啥课？兰大老师给我拍“vlog”

“上课能飞无人机？”

“课堂上要自己种黄豆、绿豆和南瓜？”

“上课还全程摄影摄像记录？”

 “为了教学你们老师还开发了VR展示系统？”

“你们老师还教你们自制环境因子测量仪？”

……

“你们老师还要干点啥？”

如果你第一次听说兰州大学生态学专业的《基础生态学大实验》的课程内容，大概会发出同样的疑问和惊讶。

兰州大学生态学专业有多牛？2023年11月8日，高等教育评价专业机构软科正式发布“2023软科中国最好学科排名”，兰州大学生态学在本专业排名全国第一。

基础生态学大实验教学团队有多强大？四位老师都是生态学博士毕业，但是拥有截然不同的本科专业背景——生态学、生物学、经济学和计算机专业的加持，“使得学缘结构更加合理。”

十年磨一“课” 让实验课走到全国前列

早上8:30，榆中校区贺兰堂C109教室里都是穿着统一白色实验服的师生。讲台上正打开PPT的是生态学院袁建立教授，艾得协措副教授准备随堂拍摄，高级实验师张仁懿老师和任正炜老师正在教室后面进行实验准备工作。

这是兰州大学2021级生态学学生本学期的最后一堂基础生态学实验课，主题是实验一（种内/种间关系）的数据测量及课程总结。早在2012年教学改革时，基础生态学大实验教学团队就在筹备开课事宜。2014年，兰州大学《基础生态学大实验》课程第一次开课，到今年刚好是第十个年头，这堂课也是十周年之际的最后一堂课。

十年前，课程刚开设时，教学内容多数借鉴其他高校。十年后，教学团队走出了一条独特的“兰大基础生态学教学模式”。“我们现在很有信心，靠着很多老师们的努力让基础生态学实验课走在全国前列。”

这门课一上就是一整天。有时候在实验室里上课，有时候在机房或温室大棚。最后一堂课，除了课程总结，“收苗”是重点。讲台上整齐摆放着的档案袋、剪刀和卷尺，就是收苗需要的工具。

榆中校区桃李食堂对面就是学校的温室大棚，里面种着两个多月前秋季学期第一堂课上同学们种下的幼苗，玉米、黄豆、绿豆、南瓜、诸葛菜……土培和水培的都有，“收苗”时主要测量植株高度、鲜重和果实数量、叶绿素含量和水培的含氧量等数据。

学生统计植物叶片数量

站在温室大棚门口一眼望过去，绿油油一片。冬日的暖阳透过棚顶照下来，散射在植株上，叶面都被镀上了一层微光。仔细看，其实这一片植株里也有已经枯枝败叶的，有的南瓜植株叶子还没巴掌大。听到有同学叹息自己的植株长势不太好，袁建立讲解道：“植物长势的差异正是实验不同处理导致的结果，同学们可以根据这些差异来分析种内、种间的相互关系。”

测量植株高度和叶片长度、记录数据，剪下植株装袋，清理回收培养土……进入温室大棚后，同学们按照组别开始收苗。几位老师分别用相机和手机拍摄学生的操作过程。随时记录已经成了教学团队的习惯，照片和视频也是后续总结、复盘上课情况的详实材料。“我们团队的宗旨就是‘做实验课上的有心人’，持续积累课堂素材并不断改进教学方式方法，我们有信心将这门课越开越好。”袁建立老师说。

学生测量植物根长

十年磨一“课”，团队磨出了“甘肃省高等教育教学成果奖”“甘肃省高等学校省级线下一流课程”“兰州大学教学成果奖”等十几项教学荣誉。

VR展示+虚拟仿真 探索教学新模式

多年来，基础生态学实验教学团队在多年的教学实践中不断更新实验内容、完善教学体系，将“生态过程”和“生态关系”等内容作为教学重点。

“生态关系非常复杂，生态过程一般时间跨度长、空间尺度大，很难在规定的教学周期内通过传统教学方法呈现，所以我们开始探索虚拟仿真和VR展示的教学手段。”张仁懿介绍说，生态学实验教学往往局限于周边地区或某个时间点，同学们能够到野外调研的时间非常短，还受到地域限制、季节变化等多种因素限制，导致同学们认知学习片面化，缺乏对生态系统结构和功能动态变化的了解和掌握。因此，每次出野外张仁懿都会做全程记录，他还为此自费购买了无人机，并考取了无人机驾照。

