生态学课程教学存在的问题及微课设计初步探索

    何  岚，张永军，马晓东   

（新疆师范大学生命科学学院，乌鲁木齐，830054）

[摘  要]：生态学课程是生物科学和生物技术专业本科生的专业基础课和专业课，是生物学本科生的必修课程。生态学是一门交叉学科，内容多、范围广，但课时量不多。为弥补课堂课时不足，增加学生学习兴趣，提升教学质量，以新疆师范大学生命科学学院生命科学和生物技术专业生态学教学为例，根据前期的教学情况进行教学改革，选择十个章节的内容设置微课，用于学生课外预习和复习，详细介绍了生态学微课设置的目的、内容、及预期效果。期望本研究可以为改善生态学的教学效果提供帮助。

[关键词]：微课；生态学；混合式教学

[作者简介]：张永军（1976-），男，新疆石河子人，博士，新疆师范大学生命科学学院教师，副教授（通讯作者），从事生态学科研工作。

[基金项目]：2020年度新疆师范大学教学改革项目：基于雨课堂的混合式教学在生态学教学中的应用探索（SDJG2020-21）；2020年度新疆师范大学《生态学》校级一流课程（2020）。新疆特殊环境物种多样性应用与调控实验室招标课题：动物学野外实习数字课程资源的建设（XJTSWZ-2016-02）。

1.生态学课程的重要性及教学过程中存在的问题

生态学是研究有机体与环境相互作用相互关系的科学，其包含的生态学原理是是建设生态文明社会的基础知识。经典的生态学包括个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、全球生态学。一些内容如生物多样性、生态入侵、生物防治、全球变化等是指导生产实践的重要知识点。生态学又是一门交叉学科，与动物学、生理学、行为学、植物学、生物化学等学科联系紧密，因此需要学生需要各方面的知识储备。大学一般在第四学期开设生态学课程，学生已经学完部分先修课程，如动物学、植物学、生理学等，但有些课程尚未开始学习或者正在学习，有一些生态学知识还涉及到物理、化学等原理，对于此阶段的学生来说较难，需要教师花费更多的时间和精力思考如何进行教学改革。

为了更好的进行教学，通过问卷星进行问卷调查，就课时、教学方式、教学内容等方面进行调查，总共有40位同学参与随机调查，结果显示，15%的同学认为课时不够或者一般（图1）。实际上，生态学是一门交叉学科，课程内容很多，范围很广，然而课时有限，如果所有知识点都在课堂上讲解，会因为课时不足影响教学进度。为了照顾不同知识水平的同学，教师在上课过程中为了将某个知识点讲解透彻，往往是将重点知识点详细介绍，因课时的原因，有些知识点留给学生自学，有些同学能自己独立按时完成，而有些同学没有重视课后自学，认为课堂上掌握的知识点足够了。如何探索应用新教学手段弥补课时不足，是亟待解决的重要教学问题。

图1 学生对生态学课时的看法

2.生态学课程制作微课的必要性

随着信息技术的快速发展，给教学带来了全新的机遇，中国大学慕课网、翻转课堂等教学资源和教学模式受到越来越多的关注和应用。新的教学要求迫使教师深入思考如何应用现代化技术整合教学资源，提升教学效果。将一些知识点通过录制课件/视频的方式制作成微课，通过雨课堂提前或者课后发给学生，让学生自学，这样既不耽误学生学习知识，又弥补了课堂课时不足的问题。有些微课内容可以作为课堂内容的补充，帮助学生理解知识点。微课含有大量的图片/视频资料，图文并茂，且有声音注解，适合90后和00后学生的学习特点，这种学习方式更容易被他们接受^[1]。

问卷调查结果显示，70%的同学认为有必要设置生态学微课，其中22.5%的同学认为非常有必要设置生态学微课（图2）。进一步对微课内容的设置进行调查，结果显示，同学们对重点知识、难点知识、有趣的内容、可以拓展知识面的内容均感兴趣（图3），所以在设置微课内容时，也参照这几个标准进行制作。关于微课设置的时间，85%的同学倾向于短时间的微课，其中55%的同学认为5min左右更合适。

