“合作学习”模式在生态学教学课程的探索与设计

宁晨* 王光军 朱凡 梁小翠 王芸芸 

（中南林业科技大学 生命科学与技术学院，湖南 长沙 410004）

[摘要]“合作学习”模式作为一种深入学习的教学模式广泛被运用于高校教学实践中。本研究基于“合作学习”模式的理论基础，探索提出其在高校《生态学》课程中实施的可能性以及具体的教育模式和评价体系，建立以学生为主体的自主探究学习模式，激发学生的自主学习能力，培养学生的探究能力和创新能力，提高《生态学》课程的教学效果和质量。

[关键词]生态学；合作学习；教学模式

[作者简介]宁晨（1987-），男，贵州贵阳人，博士，生命科学与技术学院生态学教研室副主任，副教授，从事生态学研究与教学工作。

[课题项目] 2019年度中南林业科技大学校级教育教学改革与研究项目“合作学习模式在《生态学》教学过程中设计与探索”（湘教通[2019]183号）。

[中图分类号]Q-49    [文献标识码]A     

“合作学习（cooperative learning）”模式理论的系统研究兴起于上世纪70年代的美国，并至80年代中期取得实质性进展，形成一套富有创意和实效的教学理论与策略^[1,2]，其核心体系主要包含：（1）在形式上，以小组为学习单位。主要以4-6人组成的小组，并且具有异质性，即小组成员性格、专长以及学习水平都存在差异，在共同的学习目标和动机下共同协作完成任务。（2）在内容上，立足于课程和教学。合作学习模式较传统的教学方式具有较大的开发性和发散性，但最终还是基于教学内容。学生只有在掌握一定基础知识和理论之后才能在此基础上进行探究和深入。同时强调任课教师自身对专业知识的掌握和对学习任务的设计以及对学习进程的把控能力。（3）在过程上，强调团队合作精神。在小组合作学习过程中，所有的学习任务是小组共同完成，沟通和互动可以保证每个人的观点被有效传达和接受，使得任务顺利完成。由于学习能力的异质性，互补和互助更能使每个学生发挥自己的优势，并且每个学生的劣势也可以得到其他同学的弥补。更重要的是，不同于传统课堂模式授课教师通过课堂提问和少数学生的交流，合作学习可以实现成员最大程度的学习参与，从而弥补传统教学方式的不足，全面调动学生参与的积极性。（4）更加有效全面的评价体系。合作学习模式的评估行为可分为合作小组的整体评估和学生个人表现的评估。整体评估可以教师根据小组整体任务完成情况进行评价，并计入学生个人成绩的一部分；个人评价则以学生个人为单位结合提交作业和考试分数给定最终成绩。

一、生态学课程特点和运用“合作学习”模式的必要性

生态学是研究生物与环境相互关系的学科^[3]。它既是一门理论学科，又是一门应用性强和应用性广的学科^[3]。现今生态学发展也已逐渐走向成熟和多元化，其研究范围也由传统生态学中的环境因子、个体生态、种群生态、群落生态及生态系统发展为小至研究DNA序列和微观粒子的分子生态领域，大至利用大数据资源探索全球生态资源变化的宏观生态领域，甚至涉及到多元学科交叉的生态经济领域。在世界面临全球变暖、人口剧增、粮食不足、能源消耗和环境污染等诸多生态危机的情况下，由生态学支撑建立起来的可持续发展思想和生态平衡等理论，对于协调人与自然和谐关系，促进国民经济健康发展等方面起到了重要的作用^[4]。针对目前生态学涵盖内容的多元化发展，以及对新时期培养高等教育人才理论知识的扩展和提升，我国各院校生态学专业应积极探索新的课程模式，构建更为科学合理，符合专业需求的知识能力结构体系，从而更好地造就“知识、能力、素质”三位一体的高素质人才。然而，对于部分院校开设《生态学》等理论课程的授课方式，仍还保留传统的“满堂灌”、“照本宣科”讲授法教学模式^[5-7]，加之授课教师自身知识面成长、授课能力等局限，学生难以在有限的课时内扎实的理解和掌握课程内容，同时对于实际解决问题能力以及思维创新能力较差。因此，广大生态学专业授课教师必须积极尝试新型教学模式，对现有的课程体系、教学内容、教学方法、教学手段进行改革和调整，在有限的教学课时内更好地调动学生学习的积极性，提高学生对课程学习的参与度，变被动学习为主动学习，提高学生的思考和创新能力。

