李鈺　李斌　蔡進(jìn)　蒲海霞　陳帥

摘 要：隨著全球氣候變化趨勢的加劇，《巴黎協(xié)定》各締約國紛紛制定了“碳中和”戰(zhàn)略，我國作為世界最大的能源消費(fèi)國和碳排放國，實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)任重道遠(yuǎn);2021年聯(lián)合國《生物多樣性公約》締約方大會第十五次會議（COP15）在昆明舉行。在當(dāng)前時代背景下，生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)踐和生態(tài)學(xué)理論研究倍受各界重視，高校生態(tài)學(xué)課程的教學(xué)也急需不斷改革創(chuàng)新。傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)課程的教學(xué)方式比較單一化，以課堂理論教學(xué)為主，以野外調(diào)研為輔，學(xué)生的主動認(rèn)知仍然不夠。手機(jī)APP功能的不斷完善，尤其是植物識別APP的推陳出新和不斷升級，給生態(tài)學(xué)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了新的視角和便捷的途徑，比如微信識物、花伴侶、植物智等APP。學(xué)生通過在生活中使用手機(jī)APP進(jìn)行物種的識別和生物多樣性的計算，鞏固課堂理論知識的學(xué)習(xí)，促進(jìn)對生物多樣性和碳循環(huán)的直觀感受。生態(tài)學(xué)課程教學(xué)方式的改革創(chuàng)新可以培養(yǎng)出更加優(yōu)秀的專業(yè)人才，為我國的生物多樣性保護(hù)行動提供源源不斷的智慧力量。

關(guān)鍵詞：生態(tài)學(xué) 手機(jī)APP 植物種類 教學(xué)改革

1 生態(tài)學(xué)課程教學(xué)改革背景

碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)是黨中央、國務(wù)院做出的重大戰(zhàn)略決策，是以綠色低碳發(fā)展為核心的生態(tài)文明建設(shè)，是中國人民追求更美好生活的新期待，也是中國進(jìn)入新發(fā)展階段實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在需求。作為世界最大的能源消費(fèi)國和碳排放國，要在2060年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，就需要政府、企業(yè)、個人等社會各界共同參與進(jìn)來。作為人才培養(yǎng)基地的高等院校，其生態(tài)學(xué)課程的教育教學(xué)也必須與國家的碳中和發(fā)展道路緊密結(jié)合起來，因?yàn)樯鷳B(tài)學(xué)是研究生物與生物之間，生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的一門應(yīng)用性和實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科，是專門研究氣候變化與碳循環(huán)的學(xué)科。

生態(tài)學(xué)和生態(tài)文明關(guān)系密切，是生態(tài)文明建設(shè)的重要理論基礎(chǔ)，在構(gòu)建生態(tài)文明社會中具有不可或缺的作用。生態(tài)學(xué)屬于自然科學(xué)，生態(tài)文明則是人類社會物質(zhì)和精神的總和，屬于文化倫理形態(tài)[1]。生態(tài)學(xué)是農(nóng)林類和環(huán)境類專業(yè)的主干課程，是一門以理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科[2]。生態(tài)學(xué)有悠久的發(fā)展歷史和廣泛的研究對象?；A(chǔ)生態(tài)學(xué)內(nèi)容包括個體生態(tài)學(xué)、種群生態(tài)學(xué)、群落生態(tài)學(xué)、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)，關(guān)注的目標(biāo)越來越廣泛。其中，群落生態(tài)學(xué)中的生物多樣性一節(jié)和生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)中的碳循環(huán)是重點(diǎn)內(nèi)容，因?yàn)樘贾泻蛻?zhàn)略和生物多樣性保護(hù)是在全球氣候變化和生物多樣性喪失的背景下，各個國家必須重視起來并付諸行動。我們國家作為能源消費(fèi)大國、碳排放大國和生物多樣性大國，尤其重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)行動和生態(tài)學(xué)理論研究[3]。作為理論基礎(chǔ)的生態(tài)學(xué)課程也比任何時期都要被重視。為了不斷提升生態(tài)學(xué)課程教學(xué)效果和提升生態(tài)學(xué)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)能力，生態(tài)學(xué)課程的教學(xué)改革刻不容緩。

