生态毒理学研究型教学模式探讨
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作者:吴昊
摘要：生态毒理学涉及面广、交叉性强，在新时代“以本为本”教育背景下，探索“以教师为主导，以学生为主体”的生态毒理学研究型教学模式势在必行。文章从丰富教学方法、考核形式多样化等方面对此进行了阐述。该教学模式有助于促进高水平创新型人才的培养。
关键词：研究型教学;生态毒理学;教学方法;教学改革
中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）39-0202-03
高等教育的目标是培养适应现代经济、文化和社会发展需要的具有创新精神和实践能力的高级人才[1]。但长期以来，以被动接受型为特征的传统教学模式在高校本科教育中占据主导地位，其过于强调知识的传授而忽视了对学生创新能力的培养[2]。研究型教学模式倡导“以教师为主导，以学生为主体”的教学理念，将学习、研究和实践三者有机结合，从而提高学生的创新思维和主动学习的能力[3]。2010年国务院审议通过《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》，指出本科教育须重视对创新型人才的培养，鼓励高素质人才参与到科学研究中[4];2018年新时代全国高等学校本科教育工作会议强调“本科教育是大学的根和本，要不断推动高等教育的思想创新、理念创新、方法技术创新和模式创新”。探讨和改进研究型教学模式将有助于培养具有良好科学素养、高层次、多样化的创新型人才[5-6]。
随着社会经济的高速发展，生态环境也遭遇到前所未有的破坏，气候变暖、大气污染和土壤荒漠化等问题引发国际社会广泛关注[7-8]。生态毒理学是研究有毒有害因素对生物及其生态系统的损害效应、作用机制及其防护的科学，作为新兴的边缘学科其具有涉及面广、交叉性强等特点，能够为保护生态系统提供有效策略，因而在教学和科研中得到日益广泛的重视[9]。采用研究型教学模式讲授生态毒理学，对培养学生严谨的科学思维及增强创新潜力均具有十分重要的意义。本文从多方面探讨了生态毒理学研究型教学模式，以期为该门课程的教学改革提供理论参考依据。
一、生态毒理学研究型教学模式的教学内容
我们选用孟紫强主编的《生态毒理学》（高等教育出版社，2009年）作为信阳师范学院生物技术专业的授课教材。该教材涉及生态毒理学发展史、污染物的毒理学效应及机制及污染物生态风险评价等诸多内容，研究对象涵盖了分子、细胞、个体和种群等多个层次。在授课过程中，我们重新制定了教学大纲，以尽可能多地将学、研紧密结合进行讲授。同时在课程结束后增设综合讨论环节，使得整个大纲更加紧凑有序，便于教师能将最新科研进展结合进去。
二、生态毒理学研究型教学模式的教学方法
研究型教学本身就是一个知识创新的过程，其要求教师在系统讲授本学科理论知识的基础上将最前沿的研究成果引入课堂，引发学生的讨论，从而培养学生的创新意识及批判精神[10]。相对于以教师为中心的传统型灌输教学法而言，笔者通过生态毒理学课程的教学实践，总结出以下几种切实可行的研究型教学方法仅供参考：
1.以科学问题为导向，促进问答和互动的结合。上课前，授课教师以日常生活或科研实验中的某些具体案例为切入点，通过设置科学问题进而延伸出要讲授的章节知识。如：在讲授“生物富集作用”时，笔者先讲述了自己在湖边购买养殖鱼类的经历，在食用过程中发现鱼肉有严重的汽油味道，就此引发学生广泛讨论。最后总结其原因在于湖周围存在诸多排污口，废水中的污染物通过食物链进入鱼体内，并引出生物富集，取得了良好的授课效果。此外，在教学过程中可就某一知识点将学生分为若干小组，引发其广泛讨论，进一步加深学生对所学知识的印象。
2.解读科研统计图表，加深对基础知识的理解。各类统计图表是科研活动最直接的成果，通过带动学生分析科研数据并启发其用较为严谨的科学语言进行描述，可逐步培养他们的自主钻研能力。如：在讲授“植物对水体的净化作用”时，笔者通过PPT展示了论文中关于有水草和无水草水体中的溶解氧、浊度等指标值，并鼓励学生对比分析两组数据。结果学生发现有水草的水體理化性质优于无草区，即以实际科研数据验证了课本上关于“高等水生植物有一定净化污水的能力”的表述。