授之以欲，激发学生的学习兴趣与动机，是“合作学习”模式的最大价值。“合作学习”模式在美国高校中，已经成为一种常态化的教学方式，而在我国的高等教育中，其仍然处于朦胧、偶发和朴素的非专业低级状态^{[2, 8]}。对于生态学这门涵盖大量理论知识和多元化信息的学科，恰恰适合利用“合作学习”的模式，这不仅可以通过学生合作与自主学习的方式对传统生态学授课内容和基础概念理论进行巩固和运用，也可以在合作学习的过程中加强学生实践能力与团队意识，如对某个生态理论在实际中的运用、通过分配任务来搜索相关文献把握生态理论研究的最新前沿动态，以及通过对大量资料的总结来提升自己的文献写作和演讲汇报的能力。

二、“合作学习”模式在生态学课程中的设计与运用

基于“合作学习”模式理念，围绕师生角色分配、课程教学内容方法和考核方式改革三个核心点，针对学校开设《生态学》课程的相关专业（生态学、林学和园艺等专业）开展以探究性问题为导向的《生态学》合作学习模式教学方法的研究与实践，注重学生思考和创新能力的培养。具体方案如下：

2.1师生角色分配

在《生态学》这门课程中，假设来自于同一年级同一专业的授课学生数约为60人，授课教师通过超星尔雅《学习通》等网络教学平台的“随机分配小组”功能分配15个学习小组，每组4名学生组成学习任务小组，并通过选课学生的绩点排名，适当调整组成成员，确保组内异质性。小组团队活动主要运用于表1中小组展示和课堂讨论。

基于合作学习模式，教师和学生在《生态学》课程学习的过程中主要围绕课前知识传递、课堂知识内化和课后检测巩固3个环节实施（表1）

表1 《生态学》合作学习模式教师与学生任务分配

2.2 课堂教学内容方法

（1）教学资料准备和课前自主学习

优质的教学资源是合作教学效果的重要保障。教学资源的形式可以多样化，除规定教材和科技文献外，还可包括视频、图片或相关网站链接等形式，主要是方便学生更形象地理解和掌握知识内涵。结合合作学习模式的教学要求和课程教学目的。例如，在生态学课程“土壤环境因子”章节的教学中，规定学生在课前完成《普通生态学》教材关于土壤因子章节的阅读，同时附上3-5篇关于土壤因子与生态环境的科技文献，如“土壤有机碳变化对全球固碳的影响”，“植被分布与土壤养分的关系”，“土壤微生物多样对土壤养分的影响”等。同时，发布学习任务单。

（2）小组研究式拓展课题

根据《生态学》共涉及“个体生态学（环境因子）”、“种群生态学”、“群落生态学”、“生态系统生态学”、以及按照不同专业特点涉及的“生态学理论应用”共5个教学主体内容。教师可根据每个主体内容，设置3-5个扩展性课题，由学习小组随机抽签，在课下收集和总结资料。在每次教师讲解完主体教学内容，学生对基本知识有一定理解的基础上，再让分配任务的学习小组以10分钟左右ppt演讲的形式对课题内容进行汇报，并就汇报内容与台下其他组成员进行课堂讨论。例如，在讲解完“个体生态学”主体内容之后，学习小组可通过之前布置的扩展性课题进行小组展示：如“氮沉降对生物的影响”、“废弃矿区的植物修复过程”、“外来物种入侵原理”、“植物-真菌共生关系”、“气溶胶对生物生长的利与弊”等。

（3）课堂知识内化和讨论环节

基于学生在课前进行大量阅读学习的前提下（学习任务单教材阅读部分），教师利用部分课堂时间对课程涵盖重要知识点和难点进行讲解，并以课堂提问方式考查学生对生态学基本原理和相关理论联系的掌握程度。例如，在“土壤生态因子”章节的学习时，教师首先讲解土壤环境包含哪些因子以及其基本概念、具体表现形式。在确定学生已经掌握后，教师进一步引导学生通过课堂提问的方式解释土壤因子中各个非生物因素（理化性质、养分元素）和生物因素（土壤动物、细菌、真菌）与植物生长的关系。

接下来，将一部分课堂时间运用在课堂讨论这一环节。任课老师可根据课前布置给学生的学习任务单（科技文献部分），给10分钟的时间让每个学习小组讨论，然后随机抽取一组代表上台口头陈述小组讨论总结出的关键点、疑惑点和探究性问题，由台下其他组成员自由讨论回答。还是以“土壤环境因子”为例，学习任务单的内容涉及生态学理论在现实生活中的实际问题：人类活动造成的全球变暖、大气污染、施用化肥是否会对土壤环境造成影响？各个因子之间又存在何种内在的联系？如果对土壤环境造成影响，又该通过哪些途径来改善？通过加强学生对文献知识的阅读，让学生带着目的去学习，促进学生思考，并通过课堂讨论方式积极促进学生对知识点的掌握和先进知识的扩充。教师也在此过程中对学生的疑难问题进行答疑交流。

