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对环境生态学的理解范文1
关键词:生态学;教学改革;科学研究
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)33-0057-03
生态学是研究生物有机体与其周围环境相互关系的学科,它既是一门理论学科,又是一门实践性强和应用面广的综合性学科[1]。近年来,随着全球性环境问题的不断出现和日益严重,人们对生态学的关注程度得到了前所未有的提高,生态学在实现人与自然和谐发展、保护地区及全球生态安全方面发挥着越来越重要的作用[2]。生态学人才作为生态学学科发展的重要基础,其地位和作用不言而喻。而且环境问题复杂性和艰巨性的加剧,对当代生态学人才提出了更高的要求。传统生态学教学模式显然远远不能满足和适应新时期生态学人才培养的需要。因此,对传统生态学教学的改革和探索已显得甚为重要和迫切。传统高等教育普遍只重视学生基本理论知识的普及和掌握,在培养学生实践能力方面较为欠缺。基于此现状,教育部已明确指出:实践教学对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用。大学教育在提高学生理论水平的同时,也要培养学生学以致用、提高学生解决实际问题的能力。生态学作为一门实践性很强的学科,培养学生实际操作及创新能力具有越发突出的作用。它也是现代生态学教学改革的重要方向,成为新时期生态学人才培养的重要内容。教学和科研是现代高校的两个主要职能,两者间存在非常紧密的联系,相互影响,相互促进,正确处理好两者的关系对学科发展至关重要[3,4]。21世纪以来,随着社会对人才综合素质要求的不断提高,创新意识已经成为衡量人才的主要指标之一[5]。特别对于像生态学这样实践性很强的学科来说,其对人才的创新意识和实践能力要求更高。很显然,传统生态学教学已很难满足新时期生态学人才培养的要求。科学研究作为培养大学生创新意识和实践操作能力的一种重要途径,在生态学人才培养方面将具有独特而重要的作用。它不仅可以有效促进现有生态学的教学改革,大幅度提高生态学人才的培养质量,而且在培养高素质、复合型生态学人才方面优势更加明显。笔者将以现代生态学教学现状为基础,在剖析现代生态学教学弊端的同时,结合生态学科学研究,对我国的生态学教学改革进行初步探讨。
一、目前生态学教学存在的主要问题
1.注重传统理论教学,教学内容缺乏更新。注重传统理论教学,教学内容缺乏更新是现代生态学教学存在的普遍问题。虽然生态学是一门较为年轻的学科,但在较短的时间内其发展速度却是惊人的。在自身发展的同时,通过与不同主要分支学科的有效结合与交融,目前生态学已经形成了多个新兴的分支学科,例如分子生态学、景观生态学、全球生态学、行为生态学、进化生态学、化学生态学、数学生态学等。这些分支学科不仅使传统生态学理论得到了更大的发展,而且有效促进了更多新的生态学理论和技术的出现。它们已经成为现代生态学的重要组成部分。另外,随着生态学研究的不断深入,越来越多的新的生态学研究成果不断出现。它们作为生态学的最新发展构成了现代生态学的前沿。然而,纵观目前我国大学生态学教学实际,绝大部分教学内容仍以传统生态学基本理论为主,涉及生态学最新进展的内容甚少。这里我们并不是忽略生态学传统理论的重要性,而是认为传统生态学理论只能是现代生态学的重要组成部分,但并不是全部。现代生态学教学不仅要让学生掌握传统生态学理论知识,而且也要让学生了解和掌握应用生态学理论所带来的生态学的最新发展,同时也包括现代生态学研究所产生的一些新理论和新技术。只有系统掌握了现代生态学的各种理论知识,我们培养的生态学人才才能更好的满足现代社会发展的需要。
2.重视理论教学,实践教学薄弱。生态学是一门实践性很强的学科。但从目前生态学的教学实际来看,理论教学普遍比较受重视且发展较快,与之配套的实践教学环节却严重缺乏。长期以来,我国的生态学教学主要以课堂上的理论教学为主,涉及到实践环节的也都以课堂演示或语言描述的形式来完成,学生真正进入实践操作的机会很少。在这种教学模式下,课本上的生态学理论知识就是学生所要掌握的生态学的全部内容。由此产生的后果是显而易见的,学生对生态学知识理解比较肤浅,生态学专业素养和实践操作能力明显偏低,学生普遍缺乏生态学专业分析和解决问题的能力,生态学教学变成了名副其实的普通科普教育。近年来,随着人们对生态学教学的重视,生态学实践教学也得到了一定的发展。虽然如此,由于原有生态学实践教学基础条件十分薄弱,目前多数高校生态学实践教学主要以学生开展野外科学调研为主。因此,改善生态学实验和实践条件已经成为未来生态学教学发展和改革的重要方面之一。
3.偏重宏观领域的教学,微观层次理论很少涉及。我国多数高校生态学教学仍以生态学宏观领域理论为主,有关生态学微观层次理论很少涉及。在这种知识结构的影响下,学生和普通民众都认为生态学只是针对宏观领域的研究。其实,就生态学学科的诞生来看,在当时研究条件下,生态学的研究对象主要是针对生物所处的宏观生存环境。但这种对生态学的描述随着生态学研究的不断深入很快发生了本质的变化,特别在生态学与不同学科间实现有效交融,许多先进且精确的现代研究技术被应用于生态学研究以后。因此,现代生态学不仅是运用宏观手段对生物及其所处环境进行研究,同时,一些重要的微观研究手段,例如分子技术,在生态学研究中发挥着更大的作用,以此推动生态学向更深层次发展。就目前我国生态学教学现状来看,有关生态学微观领域知识的教学内容很少。究其原因,可能有以下几方面:一是相关专业教材严重缺乏。我国目前有关分子生态学的专业教材极少,只有部分教材在相关章节进行了简单的介绍。二是生态学实验条件的限制。在分子水平开展生态学的研究,需要先进的实验设备和高成本的实验经费投入,这些都是多数高校所不能具备的。