慢慢地，张仁懿收集的野外调研视频和照片素材越来越多，利用无人机航拍、全景合成与Web化、网页编程、天地图API等技术，逐渐形成了一个数据库，最终形成了相对全面系统的“生态系统VR展示平台”，包括空天地一体化的生态系统结构、类型和功能展示，覆盖从卫星遥感的大尺度地貌到物种性状的小尺度内容，能匹配计算机、手机、VR设备等多种终端，支持重力感应、电子罗盘等功能，让原本较为局限的生态学实验变得丰富有趣，在验证理论教学、帮助同学们了解动植物习性、提高科研能力等方面发挥了重要作用。

生态系统VR展示平台

生态系统及优势物种展示

“我们不光在基础生态学大实验课堂上进行VR展示和虚拟仿真实验，还在生态系统生态学、进化生态学、景观生态学、生物多样性与保护等课堂上也进行了充分运用。”任正炜介绍说。在进行生态系统理论课讲解时，老师可以随时将“生态系统VR展示平台”打开，更直观、生动地让同学们了解不同季节的生态系统、优势物种等。教学团队建设的虚拟仿真平台可以模拟得出不同环境条件下的生态过程和结果，只需改变参数，就能立刻得出不同的结果，并且“有图有真相”。未来，生态系统VR展示系统和虚拟仿真平台还可以服务生态学、生物学、林学、草学、地理学等学科的教学、科研以及科普活动。

虚拟仿真：生物从水生到陆生的进化过程

目前，团队已建成包含32个实验的虚拟仿真平台，涵盖森林、草地、荒漠、湿地等不同生态系统类型的100余个点位的VR展示系统，应用到2门实践课和5门理论课。“下一步，我们将持续扩展资源库内容，建设和完善土壤、物种等专题库，申请软件著作权并进一步推广该平台。”张仁懿说。

实验做完之后需要进行数据分析，一般来说简单的数据分析使用Excel即可完成。但要和科研结合，同学们就需要提前掌握R语言来处理数据。“《基础生态学大实验》是给我们大三同学开设的必修课，虽然在大一已经跟艾得协措老师学过R语言了，但很少实际操作，刚开始面对一堆数据真的一筹莫展。”生态班的杨浪感慨说，艾得协措老师教会了同学们使用R语言进行数据分析处理，为后续参与科研项目、论文写作和继续深造都打下了基础。

变与不变 培养人才一直在路上

“教学改革不断更新的是方法和内容，不变的永远是‘提高教学质量、培养学生能力’，而这种以学生为中心的教学宗旨需要一代代传承下去。”这是团队老师对教学变与不变的理解。

教学内容如何创新、课程如何开设、需要创造什么条件，才能让课程内容更丰富，让同学们学得更有趣、学到更多……四位老师经常聚在一起讨论的话题不外乎这几类。每次上课前，袁建立会组织其他三位老师研讨近期专业前沿、科研发展如何融入教学；根据教学进度、天气变化等因素做好实验设计，确定具体的课程内容。目前的教学内容主要分为四部分：一是经典实验，也就是基础实验，包括种子活力的测定等；二是创新实验，即根据科学前沿改造设计的实验；三是虚拟仿真实验，即模拟不同环境条件下的生态过程和关系；四是技术提升实验，包含数据分析、制作电子地图、自制实验仪器等。

教学团队集体备课

说到技术提升实验，为了增强同学们的动手和实际应用能力，张仁懿还教同学们自制环境因子测量仪、同化箱。原本一台几十多万的设备，只需100多元就能自制一个简易可使用的“DIY牌”仪器，能做到上课时每组同学都能操作使用，同学们在提高动手能力的同时，更好地掌握了实验原理和仪器制作原理。

学生制作环境因子测量仪

注重科研反哺教学，讲大家爱听的课，讲同学们以后工作用得着的课，抓好课程育人、思政育人是教学团队一直以来所坚持的。所以，四位老师在平时就多花时间了解同学们的思想状况，不断引导同学们学会合作、沟通等，注重提升大家的整体素质。跟同学们亦师亦友的关系，让四位老师在说到班里某某同学时，不仅能说出名字、样貌、学业情况，甚至性格都很清楚。

“在我们眼里同学们都能健康成长，以后都找到好工作、找到对象，就是我们的心愿。”袁建立说到这，四位老师都哈哈大笑起来。

十年如一日，教学团队始终相信，真心热爱教学、热爱学生，从学生实际出发，以学生为中心，围绕学生提升去开展教学，才能实现最好的教学目的。“我们团队始终坚持脚踏实地，知道自己在做什么、未来应该做什么，所以教学改革创新将一直在路上。”

内容来源｜党委宣传部（融媒体中心）

文字丨李心月 温彩霞 彭倩

编辑｜田轶凡

责任编辑｜董郅坤

主编｜李晖

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