到課件當中,幫助學生理解專業(yè)知識及概念。同時,考慮到多媒體課件演示往往一晃而過,不便于學生形成長期記憶,因此對于課程的知識重點,我們將加以適當板書,并且在每個章節(jié)結束時進行回顧和小結,以加深學生對重點內容的記憶和理解。除此之外,我們還精心挑選出幾部生態(tài)學相關的英文原版視頻錄像,利用部分課時進行放映,學生們反映效果很好,對教學效果有一定的促進作用。此外,在過去的幾年當中,我們先后邀請了臺灣東吳大學趙維良教授、美國科學院院士、美國微生物學會主席James Tiedje教授和美國能源部橡樹嶺國家實驗室環(huán)境基因組學研究中心主任周集中教授等國際知名學者來校為生物工程和生物技術專業(yè)本科生介紹生態(tài)學,特別是微生物生態(tài)學領域的最新研究進展,也極大激發(fā)了學生們學好生態(tài)學的專業(yè)知識的積極性和自覺性。
2授課教師團隊建設
一般認為,教師在教學活動中處于主導地位,開展雙語教學工作的教師既承擔著專業(yè)知識講授任務,又承擔著外語教學的任務,因此對于從事雙語教學的教師素質要求要明顯高于普通專業(yè)授課教師。首先,開展雙語教學的課程是專業(yè)課,因此其教學重點是學科內容,授課教師必須具備深厚的專業(yè)知識背景,才能很好地將學科知識通過言傳身教,傳遞給學生;其次,英語是雙語課堂教學的主要工作語言,作為雙語教師,還必須能夠用英語來對專業(yè)知識加以正確表述,讓學生不僅能夠聽懂,而且能夠學到新的知識。我們從事環(huán)境生態(tài)學雙語教學的教師均為在生物/生命科學領域取得博士學位的骨干教師,其中主講教師均具有歐美國家的留學經歷,雖然沒有接受過專門的、系統(tǒng)的雙語教學培訓,但是通過組建課程教學小組,相互聽課,定期交流討論等方式,幾年來環(huán)境生態(tài)學的雙語教學水平已經有了很大的提高,并且得到了學校教學專家組的好評。
3學生對環(huán)境生態(tài)學雙語教學的評價
教學活動是由教師和學生共同參與完成,教師是教學信息傳遞過程中的信源,學生則是教學信息傳遞過程的信宿。教師在從事雙語教學過程中不能忽視學生的認識主體地位,教學目的是否能夠得以實現關鍵在于學生。因此,我們在教學過程中以本科生公共英語的整體水平為重要參考,合理控制課堂內英語口語教學的比率,力求穩(wěn)妥地推進環(huán)境生態(tài)學的雙語教學工作。在授課過程中,不將學生當成被動受體,在教學方法方面開展了啟發(fā)式和討論式互動教學嘗試,例如,我們曾經將學生分成幾組,要求每組課后查閱并匯總某一環(huán)境生態(tài)學專題的英文資料,然后安排一定的課堂教學時間由學生上臺用英語進行講解,完畢后進行提問和回答。通過這些教學方式的探索,不僅能活躍課堂氣氛,而且能使學生的英語口語也得到鍛煉。每次環(huán)境生態(tài)學課程臨近結束時,我們都向學生發(fā)放無記名調查表,結果顯示85%以上的學生對環(huán)境生態(tài)學的教學工作表示滿意。
4科研工作對環(huán)境生態(tài)學雙語教學的促進作用
科技是第一生產力,高等院校人才濟濟,除了為國家建設培養(yǎng)和輸送人才,而且本身也在科技興國的大業(yè)中充當排頭兵。中南大學是一所典型的研究型重點大學,作為其中的一份子,我們每一位承擔環(huán)境生態(tài)學課程教學任務的教師同時也在開展著包括生物冶金國家重大基礎研究973項目等在內的多個國家級和省部級科研項目的研究工作,并且已經取得了一些階段性的研究進展,在國際核心學術刊物上發(fā)表了一些研究論文。在環(huán)境生態(tài)學課程教學當中,我們將生物冶金領域微生物生態(tài)學研究的一些科研成果,特別是發(fā)表的一些英文文章作為例子向學生介紹,同時引導和鼓勵學生課后進一步閱讀這些英文文章的細節(jié),將學生們的視野從書本拓展到更為廣闊、日新月異的環(huán)境生態(tài)學科學研究前沿,極大地激發(fā)了學生開展自主創(chuàng)新型課題研究,07年以來生物工程和生物技術專業(yè)本科生先后獲得創(chuàng)新資助項目12項,其中國家級5項、省級1項、校級6項,其中有3項與環(huán)境生態(tài)學研究有關。
5存在的問題及未來展望
從07年到現在,環(huán)境生態(tài)學雙語教學進行了3年的探索和嘗試,除了上面所提到一些積極的方面以外,通過無記名學生問卷調查、師生座談、教師相互聽課等形式,我們也發(fā)現了一些在未來工作中需要加以解決的問題,例如:有些教師的語速較快或者口語不太標準,這些給學生理解掌握知識內容大量一些負面影響;一些英語基礎不扎實的學生感到學習吃力,比較難適應以英語為主的教學方式;學校圖書館的環(huán)境生態(tài)學英文教學資源相對缺乏,較難滿足學生們借閱的要求等等。當然話說回來,經過4年的努力探索,雙語教學在環(huán)境生態(tài)學教學工作中所取得的成績是顯而易見的,大多數學生感覺通過上雙語課程,英語和專業(yè)知識水平都有很大提高。通過對生物工程和生物技術專業(yè)學生的環(huán)境生態(tài)學課程成績進行分析,我們發(fā)現學生成績基本呈正態(tài)分布,與以往采用中文教學沒有太大差別,說明雙語教學沒有給學生掌握專業(yè)課程知識造成障礙。
21世紀的中國高等教育正在沿著國際化道路高速發(fā)展,這就要求我們教育工作者在教學工作中一定要與時俱進,通過各種途徑不斷提高自身素質,采用包括雙語教學在內的多種方式不斷提高教學質量。我們將在未來的工作中,繼續(xù)深化包括環(huán)境生態(tài)學在內的多門生物類專業(yè)課程的雙語教學改革,為更多課程的雙語教學積累經驗,為國家建設與民族振興培養(yǎng)更多更好的具有國際競爭能力的人才。
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關鍵詞:案例教學;環(huán)境生態(tài)學;教學方法
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)51-0163-02
案例教學法于1870年由美國波士頓法學院開創(chuàng)后,在世界各地快速傳播。該教學法于20世紀80年代引入我國,并得到了廣泛認可。相比傳統(tǒng)的教學方法,案例教學法主要由教師采用案例引導來講授理論知識,更加注重學生通過深入討論增加對知識的感性認知和理解,具有啟發(fā)性、自主性、`活性等特點,目前在大學專業(yè)課程的教學中已被越來越多的成功應用。環(huán)境生態(tài)學作為環(huán)境科學的組成部分,是應用生態(tài)學的一個重要分支,是研究人為干擾下生態(tài)系統(tǒng)內在的變化機理、規(guī)律和對人類的反效應,闡明人與環(huán)境的相互作用及解決環(huán)境問題的生態(tài)途徑的一門學科。作為一門新興的綜合性學科,其研究內容尚在不斷的發(fā)展和完善中。大學教學過程中則以生態(tài)學基本原理與實際應用的結合為主,在介紹生態(tài)學基本理論的基礎上,重點闡述人為干擾對生態(tài)系統(tǒng)的損傷、生態(tài)修復、生態(tài)系統(tǒng)管理進而可持續(xù)發(fā)展等內容。該課程已在國內外多個高等學校中開設,不僅是生態(tài)學、環(huán)境科學等專業(yè)本科生的必修課程,也是多個相關專業(yè)的自主發(fā)展課程。目前,環(huán)境生態(tài)學課程教學方法以傳統(tǒng)的課堂教授為主?;诎咐虒W法在其他大學課程中的廣泛開展及成功應用,本文在簡要分析案例教學法的特點后,重點探討該教學方法在環(huán)境生態(tài)學教學活動中的應用,從而為該課程和其他相關課程教學活動的更好開展提供一定的參考。
一、案例教學的特點
1.鼓勵獨立思考。傳統(tǒng)的教學方式是教師為主導,按照教師設計的教學方案,“填鴨式”地教學生怎么去學習。學生也只需要被動地接受和學習,缺乏獨立思考的空間。課堂教學活動往往索然寡味,學生缺乏學習的積極性和主動性,學習效果不甚理想。而案例教學法通過一些典型案例的引入,可幫助學生對所學內容進行融會貫通,將理論知識與案例相結合,變被動接受知識為主動學習,鍛煉學生的辯證思維能力和分析問題及解決問題的能力。
2.注重能力培養(yǎng)。案例教學注重的是學生分析問題解決問題的能力培養(yǎng)。傳統(tǒng)教學方法注重傳授知識,目的是讓學生知道“是什么”,而案例教學注重的是培養(yǎng)能力,目的是讓學生探究“為什么”、“怎么辦”。在案例教學中,學生會經歷分析、歸納、思考、總結等一系列學習過程,可鍛煉其邏輯思維能力,鼓勵學生對問題現象持有“為什么”的態(tài)度,對案例本身擁有獨特的見解,并將書本知識與實際案例相結合,學以致用,活學活用。通過這種長期有效的鍛煉和積累,也有助于培養(yǎng)學生對科學問題的好奇及科研能力。