二、科学研究在生态学教学中的地位与作用
对环境生态学的理解范文2
环境生态学是20世纪70年代随着环境问题的出现而成长起来的一门新兴学科,在国内高等院校环境类专业几乎都有开设。环境生态学是环境科学与生态学相互交叉、相互融合而逐步形成的一门新兴的学科,涉及到植物学、动物学、微生物学、植保等学科,是生态学的应用学科之一[1]。同时,“环境生态学”为《环境规划》、《环境影响评价》等课程的学习,打下坚实的基础。因此,“环境生态学”课程建设在学科构建和人才培养中有着重要的作用。
1“环境生态学”课程建设存在的问题
1.1教材选择问题自1992年金岚主编的最早的《环境生态学》教材出版以来,经过几十年的发展,现有教材版本达十几个,总的来看,大多数是面向不具备生态学背景的专业编写的,生态学基础知识所占篇幅较大,适合林业院校非生态类的环境工程、资源环境类专业采用;而林业院校的环境科学专业开设有普通生态学或生态学基础课程,在修读“环境生态学”课程时,其内容有较多的重复,因此,该专业学生选择合适的教材有较大的困难。
1.2课程设置及教学内容重叠问题西南林业大学环境科学专业在大二开设《普通生态学》课程,大三开设《环境生态学》,由于环境生态学是生态学的分支学科,是随着人类环境问题的出现和变化、以及适应生态建设和资源利用需要而发展起来的科学体系,与生态学必然存在知识交叉、内容重复的现象。从教学内容来看,普通生态学的内容一般包括生物与环境、种群生态、群落生态、生态系统生态、景观生态、环境保护与可持续发展、生态风险评价与生态规划等内容[2-3];而环境生态学的内容一般包括生物与环境、生物种群特征及动态、生物群落特征及动态、生态系统生态学、生态系统服务、环境污染的监测与评价、受损生态系统的修复、生态工程、生态系统管理和可持续发展等内容[4-9]。不难看出,二者主要在环境、个体生态、种群生态、群落生态及生态系统生态等方面存在着大量内容的重叠。据不同版本教材内容统计,两门学科的内容交叉点达到了40%~70%,这种局面不利于建立优化的环境科学学科体系,也造成了教学时间和资源的浪费。
1.3教学手段、教学方法问题随着现代信息技术的发展,多媒体已普遍应用到课堂教学中,较传统的单一板书有其优势,如信息量增大、动态过程可再现等。但多媒体课件的表现形式也有不足之处,如大量使用相对浅白的图片,对学生的抽象思维活动可能会产生抑制作用[10]。诚然传统的粉笔授课形式已不能完全满足现代教学的需求,但也不应完全摒弃。据学生反馈,板书授课在强调细节(如公式推导)、思维跟随方面好于电脑。故建议依赖电脑教学的年轻教师增加些板书,善于粉笔授课的年长教师适当扩充些PPT。再者教学方法不够灵活,授课多为“授-受”单向式,对学生参与引导不充分,课堂上学生被动地接受知识,没有经过积极思考,课后很难提出问题,知识得不到升华,这种局面不利于学生思维的训练和能力的提高。教师应在教学过程中采用多种形式的教学方法,如“案例教学法”、“任务驱动法”[11]、“情景再现法”、“互动式多媒体”[12]等,根据学生的听课反应,设计一些开放式问题,引导学生参与课堂教学,激发学生的发言欲望,调动学生的学习积极性。如讲到“受损生态系统”问题,教师可以设计“同学们所在家乡有哪些生态破坏现象和环境受污染的案例”,学生发言后,归纳常见的受损生态系统类型。
1.4考核问题“环境生态学”课程考核主要问题是考试未能体现出课程性质。环境生态学在学科性质上是属于应用生态学,但在目前的考核中,这一性质没有得到充分体现。目前的考试还是比较注重学生理论知识的考核,对应用能力的考核则比较轻视。西南林业大学“环境生态学”课程分理论与实践2部分,理论部分考核采用“笔试”,实践部分考核依据“实习报告”。单一的考核方式容易导致学生平时不学习,期末大突击的现象,不利于学生掌握知识;“实习报告”存在同组内大同小异的现象,体现不出学生个体应用能力的差异,不利于学生实际技能的提高。
2优化“环境生态学”课程建设对策分析
2.1课程建设要有统领大纲“环境生态学”课程建设
要取得良好效果,首先要根据不同的专业特点和各专业的培养方案,制定有针对性的统领大纲,包括制定详细知识点的教学大纲、切实可行的教学计划和教学时数、教学内容优化体系、目标明确的考试大纲等教学文件。
2.2选择适宜教材环境生态学教材的选择是关系到教
学效果好坏的一个首要因素。教材选择的标准应当根据林业院校环境类专业自身的特点来确定。通过比较国内外环境生态学教材,一般来说,国内教材比较简练,但对生态环境问题的分析不够深入,国外教材对环境问题的分析比较深入,但信息量太大,条理性不强。故在实际教学过程中,将二者的优点进行有机结合。同时,基于环境科学专业具有生态学背景知识,在授课时可选择生态学内容精简的版本;当然有条件亦可建立教材建设制度,鼓励教师自编符合林业院校环境类专业的特色教材。
