周志勇 侯繼華 張春雨 康峰峰

(北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，北京 100083)

2012年“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念在我國社會悄然興起；2015年《關(guān)于以“互聯(lián)網(wǎng)+”為驅(qū)動，推進我國經(jīng)濟社會創(chuàng)新發(fā)展的建議》兩會議案誕生，同年7月，國務(wù)院又頒布了《關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》，并提出到2025年建成較為完善的“互聯(lián)網(wǎng)+”產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系[1]。“互聯(lián)網(wǎng)+”就是互聯(lián)網(wǎng)+各行各業(yè)，但又不是簡單的相加，而是通過跨界整合各種社會資源實現(xiàn)1+1>2的效果。近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”已成為新世紀我國社會綜合實力增長的新引擎。

目前，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”背景，許多高校在課程教學(xué)實踐中積極引入云計算、VR(虛擬現(xiàn)實)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，教師開始用互聯(lián)網(wǎng)思維去分析教學(xué)過程中遇到的各種問題[2]。“互聯(lián)網(wǎng)+”不僅推動了教育理念的革新、教育資源的共享，也驅(qū)動了教育方法的變革，產(chǎn)生了慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂和雨課堂等一系列新的教學(xué)形式，對傳統(tǒng)的教學(xué)方法產(chǎn)生了極大的沖擊。而對于一些受眾面相對狹窄的專業(yè)基礎(chǔ)課程，如農(nóng)林業(yè)院校中的“森林生態(tài)學(xué)”，如何應(yīng)對“互聯(lián)網(wǎng)+”帶來的挑戰(zhàn)，是任課教師急需解決的問題。

一、“森林生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)現(xiàn)狀

森林生態(tài)學(xué)是研究森林群落與環(huán)境及其相互關(guān)系的科學(xué)，在學(xué)科劃分上是生態(tài)學(xué)科下屬的二級學(xué)科?！吧稚鷳B(tài)學(xué)”是北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)專業(yè)本科生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，通過學(xué)習(xí)該課程，讓學(xué)生掌握森林生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的基本概念和理論，學(xué)會用生態(tài)學(xué)的觀點分析森林群落的動態(tài)變化過程。該課程最初采用的教材沿承了前蘇聯(lián)的《森林學(xué)》[3]，現(xiàn)在使用的教材是由李俊清教授主編的《森林生態(tài)學(xué)》(第三版)[4]，它的知識體系是參照歐美經(jīng)典生態(tài)學(xué)理論進行架構(gòu)的?！吧稚鷳B(tài)學(xué)”課程開課時間為大二上學(xué)期，課堂講授為48學(xué)時，其中2學(xué)時介紹森林生態(tài)學(xué)的誕生歷程及其發(fā)展趨勢，2學(xué)時以專題講座的形式介紹國內(nèi)外生態(tài)學(xué)的最新研究進展，余下的學(xué)時則按生態(tài)學(xué)的組織層次，分別介紹生物與環(huán)境、森林種群生態(tài)學(xué)、森林群落生態(tài)學(xué)、森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)等內(nèi)容。與課堂學(xué)習(xí)相對應(yīng)的實踐訓(xùn)練則與其他相關(guān)專業(yè)課程如“植物學(xué)”“森林經(jīng)理”“森林有害生物控制”等一起并入綜合大實習(xí)環(huán)節(jié)[5]。

二、“森林生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)存在的問題

(一)課程教學(xué)內(nèi)容更新落后于學(xué)科發(fā)展

“森林生態(tài)學(xué)”課程經(jīng)過50余年的建設(shè)和發(fā)展[6]，已經(jīng)形成了相對穩(wěn)定的理論知識體系。在相當長的時間里，后人也只是在其基本理論框架內(nèi)，針對某些熱點問題進行深入研究，鮮有重大理論的突破。同時，由于森林生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的研究需要較長的周期，即使有了新的成果，也很難及時地納入教材，這就造成了課程教材內(nèi)容滯后于實際科研的進展。

(二)課堂教學(xué)形式單一

改革教學(xué)方法和手段，提升教學(xué)效果一直是高校教學(xué)改革的重要內(nèi)容。雖然目前多媒體教學(xué)已在各高校中普及，但在具體的教學(xué)活動中，多媒體也只是用來進行教學(xué)課件的展示，偶爾配以短視頻播放，在大部分教學(xué)時間里還是以教師的口頭講述為主。這種“你說我聽”式的傳統(tǒng)教學(xué)方法已無法引起學(xué)生的聽課興趣，尤其是教師在進行專業(yè)理論講授時，課堂氣氛就越發(fā)顯得沉悶無趣。