3.重視雙向交流。傳統(tǒng)的教學方法是老師講、學生聽,知識的傳播方向是單向的,即教師―學生,缺乏雙向交流。課堂上,教師很難知道學生對知識的掌握情況,無法及時查漏補缺。而學生本身學習和接受知識的能力存在差異,傳統(tǒng)的教學方法無法做到因材施教。在案例教學中,學生拿到案例后,需要進行研究,通過查閱資料,并結合理論知識對案例進行分析,尋找解決之策,這些都是主動的學習過程。通過在課堂上對研究的過程和結論進行展示,讓教師和其他學生了解他們所掌握知識的程度;另一方面,教師要對學生對案例的認知進行分析、思考,按照其不同的認知程度進行有效合理的補充和引導,從而加深學生對理論知識的學習,實現真正意義上的教學相長。
二、環(huán)境生態(tài)學教學中案例教學的應用
1.案例準備。案例教學前,教師需要結合教學方案和重點,精選合適的案例作為教學素材。這些案例內容應在環(huán)境生態(tài)學的理論框架內,并具有一定的典型性、啟發(fā)性和科學完整性。同時,可以結合當前理論研究的前沿和熱點,或是與現實生活息息相關的案例,這些內容由于更貼近生活,更容易引發(fā)學生學習的積極性和主動性。如講解富營養(yǎng)化現象及內在機制時,可通過收集身邊湖泊富營養(yǎng)化的案例,展示相關富營養(yǎng)化的基本概念和影響,然后讓學生以“富營養(yǎng)化對環(huán)境生態(tài)安全的影響”為主題,進行調查和研究,進一步探討富營養(yǎng)化的原因、影響、對策等方面的內容,并在課堂上對所研究的內容進行展示。通過教師和學生的探討,加深對富營養(yǎng)化現象的全面了解。其他關于環(huán)境生態(tài)學的案例,如“全球變暖與地球環(huán)境生態(tài)安全”、“臭氧層破壞對地球環(huán)境生態(tài)的影響”、“酸雨對地球環(huán)境生態(tài)的影響”、“城市化對城市環(huán)境及區(qū)域氣候的影響”等,都是很好的教學案例素材。
2.案例分析。在講完某一部分的基礎知識或理論后,收集該部分知識的相關理論前沿,以現實案例、參考書或者已經發(fā)表的相關研究論文為案例,給學生一定時間進行研讀。在研讀過程中,應主要對案例中的內容和觀點進行歸納,并通過查閱相應資料總結該案例中環(huán)境生態(tài)現象的原理、影響、原因、對策等,形成自己對該案例獨有的認知和觀點,并在課堂上加以展示。在展示的過程中,可讓其他同學參與討論,對講解的內容進行補充和修正,以加深學生對課程基本理論和知識的理解。
3.小組討論。小組討論是案例教學中應用最廣泛、最典型的方法,一般放在基礎理論課程講完之后集中進行。因為基礎理論講完之后,學生雖然對該部分知識點有了一個初步的認識,但對該部分內容缺乏深入的了解,因此通過讓學生研究、講解案例,并開展小組討論進一步加深學生對知識點的理解,鞏固理論知識。在小組討論過程中,應當要求學生圍繞課堂初期確定的主題進行案例分析準備,課堂討論時進行案例展示。展示形式可多樣化,如可制作成ppt或者以視頻方式進行講解。實施過程中,可將課堂分成三個時間段,第一階段為學生或小組展示階段,該階段要求學生或是小組通過幻燈片的展示和現場的講解,讓大家知道參與的學生對該案例的理解程度;第二、三階段為討論階段,在講解完畢后,首先由其他學生對講解內容進行討論,針對里面的知識點、觀點充分發(fā)表看法,暢所欲言,在此基礎上講解同學或小組可根據自身對案例的認知和理解對其他學生的觀點和看法進行回復、解答,對不確定性問題進行探討,這樣不僅能夠加深對案例的認識,更能促進學生之間的溝通,提高學生參與的廣泛性和積極性。
4.總結與反饋。為了提高學生對知識點的掌握,在案例的小組討論結束后,需要對案例進行講評。案例的講評過程實際上是對學生知識點掌握、案例分析、觀點論證等情況的反饋。教師進行案例講評時可對整個案例教學的過程進行回顧,從案例背景、關鍵問題、主要原因及相應對策等方面入手,對所有涉及的理論知識進行梳理和總結,使學生對案例教學過程中的知識有更加直觀和深入的認識。此外,通過案例講評可及時指出學生們在整個案例教學過程中的不足之處并加以引導,使學生分析問題解決問題的能力能夠進一步提高,為今后的學習和科研工作打下堅實的基礎。
三、結語
隨著案例教學法在高校專業(yè)課程教學中被越來越多的成功應用,案例教學法不僅受到高校教師的青睞,更受到高校學生的普遍歡迎。環(huán)境生態(tài)學課程以環(huán)境污染生態(tài)學原理和規(guī)律、環(huán)境污染的綜合治理、自然資源的保護和利用、廢棄物的能源化和資源化技術等與現實生態(tài)環(huán)境息息相關的研究為主要教學內容,其教學過程可充分融合案例教學法。通過案例教學的合理運用可切實提升學生對該學科的認識和掌握,同時也可了解社會發(fā)展中與環(huán)境生態(tài)學息息相關的研究熱點,開拓了學生的視野。當然,案例教學作為一種新型的教學方法,其本身也存在著需要完善的地方。案例教學的成功實施離不開教師對整個過程的精準把控,從案例的選擇到案例的實施以及總結反饋,都對教師個人的素質提出了較高的要求。教師只有不斷提高自己的專業(yè)水平和理論修養(yǎng),才能保證案例教學的成功實施。其次,案例教學的適用性存在一定局限,并不是每一門課程都完全適合案例教學,因此在教學的過程中應該注意將案例教學與傳統(tǒng)教學進行有機的結合,因材施教,取長補短,只有這樣才能更好地實現各個課程的教學目標,培養(yǎng)出高水平的人才。課程教學是一項系統(tǒng)工程,廣大教育工作者應該在教學中積極探索,在實踐中完善和優(yōu)化教學方法,切實提高案例教學的效果適切度和有效性。
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The Application of Case Teaching in the Teaching of Environmental Ecology
HUANG Yuan
(College of Life Science,Nanjing Normal University,Nanjing,Jiangsu 210023,China)
煙草學是農學門類下的國家特色專業(yè)(專業(yè)代碼:090108T),行業(yè)特色鮮明,主要培養(yǎng)具備煙草生產、煙草遺傳育種以及煙葉質量檢測與經營管理等方面的基本理論、基本知識和基本技能,能在煙草及其相關的部門或單位從事與煙草有關的技術與設計、推廣與開發(fā)、經營與管理、教學與科研等工作的高級科學技術人才。該專業(yè)自1975年在河南農業(yè)大學首次開辦學歷教育以來,經過40年的發(fā)展,逐步形成了完善的學科教育教學體系。目前,河南農業(yè)大學、山東農業(yè)大學、湖南農業(yè)大學、安徽農業(yè)大學、云南農業(yè)大學、四川農業(yè)大學、貴州大學等高校均開設有煙草學專業(yè),面向全國招生四年制本科生。
生態(tài)學(Ecology)是德國生物學家恩斯特???藸栍?866年定義的一個概念:生態(tài)學是研究生物體與其周圍環(huán)境(包括非生物環(huán)境和生物環(huán)境)相互關系的科學[1]。目前已經發(fā)展為“研究生物與其環(huán)境之間的相互關系的科學”,有自己的研究對象、任務和方法的比較完整和獨立的學科,是我國高校生物科學(代碼:070401)和生態(tài)學(代碼:071004)本科專業(yè)的主干課程之一。農業(yè)生態(tài)學(Agroecology)是生態(tài)學在農業(yè)上的分支,是用生態(tài)學和系統(tǒng)論的原理和方法,將農業(yè)生物與其自然環(huán)境作為一個整體,研究其中的相互作用、協同演變,以及社會經濟環(huán)境對其調節(jié)控制規(guī)律,促進農業(yè)全面持續(xù)發(fā)展的學科[2],是目前農學專業(yè)(代碼:090101)的重要課程之一。煙草學是農學的二級學科,河南農業(yè)大學煙草學本科專業(yè)自開設以來就把《農業(yè)生態(tài)學》作為專業(yè)基礎課之一。經過數十年的實踐,諸多問題逐漸顯露,主要表現在煙草不僅是一種特殊的葉用經濟作物,而且其品質形成與諸多生態(tài)因子關系復雜,《農業(yè)生態(tài)學》的傳統(tǒng)教學體系已不能適應煙草學科的發(fā)展需要。鑒于此,河南農業(yè)大學煙草學院于2011―2012學年第一學期首次開設《煙草生態(tài)學》課程,作為煙草學本科專業(yè)的專業(yè)基礎課,先于煙草栽培學、煙草育種學、煙草調制學等主干課程學習。經過近5年的探索,現已形成較為完整的課程體系,現將《煙草生態(tài)學》課程教學內容體系的構建和優(yōu)化情況總結如下。
一、課程定義和特點分析