2.3改进教学方式,强化自主学习
2.3.1转变教育教学观念环境类专业本科《环境生态学》课程教学,主要目的是让学生应用生态学理论及方法去分析和解决实际问题,而不是专门研究环境生态学理论与方法。所以在教学过程中,“环境生态学”本科课程应当处理好理论与应用之间的关系,重点放在课程应用方面。另外在教与学的过程中,不能忽视的是,学生并不满足于课堂上有限的知识传授,学生本身对课程的理解差异很大,需要交流。我们的调查结果也说明了这一点:很多学生在大学4a中从来没有与专业课教师交流过,教师缺乏来自学生对教学效果的反馈,对教学效果的提高有很大影响。现代网络技术为师生之间的交流提供了理想的纽带[10],学生可以随时到授课教师的教学网站上浏览信息、查找辅导材料、提出问题或建议,教师对网站的维护更新过程中,需要收集整理大量的课外辅导材料,解答学生的问题,加强了师生之间的沟通,延伸了教学时空,同时也对自身业务水平的提高起到了促进作用。
2.3.2整合教学内容环境生态学经过30~40a的发展,基本确立了独立的学科框架。在教学内容上,“环境生态学”课程本科教学内容应以当前人们所面临的生态环境问题、人为干扰下自然环境的变化和生物体及群体对环境的响应,以及生态治理和生态修复为主要内容,以生态系统服务、管理、健康及评价理论作为有机补充,突出课程实际应用性,简化或摒弃生态学基础知识部分。对于不具有生态学背景的环境工程专业而言,可以在各个应用章节中穿插讲述生态学知识。
2.3.3加强实践教学,开展研究性学习实践教学是课程教学的一个重要环节,野外的生态环境考察是课堂教学和实际应用的有效结合,本课程选择滇池流域作为生态考察区域,在生态考察实践中,通过学生对入滇河流水质、西山周边采石场植被破坏和恢复情况的调查,把所学的理论知识运用到实际的生态环境评价中,使教学效果在实践中得到提升。也可针对教学中所涉及的重要理论与实践问题,设计成小型的研究课题,如针对受损生态系统的恢复技术理论,提出“××公路护坡及边坡生态恢复技术初探”。在研究性学习过程中,不仅加深了学生对环境生态学基础知识的理解,也加强了与实践的结合,使学生学会学习,学会思考,有助于培养具有创新精神和创新能力的高素质人才。
2.3.4营造学生参与式教学环境,强化学生自主学习环境生态学是应用性很强的学科,教师在授课过程中,应尽可能把相关内容组织成相应案例,以案例分析作为学生掌握知识的重要载体。通过教师对案例的深入分析及实际演示,调动学生的学习积极性,引导学生分组编制实际案例、进行课堂阐述或书写实践报告,不仅可以提高学生参与的积极性,增强学生自主学习的能力,提高学生掌握知识的水平,而且还能训练学生的表达能力等综合技能。
2.4改进考核方式
根据“环境生态学”课程性质和教学要求,灵活地选择多种方式进行考核,打破一张试卷定成绩的传统,并且将理论课程和实践课程分开考核。理论课程考核可分为2个阶段,即平时考核与期末考核,以平时考核为主。平时考核又可以采用分组口试、小组专题论文等形式,每个学生有不同分工,他们可以在小组中互相学习、讨论,这样既能轻松掌握考核的知识点,又能增加教学互动性,提高学生处理实际经济问题的能力和素质。期末考核则主要以教材基本知识、基本理论为主。由于学生平时能掌握相关知识点,期末考试不及格的现象也大大减少,又进一步提高了下届学生的学习积极性。实习课程考核也分2部分,即外业考核和内业考核。外业考核主要从学生的方案设计、方案实施、野外解决实际问题的能力方面进行打分。内业考核可以采用“实训单元模块”的方法[11],教师准备几套不同的实践内容,如浸蘸法模拟大气污染对植物的伤害、叶绿素含量的测定等,学生采取抽签的方法进入相应的教室,由教师与学生进行“一对一”的实践操作考核评分,加大对学生学习能力、实践技能等的考核力度,有助于形成知识、能力并重的教学模式。
对环境生态学的理解范文3
【关键词】 建构主义;抛锚式教学模式;生态学
生态学是研究生物和人与环境之间的相互关系、研究自然生态系统和人类生态系统的结构和功能的一门科学,它是大学资源与环境、环境科学、生态和生物等许多专业的必修课之一,也是其他很多专业的选修课。生态学的内容涉及到物理学、化学、数学、哲学、植物学、动物学、微生物学、遗传学、生物化学、进化生物学等多门学科及系统论、自组织理论、耗散结构理论等多种现代科学技术理论,研究范围广、学科间渗透大、应用范围宽,因此学生难以理解和接受。如何改革生态学课程教学以提高教学效果和教学质量,是我们当前亟待解决的问题。根据作者的教学经验,基于现代教学理念,结合生态学自身的特点,采用建构主义理论的抛锚式教学模式,对培养学生的自主性、主动性和积极性大有帮助,从而为全面提高当代大学生的生态环境保护意识、人文素质发挥重要作用,为培养21世纪高素质的创新人才提供了宽阔的环境生态基础知识平台和广阔的创新思维空间奠定了基础。
1 建构主义理论的内涵
建构主义是认知学习理论的一个重要分支,是心理学家对人类学习过程认知规律不断深入研究的结果,是学习理论中行为主义发展到认知主义以后的进一步发展。建构主义理论的内容很丰富,但其核心只用一句话就可以概括:以学生为中心,强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。建构主义认为,知识不是通过教师的直接传授得到的,而是通过学习者在一定的情境中借助教师和其他学习者的帮助,通过意义的主动建构而获取的。