(三)學(xué)生參與教學(xué)活動的積極性不高

在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)活動中，教師仍占據(jù)主體地位，課堂教學(xué)仍以教師對理論知識的闡釋為主，教師牢牢把握著課程的進度。即使其間會有互動環(huán)節(jié)，也往往以教師針對某一問題以點名提問的形式進行，如此生硬的問答式互動，難以激發(fā)學(xué)生的探究熱情。

(四)對學(xué)生學(xué)習(xí)的過程性考核有待完善

“森林生態(tài)學(xué)”課程考核采取以期末試卷考試為主的方式，雖然把期末考試成績和平時成績設(shè)置為7：3的比例，但由于平時考核主要側(cè)重于課堂考勤，所以學(xué)生平時的學(xué)習(xí)效果很難在期末成績上反映出來。期末試卷考核的是學(xué)生對知識的再現(xiàn)能力，無法體現(xiàn)學(xué)生對理論知識的運用能力。

三、“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下“森林生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)改進措施

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，學(xué)生對知識的獲取和教師對知識的傳授不再局限于教材和課堂，互聯(lián)網(wǎng)和通訊技術(shù)的快速發(fā)展為廣大學(xué)習(xí)者提供了豐富的教育資源和平臺。被稱作“網(wǎng)絡(luò)原住民”[7]的2000年后出生的大學(xué)生，他們在成長過程中見證了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐步升級和信息化產(chǎn)品的更新?lián)Q代，所以他們對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和信息資源具有靈敏的嗅覺和探知能力。通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，他們能夠快速準確地攫取新知識，這就對教師傳統(tǒng)的“傳道、授業(yè)、解惑”的權(quán)威角色提出了挑戰(zhàn)。所以，在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，大學(xué)教育需要對課程教學(xué)進行全方位的變革，只有這樣才能承擔(dān)起為社會培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重大使命。

(一)借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源豐富課程教學(xué)內(nèi)容

傳統(tǒng)的“森林生態(tài)學(xué)”課程使用的教材內(nèi)容已經(jīng)滯后于學(xué)科的實際發(fā)展，教材缺少對熱點科學(xué)問題及學(xué)科研究最新進展的介紹。針對此問題，筆者以“森林生態(tài)學(xué)”課程教材的基本理論為導(dǎo)向，借助互聯(lián)網(wǎng)平臺，廣泛搜集與學(xué)科有關(guān)的最新案例，形象闡述最新案例所蘊含的生態(tài)學(xué)理論的內(nèi)涵。這些案例既可以來自《Science》《Nature》《Ecology》等國際一流期刊的學(xué)術(shù)文章，也可以是國際知名機構(gòu)如聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會發(fā)布的評估報告，或者是針對某些最新的科學(xué)問題拍攝的視頻資料。有了這些網(wǎng)絡(luò)實時資料的支撐，“森林生態(tài)學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容變得更加豐富、充實且緊跟學(xué)科的最新進展，既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，又開拓了學(xué)生的專業(yè)視野。

例如，筆者在講授森林物質(zhì)環(huán)境中大氣環(huán)境變化的章節(jié)時，教材主要介紹的是大氣中溫室氣體含量的變化，如果僅僅按照教材對大氣的化學(xué)成分或氣體組成按部就班地進行介紹，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，因為這些知識點在他們中學(xué)時就有所接觸，同時由于這類問題的社會關(guān)注度比較高，他們也很容易從網(wǎng)絡(luò)、電視、報刊以及自媒體等多種渠道獲得相關(guān)信息?；诖?，筆者就在課堂之外多下功夫，針對具體的知識點，查找有關(guān)氣候變暖對溫室氣體排放的影響。首先從“優(yōu)酷”“愛奇藝”等網(wǎng)站上下載了有關(guān)氣溫升高后高緯度永久凍土和北極冰川融化時甲烷排放增多的視頻資料，在課堂上讓學(xué)生觀看，分析這兩種氣體溫室效應(yīng)的差異，這樣學(xué)生對大氣組成的變化對氣候產(chǎn)生的影響就會有了直觀、清晰的認知。然后，筆者又輔以2018年秋季聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會發(fā)布的《全球1.5℃增暖》特別報告，以佐證地球正在經(jīng)歷全球變暖的過程，這已是個不爭的事實。

為了讓學(xué)生能以全新的視角學(xué)習(xí)“森林生態(tài)學(xué)”課程知識，課程教學(xué)內(nèi)容還要與社會實際相結(jié)合，用當前社會的時事性案例來解析“森林生態(tài)學(xué)”的知識點。例如引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)森林環(huán)境的公益性、森林生態(tài)系統(tǒng)對大氣和水的調(diào)控作用，來講授為什么“綠水青山就是金山銀山”，使課程教學(xué)內(nèi)容更具有時代感。