3.播放视频影像资料，了解科研领域发展态势。相对于文字材料，影像视频资料更为丰富和生动。在每次授课的最后15分钟左右，授课教师可以播放事先筛选过的与授课章节紧密相关的视频，既可使学生直观地感受到现实生活中的科学问题，也可缓解学生长时间听课的疲劳感，使其在轻松的氛围中接受更多的科学知识。在教学实践中，这种“教师讲课+观看视频”的教学模式受到学生的广泛好评。如：在讲授“生态系统及其特征”、“海洋污染物的毒理学效应”等章节中，学生通过视频看到南北极冰川因气候变暖而崩塌融解、海洋因为污染问题而出现大面积赤潮的画面，他们为这些自然界的环境问题而惊叹;同时视频资料中出现的专家学者对这些生态毒理学问题进行了更为深入、专业的学术解说，进一步调动了学生们追寻知识的积极性，对其了解该领域最新科研动态大有裨益。
4.加强实践调研力度，促使理论由抽象到具体。实践调研以培养学生创新意识和创新能力为出发点，教师仅需作为引导者，寓教于乐，提高学生的潜在创新意识及自主学习能力[11]。如：在讲解“外来入侵植物的生态毒理学效应”这一节内容时，我们将讲学地点由课堂搬到了野外。通过指导学生对信阳市常见的入侵植物空心莲子草进行调查，学生对该入侵物种的生长环境、生物学特性和生态后效有了更为深刻的了解;并在此基础上延伸讲解入侵植物的种间竞争和化感作用等生态毒理学机制，将抽象知识具体化，在调研过程中激发学生的学习兴趣。
5.推荐阅读科研论文，拓宽知识的广度和深度。由于本科授课过程中的知识点基本来源于教材，但教材编撰出版通常与科学技术的发展之间存在滞后性，因此学生无法从书本中获取更多最新科研进展，而阅读科研论文则是一个获取最新知识的易行途径。基于本校图书馆丰富的数据库资源，我们推荐学生在课外阅读一些如《生态学报》、《环境科学学报》、《生态毒理学报》等优秀的环境类学术期刊。尽管本科生学术能力有限，但通过浏览相关文献可有效拓宽他们的知识面。学生通过阅读论文会主动发现和思考问题。如：有学生在论文中发现“物种丰富度-生态系统功能”之间存在铆钉假说、冗余假说、关键种假说和非线性假说等4种相悖的理论，并主动向授课教师询问、质疑;通过教师的讲解，学生进一步理解了这几种假说各自的适用范围。 6.鼓励参与科研项目，实现理论知识的再升华。科研项目为学生提供了丰富的实验课题来源。一方面，教师鼓励学生参与自己的科研项目可使实验设计更具针对性及实用性[12];另一方面，学生（特别是本科生）在教师的指导下亲自动手查阅文献和调查研究，可使其尽早明晰科学研究的整体流程，提高科研能力及合作意识，实现理论知识的再升华，这些对于本科毕业后有志继续从事科学研究的同学无疑是一个很好的锻炼机会。如：在讲授“淡水生态系统毒理学”、“植物对生态系统的影响”等章节内容时，笔者根据自己主持的博士科研启动基金项目，设计了“浉河植物群落与水质的关系”、“空心莲子草入侵对豫南植物群落的影响”等创新实验课题，吸纳学生分组参与，并与学生一起集中进行数据分析，取得了良好效果。此外，我们还鼓励和指导学生积极申报在校大学生科研基金等项目，在整个施教过程中真正做到教研合一，教学相长。
三、生态毒理学研究型教学模式的考核方式
完善的考核制度有助于切实提高教学效果和质量，实现学生能力的提升。我们对生态毒理学课程的成绩考核方式进行了细化，共分为3个部分：
1.课堂提问及讨论。该项成绩占课程总成绩的20%。学源于思，思源于疑。教师在课堂上设置相关的科学问题并进行有效的课堂提问，可使知识的传输由被动接受式向自主探索式转变，促进师生间的交流互动[13]。对于课程初期的提问，自主回答问题的学生人数可能较少;但随着课程的进行，师生之间逐步建立起融洽的互动关系，营造了宽松的课堂氛围，大多数学生乐于分享其对于科学问题的见解。课堂提问及讨论的考核方式可使勤思善学、主动性强的学生获得较高的平时成绩，进一步激发他们的学习兴趣。
2.中期综述论文。该项成绩占课程总成绩的30%。通过设置课程中期的综述论文环节，考查学生撰写论文的综合能力。由于在平时的授课过程中教师已经讲解多个方面的科研最新进展，因此学生的选题均具有较强的前瞻性，如：生态系统服务功能、环境污染的生物修复、生物入侵的毒理效应等。论文撰写前，笔者为学生详细讲解了关于综述论文的撰写方法及文献检索途径;之后在课堂上对学生撰写的论文进行“一对一”现场批改，使得学生牢固掌握论文写作流程。综述论文的考核结果显示学生已初步具备科技论文撰写能力，成绩区分度较高。