2 建构主义理论的教学模式
基于建构主义学习理论的教学模式主要包括:支架式教学、随机进入教学和抛锚式教学等。支架式教学将复杂的学习任务分解,为学习者提供概念框架,这种框架中的概念有助于学习者对问题的进一步理解,从而将学习者的理解逐步引向深入。随机进入教学指学习者通过不同途径和方式进入相同教学内容的学习,从而获得对同一问题的多方位理解和认识。抛锚式教学将教学建立在真实事件和真实问题的基础上,也被称作问题性教学或实例式教学。
在建构主义理论的抛锚式教学模式中,“情境”“协作”“会话”“意义建构”是学习环境中的四大要素。为了促进学生对所学知识内容的意义建构,建构主义理论强调真实环境的创设和模拟,因此教学设计不仅要考虑教学目标,还要考虑有利于学生建构意义的情境创设问题,并把情境创设看作是教学设计的最重要内容之一。学习者对学习资料进行搜集与分析,提出假设与并进行验证、评价学习成果及建构最终的意义,这些学习过程都涉及协作,包括学生之间的相互协作,也包括教师与学生以及教师与教师之间的协作。在协作过程中,各学习小组成员之间通过会话来商讨、交流彼此的意见与学习成果,共同完成规定的学习任务。会话是协作过程中必不可少的环节,是达到意义建构的重要手段之一。意义建构是整个学习过程的最终目标。帮助学习者建构“意义”,就是要帮助学习者对当前学习内容所反映的事物的性质、规律以及该事物与其他事物之间的内在联系有较深刻的理解。
3 抛锚式教学模式指导下的生态学教学
根据抛锚式教学模式的指导思想和生态学的特点,生态学教学以实例牵引学生的好奇心,调动起学习的兴趣,使学生带着问题学,带着兴趣学,不拘泥于枯燥的原理,而是从实用角度出发,使学生掌握有关生态学的基本理论和基本知识,学会运用生态学的理论和方法观察、认识自然界、人类社会、生态破坏和环境污染等各种问题,培养学生的自主思维能力、自学能力和知识创造能力,从而全面提高当代大学生的综合素质和创新思维。
3.1 创设情境,激发学生学习的兴趣。近20年,由于人口剧增、环境污染日趋严重和资源枯竭日益突出,从而使得环境与发展已成为了国际社会普遍关注的热点问题。保护环境,实现人类社会可持续发展,也成为了全人类紧迫而又艰巨的任务,而生态学原理正是解开生态系统自然规律的钥匙。因此,在生态学教学中采用抛锚式教学模式可以使学生在完整真实的事件背景中产生学习的需要,教师针对教学内容设计出具有思考价值的问题情境,激起学生学习的兴趣,然后在此基础上提出问题,引导学生深入思考。
例如在比较生物的生殖对策时,首先引入近日网络上正热烈讨论的野生华南虎是否存在、野生华南虎照片真伪这一真实事件,由于当代大学生对网络上的热点事件较为关注,因此这一情境非常容易激发起学生的兴趣。然后教师提出问题,为何人们要建立自然保护区保护华南虎,但却不需要保护蝗虫;它们之间有什么区别?学生协商讨论发表自己的见解,教师做出点评并使问题深入化,进而提出问题,这两种生物生殖对策的本质区别在哪里?通过创设情境、提出问题,激发学生的学习兴趣,引导学生深入思考,进一步帮助学生建立学习目标。
生态学作为一门应用范围宽的正在蓬勃发展的前沿学科,其快速的发展和大量的应用实例为激发学生的兴趣提供了很多适合的情境,因此,教师要积极创设“问题情景”引导学生发现问题,质疑问题。这样不仅激起学生感知新知识、探求真理的欲望,而且使学生发展了求异思维、发散思维,突破思维定势,尝试从不同的角度、不同的方式、不同的层次深入思考问题,使学生的学习更主动、更深入。
3.2 创设良好的教学氛围,使学生自主学习、协作交流。在建构主义学习环境下,教师和学生的地位、作用和传统教学相比已发生很大变化。在传统的教学模式中,教师处于中心地位,教师按照自己的思维方式去组织教学,学生只是被动地接受,这种教学方式注重了知识的传授,却忽视了学生在学习过程中的主体地位。而自主学习不是由教师告诉学生应当如何去解决面临的问题,而是向学生提供解决该问题的线索。建构主义强调,每个学习者都有自己的经验,不同的学习者可以对某个问题形成不同的假设和推论,通过合作和沟通,学习者可以看到问题的不同侧面和解决途径,从而对知识产生新的理解。因此,教学中需要充分的交流,要激发学生主动探索、发问、讨论,教师对此进行提炼、概括和点评,帮助学生建立正确的思维方法和解决问题的信心。在学习的过程中,学生组成学习小组,通过讨论与交流加深对问题的理解,教师通过聆听讨论的进程指导和点拨学生,肯定并鼓励学生,从而加强教师与学生之间的协作、交流和知识的反馈。
随着我国经济建设的发展,对生态环境保护更加关注,因此,在生态学教学中可以通过热点性问题联系课程内容,例如,“如何运用生态学中物质循环和能量流动理论建立生态农业”;“怎样从生态学的观点出发评价和分析大型的经济建设活动对生态环境的影响”,“怎样应用生态学原理解决世界环境问题”等等。通过协作学习,让学生对于这些热点性问题展开讨论,不但促进学生知识的更新,使学生接近学科的前沿,教师同时介绍一些新知识的获取方法,使学生的自学能力有所加强。
3.3 意义建构,知识创新。意义建构是要“解决的”和“实际的”之间存在的不协调,建立新旧知识点之间的联系以及原有知识点之间建立的新联系,形成自己的认知结构。创新是意义建构的升华,是学习的最高境界。创新学习的过程是学习者对获取的信息进行批判,探寻其本质,实现对新知识的意义建构,并进行拓展、延伸、创新的过程,整个学习过程积极关注学生自我体验和个性张扬。