2 生態(tài)學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀

目前生態(tài)學(xué)課程的理論教學(xué)手段形式單一化，在教學(xué)過程中存在對種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)的描述較為抽象、物種難以辨認(rèn)等問題，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，所學(xué)習(xí)的理論知識與實(shí)踐相脫離[4]。單純的課堂理論教學(xué)方式往往信息量大、速度較快，學(xué)生存在所學(xué)知識記憶不全、對所講內(nèi)容的系統(tǒng)性把握不好等問題，從而影響了學(xué)習(xí)的效果。教學(xué)方式以理論講授為主，如文字描述或者多媒體展示等傳統(tǒng)教學(xué)方式，知識的被動灌輸造成學(xué)生缺乏主動思考，仍然與中學(xué)時期的學(xué)習(xí)狀態(tài)類似，而大學(xué)生還需要培養(yǎng)的是發(fā)現(xiàn)問題、思考問題和解決問題的能力，這就要求老師必須發(fā)揮一定的啟發(fā)作用，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自發(fā)的學(xué)習(xí)活動[5]。因此，通過理論與實(shí)踐相結(jié)合，讓學(xué)生觀察身邊的動植物是非常便捷有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，可鞏固理論課所學(xué)的知識。此外，采集和制作植物標(biāo)本也是鞏固理論課知識的另一種途徑。隨著手機(jī)APP的質(zhì)量不斷提高、功能不斷豐富、應(yīng)用更加便捷，使其可作為一個較好的學(xué)習(xí)輔助工具應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)中去，發(fā)揮引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的作用。比如近幾年推出的微信識物功能、花伴侶、植物智等，均可以識別植物，甚至動物的種類，這為學(xué)生主動參與生態(tài)學(xué)知識的學(xué)習(xí)提供了一個便捷的途徑。

3 生態(tài)學(xué)課程教學(xué)改革措施

3.1 改革措施總體介紹

手機(jī)是當(dāng)代所有大學(xué)生都具備的通訊工具，隨著手機(jī)不斷更新?lián)Q代，各種APP不斷出現(xiàn)，功能越來越全面，滿足了用戶的各類需求。其中對動植物的識別也是熱愛大自然或者從事相關(guān)專業(yè)研究人員用到的功能，因而手機(jī)輔助教學(xué)具有較強(qiáng)的可行性和必要性[6]。目前，有眾多手機(jī)APP可用于識別動植物種類，并且準(zhǔn)確度越來越高，如微信識物功能、花伴侶、標(biāo)本伴侶、苔蘚伴侶、曉草APP、植物智等智能識別軟件。微信是手機(jī)用戶使用最普遍的軟件之一，其中的掃描識物功能面向所有的微信用戶，使用簡單快捷，基本可以識別大部分的植物種類，是比較普遍、大眾化的物種識別軟件。花伴侶軟件是由中國科學(xué)院植物科學(xué)數(shù)據(jù)中心運(yùn)用植物數(shù)據(jù)中心的彩色照片和物種信息等數(shù)據(jù)，研發(fā)出的可識別5000余種植物的一款比較專業(yè)化的軟件。標(biāo)本伴侶、苔蘚伴侶、曉草APP、植物智等分別針對不同類群的植物進(jìn)行識別，這些軟件單獨(dú)或組合運(yùn)用足以滿足學(xué)生識別日常生活中常見植物種類的需求。另外，中國生物志庫（https：//species.sciencereading.cn/biology/v/biologicalIndex/122.html）、中國植物志（http：//www.iplant.cn/frps2019/）、中國國家標(biāo)本資源平臺（http：//www.nsii.org.cn/2017/home.php）、中國數(shù)字植物標(biāo)本館（https：//www.cvh.ac.cn/）、中國動物主題數(shù)據(jù)庫（http：//zoology.especies.cn/）等網(wǎng)站有詳細(xì)的動植物種的性狀、系統(tǒng)發(fā)育、分布地等信息可供查詢使用，這些數(shù)據(jù)資料的獲取可以為學(xué)生詳細(xì)了解身邊的動植物提供途徑，有興趣的學(xué)生可以根據(jù)資料開展基礎(chǔ)的科學(xué)研究，鍛煉簡單的科研能力，為未來的科研學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)。