“生態(tài)”指一切生物的生存狀態(tài),以及它們之間和它們與環(huán)境之間環(huán)環(huán)相扣的關系。如今,生態(tài)學已經滲透到各個領域,“生態(tài)”一詞涉及的范疇也越來越廣,人們常常用“生態(tài)”來定義許多美好的事物,如健康的、美的、和諧的等事物均可冠以“生態(tài)”修飾。獨特的自然環(huán)境只能靠人們去發(fā)現并加以利用。津巴布韋煙葉質量好,與它的自然環(huán)境條件是分不開的。根據目前研究來看,生態(tài)條件對煙葉特色的影響程度超過50%[3]。我國云、貴、川、鄂等地煙區(qū)氣候溫和,光照充足,溫差適宜,有利于煙葉香氣物質積累和優(yōu)良品質形成,適合烤煙生長和干物質的積累。煙草生態(tài)學是研究環(huán)境與煙草生長及品質形成關系的科學。《煙草生態(tài)學》課程開設的目的是使煙草學專業(yè)學生掌握生態(tài)學的基本原理,能夠熟練運用種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學的知識分析煙草學生產和科研中的相關問題,為煙草栽培學、煙草調制學等主干課程的學習打下基礎。
《煙草生態(tài)學》課程最突出的特點是生態(tài)學理論與煙草生產實際的緊密結合,實際生產中大量現象的分析需要建立在明確基本生態(tài)關系的基礎上。例如,中國煙葉公司目前在全行業(yè)推廣“煙蚜繭蜂防治煙蚜技術”,我們要求學習過《煙草生態(tài)學》課程的學生能夠運用生態(tài)學的基本原理分析該項技術推行的原因以及需掌握的要點。首先,煙蚜繭蜂防治煙蚜是煙田害蟲生物防治技術之一,其推行原因是由于化學農業(yè)的長期不合理使用,污染了環(huán)境,造成煙蚜天敵及一些有益昆蟲的大量死亡,降低了農田生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性[4]。煙蚜繭蜂能將卵產于煙蚜體內,幼蟲孵化后取食蚜蟲的組織和器官,造成蚜蟲死亡??梢?,煙蚜繭蜂與煙蚜之間是典型的寄生關系,這一種群與種群之間的負相互作用對煙蚜有很好的控制作用。以上是推廣“煙蚜繭蜂防治煙蚜技術”的原因。其次,在生態(tài)對策方面,煙蚜是一種典型的r-選擇生物,具有所有使種群增長率最大化的特征,如快速發(fā)育、小型成體,數量多而個體小的后代,高的繁殖能量分配和短的世代周期。研究表明,在溫度為20℃~30℃時,煙蚜僅需7d就可以完成世育[4]。正因如此,煙蚜在煙田往往呈現爆發(fā)式增長,故煙蚜繭蜂釋放時機的把握十分重要。實際操作中,要求在煙蚜呈點片發(fā)生(田間煙株平均蚜量≥10頭/株)時放蜂。再次,生物因子對種群的調節(jié)往往受密度的制約,因此被稱為密度制約因子。煙蚜繭蜂即為煙蚜的密度制約因子之一,對煙蚜種群數量影響的強度隨其種群密度而變化。當煙蚜繭蜂密度大時,煙蚜種群的個體數量會迅速減少。但煙蚜繭蜂的數量也不是越多越好,因為煙蚜種群和煙蚜繭蜂種群之間存在負反饋關系。負反饋是比較常見的一種反饋,它的作用是能夠使生態(tài)系統(tǒng)達到或保持平衡或穩(wěn)態(tài),反饋的結果是抑制或減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化[1]。因此,如果煙田生態(tài)系統(tǒng)中的煙蚜繭蜂過多遷入而數量劇增,煙蚜就會因為受到過度抑制而減少,煙蚜數量減少后,反過來會抑制煙蚜繭蜂的數量??梢?,確定合適的放蜂數量是維持煙田生態(tài)系統(tǒng)平衡的重點。據此,國家煙草專賣局有關文件(國煙辦綜〔2015〕232號)規(guī)定了具體放蜂量:田間蚜量1~5頭/株,畝放蜂量200~500頭;田間蚜量6~20頭/株,畝放蜂量500~1000頭;田間蚜量21~30頭/株,畝放蜂量1000~1200頭;田間蚜量30頭/株以上,畝放蜂量不低于1500頭。從以上實例可知,《煙草生態(tài)學》是一門理論與實踐緊密結合的科學,其主旨是培養(yǎng)學生科學的思維方式和運用生態(tài)學知識分析生產實際問題的能力。
二、參考教材選擇
如何根據專業(yè)特點選用合適的教材,關系到學生對知識的把握和理解。但是,目前尚沒有《煙草生態(tài)學》等專業(yè)特色教材出版。針對這一問題,河南農業(yè)大學煙草學院多次組織本課程教研室老師討論,確定了高等教育出版社《基礎生態(tài)學(第2版)》、中國農業(yè)出版社《農業(yè)生態(tài)學(第2版)》和中國農業(yè)出版社《作物生態(tài)學》等3本教材為本課程的參考教材。
《基礎生態(tài)學(第2版)》是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材,是由北京師范大學生命科學學院孫儒泳院士及具有多年生態(tài)學教學經驗的3位教授共同編寫的。該教材強調對生態(tài)學基礎理論的理解與把握,內容簡明扼要,按照傳統(tǒng)生態(tài)學的發(fā)展順序,依次分為有機體與環(huán)境、種群生態(tài)學、群落生態(tài)學、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學、應用生態(tài)學和分子生態(tài)學與景觀生態(tài)學幾大部分。在實際教學中,我們將有機體與環(huán)境、種群生態(tài)學、群落生態(tài)學、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學等內容融合成一章,即“第二章 基本生態(tài)關系”,著重對生物與環(huán)境的關系及種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學的基本原理進行學習,作為《煙草生態(tài)學》課程的基礎理論部分進行重點教學。
《農業(yè)生態(tài)學(第2版)》也是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材,由華南農業(yè)大學駱世明教授主編。全書分理論和實踐兩部分。理論部分一共有6章,主要闡明農業(yè)生態(tài)學的基本理論體系。實踐部分共有5章,主要針對中國的生態(tài)農業(yè)建設與農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的實踐。在《煙草生態(tài)學》的教學體系中,煙田生態(tài)系統(tǒng)、煙草種植區(qū)劃等實踐部分的基本原理和教學框架設計即參考該教材。
《作物生態(tài)學》由南京農業(yè)大學曹衛(wèi)星教授主編,在概述作物生態(tài)學的基本定義、形成發(fā)展與研究方法的基礎上,根據作物生態(tài)學的科學內涵和發(fā)展動態(tài),重點闡述了作物與輻射、溫度、水分、養(yǎng)分等環(huán)境要素的生理生態(tài)關系,進而介紹了作物分子生態(tài)、群體生態(tài)、信息生態(tài)、生產生態(tài)和安全生態(tài)的理論和技術。該書注重生態(tài)學原理與方法在作物學領域的拓展和應用,我們在《煙草生態(tài)學》的教學中借鑒該書的理論與實踐相結合在主旨思想,構建了煙草與光照、煙草與溫度、煙草與水分、煙草與土壤、煙草群體生態(tài)和煙草安全生態(tài)等章節(jié),為實踐部分的主體內容,取得了良好的教學效果。
三、教學內容體系構建
科學地選擇教學內容,合理地設置課程是整體優(yōu)化人才知識結構的關鍵環(huán)節(jié),需遵循全面發(fā)展原則、整體性原則、需要性原則、綜合性原則、有序性原則、穩(wěn)定性與動態(tài)性相統(tǒng)一的原則、因材施教原則、理論性與實踐性相結合原則等基本原則[6]。煙草生態(tài)學研究的對象是煙田生態(tài)系統(tǒng),是基礎生態(tài)學在煙草生產中的應用。根據上述原則,在理論部分首先介紹了生態(tài)學的定義、研究對象、發(fā)展階段、分支學科和研究方法(第一章)后,著重介紹了生態(tài)學中的基本生態(tài)關系(第二章),包含生物與環(huán)境、種群生態(tài)學基本原理、群落生態(tài)學基本原理和生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學基本原理四個部分,為實踐部分的學習奠定基礎。煙田生態(tài)系統(tǒng)是人類馴化了的自然生態(tài)系統(tǒng),一方面具備傳承了自然的微妙生態(tài)關系,另一方面又深深地刻上了人類的印記,因而具備不同于自然生態(tài)系統(tǒng)的一些自身規(guī)律。在實踐部分,首先介紹了煙田生態(tài)系統(tǒng)的定義、組成、結構,并著重分析了煙田生態(tài)系統(tǒng)有別與其他農田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性差、重建性明顯、社會性強等突出特點(第三章);然后用理論與實踐相結合的方法分別介紹了光照、溫度、水分、土壤等主要生態(tài)因子的變化特征、生態(tài)作用、對煙草生長發(fā)育及品質形成的影響及其調控措施(第四、五、六、七章),目的是通過課程的學習使學生能夠樹立正確的生態(tài)觀,并用以分析和解決煙草生產中遇到的問題。種群是物種存在的基本單位,煙田生態(tài)系統(tǒng)中最基本的生態(tài)關系即煙株之間對空間、營養(yǎng)等的競爭,因此群體生態(tài)學的研究和應用對煙田生態(tài)系統(tǒng)的構建尤為重要。為此,在第八章著重介紹了-3/2自疏法則、最后產量恒值法則等群體生態(tài)學的基本原理,然后介紹了煙草群體特征、個體與群體的關系以及理想群體構建方法;針對生態(tài)農業(yè)的發(fā)展趨勢及逐漸提升的煙草安全性要求,安排了第九章的內容,本章在學習作物安全生態(tài)概論的前提下,詳細介紹了煙草GAP(Good Agricultural Practices)的主要內容及其具體推行措施。第十章在介紹作物生態(tài)分布與生產區(qū)劃的基礎上,比較具體地介紹了中國煙草種植區(qū)劃的成果,包括中國五大煙草種植區(qū)的分布、生態(tài)條件和煙草種植基本情況,旨在使學生掌握我國煙草生產的基本生態(tài)條件、生產狀況。