例如,在讲授种群适应对策时,首先设计一些知识性问题,如“为什么人一胎一般只生一个孩子,而鱼类一次可产卵数万个;为什么东北虎的体型比华南虎的大?”等等,从而引出种群适应对策的概念,并引导学生将适应对策分为不同的类型,进一步讨论形态适应对策、生理适应对策和生态适应对策的特征,最后由学生归纳知识点。在讨论过程中启发学生将所学的知识与自己身边的实际生活联系起来,促使学生完成知识的活化和迁移,最终实现真正的意义建构。
抛锚式教学将学习活动变成一种积极主动探索的过程,让学生自己发现问题,独立思考,主动地运用原有的知识结构去同化扩展和建立新的知识结构。教师要把课堂还给学生,让学生去自主学习、大胆探索、充分发挥学生的主动性。基于建构主义的抛锚式教学模式可以为学生提供广阔的创新思维空间,满足知识经济时代对高等教育人才培养提出的新要求。因此,在生态学教学中构建抛锚式教学模式具有相当大的实践意义。
参考文献
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对环境生态学的理解范文4
论文摘要:本文根据污染生态学研究现状讨论了污染生态学的研究内容:①研究在污染环境中生物受害原因以及与污染物的关系;②研究污染物在环境以及在生态系统、生物体内的化学行为、变化规律,即吸收、转化、富集、降解规律和生态效应;③研究生物净化机制与生物防治污染的措施;④研究生态系统承受污染物的负荷能力,确定生态系统的环境容量,预测环境质量的变化趋势。
一、引 言
人类社会进入20世纪之后,随着全球工业化的兴起,生产和生活的性质与规模较之以前发生了巨大的变化,而且这种变化以一种不可逆转的趋势正不断地向纵深发展。今天,人类强大的技术力量严重地影响和干扰着自然界的许多自然过程,如气候、植被、水分乃至与之有关或包含于其中的物质化学组分的交换、循环等。特别是目前这种影响常常直接或间接地导致影响或破坏人类生活的正常性与社会发展的持续性的可怕后果,这即是当今环境问题成为倍受全世界关注的热点的原因所在。
与其他学科的兴起和发展一样,为了研究和解决在生产、生活和社会发展过程中存在或出现的问题、探索人与环境关系方面的奥秘以及如何协调或控制这种关系,大约在20世纪中叶以来,一系列有关人类环境的新学科如雨后春笋般地出现和发展起来。而从自然循环、物质变化角度研究环境问题的学科目前发展起来的最主要的有以下几门:环境地球化学、污染生态学、环境化学和环境生物无机化学。这些学科都尚在形成发展中,其最主要特点是不同学科交叉,即用已有学科的理论、方法去解决已存在的或新出现的环境问题。
也是在20世纪下半叶,生态学有了重大发展和认识上的飞跃。[1~2]新的生态学建立在生命科学和地球科学的基础之上,成为介于社会科学和自然科学之间的一门特殊的学科,研究人口、资源、环境的关系。我国已故著名生态学家马世骏曾指出:“协调人类与自然的关系,改善人类的生态环境,应是现代生态学研究的主要方向。”人类与自然环境的最主要界面——地球表面存在和发生的一切现象及与生物的关系,[3]尤其是与人类的关系成了生态学研究的重点内容。[4]
“污染生态学”是环境科学的主要组成部分之一,并已成为生态学的一个重要分支。我国在20世纪90年代初,前国家教委就规定其为与环境化学、环境地球化学平行的本科环境科学专业必修专业课程,当时也曾提出了相应的研究任务和方向。然而,和其他任何新生事物一样,“污染生态学”本身在许多方面尚处于发展、充实、完善阶段,目前对之尚存在不同一的定义或认识,人们还尚未对它的对象、任务、研究范围等作出确切的规定。其实,晚一点作出这样的规定是好事,因为广义的环境科学也包括生态学,其涉及内容较广,学科交叉性很强,人们对它的理解不能不受到原先的专业知识范围、研究经验、兴趣及对环境生态问题的不同认识等因素的影响。也正是这种不同的理解和认识,会促使不同学者从不同角度各有侧重地去研究问题,由此可能会大大地丰富和充实这门新兴学科的内容,同时也促使人们以极大的热情和兴趣去研究和探索,以使其不断成熟、完善和更有效地为保护人类、保护环境、促进社会可持续发展服务。
目前,在国外能与“污染生态学”完全对应的词条尚很少见,最为接近的可能是“Pollution Science”或“The Science of the Pollution”,但是,就针对自然界生态环境污染问题的研究却突飞猛进、日新月异。这一点在科技杂志刊载内容方面体现的非常明显,尤其是一些重要刊物更是如此。如“Ecology”、“Environmental Science and Technology”、“Environmental Pollution”、“Environmental Research”、“Applied Geochemistry”、“the Science of the Total Environment”、“Aquatic Ecosystem Health & Management”、“Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology”、“Environmental Geochemistry and Health”、“Journal of Hazardous Materials”以及“Nature”、“Science”、“AMBIO”等刊物经常刊登大量的污染生态学研究成果。除此之外,有些污染生态学的研究成果也常常分散刊载于其它有关环境科学或生态学领域的期刊中。这些研究内容实际上已基本勾勒出了污染生态学研究内容的框架。笔者结合近年在上海交通大学讲授研究生“污染生态学”课程及科研实践中的学习心得和体会,就“污染生态学”研究内容做些浅显的讨论,与同行交流,希望大家指正。