基于以上資源，老師可以給學(xué)生布置課外作業(yè)，要求學(xué)生識別校園里的幾種植物，并描述其關(guān)鍵信息，并在課堂上向大家展示，然后學(xué)生之間互相打分，作為一項平時成績。這樣既可以督促學(xué)生用心去觀察身邊的動植物，還可以通過互相之間的分享，讓每個人認(rèn)識常見的動植物種類，建立起對生物多樣性的主觀印象。另外，學(xué)生學(xué)習(xí)完生物多樣性一節(jié)內(nèi)容后，可以識別校園的動植物種類，記錄每個物種的數(shù)量，計算校園內(nèi)或某個區(qū)域內(nèi)的各種生物多樣性指數(shù)，并查閱當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有再Y料，對比生物多樣性的大小，可以作為校園綠化的數(shù)據(jù)支持，從而達(dá)到自主學(xué)習(xí)目的，也讓學(xué)生獨(dú)立完成一個解決問題的過程，達(dá)到理論到實(shí)踐、實(shí)踐反哺于理論的效果。

3.2 教學(xué)改革實(shí)踐方法

生態(tài)學(xué)課程課堂教學(xué)講授到種群和生物多樣性內(nèi)容時，老師課前提早給學(xué)生布置在校園內(nèi)選擇感興趣的動植物并拍攝、識別的作業(yè)，即用各種手機(jī)APP進(jìn)行物種識別，對比不同APP的識別結(jié)果，以比較不同APP識別動植物結(jié)果的可靠性，給學(xué)生充足的時間完成作業(yè)。學(xué)生收到老師布置的作業(yè)，在課余時間尋找自己感興趣的動植物，用各種手機(jī)APP進(jìn)行識別并拍攝照片，然后在網(wǎng)站上查詢物種的詳細(xì)信息，用 Word 文件形式整理信息，并附上所拍攝的照片及拍攝時間、地點(diǎn)和作者。老師課堂上講授完種群和生物多樣性部分的理論知識后，學(xué)生展示自己的作業(yè)成果，向大家做講解，通過互相打分，作為此次作業(yè)的分?jǐn)?shù)，并向老師提交自己的電子版作業(yè)。

生態(tài)學(xué)理論課程教學(xué)時長為一個學(xué)期，持續(xù)四個月，在這期間植物會經(jīng)歷不同的生活史階段，其物候期會發(fā)生變化，植物外在形態(tài)也截然不同，老師可以讓學(xué)生每隔半個月或者一個月時間拍攝同一種植物的照片，按照時間順序整理并進(jìn)行對比，觀察植物特征的變化，學(xué)生可以切身、直觀地感受植物生長過程的變化[7]。另外，讓學(xué)生觀察動植物種所在地的環(huán)境條件，了解其對環(huán)境的適應(yīng)特征，回憶實(shí)際中動植物的表現(xiàn)與課堂所學(xué)知識中的哪些知識相關(guān)。從而熟悉和加深對動植物的習(xí)性和生物學(xué)特性的理解，實(shí)現(xiàn)對關(guān)鍵知識點(diǎn)的全面、深入理解與掌握。

需要注意的是，拍攝動植物照片與普通照片的拍攝方法存在差異，老師可以提醒學(xué)生提前自學(xué)或者向?qū)I(yè)人士請教拍攝動植物照片的方法，從而拍出更加專業(yè)、有價值的照片，不僅在課堂上可以向大家展示、分享，還可以整理成冊，用于動植物圖庫的建設(shè)，甚至用于科學(xué)研究。在用手機(jī)拍攝動植物生態(tài)學(xué)照片過程中，存在一些問題值得關(guān)注。可能不同的手機(jī)APP對同一個動植物種的識別結(jié)果不同，這種情況可以對動植物拍照然后由老師判斷其種類，進(jìn)而可以對比出不同APP之間的準(zhǔn)確性，之后可以向APP反映識別錯誤的結(jié)果，以促進(jìn)其進(jìn)一步優(yōu)化、更新。此外，在拍攝并識別動植物種時需要提醒學(xué)生注意對有毒或易引發(fā)過敏的動植物種的防范，對這類動植物種，應(yīng)避免用手直接觸碰[8]。