四、教學方法優(yōu)化
在高效本科教學活動中,沒有通用的跨學科的“最好的”和“最有效的”教學方法,教師的教學理念和教學風格影響著教學實踐活動[5]。通過實踐和思考,我們提倡在《煙草生態(tài)學》的教學中將課堂精講與互動討論相結合,采用案例教學法、設疑法、多媒體演示授課法、熱點問題討論法等多種教學方法融合創(chuàng)新,綜合運用。(1)通過多媒體教學以增強直觀意識。教學上采用大量的照片、圖片、表格,有助于加深學生對抽象理論的理解。然而,多媒體教學有時也存在學生被動學習、缺乏思考和互動性等特點,因此必須以其他教學方法為重要補充。(2)以啟發(fā)互動培養(yǎng)思考能力。改變傳統(tǒng)的填鴨式教學方法,運用啟發(fā)互動教學模式,培養(yǎng)學生獨立思考善于取證的能力。例如,在學習光照對煙草生長及品質形成的影響時,講到“增加長波光比例可以促進烤煙的碳代謝”,要求學生獨立查閱文獻資料為這一原理提供佐證。通過此類教學方法的運用,充分發(fā)揮學生的主觀能動性,不僅使學生掌握了知識點,而且培養(yǎng)了其用科學生態(tài)觀思考問題的習慣。(3)以案例分析激發(fā)學習積極性。例如,在講解動物對溫度的適應時,引導學生討論為什么煙田蟲害往往是在濕熱條件下發(fā)生(或流行)。通過討論,學生們會發(fā)現煙田蟲害以節(jié)肢動物為主,是一類典型的外溫動物,其生長發(fā)育及生活史進程都與溫度密切相關。這樣的方法對提高學生的學習興趣效果突出。(4)提倡創(chuàng)新學習。鼓勵學生大膽創(chuàng)新踴躍報名參加相關的大學生創(chuàng)新項目、創(chuàng)新實驗和挑戰(zhàn)杯等活動,這樣既可以加強各學科之間的交流,又可以培養(yǎng)學生探索創(chuàng)新、實踐動手等諸多素質。
關鍵詞:污染生態(tài)學;理論與實踐;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)50-0115-02
《污染生態(tài)學》是一門以生態(tài)系統(tǒng)理論為基礎的邊緣交叉學科,該課程的教學目的是使學生掌握污染生態(tài)學的基本理論、基本知識,了解污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的遷移、轉化規(guī)律及解決方法,培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力,為繼續(xù)讀研深造或從事污染生態(tài)研究、環(huán)境保護等相關工作打下基礎。筆者根據在教學實踐過程中發(fā)現的一些問題,對《污染生態(tài)學》的教學內容和實踐環(huán)節(jié)改革進行了若干探索。
一、優(yōu)化教學內容
1.課程特點與知識體系。污染生態(tài)學是生態(tài)學和環(huán)境科學相融合、相交叉的產物,其課程內容涉及廣泛,包括化學、土壤學、物理化學、植物學等。在學習本課程前,學生應該具備一定的相關課程基礎,因此本課程安排在大三下學期。但是,教師在授課過程仍應注意回顧與補充相關概念,以幫助學生更好地理解與把握本課程知識。
污染生態(tài)學的課程知識體系如圖1所示,大體可分為基礎篇和應用篇兩部分,基礎篇主要介紹生物系統(tǒng)與被污染的環(huán)境系統(tǒng)之間相互作用的機理和規(guī)律,即污染物在生物體內的生物過程。具體包括生物體對污染物的吸收與遷移、生物富集、污染物對生物體的危害、生物體對污染物的抗性及生物在長期污染條件下的生態(tài)效應與適應進化。這幾個部分分章節(jié)講述,但相互聯系緊密,并且可在生物生命過程中同時發(fā)生,應從整體把握。應用篇主要是基于生態(tài)學原理和方法對污染環(huán)境進行控制和修復,重點是大氣、水和土壤污染的生物修復技術。此外,污染環(huán)境的生物監(jiān)測與評價也是污染生態(tài)學中不可分割的一部分。在講授過程中,要注意將基礎篇和應用篇有機結合起來,使理論聯系實際,兩者互相印證,形成完整的知識體系。
2.結合學科特色,突出教學重點。污染生態(tài)學是生態(tài)學中實踐意義較強的一個分支,將該課程與學科優(yōu)勢和特色結合起來,有利于生態(tài)學綜合人才的培養(yǎng)。南京林業(yè)大學生態(tài)學科于1989年成為首批教育部國家級重點學科,經過多年的建設,已形成自己獨特的研究方向與特色。主要是以森林、濕地等生態(tài)系統(tǒng)為研究對象,以生物與環(huán)境之間的關系及其相互作用機制、生物地球化學循環(huán)等生態(tài)學理論為基礎,重點探討退化生態(tài)系統(tǒng)植被恢復機理與技術,土壤生態(tài)學過程及其對全球氣候變化的響應,濕地瀕危物種生境恢復與生物多樣性保護,環(huán)湖植被緩沖帶與水生植物的生態(tài)功能,湖泊富營養(yǎng)化治理技術等。因此,結合該課程的教學目標與學科特征,該課程的教學重點主要有:污染物的生態(tài)過程的基本理論、水體富營養(yǎng)化的概念、危害、評價及修復對策、水污染的土地處理系統(tǒng)修復原理、土壤污染的植物修復技術。而且,在授課過程中,可將本學科教師的研究成果與案例融入理論知識中,激發(fā)學生的興趣,培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。
二、實驗實踐的設計與實施
本課程在原教學大綱中理論講授學時數為48學時,并未設置實踐學時。針對本課程的現實性、綜合性和研究性特點,將學時調整為理論講授32學時,實踐教學16學時。實踐教學與理論課同步開設,使理論與實踐結合,加深學生對理論知識的理解,并學以致用,提高學生的綜合分析能力和實際動手能力,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。本課程擬開設的實驗實踐內容具體如下:
1.重金屬對植物種子發(fā)芽和根伸長的影響(4學時):將上課學生分成若干組,分別進行不同重金屬(Cd、Cr、Pb)對不同植物(小麥、白菜)種子發(fā)芽和根伸長的影響,考察不同重金屬對不同植物種子的毒性效應,加深對效應濃度、安全濃度等概念的理解。通過不同組的實驗結果比較,還可了解不同重金屬的毒性大小和不同植物對重金屬脅迫的敏感性。
2.人工濕地對城市尾水的處理效果研究(6學時):參觀人工濕地尾水處理廠,調查人工濕地的植物種類配置和運行參數,采集人工濕地的進水和出水,了解人工濕地對主要污染物,如有機物、N和P的去除效果。在對實驗結果進行分析的過程中,要求學生查閱資料,了解不同濕地植物如蘆葦、香蒲等對污染物的吸收去除能力,綜合分析理解人工濕地去除污染物的原理。
3.采用觀賞植物修復土壤重金屬污染的實驗研究(6學時):分組查閱資料,選擇合適的觀賞植物,研究觀賞植物對土壤重金屬的吸收和富集量,評價觀賞植物修復土壤重金屬污染的性能。該實驗一方面可讓學生深入了解植物對重金屬的吸收和生物富集的概念,掌握生物富集系數和轉移系數的計算,另一方面也可幫助學生理解重金屬污染土壤的植物修復技術原理,掌握超積累植物的篩選方法。
三、教學方式的應用
1.多媒體與板書相結合的講授方式。講授法是教學中最基本、最常用的方法,特別是對于理論基礎概念、專業(yè)性基礎知識點的講解。多媒體技術是指將文字、圖像、聲音等承載信息的載體結合在一起,并通過計算機進行綜合處理和控制的技術。利用多媒體教學可以將抽象的知識形象化,給學生以視、聽新感覺,調動聯想思維,提高學生的學習興趣,如在講污染物對植物超微細胞結構的損傷時,可以通過直觀的照片展示不同濃度的污染物脅迫下,植物細胞的細胞核、葉綠體、線粒體等細胞器的損傷情況,能夠激發(fā)學生的學習興趣,更利于學生對相關知識點的掌握。但是多媒體技術也存在一些弊端,如播放速度快,信息量大,不利于學生對知識的接受,缺乏足夠的時間消化和記筆記,因此,應根據具體知識內容,將多媒體教學和板書有機結合起來,特別是重點概念,通過板書的形式,放慢講授速度,加深學生對相關知識點的理解。