(二)通過構(gòu)建教學(xué)共同體創(chuàng)新課堂教學(xué)模式

傳統(tǒng)的“森林生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)是由一位教師在48個學(xué)時內(nèi)講授完所有的課程內(nèi)容，而任課教師的研究方向只局限在較為固定的知識領(lǐng)域，且教學(xué)形式單一，這樣的教學(xué)難以滿足現(xiàn)階段學(xué)生“個性化學(xué)習(xí)”的需求。所以，在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，各高?？梢圆扇?gòu)建教學(xué)共同體的方式，來應(yīng)對學(xué)生“個性化學(xué)習(xí)”的需求。

開放與包容的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)弱化了高校與社會、高校與高校以及不同行業(yè)間的壁壘，可以把各行各業(yè)的力量緊密聯(lián)系起來，為教學(xué)共同體的構(gòu)建創(chuàng)造了條件。例如，同一所高校相關(guān)學(xué)科的教師可以組織成為一個教學(xué)共同體，由不同的教師分章節(jié)承擔(dān)授課任務(wù)。以北京林業(yè)大學(xué)生態(tài)學(xué)科為例，該學(xué)科目前有專職教師24人，分屬于森林生態(tài)、生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營與管理、生物多樣性保護與恢復(fù)3個二級學(xué)科，教師們具有全球變化、生物入侵、森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)等不同的研究方向。在進行教學(xué)任務(wù)分配時，學(xué)院根據(jù)每位教師的研究方向進行教學(xué)分配：從事生物多樣性保護研究的教師可以講授生態(tài)廊道的建設(shè)和作用，從事生物入侵研究的教師可以講解種群動態(tài)和種間的相互作用，從事分子生態(tài)學(xué)研究的教師可以講授物種的遺傳與進化等。這樣既可以提高課堂教學(xué)內(nèi)容的深度，也可以讓學(xué)生體驗不同教師的教學(xué)風(fēng)格，滿足不同學(xué)生的個性化需求。

同時，教學(xué)共同體的構(gòu)建不僅突破了學(xué)院、學(xué)校的界限，而且還可以借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)把國內(nèi)從事森林生態(tài)學(xué)研究的相關(guān)單位的專家聯(lián)系起來，組建一個大的教學(xué)共同體，既可以極大豐富課程的教學(xué)資源，還能增強課程教學(xué)的師資力量。

(三)通過多種教學(xué)方法相結(jié)合增強學(xué)生的教學(xué)主體性地位

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)催生了慕課、微課、雨課堂和翻轉(zhuǎn)課堂等一系列新的教學(xué)形式[8]，模糊了教與學(xué)的界限，也激發(fā)了我國教育界對傳統(tǒng)教學(xué)方式進行改革的熱情。慕課是massive open online courses的音譯，意為大規(guī)模在線開放課程。慕課一經(jīng)出現(xiàn)，即刻受到世界各大高校的重視，紛紛推出各自的在線開放課程。比較知名的有斯坦福大學(xué)的Udacity和Coursera、麻省理工學(xué)院的edX、清華大學(xué)的“學(xué)堂在線”等，目前在線開放課程已經(jīng)發(fā)展到慕課4.0階段[9]。慕課的引入對我國教育資源配置、教學(xué)形式以及教師素質(zhì)提升等都帶來了促進的作用。

例如，教師針對某一知識點作的一個10分鐘左右的微課以及“先學(xué)后教”代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“先教后學(xué)”的翻轉(zhuǎn)課堂等，都顛覆了知識的傳授方式和學(xué)生對知識的內(nèi)化過程[10]。以“森林生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)為例，教材的前幾章是有關(guān)能量環(huán)境、物質(zhì)環(huán)境的知識點，因為不涉及深奧的生態(tài)學(xué)機理，學(xué)生學(xué)習(xí)起來毫無壓力。對這部分內(nèi)容，就可以讓學(xué)生充分利用慕課資源，在課下完成相關(guān)知識點的學(xué)習(xí)，之后在課堂上根據(jù)擬定的科學(xué)問題，開展小組討論，每個學(xué)生都要積極發(fā)表個人觀點，教師只充當課堂教學(xué)的引導(dǎo)者和組織者，學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主導(dǎo)者。而在講授有關(guān)種群動態(tài)模型以及種間競爭模型時，由于涉及復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)公式和生態(tài)學(xué)理論，這就需要教師發(fā)揮課堂的主體講授作用，師生面對面?zhèn)魇谥R所烘托的課堂氣氛是在慕課學(xué)習(xí)中所感受不到的；在講授有關(guān)森林群落的演替內(nèi)容時，既要涉及環(huán)境的演變，也要涉及種群間的相互作用，僅憑PPT圖片展示和教師的文字描述是難以向?qū)W生解釋清楚其內(nèi)部驅(qū)動力機理的，這時教師可借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VR)，利用計算仿真系統(tǒng)，模擬群落演替的過程，讓學(xué)生在三維動態(tài)視景中直觀體驗森林群落的變化與環(huán)境的相互作用。這種教學(xué)方式打破了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的沉悶，極大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