4 教學(xué)改革的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的生態(tài)學(xué)課程教學(xué)方式相比，通過手機(jī)APP識別日常生活中不認(rèn)識的動植物，能夠促進(jìn)學(xué)生對理論知識的掌握與實(shí)踐應(yīng)用，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，提升學(xué)生思考問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)科研能力，具有多方面的教學(xué)優(yōu)勢。另外，手機(jī)是學(xué)生必備的通訊工具，隨時隨身攜帶，識別動植物種快捷、高效，而各種專業(yè)資源網(wǎng)站公開、免費(fèi)，可以查詢到詳細(xì)的動植物種的信息，有助于加深學(xué)生對理論知識的理解，拓展專業(yè)知識，提升綜合素質(zhì)。

4.1 提升學(xué)生理論知識掌握水平

雖然在課堂教學(xué)過程中，老師會向?qū)W生展示一些動植物種的圖片，但是圖片與實(shí)際的動植物在顏色與大小上往往有差異，尤其是植物花的味道是其一個重要的性狀，但是課堂上無法展示[9]。對動植物進(jìn)行拍照并用手機(jī)APP識別，可以進(jìn)行近距離、多方位、多生活史階段的全面觀察，有利于為學(xué)生提供直觀、感性的認(rèn)識，提高學(xué)生對動植物種類的識別能力。與野外考察等傳統(tǒng)實(shí)踐方式相比，尋找并識別日常生活中的動植物種對時間、環(huán)境和地點(diǎn)的要求較少，操作簡單、耗時較少，具有較高的可行性和靈活度，對學(xué)生和教師雙方而言均為極其便捷的教學(xué)形式。

4.2 提高學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性

由于時間限制和疫情的影響，組織學(xué)生開展生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)工作比較困難，而生態(tài)學(xué)課程又是一門與現(xiàn)實(shí)中大自然緊密聯(lián)系的課程，純理論學(xué)習(xí)枯燥且脫離實(shí)際，達(dá)不到很好的教學(xué)效果。在這一背景下，學(xué)生通過自己發(fā)現(xiàn)動植物，利用手機(jī)APP進(jìn)行物種識別，查詢動植物種的詳細(xì)資料，在課堂上匯報、分享和討論，通過互相評分得出成績，無疑是一種很好的理論聯(lián)系實(shí)際的方式，能較大提高學(xué)生對動植物種的熟悉程度及識別能力。這種學(xué)習(xí)方式可以使學(xué)生能主動參與到學(xué)習(xí)過程中，并獲得直觀體驗(yàn)，激發(fā)科學(xué)研究的靈感和興趣，從而充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主觀能動性[10]。

4.3 豐富教學(xué)內(nèi)容，開拓學(xué)生視野

教材的更新速度較慢，近年的科學(xué)研究結(jié)果不能在其中得到充分體現(xiàn)，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)知識仍然是多年前的研究結(jié)果，學(xué)習(xí)內(nèi)容單調(diào)且滯后。學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)瀏覽相關(guān)的專業(yè)網(wǎng)站，可以及時了解科學(xué)研究動態(tài)，拓寬專業(yè)視野。在信息時代，教學(xué)的目的已經(jīng)不再是簡單地給學(xué)生講授教材上的內(nèi)容，更重要的是如何教會學(xué)生自主學(xué)習(xí)，掌握學(xué)習(xí)的主動權(quán)，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)自我發(fā)展。

5 結(jié)語

在國家實(shí)施“碳中和”戰(zhàn)略的時代背景下，作為講授生物多樣性和碳循環(huán)的課程，生態(tài)學(xué)課程教學(xué)的重要性進(jìn)一步凸顯。生態(tài)學(xué)是一門內(nèi)容非常豐富的課程，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)必須緊密結(jié)合。在傳統(tǒng)課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合手機(jī)APP，讓學(xué)生對日常生活中的動植物進(jìn)行拍攝并識別，查詢物種詳細(xì)資料，在課堂進(jìn)行匯報、分享和交流，可以提升學(xué)生對理論知識的掌握水平、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和科研興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，為疫情時期的野外實(shí)踐提供了新的途徑，是一種極具優(yōu)勢的新型教學(xué)方式。

資助項目：重慶工商大學(xué)教育教改研究項目，項目編號：212049。

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