2.案例教學與學生演講相結合的方法。污染生態(tài)學的課程內容是以生態(tài)學原理為基礎,通過大量的案例分析污染生態(tài)過程中植物、動物和微生物等有機體的生態(tài)響應機制和其毒害表現,探討污染控制和污染修復生態(tài)工程的學科。但是環(huán)境中污染物種類眾多且對生物具有不同的毒性效應,課堂學時有限,僅能挑選比較經典的案例進行講解。另一方面,傳統(tǒng)的“教師講、學生聽”的授課方式作為主要的教學方式在調動學生積極性方面效果欠佳。因此,對于比較重要的知識點,可指定閱讀材料或要求學生自己查閱最新資料與案例,做成PPT在課堂上進行講解,教師給予針對性點評并引導學生討論。如生物對污染物的吸收和遷移章節(jié)中,比較經典的案例是鉛和鎘在玉米根系中的吸收和遷移,可以引導學生查閱鉛鎘等在其他植物或土壤-植物體系中的遷移規(guī)律,并在課堂上講解、討論植物吸收重金屬的途徑。該方法不僅能夠調動學生學習積極性、提高學生的表達能力,活躍課堂氣氛,也能使學生了解學科最近的研究進展,加深對相關知識的理解,拓展知識面。
3.專題講座。污染生態(tài)學具有現實性、綜合性和研究性,是一門發(fā)展中的學科。隨著學科之間不斷交叉滲透,其學科內涵更加豐富。而且,隨著研究的深入,對于污染生態(tài)學中出現的新污染物、新問題的認識也不斷深入。因此,有必要開展污染生態(tài)學的研究前沿與展望的專題講座。專題講座主要介紹目前污染生態(tài)學和環(huán)境科學領域一些熱點問題的研究進展,如藥品與個人護理用品、內分泌干擾物、生態(tài)風險等。這些新興污染物和人類生活息息相關,通過專題講座,可以使學生了解環(huán)境中的新興污染物對人類身體健康的影響,培養(yǎng)學生的環(huán)保意識,同時激發(fā)學生對科研的興趣,吸引一批學生投身于科研事業(yè)中。
四、結語
《污染生態(tài)學》是生態(tài)學專業(yè)的重要專業(yè)課程,具有現實性、綜合性和研究性的特點。在教學過程中,應結合本課程的特點與學科優(yōu)勢特色,優(yōu)化教學內容,并合理設置實驗實踐環(huán)節(jié),使理論與實踐有機結合起來,激發(fā)學生的學習興趣,提高學生的動手能力和發(fā)現問題解決問題的能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、科研能力和綜合素質。
參考文獻:
關鍵詞:建筑設計;生態(tài)系統(tǒng);空間置換
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
中圖分類號:TU2 文獻標識碼:A文章編號:
引言:從生態(tài)學角度認識建筑系統(tǒng)
建筑系統(tǒng)是建筑師主要關注的問題,生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境是生態(tài)學家主要關注的問題。分析比較建筑師和生態(tài)學家對兩種概念的不同認識,有助于把握注重生態(tài)的建筑設計所應該解決的基本問題,以及可能采取的相應的設計策略。
如果回顧現代生態(tài)建筑的設計理論和實踐,直到西姆提出了“整合設計”的概念,建筑師才進一步從生態(tài)學的角度,對注重生態(tài)的建筑進行了相對全面的研究。
如果從生態(tài)學的角度理解建筑,生態(tài)學家不僅將建筑系統(tǒng)視為地球生態(tài)系統(tǒng)中各種不同的能量和物質材料的臨時的組織形式,而且需要確定建筑系統(tǒng)全壽命過程的各個環(huán)節(jié)中,與生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境之間的相互作用,不僅包括組成建筑系統(tǒng)的各個建筑元素的安裝和制造,還包括建筑系統(tǒng)的使用、建筑元素的棄置和重新利用等。
因此,注重生態(tài)的建筑設計具有以下兩個特點:
第一,將建筑的全壽命過程看成是一種與能量和物質材料支配相關的過程。建筑師將地球上的能量和物質材料(生物和非生物組成部分),組裝成臨時的形式,經過一段時間的使用,最后拆除。拆除之后的各種建筑元素要么重新在其他的建筑系統(tǒng)中利用,要么被自然生態(tài)環(huán)境所吸收。
第二,是一種對建筑系統(tǒng)的預期性研究。建筑師應認識到建筑系統(tǒng)在全壽命過程中,會對地球資源和生態(tài)系統(tǒng)產生不利的影響。建筑師必須全面考慮其中的各種不利影響,將消除和減少這些負面影響作為建筑設計任務的重要組成部分。
2、建筑師和生態(tài)學家對環(huán)境和建筑概念認識的差異
對于注重生態(tài)的建筑設計而言,建筑師應該從建筑師這一職業(yè)要求的角度出發(fā),了解生態(tài)學的一些基本概念,例如,生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能等。因為從生態(tài)學理論中尋找影響設計過程、設計決策和建筑系統(tǒng)自身的內容,才是建筑師借鑒生態(tài)學理論和方法的目的,而不是簡單地照搬生態(tài)學概念。
(一)認識環(huán)境概念的差異
建筑師和生態(tài)學家之間的一個明顯差異是二者對環(huán)境的理解不同。
生態(tài)學家認為系統(tǒng)周圍的環(huán)境對于系統(tǒng)本身非常重要,例如,早在1956年,保羅?西爾斯就已經指出,地球上的每一個生命系統(tǒng)都在一定程度上受到周圍環(huán)境的狀態(tài)和穩(wěn)定性的影響。
如果建筑師將環(huán)境概念簡化為建筑系統(tǒng)所在的空間區(qū)域,例如,一個特定的設計地段和地理上的空間方位,而沒有認識到特定的設計地段所固有的生態(tài)和生物系統(tǒng)的存在,那么,他對注重生態(tài)的建筑設計所強調的環(huán)境的認識就非常片面。對于注重生態(tài)的建筑設計而言,環(huán)境的概念不僅包括建筑的物質環(huán)境(無機環(huán)境),還包括建筑的生物環(huán)境(有機環(huán)境)。
為了吸收、消化生態(tài)學家的環(huán)境概念,并且將其納入設計體系,建筑師需要了解的一個最為基本的生態(tài)學概念是生態(tài)系統(tǒng),因為生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)學研究的重點之一。
(二)建筑師應該借鑒生態(tài)系統(tǒng)的概念
1935年,英國生態(tài)學家坦斯利首次明確提出了“生態(tài)系統(tǒng)”的概念(雖然這個概念本身的產生,無疑要早得多),認為環(huán)境中的生物要素和物理要素之間的相互作用,共同構成了一個空間單位,這個空間單位被稱為生態(tài)系統(tǒng)。比較權威的生態(tài)系統(tǒng)的定義由尤金?奧德姆在1971年給出,他認為生態(tài)系統(tǒng)是一個單位,就是“包括特定地段中的全部生物(即生物群落)和物理環(huán)境相互作用的任何統(tǒng)一體,并且在系統(tǒng)內部,能量的流動導致形成一定的營養(yǎng)結構、生物多樣性和物質循環(huán)(即生物與非生物之間的物質交換)。”
哈沃德?奧德姆將生態(tài)系統(tǒng)分成很多種不同的尺度,例如,湖泊生態(tài)系統(tǒng)可以包含很多的子系統(tǒng),每一個子系統(tǒng)都可以看成是一個獨立的生態(tài)系統(tǒng)(圖2)。對于建筑師而言,這一研究的意義在于:建筑系統(tǒng)同樣既可以看成是范圍更廣的生態(tài)系統(tǒng)的子系統(tǒng),也可以看成是獨立的生態(tài)系統(tǒng)。
如果接受生態(tài)學家的生態(tài)系統(tǒng)概念,那么,建筑師就應該不僅將特定設計場地視為一種空間的概念,而且將其視為一個活躍、具有一定功能的生態(tài)系統(tǒng),生態(tài)系統(tǒng)的組成部分應該遵循自然過程中的相互作用而整體地考慮。
當然,注重生態(tài)的建筑設計還需要分析建筑系統(tǒng)自身。這種分析可以通過一種假設的方式進行:假定建筑系統(tǒng)是經過建筑師的設計,有意識地“嵌入”到特定場地的生態(tài)系統(tǒng)中,以便預測建筑系統(tǒng)對自然生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的影響。這種“嵌入”的影響程度還受到其它因素的作用,像生物多樣性、特定場地的生態(tài)穩(wěn)定程度、地理區(qū)位、特定場地開發(fā)的歷史和引起不良后果的行為等。例如,郊區(qū)比再開發(fā)的城區(qū)具有較高的生態(tài)多樣性和復雜性,因此,也就具有較高的生態(tài)承受力。
