亞太科學教育論壇, 第三期, 第一冊, 文章四(二零零二年六月) 陳小勇 提高創新能力的生態學實驗教學改革 上一頁 內容 下一頁

2、生態學實驗教學的改革及效果

筆者在開展的生態學實驗教學中主要針對以上部分問題中進行改革，集中在實驗教學模式和教學內容。主要有以下幾個方面：

一、實驗課的一般模式基本上是, 教師在課前將各種試劑、材料和設備準備好，上課時將實驗目的、原理、方法步驟詳詳細細講解，唯恐學生出錯，一些實驗教師還預先做演示實驗，學生將教師的講解一字不拉的記下來，根據準備好的材料按實驗步驟按部就班的做，最後上交一份全班基本上都一樣的實驗報告。這種方式可以減少學生的出錯率、節省時間。但明顯的學生的自主的動手能力訓練不足。因此對部分難度不大的實驗筆者做了改革，以增加學生的獨立工作能力，新的生態學實驗教學模式參見流程（圖1）。

二、將原來單一的實驗整合起來，並且與具體的生態環境問題結合起來。例如原來有個實驗專門做"生境因數的測定"，主要介紹溫度、濕度、小氣候、風速風向的測定。改革後整合成"邊緣效應對森林環境的影響"，教師介紹由於人類活動影響導致的森林片斷化以及帶來的後果，其中之一就是通過邊緣效應發揮作用的，介紹邊緣效應的原理、邊緣效應對森林環境影響的可能方面，以及常用的取樣、測定方法和有關的參考資料。學生通過文獻檢索，根據各自選擇的研究對象在教師的指導下確定合適的實驗方法、設計實驗方案、取樣方法，實驗完成以後，提交一篇小論文。再如關於種群空間格局部分的實驗，教師介紹測定空間格局常用的方法及適用範圍，並且介紹影響空間格局的一些因素，引導學生自主完成後續內容。由於不統一規定實驗物件和方法，不同組的學生研究的物件不同，包括動物和植物，草本、灌木和喬木，人工種植的種類和自然物種。這樣，一次實驗就可以完成不同類型物種的空間格局的測定，瞭解不同方法的應用，通過討論，學生可以很快掌握不同研究物件空間格局的測定方法，並對結果有合理的解釋。

三、實驗時間靈活。原來的一些實驗基本上都是在規定的時間內完成，如一個上午或下午，由於不少生態學實驗時間長、並且常需要到戶外實驗，受天氣條件影響較大，這樣一些實驗被迫取消或者匆匆上完，而且實驗中一旦學生出錯，實驗就無法完成，達不到預期的效果。改革以後，教師統一佈置整個學期的實驗內容，需要學生自主完成的內容提前告訴學生，實驗時間由學生自主決定，這樣避免了天氣條件、時間的限制，學生可以從容選擇合適的時間完成實驗，並且可以多次重復。

經過以上實驗教學改革，帶來的效果是十分明顯的，學生綜合素質明顯提高，學生普遍反映良好。新教學模式的優點主要體現在：

首先，學生的文獻檢索能力、分析問題的能力得到加強。在實驗中，教師主要介紹實驗的背景、原理，以及解決問題常用的方法和手段。對於採納的具體方法、實驗方案的設計、實施等均是由學生根據其具體研究對象自主完成，教師的角色只是指導者和評判者。由於從方法選擇、設計、實施整個實驗過程都是由學生自主完成，學生對實驗的印象都很深刻。

其次，學生在實驗過程中發現問題、解決問題的能力增強。學生在具體開展實驗時，能夠發現新的問題，並且主動多次實驗，得出較好的結果。仍以"邊緣效應對森林環境的影響"為例，有的實驗小組發現，在片斷林地的不同方位、不同天氣狀況下邊緣效應的影響程度不同，於是就增加實驗內容，分別測定了晴天、陰天和雨天，南面和北面的差異，得出在不同情況下，邊緣效應對林地環境的影響範圍和程度。

第三，學生的責任心增強。主要體現在對儀器設備的愛護增強了，原來的教學模式下，雖然有規則規定愛護公物，但儀器設備損壞現象還是很嚴重；現在，儀器設備是學生直接到儀器室借用、使用期間自己保管，用好以後才歸還。兩屆試驗以後，沒有出現一例儀器設備損壞的情況。另一方面體現在參與增強，杜絕了抄襲的現象。原來實驗模式下，互相之間的結果是一樣的，有少數學生做實驗時不參與，或不認真記錄實驗結果，最後抄襲其他學生的實驗報告。改革以後，不同實驗小組在實驗時間、實驗對象、實驗地點等方面不同，實驗結果也不同，每個小組成員基本上都能參與，認真記錄實驗結果、撰寫實驗報告。