另外，课堂时间还可运用于合作学习小组对拓展式研究课题的汇报和讨论。这一环节大大加强了学生自主学习能力，起到了对课程知识的“深度教学”，并且针对每个学生的个体异质性形成不同的学习效果——对于学习能力较强的学生，打破了教学大纲对授课内容的局限性，使这部分学生在学有余力的基础上加深对学科知识点的深入和扩展；对于学习能力较弱的学生则起到启蒙科普的作用，加深其对基础知识点的理解和掌握。例如，学习小组在对“个体生态学”拓展式研究课题之一“外来物种入侵原理”汇报时，可以根据“环境因子优势（如水热、养分、人为因素）”、“共生关系促进（授粉、传播、共生体）”、“化感作用”、“繁殖策略（如r和K选择）”、“杂交优势和基因流变化”等各个方面总结和列举案例进行汇报，巩固加深对“个体生态学”整章内容的知识点的深入理解。

（4）课后监测巩固

教师及时对实际的教学情况进行总结，归纳课堂实施阶段出现和发现的新思路、新方法，对教学资料进行完善并重新发布到网络平台，供有需求的同学反复学习，达到循环、拓展和拔高的效果。同时从完备学生知识体系结构的角度出发，结合前面所学知识内容，在课后布置涵盖知识点的基础题和综合性思考题，培养学生探究问题的能力和运用所学知识解决实际问题的能力。

三、基于“合作学习”模式对课程考核方式改革

《生态学》课程共有32个学时，总学分2分，课程考核方式主要以“70%期末考试+30%平时成绩”为主。通过融入“合作学习”模式理念，本项目更加强调了过程性考核在课程学习中占的比例，由以往的30%扩增到50%。利用《学习通》单独的设置分组模块，教师课后可公布课堂讨论和表现评分、分配小组完成任务情况，并发布讨论模块组织学生就课程中的重要知识点进行讨论，并进行在线答疑。同时《学习通》还可设置限时课后作业系统，督促学生完成学习任务以及时消化课堂知识内容。

四、结语与展望

基于”合作学习“教学模式是一种的新型课堂教学模式以网络教学平台为媒体，以课堂教学为引导、以为小组合作学习为单位的“三位一体”教学模式应用于生态学理论课程教学中，形成了“以学生为中心”的教学理念。该教学模式能有效地提高课堂教学质量，促进学生自主化、个性化以及多样化学习，培养学生的实践操作、思辨能力、团队合作和创新精神，从而更好地造就“知识、能力、素质”三位一体的高素质人才。这种教学模式若推广到其它生物环境学科课程的教学中,也必定会取得较好的教学效果。

参考文献：

[1] 刘锁兰，宦娟，李宁, 孔立智. 合作学习型教学模式的探讨与研究 [J]. 教育现代化, 2017, 4(49), 306-307,319.

[2] 苏兆芳. 美国大学合作学习经验研究[D]. 青岛：山东大学. 2016. 

[3] 牛翠娟，娄安如，孙儒泳，李庆芬. 基础生态学（第三版）[M]. 北京：高等教育出版社. 2015.

[4] IPCC. Pachauri R, Meyer L, eds. Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, UK& New York, NY, USA: Cambridge University Press. 2014.

[5] 朱凡，王光军，梁小翠，闫文德，项文化. 基于人才培养对生态学本科专业实践教学改革的探讨[J]. 教育教学论坛. 2016, 4(14), 102-104.

[6] 王光军，田大伦，闫文德，朱凡. 生态学课程教学模式改革探讨[J]. 中南林业科技大学学报(社会科学版), 2009, 1(1), 129-133.

[7] 刘正恩. 非生态学专业硕士研究生生态学教学内容、方法和手段探讨[J]. 教育教学论坛. 2017, 5(22), 167-168.

[8] 王光军，田大伦，闫文德，朱凡. 生态学课程教学模式改革探讨[J]. 中南林业科技大学学报(社会科学版), 2009, 1(1), 129-133.

Exploration and Design of Cooperative Learning in Ecology Class

NING Chen*, WANG Guangjun, ZHU Fan, LIANG Xiaocui, WANG Yunyun

(Faculty of Life Science and Technology, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, China)

Abstract：‘Cooperative learning’, as a breakthrough in teaching mode, is becoming increasingly popular among teachers and widely used in teaching practice. Combing with its theoretical foundation, the study explores the possibility and incorporated forms of cooperative learning to college Ecology class. Those updated class form and evaluation system can thus transform from passive mode into active mode, stimulate students’ interests and cooperation and develops their creative thinking, initiative and independent learning skills.

Key words: ecology, cooperative learning, teaching mode