图2 学生对于是否有必要设置生态学微课的看法

图3 学生对于生态学微课内容的看法

图4 学生对于微课时间的看法

2. 生态学课程的微课设计

新疆师范大学生态学课程为专业基础课，选用的参考书为高教出版社、牛翠娟等主编的《基础生态学》第三版。尽管中国大学慕课网、超星等网络平台均有大量有关生态学的慕课、精品课程，但是在实际教学中，需要根据学生的学习基础、学习状态等进行实际调整。根据新疆师范大学生命科学学院生态学教学情况，以及学生的调查问卷结果，选取一些知识点作为微课内容，用于学生课外学习，希望通过微课弥补课堂课时不足，拓展学生的视野，提升教学效果。设置的微课如下表所示：

表1 微课设置题目

设置的目的和用意如下：

（1）第一章生物与环境，设置微课：树懒及树懒蛾对环境的适应方式。目的：了解自然界中的生物与生物之间、生物与环境之间是相互作用的整体。内容简述：树懒是一种特别“懒”的动物，它是如何躲避天敌的？尽管树懒平时基本在树上一动不动，但是会定期到树下固定的地方排便，这对于它来说是一个危险的行为，它为什么要这么做？这与它身上的树懒蛾的生活史有关：树懒蛾在树懒的粪便中产卵，待树懒下一次到同一个粪坑排便时，孵化出的树懒蛾乘机跳到树懒身上，树懒蛾在树懒身上排便，可以给树懒的皮毛增加营养物质，有利于一些藻类生长，帮助树懒形成绿色的防护色，帮助树懒伪装。预期效果：通过有趣的图片和老师讲解，学生掌握生态因子会影响生物，生物也会利用各种方式适应环境。

（2）第二章能量环境，设置微课：水中藻类成层分布的原因？目的：掌握光质的生态作用。内容简述：太阳光是地球上一切能量的最初来源，不同波长的光穿透水的能力不同，长波长光穿透水的能力很弱，水下20m即没有红外光辐射，而短波长光穿透水的能力较强。不同的植物含有不同色素，对光质的要求不同。水中藻类长期适应不同深度光波而使光合作用最有效，导致绿藻分布在上层水中，褐藻分布在较深水层中，红藻分布在最深层，可达200m左右^[2]。预期效果：学生掌握水体植物分层现象的形成原因。

（3）第三章物质环境，设置微课：红树林的生态作用。目的：水生植物对水环境的渗透压调节。内容简述：红树林可以生活在海水中，它是如何适应高渗透性的海水环境？我国在哪些地方分布有红树林，红树林的生态作用是什么？它在淡化海水、提供水鸟栖息地等方面有什么重要作用？预期效果：学生形成保护自然、保护红树林的观念。

（4）第四章种群及其基本特征，设置微课：生态入侵及其危害。目的：掌握生态入侵的概念，了解生态入侵种类和危害。内容简述：讲述国内外生态入侵的典型案例：松树线虫、美国白蛾、水葫芦、加拿大一枝黄花等，分析生态入侵的特点和危害。预期效果：学生形成保护自然的观念，在现实生活中遵守自然规律、防止生态入侵的观念。

（5）第六章生活史特征，设置微课：大象和蚂蚁的故事。目的：掌握生活史不同组分之间的能量权衡。内容简述：大象体型大、寿命长，但繁殖率低、生长发育慢、种群数量少；蚂蚁体型小、寿命短，但繁殖率高、生长发育快、种群数量多。大象能不能像蚂蚁一样发展高繁殖率、快的生长发育速率？引出生活史对策的概念。预期效果：此部分内容有利于学生在课堂上理解r对策和K对策。

（6）第七章种内和种间关系，设置微课：有趣的性选择现象。了解性选择是一种特殊的自然选择，性选择的目的是繁殖竞争。内容简介：性选择现象是雌性对雄性的选择，雄性作为被选择的对象，为什么？自然界中存在哪一些性选择类型？性选择有什么害处吗？预期效果：学生了解自然界中性选择的类型，了解性选择的意义。