(三)認識建筑概念的差異
如果說建筑師和生態(tài)學家對環(huán)境概念認識的差異是由于二者理解的深入程度不同所造成,那么,二者對建筑概念的認識則存在著本質的差異。
從通常的觀念來看,作為專業(yè)人士,建筑師對建筑的關注點主要集中在美學、場所、空間使用、形式、結構、建筑元素、顏色和陰影的利用等方面。
生態(tài)學家是以一種生態(tài)系統(tǒng)的觀點來理解建筑概念的。例如,哈沃德?奧德姆解釋生態(tài)系統(tǒng)的不同尺度概念時,只是將建筑系統(tǒng)作為更大范圍生態(tài)系統(tǒng)的子系統(tǒng)來理解。
生態(tài)學家所關注的是由于建筑系統(tǒng)的“嵌入”所導致的周圍生態(tài)系統(tǒng)中各種條件的變化,例如,地球生態(tài)系統(tǒng)和資源的開發(fā)、改變和增加。任何可能引發(fā)上述變化的建筑系統(tǒng)都被視為具有生態(tài)影響的建筑。
生態(tài)學家認為建筑系統(tǒng)應該與周圍的生態(tài)系統(tǒng)融為一體,而不是對立和分離,人類和建筑環(huán)境是生物圈中生態(tài)系統(tǒng)的一部分,建造行為首先被生態(tài)學家看做是一種生命體的行為,然后,才是這一行為的實際作用――建造房屋。對于注重生態(tài)的建筑設計而言,必須借助于生態(tài)系統(tǒng)的概念分析建筑系統(tǒng):建筑系統(tǒng)不僅包括物質結構,而且包括人的行為和設計成系統(tǒng)的機械次系統(tǒng)的運作以及生物組成部分,這些可以視為建筑系統(tǒng)的子系統(tǒng),它們之間同樣存在著各種相互作用的關系。當然,通常而言,建筑系統(tǒng)中占據主導地位的組成部分是非生物的組成部分。
(四)建筑系統(tǒng)的生物組成部分的作用
由于建造過程的影響,特定設計地段原有生態(tài)系統(tǒng)中的生物組成部分,往往被一種簡單化的、人造的和均質化的非生物環(huán)境所替代,例如,混凝土、瀝青路面和不透水的鋪地材料等。
在為了適應極端環(huán)境條件而進行的微型生命維持系統(tǒng)的設計過程中發(fā)現,人們必須與地球保持一種類似“臍帶”的維系關系,或者閉合于一種對陸地生態(tài)系統(tǒng)的基本過程進行復制的環(huán)境中。為了延長生存的時間,必須引入與陸地生態(tài)系統(tǒng)相一致的生物結構。
建筑環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的生物結構存在著一些類比關系,在許多方面,完全隔絕的人造微型生命維持系統(tǒng)(例如,宇宙飛船)生存所遇到的難題,與人類在生物圈這樣一個“全球生命維持系統(tǒng)”中持久的生存所遇到的難題非常類似。正像對自維持住宅的研究一樣,這樣的生命維持系統(tǒng)面對的問題也是控制和監(jiān)測空氣和水污染、提供足夠的食物營養(yǎng)供應、處理逐漸增加的有毒廢棄物質、以及為上述的一切行為提供充足的能量供應等①。一種“維持生命的系統(tǒng)”必須包括地球生態(tài)系統(tǒng)中的三種基本的生物組成部分:生產者、消費者和分解者,使生產、消費和分解等各種生命必需的過程,保持平衡狀態(tài)。
建筑系統(tǒng)不可能脫離周圍生態(tài)系統(tǒng),獨立維持其運作,而是與周圍的生態(tài)系統(tǒng)保持著相互依存的關系。因為占據一個特定的設計地段之后,建筑系統(tǒng)已經成為更大規(guī)模的生態(tài)系統(tǒng)的組成部分,行使著生態(tài)系統(tǒng)子系統(tǒng)的功能。
3、依托整體生態(tài)觀和開放系統(tǒng)觀建立整體的生態(tài)建筑設計觀念
尤金?奧德姆指出:“任何一個層面上的發(fā)現,都有助于另一個層面上的研究,但絕不能完全解釋那一層面發(fā)生的現象。但是,要理解一棵樹,就必須研究樹所構成的樹林和構成樹的細胞和組織?!?、這些論點都可以看成是一種典型的整體論觀點。很多持整體論思想的生態(tài)學家,像奧德姆、羅伯特?麥金托什等人認為:必須整體地看待生物圈中生態(tài)系統(tǒng)相互依賴的關系。而生態(tài)思維的一個最為重要的特點是強調整體研究的重要性和必要性,這與坦斯利對生態(tài)系統(tǒng)的定義是相符合的。阿維爾進一步指出,在生態(tài)系統(tǒng)之中和不同生態(tài)系統(tǒng)之間存在著一個表示相互關系和相互作用的網絡模型,其中系統(tǒng)每一部分的變化都會影響系統(tǒng)整體的運作。
如同生物體一樣,維持建筑系統(tǒng)運作需要穩(wěn)定的輸入,同時,會產生相應的輸出,而輸入的來源和輸出的終點都是周圍的生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境,即建筑系統(tǒng)是一個開放系統(tǒng),是地球生物圈中能量和物質材料流動的一個環(huán)節(jié)。而由于所有維持建筑系統(tǒng)的能量和物質材料的生產過程都會導致生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境的變化,所以,建筑師需了解維持建筑系統(tǒng)的能量和物質材料的輸入狀況,例如,種類、數量等。
通常意義下,建筑師將建筑系統(tǒng)視為一種相對靜態(tài)和不可變的實體,而整體的生態(tài)建筑觀則具有以下兩個方面的特點:
一方面,作為一種次級系統(tǒng),建筑系統(tǒng)是生物圈的一個組成部分,是生物圈中連續(xù)的能量和物質材料流動的一個環(huán)節(jié)和階段。
另一方面,作為一種獨立的開放系統(tǒng),建筑系統(tǒng)自身具有一定的能量和物質材料輸入和輸出,可以追溯其中的每一個元素的來源和流動的路徑:從產地到建筑系統(tǒng),最終重新返回到周圍的生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境中。
綜合上述兩個方面,整體生態(tài)建筑觀要求建筑師在建筑全壽命過程中,關注建筑系統(tǒng)中的能量和物質材料流動路徑。這種關注的目的主要有兩個:第一,從建筑系統(tǒng)作為生物圈中的一種能量和物質材料的流動環(huán)節(jié)而言,尋找周圍生態(tài)系統(tǒng)和建筑之間合適的關系,整合二者,盡可能地保護本地資源;第二,從建筑系統(tǒng)作為一個獨立的開放系統(tǒng)而言,節(jié)約資源,限制可能的不利生態(tài)影響。
如果深入比較生態(tài)學家和建筑師所具有的建筑概念的差異,那么,可以發(fā)現整體生態(tài)建筑觀所體現的時間因素的影響。建筑系統(tǒng)是更大范圍生態(tài)系統(tǒng)中,能量和物質材料流動過程的一個環(huán)節(jié),而這種流動是處于動態(tài)之中,隨時間變化而變化,因此,需要整體地研究建筑元素中所蘊涵的能量和物質材料的流動。
生態(tài)建筑要求建筑師理解建筑系統(tǒng)內部存在隨時間變化而變化的相互作用,以及建筑系統(tǒng)對周圍生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境的全壽命過程的影響。為了減少輸入和輸出的總量,建筑師可以采取相應的設計策略,例如,利用靈活性設計延長建筑的使用壽命,減少建筑系統(tǒng)全壽命過程中所耗費的資源和排出的廢棄物等。
如果深入比較生態(tài)學家和建筑師所具有的環(huán)境概念的差異,那么,可以發(fā)現整體生態(tài)建筑觀體現出的空間因素的影響。生物圈是一個相對封閉的系統(tǒng),而建筑系統(tǒng)是一個開放系統(tǒng),與外部生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境存在著相互依存的關系,這些相互作用是以一定的空間范圍為基礎,而不是僅僅局限于特定設計地段以內。這種空間因素的影響主要表現為兩個方面:第一,對周圍生態(tài)系統(tǒng)的空間置換影響;第二,對周圍生態(tài)系統(tǒng)的空間影響具有一定的范圍。
關鍵詞:福斯特;辯證的自然主義;生態(tài)學;生態(tài)文明
中圖分類號:B089 文獻標識碼:A 文章編號:1009 ― 2234(2017)04 ― 0040 ― 03
強調:生態(tài)文明建設是“五位一體”總布局和“四個全面”戰(zhàn)略布局的重要內容,要結合推進供給側結構性改革,加快推動綠色、循環(huán)、低碳發(fā)展。我國生態(tài)文明建設要堅持生態(tài)理論,特別是自然辯證法為指導思想,而辯證的自然主義是福斯特所闡釋的生態(tài)學思想的核心,是其生態(tài)學思想的哲學基礎。