3.期末开卷考试。期末测验采用开卷考试的方式进行，该项成绩占课程总成绩的50%。共设置6道综合论述题，考题涵盖全部的重要授课内容，着重考查学生的综合分析能力。例如：“请详细论述重金属污染对陆地生态系统的影响”这道题包涵了植物生态学、土壤学和化学等多方面知识，只有平时认真听讲并涉猎广泛的学生才能完整回答出，而照抄课本内容则无法获得高分。相较于传统的闭卷考试，开卷考核方式能有效避免少数学生平时听讲不认真、考前死记硬背进行突击和投机取巧蒙混过关的现象，真正实现对研究型教学模式授课效果的准确考核。
四、生态毒理学研究型教学模式的教学反馈
在课程结束后的综合讨论环节，授课教师广泛听取学生对于生态毒理学研究型教学模式的反馈建议及听课需求，具体总结如下：（1）需加深对部分章节中专业性知识的讲解，如：毒性物质的化学特性及其异构体等;（2）每次授课后需要再次总结强调重点内容，便于学生复习巩固;（3）PPT课件字数不宜过多，应增加图片信息，并及时更新授课资料;（4）增加室外调研力度，使学生在自然生态系统中获取更多知识;（5）利用课程网络平台，上传课件，便于学生自主学习;（6）继续保持“讲课+观看视频”授课模式及课堂讨论环节，自由宽松的学习氛围有利于师生进行深度的互动交流;（7）授课教师多讲解自身的科研经历，可激发学生的求知欲及进一步从事科学研究的动力。授课教师应注意收集学生关于教学的反馈建议，这是提高教学质量的宝贵资料，也是教學改革的思路源泉[14]。
五、结语
生态毒理学是一门交叉性和边缘性很强的新兴学科，其研究内容涵盖了从宏观的地球生态到生物体内的微生态等多个层次[15-16]。因此，若要在生态毒理学研究型教学模式的实践中充分体现学生的主体性，保障教学和科研的有机统一，就必须对授课教师的综合素质提出更高要求。授课教师不但要广泛涉猎生态毒理学及其相关领域的科研进展，在搞好教学的同时也要保证一定量的科研产出，从而能够将自己熟悉的最新研究成果紧密地嵌入授课过程中。此外，还需考虑开设生态毒理学配套的实验课，以提高学生的实践能力。研究型教学模式的构建同时也是一个探索改进的过程，高校教师只有不断地将研究型教学持续进行并完善下去，才能真正实现“教学为科研服务，科研促进教学”这一目的，培养出更多具有创新精神的全面人才。
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Discussion on Research-oriented Teaching Mode of Ecotoxicology
WU Hao1，2
（1.College of Life Sciences，Xinyang Normal University，Xinyang，Henan 464000，China;
2.University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China）
Abstract：Ecotoxicology covers wide ranges of research topics and has a strong intersection.Under the background of the new era of "taking undergraduate education as the starting point"，it is necessary to explore the "teacher-led，student-centered" research-oriented teaching mode of ecotoxicology.This study states this mode based on enriching teaching methods and diversifying assessment forms，etc.This teaching mode is helpful for training high-level innovative talents.
Key words：research oriented teaching;Ecotoxicology;teaching methods;teaching reform
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