（7）第九章群落动态，设置微课：群落的概念及其动态变化。目的：掌握群落的组成特点，掌握群落种群组成的动态变化过程。内容简述：以“鲸落”为例子，阐述从鲸鱼死亡开始，到整个尸体被分解的整个过程中，以鲸鱼尸体为食物的动物和微生物群落的演替过程。预期效果：掌握群落是处于动态变化的观念。

（8）第十一章生态系统的一般特征，设置微课：生态系统中的分解者。目的：掌握生态系统中分解者的重要作用。内容简述：分解者是生态系统中极为重要的组成部分，是推动物质循环的重要环节。分解过程是一个复杂的过程，不是一类生物所能完成的，各个阶段由不同的生物完成。包括细菌、真菌等微生物，蚯蚓、螨等无脊椎动物，秃鹫等脊椎动物。仍然以“鲸落”为例，介绍几种典型的分解者是如何行使分解作用的。预期效果：通过实例了解分解者的分解作用，形成自然生态系统是统一的整体、各个组成成分都有其重要作用的生态观念。

（9）第十四章地球上生态系统的主要类型及其分布，设置微课：冻原生态系统的特点。目的：了解苔原生态系统的组成和特点。内容简述：以北极苔原为例，介绍苔原生态系统的植物组成、动物组成，动、植物如何适应低温、干旱环境，苔原环境的变化对整个冻原生态系统有什么影响—大气污染可能导致苔原植被破坏，直接导致以植物为食的植食性动物数量减少，间接影响肉食性动物的种群数量。预期效果：学生掌握越是简单的生态系统，“上行效应”控制更为明显。

（10）第十五章应用生态学，设置微课：全球变化的主要表现。目的：了解全球变化的内容及危害。内容简述：通过温室效应、厄尔尼诺现象、水华和赤潮等环境污染现象、全球生物多样性降低等，解释全球变化的可能原因。预期效果：学生了解全球变化的危害，形成尊重自然、保护自然的生态理念。

3. 生态学微课在教学中的应用的思考

以上微课内容设置时长均为5min左右，时间过长有可能使学生产生疲劳，增加了课外学习的负担，有可能影响教学效果。本次探索仅选择了十个章节的内容作为微课的内容，一方面是因为过多的微课增加了老师的制作负担，微课的制作需要精美的图片、视频资料、简洁漂亮的ppt版面，还需要录制讲解视频，工作量很大。另一方面，过多的微课实际上一定程度上增加了学生课外负担，如果强行要求学生必须完成，有可能适得其反，如果不强行要求学生学习，则失去了微课的作用，浪费了老师的资源。因此，目前按照前期的教学情况，暂定选取这十个课题作为微课内容，并在后续的教学中应用，若应用效果很好，可以根据学生的反馈情况，适当增加或者更改微课内容。这是一个长期的探索过程。总而言之，本团队希望能通过精心设置微课，提升教师的教学机能，增强学生的学习效果，使教师和学生都能适应新时代的教学需求。

[参考文献]

[1] 罗红梅. 应用型本科课程微课的开发与应用策略[J]. 教育教学论坛, 2016, (31):174-175.

[2] 牛翠娟、娄安如、孙儒泳,等. 基础生态学第三版[M]. 北京：高等教育出版社，2015.

Preliminary exploration on micro-course design of ecology course

HE Lan, ZHANG Yong-jun, MA Xiao-dong

(College of Life Science, Xinjiang Normal University, Urumqi, 830054, China)

Abstract: Ecology course is a basic and specialized course for undergraduates majoring in biological science and biotechnology, and a required course for undergraduates majoring in biology. Ecology is an interdisciplinary subject with many contents and wide range, but few class hours. To make up for a lack of class hours and to increase students' learning interest and improve teaching quality, we are exploring new teaching method about ecology course in the College of Life Science of life science of Xinjiang Normal University, involving students of life science and biotechnology. According to the earlier teaching, we choose the contents of ten chapters and set up micro-course, for students’ extracurricular preview and review. The purpose, content and expected effect of ecology micro-course are introduced in detail. It is expected that this study can provide help for better teaching ecology course.

Key words: Micro-course; Ecology course; Mixed teaching