(四)利用網(wǎng)絡(luò)后臺數(shù)據(jù)分析技術(shù)對學(xué)生的學(xué)習(xí)進行有針對性的指導(dǎo)

如同在沙灘上行走會留下腳印一樣，學(xué)生注冊成為網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)用戶后，每次登陸教學(xué)資源平臺就會在網(wǎng)絡(luò)空間中留下其學(xué)習(xí)的軌跡，如開始和結(jié)束學(xué)習(xí)的時間、學(xué)習(xí)過程的時長等。而教師可以利用不同分析系統(tǒng)，如android自帶的httpclient程序以及通過ajax來獲取html頁面的訪問數(shù)據(jù)等，分析學(xué)生學(xué)習(xí)的基本情況，這樣任課教師可以及時了解每一位學(xué)生平時的學(xué)習(xí)情況，并對其進行有針對性的指導(dǎo)。

除了后臺數(shù)據(jù)追蹤，教師還可以通過微信群、QQ群等及時關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)進度，并針對具體的知識點設(shè)定相關(guān)探索問題，讓大家在課后通過交流群進行搶答。對那些積極參與的學(xué)生教師會適時給予表揚，讓學(xué)生感受到即使是在課后進行相關(guān)知識的自主學(xué)習(xí)，教師也是時刻陪伴在身邊，這樣能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)習(xí)效率。

四、“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下“森林生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)改革的成效

(一)學(xué)生的主體性得到加強

筆者在2018至2019學(xué)年第一學(xué)期承擔(dān)了林學(xué)專業(yè)2017級(1)班和(2)班的“森林生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)任務(wù)，并基于“互聯(lián)網(wǎng)+”背景，針對生物與環(huán)境一章的內(nèi)容，嘗試了翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法。

筆者首先將學(xué)生分為12～15個小組，在課后準備相關(guān)知識點的講解資料，之后由每個小組推薦1～2位學(xué)生在課上對知識點進行講解。為保證課程教學(xué)進度，每次課上進行講解的學(xué)生不超過5位。最后，由教師對每位學(xué)生的講解進行評價和總結(jié)。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法的實施，凸顯了學(xué)生的主體地位，教師只是起到了引領(lǐng)作用，極大提高了學(xué)生參與教學(xué)的積極性。在整個教學(xué)過程中，共有47位學(xué)生主動上臺介紹了他們對相關(guān)知識點的認知，參與人數(shù)達到了總?cè)藬?shù)的75%，學(xué)生對識點的認知深度和講解資料的豐富程度都達到了專業(yè)化的水準，課堂學(xué)習(xí)由“被動接受”轉(zhuǎn)化為“主動探索”。

(二)課程教學(xué)效果得到提升

課程教學(xué)改革后，學(xué)生可以在課后通過“學(xué)堂在線”“Udacity”“Coursera”和“edX”等網(wǎng)絡(luò)課堂對課程內(nèi)容進行自主學(xué)習(xí)，并借助學(xué)校教務(wù)處的教學(xué)平臺、班級微信群、QQ群等多種渠道進行集體討論和交流，針對熱點問題或某一知識點，如“最小因子定律”和“耐性定律”的異同等展開辯論，最后教師帶領(lǐng)大家對該知識點進行歸納總結(jié)，并輔之以在線問答和師生間“一對一”的交流，及時解答學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，實現(xiàn)了對學(xué)生學(xué)習(xí)全過程的監(jiān)督。

課程教學(xué)結(jié)束后，筆者對學(xué)生學(xué)習(xí)情況進行了調(diào)查，結(jié)果顯示，每位學(xué)生在課后學(xué)習(xí)課程知識的時間大約為5～6個小時，約等于10學(xué)時的課堂講授時間。在期末考試中，學(xué)生的卷面成績最高分為97分，成績在90分以上的學(xué)生占到總?cè)藬?shù)的10%以上，30%～40%學(xué)生的成績在80～90分之間。最為明顯的是，全班學(xué)生論述題的得分與往屆相比有了大幅提升，這說明改革后，學(xué)生對生態(tài)學(xué)知識的綜合運用能力有了明顯的提升。