《污染生态学》课程教学与实践改革探索

摘要：《污染生态学》是生态学专业的重要专业课程，教学中应结合课程特点与学科特色，优化教学内容，合理设置实验实践环节，使理论与实践有机融合，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新意识，提升学生的综合素质。

关键词：污染生态学；理论与实践；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）50-0115-02

《污染生态学》是一门以生态系统理论为基础的边缘交叉学科，该课程的教学目的是使学生掌握污染生态学的基本理论、基本知识，了解污染物在生态系统中的迁移、转化规律及解决方法，培养学生分析和解决问题的能力，为继续读研深造或从事污染生态研究、环境保护等相关工作打下基础。笔者根据在教学实践过程中发现的一些问题，对《污染生态学》的教学内容和实践环节改革进行了若干探索。

一、优化教学内容

1.课程特点与知识体系。污染生态学是生态学和环境科学相融合、相交叉的产物，其课程内容涉及广泛，包括化学、土壤学、物理化学、植物学等。在学习本课程前，学生应该具备一定的相关课程基础，因此本课程安排在大三下学期。但是，教师在授课过程仍应注意回顾与补充相关概念，以帮助学生更好地理解与把握本课程知识。

污染生态学的课程知识体系如图1所示，大体可分为基础篇和应用篇两部分，基础篇主要介绍生物系统与被污染的环境系统之间相互作用的机理和规律，即污染物在生物体内的生物过程。具体包括生物体对污染物的吸收与迁移、生物富集、污染物对生物体的危害、生物体对污染物的抗性及生物在长期污染条件下的生态效应与适应进化。这几个部分分章节讲述，但相互联系紧密，并且可在生物生命过程中同时发生，应从整体把握。应用篇主要是基于生态学原理和方法对污染环境进行控制和修复，重点是大气、水和土壤污染的生物修复技术。此外，污染环境的生物监测与评价也是污染生态学中不可分割的一部分。在讲授过程中，要注意将基础篇和应用篇有机结合起来，使理论联系实际，两者互相印证，形成完整的知识体系。

2.结合学科特色，突出教学重点。污染生态学是生态学中实践意义较强的一个分支，将该课程与学科优势和特色结合起来，有利于生态学综合人才的培养。南京林业大学生态学科于1989年成为首批教育部部级重点学科，经过多年的建设，已形成自己独特的研究方向与特色。主要是以森林、湿地等生态系统为研究对象，以生物与环境之间的关系及其相互作用机制、生物地球化学循环等生态学理论为基础，重点探讨退化生态系统植被恢复机理与技术，土壤生态学过程及其对全球气候变化的响应，湿地濒危物种生境恢复与生物多样性保护，环湖植被缓冲带与水生植物的生态功能，湖泊富营养化治理技术等。因此，结合该课程的教学目标与学科特征，该课程的教学重点主要有：污染物的生态过程的基本理论、水体富营养化的概念、危害、评价及修复对策、水污染的土地处理系统修复原理、土壤污染的植物修复技术。而且，在授课过程中，可将本学科教师的研究成果与案例融入理论知识中，激发学生的兴趣，培养学生解决实际问题的能力。

二、实验实践的设计与实施

本课程在原教学大纲中理论讲授学时数为48学时，并未设置实践学时。针对本课程的现实性、综合性和研究性特点，将学时调整为理论讲授32学时，实践教学16学时。实践教学与理论课同步开设，使理论与实践结合，加深学生对理论知识的理解，并学以致用，提高学生的综合分析能力和实际动手能力，培养创新能力。本课程拟开设的实验实践内容具体如下：

1.重金属对植物种子发芽和根伸长的影响（4学时）：将上课学生分成若干组，分别进行不同重金属（Cd、Cr、Pb）对不同植物（小麦、白菜）种子发芽和根伸长的影响，考察不同重金属对不同植物种子的毒性效应，加深对效应浓度、安全浓度等概念的理解。通过不同组的实验结果比较，还可了解不同重金属的毒性大小和不同植物对重金属胁迫的敏感性。

2.人工湿地对城市尾水的处理效果研究（6学时）：参观人工湿地尾水处理厂，调查人工湿地的植物种类配置和运行参数，采集人工湿地的进水和出水，了解人工湿地对主要污染物，如有机物、N和P的去除效果。在对实验结果进行分析的过程中，要求学生查阅资料，了解不同湿地植物如芦苇、香蒲等对污染物的吸收去除能力，综合分析理解人工湿地去除污染物的原理。