福斯特在《馬克思的生態(tài)學:唯物主義與自然》一書提出了辯證的自然主義這一思想?!?〕他圍繞自然發(fā)展和社會發(fā)展兩個發(fā)展軸心,在批判傳統(tǒng)關于人與自然辯證關系和批判西方社會與自然辯證關系基礎上形成了人類與自然和諧發(fā)展的思想,即辯證的自然主義思想。筆者對福斯特著作的翻譯及解讀研究、福斯特與其他西方生態(tài)學者思想的比較研究、福斯特生態(tài)學思想主要理論研究、福斯特生態(tài)學思想的評析等方面的研究成果進行梳理、剖析,以期展示福斯特生態(tài)學思想研究的理論動態(tài),為今后對福斯特辯證的自然主義思想系統(tǒng)化研究做出新的探討,為我國生態(tài)文明建設提供鏡鑒。
一、福斯特著作的翻譯及解讀方面的研究
《的生態(tài)學:唯物主義與自然》、《資本主義與生態(tài)危機》、《脆弱的行星》、《生態(tài)革命:與地球和平相處》是福斯特主要的著作。其中《的生態(tài)學:唯物主義與自然》對福斯特如何挖掘馬克思唯物主義當中蘊含的生態(tài)學思想,并在此基礎上重新構建了馬克思的生態(tài)唯物主義哲學做了介紹,提出了辯證的自然主義思想,為福斯特生態(tài)學思想奠定了哲學基礎。在《資本主義與生態(tài)危機》中,福斯特對造成當今生態(tài)危機的諸多因素進行了分析,對主要因素做了討論介紹。《生態(tài)革命:與地球和平相處》一書向人們道出了經濟和h境的兩種疾病,“如果環(huán)境遭到污染,經濟出現疾病,那么,造成以上兩者的疾病均可在生產制度中找到?!薄?〕目前國內對《脆弱的行星》一書專門研究的成果還較少見,該著作對資本主義社會發(fā)展到20世紀90年代對生態(tài)環(huán)境帶來的危害的歷程。
福斯特生態(tài)學哲學思想把理論中的自然唯物主義和歷史唯物主義結合到了一起,經過福斯特重新構建成為哲學的新形態(tài)?!?〕胡瑩認為,福斯特為生態(tài)學的思想的哲學基礎,即生態(tài)學唯物主義的確立做出了貢獻。馬克思的辯證唯物主義認為人、社會與自然是有機統(tǒng)一的整體,福斯特正是在馬克思這一有機統(tǒng)一的辯證唯物主義思想指引下從生態(tài)學的維度重新構建了生態(tài)學唯物主義,建立起了生態(tài)學思想的哲學基礎,為從生態(tài)學的角度認識提供了新的視野?!?〕
目前,國內有關福斯特著作的研究取得了豐碩成果,但是這些研究主要集中在對原著內容的翻譯和福斯特生態(tài)學思想內容和主要理論的闡述上,而對其思想體系構建方面的研究還很少涉及到,特別是對其辯證的自然主義思想的研究還較少。
二、福斯特與其他西方生態(tài)學者思想的比較
福斯特生態(tài)學思想與其他西方生態(tài)學者思想比較的研究是國內研究的熱點。施密特生態(tài)學思想與福斯特生態(tài)學思想比較研究方面,郭劍仁認為,在自然概念解釋上施密特與福斯特都堅持了馬克思自然概念或主題,同時二者也在自然哲學、唯物主義和物質變換這三個研究主題上的思想的不同?!?〕在福斯特和奧康納生態(tài)學思想比較方面,侯子峰指出二者在對哲學思想和方法論的闡述上存在的問題主要是對辯證法的理解忽視了辯證法中存在的豐富內容及其作用,過于簡單地追求自然解放?!?〕
唐正東從生態(tài)維度的視角出發(fā),對福斯特、奧康納和利比茲的生態(tài)學思想進行了比較,從而指出三者在生態(tài)學思想學術路徑上存在的差異。唐正東認為,福斯特辯證的自然主義思想與奧康納和利比茲不同的是,他的生態(tài)學思想著重從道德的層面來理解生態(tài)危機,尋求消除生態(tài)危機的出路?!?〕蔡麗麗認為,福斯特是通過理論中有關生態(tài)和生產方面的主要理論來解釋馬克思的生態(tài)學思想?!?〕田世錠對哈維和福斯特在生態(tài)學觀點進行了比較分析,他認為哈維的生態(tài)學思想與福斯特生態(tài)學思想是相反的觀點?!?〕此外,還有學者認為福斯特和奧康納生態(tài)學思想都是對構建理論新形態(tài)的探索,也是對解決當今生態(tài)環(huán)境問題探索。
三、福斯特生態(tài)學思想研究
福斯特生態(tài)學思想總體性研究也是學術界研究的熱點。郭劍仁認為,福斯特生態(tài)學思想不同于以往西方生態(tài)學思想,特別是福斯特關于生態(tài)學思想中唯物主義自然觀的闡釋上,辯證的自然主義思想方面都反映出福斯特對自然辯證法的新認識、新思想。〔10〕福斯特生態(tài)學思想是生態(tài)學思想的重新構建,〔11〕是理論新的發(fā)展,是對理論在當今社會生態(tài)危機方面的應用,向人們有力說明沒有過時?!?2〕
概括起來,以上這些研究仍然是對福斯特生態(tài)學思想進行梳理、論證和發(fā)掘,對福斯特辯證的自然主義思想的專門研究還很少提到,對福斯特生態(tài)學思想哲學基礎的探討還沒有引起學術界重視,在福斯特生態(tài)學研究上還需要進一步拓展和深化。
四、福斯特生態(tài)學思想主要理論研究
福斯特在物質變換裂縫論基礎上實現了對生態(tài)學的重建,以獨特的視角將生態(tài)學延伸至理論與生態(tài)學理論之中,實現了生態(tài)學的新發(fā)展。福斯特生態(tài)學思想全部理論的核心就是物質變換裂縫理論,這一理論揭示了資本主義社會生態(tài)危機產生的根源,為生態(tài)學的發(fā)展注入了新的活力?!?3〕
曹立華認為,福斯特生態(tài)思想是對資本主義生產反生態(tài)的批判和反思,是對的一種生態(tài)學解讀,它豐富了馬克思生態(tài)W思想,拓寬了生態(tài)帝國主義批判的領域。但是他又指出福斯特生態(tài)學思想中新陳代謝理論的不徹底性、生態(tài)社會主義目標的“烏托邦”性以及生態(tài)社會革命條件的欠缺性?!?4〕余金龍指出,福斯特生態(tài)學理論的目的是要發(fā)展一種生態(tài)觀,通過這種生態(tài)分析當代環(huán)境和生態(tài)問題進而將社會變革與人類和自然的關系變革聯系在一起。〔15〕
由以上對福斯特主要生態(tài)學思想理論研究成果的梳理,我們可以很容易地發(fā)現這些研究是對福斯特生態(tài)學思想相關內容和理論來源及其形成背景的研究,依然存在對福斯特生態(tài)學思想形成的哲學基礎和貫穿其中的辯證的自然主義思想研究薄弱的問題,在內容和形式結合起來進行研究的成果也較少。
五、福斯特生態(tài)學思想的評析
福斯特生態(tài)學思想引起國內外學者的關注,對其思想的評析也存在很大差異。在西方,福斯特被譽為“生態(tài)學復興的主要建筑師之一?!薄?6〕美國歷史學家霍華德?津恩高度評價他說:“在這個生態(tài)危機不斷增長的時代,福斯特的聲音那樣引人注目,無人能與之相比。”安倫?魯帝認為,福斯特把生態(tài)學同“物質裂縫分析”等同起來,拒絕西方的傳統(tǒng)是不對的。美國生態(tài)學者奧康納否定了福斯特自然唯物主義生態(tài)學的觀點,構建了文化唯物主義生態(tài)哲學。
在國內,郭劍仁認為,福斯特生態(tài)學思想是對理論從生態(tài)學視角地重新建構,〔17〕是馬克思生態(tài)學理論在現代社會發(fā)展中意義的再現。王雨辰認為,福斯特的生態(tài)學理論是對生態(tài)唯物主義哲學的重建,是一種生態(tài)政治學?!?8〕陳學明指出,福斯特對資本主義反生態(tài)的批判就是為了說明一個道理“只要不觸動資本主義制度,不變革資本積累規(guī)則,就不能真正構建和維護良好的生態(tài)環(huán)境,達到人與自然的和諧?!薄?9〕他從研究福斯特生態(tài)學思想出發(fā),通過研究福斯特對馬克思唯物主義自然觀的生態(tài)意蘊的闡釋展示了福斯特生態(tài)學思想內容。〔20〕還有一些研究者分析了福斯特是如何從馬克思的經典著作出發(fā)解釋馬克思歷史唯物主義的生態(tài)觀的,得出了福斯特生態(tài)學思想是馬克思歷史唯物主義的生態(tài)觀,福斯特的生態(tài)學思想是一種生態(tài)文明思想。
綜上所述,有關福斯特生態(tài)學思想的研究取得了可喜成果,但也存在一些不足。首先,這些成果對福斯特生態(tài)思想進行研究的文本來源還比較少,研究領域還存在片面性,福斯特辯證的自然主義思想等領域還需要拓展。其次,研究框架還需要進一步豐富,對福斯特生態(tài)思想的研究基本都是從其思想的某一方面進行的,而對福斯特生態(tài)思想與歷史事件之間的關系,不同時期福斯特生態(tài)思想與社會實踐的關系等方面的研究還有待加強。最后,福斯特生態(tài)學思想的真正含義及其當代意義還有待進一步研究以形成統(tǒng)一認識。筆者認為,辯證的自然主義思想是福斯特生態(tài)學理論的哲學基礎和核心內容,學術界應該增加對這一思想的研究,因為這有利于把握福斯特生態(tài)學思想的內在邏輯,有利于領會福斯特生態(tài)學思想的精髓,也有利于從哲學辯證法的角度對我國生態(tài)文明建設理論進行探索。
〔參 考 文 獻〕
〔1〕(美)約翰?貝拉米?福斯特.馬克思的生態(tài)學:唯物主義與自然〔M〕.劉仁勝,肖鋒,譯.北京:高等教育出版社,2006:257.