二、污染生态学研究内容讨论
近年来不断进展的污染生态学研究和大量的研究工作其研究内容基本体现出了以下四个方面的特点:①研究在污染环境中生物受害原因以及与污染物的关系;②研究污染物在环境以及在生态系统、生物体内的化学行为、变化规律,即吸收、转化、富集、降解规律及生态效应;③研究生物净化机制和生物防治污染的措施;④研究生态系统承受污染物的负荷能力,确定生态系统的环境容量,预测环境质量的变化趋势。
1.污染环境中生物受害原因以及与污染
物的关系研究
污染物质之所以会对生物产生毒害是由于生物对这些有害物质的摄取与利用而引起的。环境一旦被污染,生存于其中的生物即会自觉不自觉地摄取和吸收污染物质,当这些物质的量在生物体内超过生物机体本身的承受或转化(无害化转化)极限时,污染物质在生物体内的毒害作用即发生了。不同的污染物质其体现出的效果往往区别很大,而自然环境中常常是多种生物并存和多种污染物质同时存在的。查明生物受害原因和明确厘定具体致害物质及致害物质间的相互作用是污染研究的关键所在,这些问题在实际情况中常常非常复杂。环境中生物受害原因以及与污染物的关系研究是污染生态学研究的最重要内容之一,是污染生态学研究的起点和基础,同时也是目前的一个热门研究领域。
2.污染物在环境以及在生态系统、生物体内的化学行为、变化规律,即吸收、转化、富集、降解规律及生态效应研究。
污染物一旦进入环境或生态系统、生物体内,在新的物理化学条件下便会发生一系列作用和产生相应后果。在此过程中,污染物的化学习性、系统的物理化学条件是制约因素。因此,生物对污染物从摄取到进入体内的一系列生化作用及过程的每一个环节都对最终的毒害效果产生重要影响。如摄取、输送、吸收、浓缩、转化、富集、降解和排泄等各种作用和过程。它们是研究生物在污染环境中受害机理的最基本内容。这些作用和过程对不同生物不尽一致,因而相同的污染物质对不同的生物群体常常体现出不同的生态效果。因此,这项内容是认识元素在生物体内的化学行为和运动规律,即元素在生物体内的分布、功能、运动循环机理和生物对元素的需求与中毒等基本原理的关键,对阐明污染生态环境的生态效果起着不可取代的作用。不同的生态系统常常有不同的污染特点,如大气环境、水环境、土壤环境和生物系统间同一污染物质各自分别有不同的生态环境效果。自然界大气、水、土壤、生物体系又都不停地与生物进行着物质交换循环。在各种方式的交换循环中污染物质会体现出各自的毒害效果。生态环境污染生态效应研究是污染生态学的主体内容,是一个广阔的研究领域。[5]
3.生物净化机制和生物防治污染的措施研究
生物对污染物的抵御能力体现在生态效应上即为净化功能,这项功能因生物种类不同而差别很大。生物净化机制研究一方面是制定环境容量的重要依据,另一方面可用于污染防治。这是目前污染治理研究领域的一个重要方向。许多生物特别是微生物具有独特的环境净化功能,常常会起到其它人工措施难以起到的作用。因此,生物净化机制和生物防治污染的措施研究是污染生态学环境对策的重要内容,对确定环境容量和治理、预防污染具有重要意义,是一个崭新的、前景无限光明的领域。[6]
4.生态系统承受污染物的负荷能力研究
生态系统对污染物的自然净化能力是污染研究的重要内容,也是治理预防污染的主要参考条件。对生态系统的污染负荷能力或环境容量进行研究,以及对为促使人为污染物不超过其负荷能力或容量的相应政策措施进行研究是污染生态学的基本内容之一。生物机体本身及人的主观能动作用对环境中有毒物质或污染的抵御能力和对策研究是目前一个充满兴趣而又具重要现实意义的课题。[7~8]
三、结 语
从学科史角度看,污染生态学尚处于初期发展阶段。据目前本领域研究状况,本文将其研究内容归纳如下:①研究在污染环境中生物受害原因以及与污染物的关系;②研究污染物在环境以及在生态系统、生物体内的化学行为、变化规律,即吸收、转化、富集、降解规律和生态效应;③研究生物净化机制和生物防治污染的措施;④研究生态系统承受污染物的负荷能力,以确定生态系统的环境容量,预测环境质量的变化趋势。
上述污染生态学的研究内容是作者学习污染生态学的体会,同任何一门新学科一样,需要在实践中不断地得到补充和修正。
参考文献
1 Ronald S. Oremland1, John F. Stolz. The Ecology of Arsenic [J]. Science, 2003, 300(5621): 939~944
2 Begon M., harper J.L., Townsend C.R. Ecology-inpiduals populations and communities[M]. 3rd Edn. Oxford: Blackwell Science, 1996