3.采用观赏植物修复土壤重金属污染的实验研究（6学时）：分组查阅资料，选择合适的观赏植物，研究观赏植物对土壤重金属的吸收和富集量，评价观赏植物修复土壤重金属污染的性能。该实验一方面可让学生深入了解植物对重金属的吸收和生物富集的概念，掌握生物富集系数和转移系数的计算，另一方面也可帮助学生理解重金属污染土壤的植物修复技术原理，掌握超积累植物的筛选方法。

三、教学方式的应用

1.多媒体与板书相结合的讲授方式。讲授法是教学中最基本、最常用的方法，特别是对于理论基础概念、专业性基础知识点的讲解。多媒体技术是指将文字、图像、声音等承载信息的载体结合在一起，并通过计算机进行综合处理和控制的技术。利用多媒体教学可以将抽象的知识形象化，给学生以视、听新感觉，调动联想思维，提高学生的学习兴趣，如在讲污染物对植物超微细胞结构的损伤时，可以通过直观的照片展示不同浓度的污染物胁迫下，植物细胞的细胞核、叶绿体、线粒体等细胞器的损伤情况，能够激发学生的学习兴趣，更利于学生对相关知识点的掌握。但是多媒体技术也存在一些弊端，如播放速度快，信息量大，不利于学生对知识的接受，缺乏足够的时间消化和记笔记，因此，应根据具体知识内容，将多媒体教学和板书有机结合起来，特别是重点概念，通过板书的形式，放慢讲授速度，加深学生对相关知识点的理解。

2.案例教学与学生演讲相结合的方法。污染生态学的课程内容是以生态学原理为基础，通过大量的案例分析污染生态过程中植物、动物和微生物等有机体的生态响应机制和其毒害表现，探讨污染控制和污染修复生态工程的学科。但是环境中污染物种类众多且对生物具有不同的毒性效应，课堂学时有限，仅能挑选比较经典的案例进行讲解。另一方面，传统的“教师讲、学生听”的授课方式作为主要的教学方式在调动学生积极性方面效果欠佳。因此，对于比较重要的知识点，可指定阅读材料或要求学生自己查阅最新资料与案例，做成PPT在课堂上进行讲解，教师给予针对性点评并引导学生讨论。如生物对污染物的吸收和迁移章节中，比较经典的案例是铅和镉在玉米根系中的吸收和迁移，可以引导学生查阅铅镉等在其他植物或土壤-植物体系中的迁移规律，并在课堂上讲解、讨论植物吸收重金属的途径。该方法不仅能够调动学生学习积极性、提高学生的表达能力，活跃课堂气氛，也能使学生了解学科最近的研究进展，加深对相关知识的理解，拓展知识面。

3.专题讲座。污染生态学具有现实性、综合性和研究性，是一门发展中的学科。随着学科之间不断交叉渗透，其学科内涵更加丰富。而且，随着研究的深入，对于污染生态学中出现的新污染物、新问题的认识也不断深入。因此，有必要开展污染生态学的研究前沿与展望的专题讲座。专题讲座主要介绍目前污染生态学和环境科学领域一些热点问题的研究进展，如药品与个人护理用品、内分泌干扰物、生态风险等。这些新兴污染物和人类生活息息相关，通过专题讲座，可以使学生了解环境中的新兴污染物对人类身体健康的影响，培养学生的环保意识，同时激发学生对科研的兴趣，吸引一批学生投身于科研事业中。

四、结语

《污染生态学》是生态学专业的重要专业课程，具有现实性、综合性和研究性的特点。在教学过程中，应结合本课程的特点与学科优势特色，优化教学内容，并合理设置实验实践环节，使理论与实践有机结合起来，激发学生的学习兴趣，提高学生的动手能力和发现问题解决问题的能力，培养学生的创新意识、科研能力和综合素质。

参考文献：

[1]朱新萍，朱建雯，贾宏涛，郑春霞.污染生态学课程教学与实践探讨[J].辽宁工业大学学报：社会科学版，2012，14（1）.

[2]张磊.巧用多媒体构建生态课堂[J].考试周刊，2007，（17）.