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〔11〕康瑞華等.批判 構建 啟思――福斯特生態(tài)思想研究〔M〕.北京:中國社會科學出版社,2011:301.
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〔16〕康瑞華等.批判 構建 啟思――福斯特生態(tài)思想研究〔M〕.北京:中國社會科學出版社,2011:301.
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〔18〕王雨辰.福斯特的生態(tài)學理論評析―生態(tài)唯物主義哲學的重建與生態(tài)政治學〔J〕.研究2006,(12):87.
〔19〕陳學明.布什政府強烈阻撓的實施說明了什么:評福斯特對生態(tài)危機根源的
關鍵詞: 案例教學法 生態(tài)學 教學模式
一、案例教學法的起源
案例教學法有別于傳統(tǒng)的教師講學生聽的教學方法,而是一種以案例分析為基礎、讓學生作為主體參與案例的分析和討論的教學方法。
案例教學法起源于上世紀20年代,是由美國哈佛商學院提出的一種教學方法。當時哈佛商學院圍繞商業(yè)管理中的現實問題,采取獨特的案例教學,針對商業(yè)管理的真實情境或事件進行分析和討論,鼓勵學生主動參與案例分析和討論。該方法在哈佛商學院實施后取得了良好的效果,廣受好評。至上世紀80年代,美國卡內基小組特別推薦案例教學法,把它作為一種非常有效的教學模式推廣。近年來,哈佛商學院教學中使用的案例內容非常豐富,幾乎覆蓋了整個商業(yè)領域,同時案例的構思與編寫方式也發(fā)生了很大變化。但總體上,案例教學法最初的設計思想未發(fā)生變化,教師提煉出復雜的問題,學生借助教師提煉的經驗進行推斷和分析。
二、案例教學法的特點
1.學生獨立思考
傳統(tǒng)的教學是知識的講授,只告訴學生如何去做,甚至部分教師采用滿堂灌的教學方式,導致授課內容乏味,學生對授課內容根本不感興趣。因此,傳統(tǒng)的教學方法在很大程度上扼殺了學生的學習興趣,挫傷了學生的積極性,學習效果較差。采用案例教學法,教師不是將知識直接告訴學生,不是告訴學生應該怎么辦,而是需要根據案例,讓學生自己利用已有知識進行獨立思考和分析,這需要學生發(fā)揮創(chuàng)造力,從而使枯燥乏味的課堂變得生動有趣。
2.變注重知識為注重能力
傳統(tǒng)的教學模式注重知識的傳授,但學生是否將講授的知識轉化為個人的能力卻沒有受到關注。隨著目前多媒體課件的廣泛使用,學生在極短的時間內接受了大量信息,雖然教學內容豐富了,信息量增大了,但學生難以在短期內接受如此多的知識,接受知識都存在困難,將知識轉化為能力更無從談起。而案例教學法重實踐重效益,注重將知識轉化為能力,避免學生一味地死記硬背將知識學死而忽視實際能力的培養(yǎng),避免阻礙學生的發(fā)展和創(chuàng)造力的培養(yǎng)。
3.變被動學習為主動學習
傳統(tǒng)的教學方法是老師講、學生聽。特別是在大學教學中,學生到底掌握了多少知識,掌握的效果如何只有通過最終的考試才能了解;而且盡管在最后了解了學生的學習效果如何,但也沒有時間進行改進了。在案例教學中,學生接觸到案例后,要先了解案例的內容,然后查閱必需的理論知識,這些都是主動進行,從而可以加深了對知識的理解。在獲取理論知識后,學生還要進行獨立思考,提出解決問題的方案,從而將獲取知識轉為能力的培養(yǎng)。
三、生態(tài)學案例教學的原則
生態(tài)學是研究研究生物與其環(huán)境之間的相互關系的一門科學。在大學基礎課的教學中,生態(tài)學的主要內容包括個體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學等,概念和原理內容較多。同時,學生在高中階段接受一部分生態(tài)學的內容,如生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學的部分內容,學生有一定的基礎,對內容比較熟悉。如果采用傳統(tǒng)的講授教學方法,那么學生會感覺非常乏味,進而失去對所了解內容進一步學習的興趣。
此外,隨著目前我國和世界上其他國家生態(tài)環(huán)境問題的不斷涌現,給生態(tài)學采取案例教學法提供了豐富的教學案例,通過案例分析,學生可以在已有知識的基礎上,獨立開展新知識的調研和學習,并進行案例的分析和討論,既可以提高培養(yǎng)學生的自學能力,提高創(chuàng)造性,又可以增強教學效果,使學生加深對知識的理解。
生態(tài)學案例教學的設計原則包括:
1.學生作為課堂的主體
傳統(tǒng)的課堂教學中,教師是主體,學生處于被動,被動接受知識和指導。在生態(tài)學案例教學中,在提前將案例給學生后,要將課堂還給學生,使學生作為課堂的主體,以學生的主動學習為中心,讓學生獨立地開展針對案例的分析和討論,教師起到引導學生討論方向的作用,使課堂教學由“重教”轉為“重學”。例如,在種內與種間關系一節(jié)中,涉及他感作用的理論,可以利用“桉樹下的物種多樣性減少”這一案例讓學生分析和討論,學生可能首先想到的是種間的競爭原因,此時教師可以引導學生思考,種間競爭是導致物種多樣性增加而不是減少,因此這可能不是原因,那么還有什么可能原因,引導學生討論的方向。
2.選擇典型案例
在生態(tài)學案例教學中選取的案例要具有典型性,選擇既與書本上的原理或內容相關,又不脫離書本上的理論,同時又貼近生活,學生可以在日常生活中感受得到的案例。例如,在青島地區(qū),近幾年海水浴場都受到滸苔的進攻,由藍色海洋變成了綠色草場,處于該地區(qū)的學生切身感受到了這一生態(tài)問題。但是,凡事都有兩面性,滸苔在海洋環(huán)境保護方面會不會發(fā)揮作用呢?因此,在講授種間競爭關系時,可以讓學生分析該案例,引導學生討論如何利用滸苔保護海洋環(huán)境。
3.注重啟發(fā)性
在案例分析中要注重采用啟發(fā)性原則,啟發(fā)學生思考,而不是直接將答案拋給學生。只有通過啟發(fā)、引導,學生才能完成獨立的思考過程,從而自己找到問題的答案,因此教師要有足夠的耐心和知識儲備去完成案例分析的全過程。例如,在生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學中氮循環(huán)的案例教學中,可以啟發(fā)學生,分析人工固氮所具有的兩面性,對正面效應和負面效應分別進行評價。又如,近年來常有野生動物傷人事件發(fā)生,請學生利用生態(tài)學原理進行分析。學生可能首先想到生態(tài)環(huán)境恢復了,此時可進一步啟發(fā)學生思考:如果野生動物的生存環(huán)境遭破壞則會出現什么情況,從而使學生獨立思考或查閱相關資料解決這一問題。
四、生態(tài)學案例教學的步驟
1.案例分析前的準備
案例教學法需要進行的準備包括,案例的準備、教師的準備和學生的準備。首先,教師需要甄別案例是否適合生態(tài)學的教學內容或原理,要選擇合適的案例提供給學生,既讓學生能夠利用該案例學到理論知識,又能舉一反三地開展討論,因此合適的案例最為重要。第二,教師在開展案例教學前要做好充足的準備,要預測在學生在開展案例分析和討論時可能出現的意外或情況,要能夠及時引導學生回到正確的分析上而不是超越該案例涉及的理論內容,同時,教師要有充足的知識儲備,以便解答學生在分析和討論過程中遇到的問題。第三,教師要將案例提前給學生,讓學生能夠做好準備,并鼓勵學生擴大視野,查閱相關資料或文獻,并準備好討論的提綱,從而開展有效的分析和討論。
2.課堂上的分組討論和報告
在對案例開展分析和討論時,教師可首先將學生分成小組進行討論,形成該小組的基本意見和結果。然后,請各小組選出代表進行報告,表達本組的討論結果,進行全班或大組的討論。在這個過程中,要由生態(tài)學基本現象的討論轉向利用生態(tài)學理論對案例展開分析、解釋和總結,并針對不同小組的討論結果互相補充、豐富內容,集思廣益,最終形成深入、豐富、全面的案例分析結果。
3.總結和評價
最后,學生和教師均可開展評價,對各小組的討論結果進行評價和總結,分析此次案例分析中存在的錯誤見解、獲取了哪些經驗和理論知識,哪些解決方式更為有效,等等,使學生能夠加深對理論知識的理解和印象。同時,教師要進行最后的總結和點評,要肯定學生在案例分析中取得的成績和工作,使學生有熱情參與下一次的案例分析,同時要找出學生的不足,提醒學生需要注意的問題等。
總之,生態(tài)學是一門理論和實踐聯系極為密切的一門課程,通過應案例教學法,可以大大提高學生學習的積極性和熱情,并培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力,加深對理論知識的理解和掌握,是一種效果非常好的教學方法。
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