3 Lindstrom E.R., andren H., Angelstam P., Cederlund G. Disease reveals the predator[J]. Ecology, 1994(75): 1042~1049
4 孙铁珩、周启星、李培军. 污染生态学[M].北京:科学出版社,2001
5 Nebel B.J., Wright R.T., Environmental Science. 5th Edn. New Jersey: Simon & Schuster, 1996
6 Suhonen J. Predation risk influences the use of foraging sites by tits[J]. Ecology, 1993(74): 1174~1203
对环境生态学的理解范文5
文学生态学一词最早出自美国联合学院研究生院教授约瑟夫•米克在七十年代出版的专著《生存的喜剧:文学生态学研究》中。这次十分有影响的跨学科交叉尝试,与他个人的教育环境背景有密不可分的关系。生态学是通过对自然的观察、分析和概括而得出的结论,是研究有机世界与无机世界之间相互关联的科学,是研究生物与环境之间相互关系及其作用机理的科学;文学则是以语言文字为工具形象地反映客观现实,形象地描述人与自然、人与人、人与人社会之间的关系。创作感直接来自于作者的想象,是对大千世界万物的感悟、思考和反思。在这个意义层面上,科学和文学之间存在着可以调和的前提基础:科学视角意味着逻辑和证实,对自然做自由充分的观察和研究,作家的文字同样折射和反映隐含某种逻辑的内在联系,并付诸想象中的真实再现。生态学作为一门自然科学,与文学及文学批评虽然方法迥异、角度不同,但仍然存在可以相互沟通和共通的可能性。其在所包含的现实关系中,生态学与文学及其批评明显存在着深入的交叉重叠和渗透。从广义上说,生态学与文学之间在社会、历史、伦理和时空,甚至在形而上学等层面上都存在着许多共通之处。它们都将面临同样的问题,尤其是,它们所面对的人与自然关系上出现的所有问题,都必然被涉入共同的政治、经济、文化、生态等背景之中。
2.文学与生态学的独特建构
从文学与生态学结合的视角对文学生态学的概念、模式、诗学生态系统、文本重读的策略以及文学生态学可能走向的价值建构进行了初步的探索。在本论文的最后,笔者将简单概述在生态批评潮流中脱颖而出的文学生态学的独特建构、文学生态学的研究视域以及文学生态学的局限。生态批评与其说是一种方法论,毋宁说是一个潮流或一场运动。文学生态学则是这个潮流或运动中涌现出来的具有建设意义的学科。格罗特菲尔蒂在1998年主编的《生态批评读本:文学生态学的里程碑》中将生态批评界定为“简单地说,生态批评是对文学与物质环境的研究。…生态批评采取地球中心的方法进行文学研究”。这是一个宽泛的包罗万象的定义,宽泛本身意味着这是一场运动,而且不断扩大、延伸的运动。生态批评运动从呼唤环境意识肇始至今,己经进入了第二阶段的学科发展阶段。其话语范围不断扩大,建构方向日渐明晰。
3.文学与生态学的项目融合
对环境生态学的理解范文6
关键词:野外实践;多媒体教学;生态文明建设;参与科学研究
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)03-0136-02
生态学是研究生物之间以及生物和环境之间相互关系的科学,是一门应用面广且应用性较强的综合性学科。生态学研究对象广泛,包括从分子、个体、种群、群落、生态系统到景观乃至全球等各个层次,涉及多个分支学科。同时生态学与其他相关学科交叉和相互渗透,又形成了生理生态学、生态经济学等交叉学科,其基本原理和方法在自然科学和社会科学领域都得到了广泛应用。近年来,在人类追求物质文明的同时,也带来了一系列生态环境问题,特别是全球气候变暖、臭氧层破坏、酸雨、水土流失、生态系统退化、生物多样性减少、生物入侵以及有害污染物质等问题,正严重威胁着人类的生存和发展。党的十报告首次将生态文明建设提到前所未有的战略高度,就是为了遵循可持续发展原则,统筹人与自然的和谐发展,把发展与生态环境保护紧密联系起来。因此在现阶段对生态学的研究、教学和科学普及过程中更应该得到我们的重视。可以说,生态学已经成为我国高等院校环境科学、生物科学、地理科学以及农学等相关专业的必修或选修课程,然而传统的教学方法使得教学过程过于理论化、抽象化,影响了部分学生学习该门课程的积极性,因此探讨生态学教学策略有利于更好地传授生态学的基本原理和方法并可以培养学生在面对实际生态环境问题时分析问题解决问题的能力,对于生态文明建设具有重要意义。
一、概念图教学
