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

[摘 要] 生态学课程是生命科学和生物技术专业本科生的专业基础课和专业课，也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。为弥补课堂课时的不足，增强学生学习兴趣，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

[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;2016年度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）

[作者简介] 何 岚（1982—），女，湖南邵阳人，博士，新疆师范大学生命科学学院副教授，主要从事生命科学和生物技术研究;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副教授（通信作者），主要从事生态学研究。

[中图分类号] G624.41 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）04-0156-04 [收稿日期] 2021-05-26

一、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，因此需要学生有各方面的知识储备。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。

为了更好地开展教学活动，笔者通过问卷星，就课时、教学方式、教学内容等方面进行问卷随机调查，总共有40位学生参与。结果显示，15%的学生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，如果教师在课堂上讲解所有知识点，会因为课时不足影响教学进度。为了照顾不同知识水平的学生，教师在上课过程中为了将某个知识点讲解透彻，往往是详细介绍重点知识，因课时的原因，将有些知识点留给学生自学。有些学生能独立按时完成，有些学生则没有重视课后自学，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，是亟待解决的重要问题。

二、生态学课程制作微课的必要性

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信息技术整合教学资源，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，又弥补了课堂课时的不足。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，且有声音解读，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%的学生认为有必要设置生态学微课，其中22.5%的学生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，学生对重点知识、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，也可参照这几个标准制作。关于微课设置的时间，85%的学生倾向于短时间的微课，其中55%的学生认为5分钟左右更合适（图4）。

三、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出版，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、学习状态等实际进行调整。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，我们选取一些重要的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。设置的微课如表1所示，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：通过有趣的图片和教师讲解，学生掌握生态因子會影响生物，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20米即没有红外光辐射，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，最深可达200米[2]。预期效果：学生掌握水体植物分层现象的形成原因。

3.第三章物質环境。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的？我国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，如松树线虫、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。

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：了解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，以及秃鹫等脊椎动物。仍然以“鲸落”为例，介绍几种典型的分解者是如何发挥分解作用的。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、各组成部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：学生可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。

四、生态学微课在教学中应用的思考

以上微课内容设置时长均为5分钟，时间过长可能使学生产生疲劳，增加课外学习的负担，有可能影响教学效果。本次探索仅选择十个章节的内容作为微课内容，一方面是因为过多的微课增加了教师的制作负担，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，过多的微课一定程度上增加了学生的课外负担，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，则会失去微课的作用，浪费教师的资源。因此，按照前期的教学情况，目前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。总之，本团队希望通过精心设置微课，提升教师的教学技能，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。