概念图最早在20世纪60年代由美国康奈尔大学诺瓦克教授(Joseph D. Novak)等人提出,是用概念、连接以及表示概念间关系的连接词来组织和表征知识的工具,主要包括节点、连线、连接词和层级结构等四个基本要素。将概念图引入到生态学教学中,能够帮助学生组织和构建知识框架,使知识概括化、网络化、显性化、可视化,从而提高教学效果。首先,概念图作为一种重要的教学工具和策略,可以建立章节间的内在联系。种群、群落和生态系统及其与环境的相互关系是经典生态学的核心内容,也是本科生态学教学的重点内容之一,这部分出现的一系列概念,如:个体、种群、群落、生态系统、景观等,学生往往不容易把它们的从属关系弄清楚。另外,理清错综复杂的种内关系(种内竞争、社会行为等)和种间关系(竞争、捕食、寄生、共生等)也是生态学教学的难点内容。因此,在教学中可以先让学生尝试构建概念图,然后师生共同讨论,对其进一步补充和完善,这样学生可以以概念图的形式学习概念之间的同异和内在联系,使得知识层次清晰、结构性强,达到知识的总结和归纳效果,利于提高学习效率,也增强了教学过程中的师生互动性。其次,利用概念图进行对比复习,利于区分易混淆的概念。生态学教学中涉及到很多基本概念和定义,其中有不少容易混淆的概念,如:生境、栖息地、生态位、领域等。在教学过程中引导学生利用概念图对几个概念进行对比,用线段或箭头连接各概念,并逐一分析线段两端概念之间的关系,明确彼此之间的相同点和不同点,十分利于改变学生的认知方式,从而培养学生的创造性思维。另外,概念图在生态学前沿领域研究中也发挥着重大作用,概念图可以帮助建立探究的思维模型,并通过探究过程形成新的科学认知图式。
二、互动式教学
顾名思义,互动式教学就是在教师和学生之间,通过积极参与、互相感应、共同促进的双向沟通方式来进行授课。传统的教学法通常是教师单方讲解,学生被动接受,这使得课堂气氛沉闷,提不起学生的学习兴趣,教师授课的激情和教学效果都受到影响。互动式教学可以转换师生角色,大大提高学生的积极性,恰可以弥补传统教学法的不足。例如让学生参与授课,选择自己比较感兴趣的知识点,经过一定时间的学习、消化和课件准备,再讲授给其他学生,最后由教师补充和评论。虽然学生只讲授几十分钟的课程,但整个过程他们需要到图书馆查阅大量资料,深入地理解分析并严密组织语言,这样可以大大扩展学生的知识面,调动他们主动学习的潜能。目前,我国面临的一些生态环境问题如雾霾、水污染、土地功能退化和生物多样性丧失等,正严重威胁着人类的生存和发展,让学生选取身边发生的生态环境问题案例,搜集文字和图片资料,从成因、造成的后果以及解决方案等几个方面向大家详细讲解,不仅可以加深学生对该问题的理解,还能提高他们的生态文明意识,起到科普和宣传的作用。
另外,教师确定主题,组织学生展开讨论也是互动式教学的一种较好的方法,各种知识、想法、观点可以在学生和教师之间自由地交流,在讨论过程中学生对问题的理解和思维方式可以及时反馈给教师,使教师在今后的授课中针对性更强,学生也可以了解其他同学的思想,开拓自己的视野和思路,使得自己的知识结构更加完整充实。
三、现代教育技术
随着现代科学技术水平的不断提高,教学方式也在逐步多元化,并对生态学教学产生越来越深刻的影响。过去的黑板和投影等传统的教学形式正逐步被数字化的教材、图片和视频等多媒体教学所取代。多媒体技术图文并茂、声像俱佳,使学生置身于音像和语音中进行直观学习,大大增强了他们对复杂生态过程的理解和感受,全方位地调动他们的情绪和注意力。例如,在讲授生物与环境这一章节中生物对低温的适应知识点时,教师可以选取美国“Discovery”纪录片中“北极曝光”的视频片段,在没有任何防护措施的情况下,普通人在北极的极端低温下将会在十几分钟内死亡,然而北极熊却能够在冰面生活并在冰冷的海水中畅游。视频中用模拟图解的方式讲述了北极熊身体表面具有几十厘米厚的脂肪层和保暖的毛发,重点指出北极熊的毛不是白色而是透明色,这样更容易保持身体热量。在运动发热时,北极熊甚至需要在冰面上打滚来使身体降温。几分钟的短片可以大大活跃理论课堂的学习气氛,使学生们对知识点的印象十分深刻。诚然,多媒体教学具有许多优势,如信息量大、显示内容生动及节省板书时间等,但是也具有一定的局限性,如多媒体相对浅白的图片表现形式可能会对抽象思维活动产生抑制作用。因此教师不能完全摒弃传统的教学手段,而要将传统与现代教学手段有机结合,不过分依赖多媒体课件,让学生跟着老师的思路走,进而提高他们的逻辑思维能力。
四、野外实践教学
生态学作为当今发展最快、影响人类生活最广泛的自然科学,实践性是其最重要的特征。生态过程的认知很大程度上依赖于对生物群落和生态因子相互作用的实地观测,开展生态环境保护的对象也通常是自然生态系统或野生动植物,因此野外实习是生态学教学中必不可少的基本内容。现阶段我们的本科学生绝大部分是九零后,无论是来自农村还是城市,都缺乏生活经历和生产实践经验,对生态学现象缺乏感性认识。生态学实践教学有利于学生将书本所学的基础理论知识与实际方法结合起来,培养他们的动手能力和野外工作技能,同时也可以培养他们艰苦奋斗和团结协作的精神。教师可利用校园绿化或森林公园等场所设置实验,带领学生学习野外调查植物群落的方法,如测定乔木和灌木的高度、胸径和冠幅估算生物量,在草地上划定样方调查草本植物多度、盖度、频度等。野外实践教学也可以重点关注本地区和学生周边的生态问题,如化肥农药的过量施用、大气和水污染、生物入侵和极端气候等对生态系统产生的影响。生态学实验中,由于各种环境条件控制极其复杂,生物对环境反应的敏感性也不尽相同,实验往往会出现差异性的结果。因此要让学生树立不能简单地用“成功”或“失败”来衡量实验结果的意识,只要严格按照正确方法实验,最大可能消除仪器和人为误差的影响,运用正确的统计方法分析数据,其实验结果就是可信的。在野外实践教学中,可以将学生们分成若干小组,学生之间互相协调互相帮助,以小组为单位共同完成实验。在这个过程中,学生可以充分认识他人的长处和自身的不足,利于培养团结协作精神,为未来走向工作岗位打好基础。
五、参与科研项目