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“大家抬頭,看見那由藤蔓構成的‘空中花園’了嗎?” “看看身邊這直徑20厘米的密花豆藤,它攀到哪里去了?它在雨林里最長可以長到200米!”
南靖縣樂土雨林里,密花豆藤蜿蜒相連,廈大同學們或抬頭、或彎腰,在藤蔓間穿梭。
每學年的小學期,生命科學學院生物科學專業的大二學生都會走到大自然中去,上一門叫做《生物學野外實習》的必修課。開課70多年來,他們的足跡已踏過雨林、灘涂、高山……
課程領隊、生命科學學院副教授侯學良說:“這是一門會讓同學們一生難忘的課。只有跟大自然打交道,觀察、聞嗅、觸摸,領悟自然、解讀自然,才能真正體會到生物學的魅力。”
這門課程以大自然為教室,開展植物學、動物學和生態學調查。為了更好地體現綜合實習的理念,近年還新增了微生物學和藻類學的實習內容,并將虛擬仿真、考古、戶外運動等領域知識巧妙融合進來,不斷推陳出新,努力打造以學生全面發展為核心的野外實習新模式。
“這堂課的一大特點,就是帶你在‘虛實結合’中學習。”課程副領隊、生命科學學院副教授程喆說。
《生物學野外實習》充分利用現代信息技術,融合“漳江口紅樹林植物學實習虛擬仿真項目”與“新興模式動物文昌魚繁育的虛擬仿真實驗教學”兩項國家級金課,發展了生物學實習的線上新形態。
前往實地考察前,同學們需要在線上進行虛擬仿真實驗來認識調研的對象,再結合實際加以考證、研究。進入漳江口紅樹林植物學實習虛擬仿真項目界面,映入眼簾的便是一片綠油油的漳江口紅樹林的全覽高空圖。同學們可以自主選擇學習內容,點擊“紅樹林生境”中飛翔的白鷺,便會出現白鷺的詳細介紹,還能夠細致觀察秋茄、木欖等植物器官的3D模型。
“以前,同學們只有到了紅樹林基地,才能對紅樹林有直觀的了解。”程喆介紹道,“現在,同學們在虛擬仿真實驗室中就能提前了解紅樹林的特點,提前進行專題性研究方案的設計,到了實地就能把更多精力放在更深層次的實驗探索上,這就形成了提前介入實習的新教學模式。”
在虛擬仿真項目學習中,同學們不僅能完成一些在現實中條件苛刻、危險系數高的實驗,也能觀察到一年四季不同狀態下的紅樹林、文昌魚……“未來,我們希望能夠建設更多的虛擬仿真項目,在獨立的‘島嶼’項目間搭建‘橋梁’,形成更加實用的虛仿項目群。”侯學良說。
2022年,“生物學課程野外實習虛擬教研室”被教育部列入首批虛擬教研室試點建設名單,這也是全國生物學野外實習類唯一的課程類虛擬教研室。
“以問題為導向,面向自然和社會生產實際需求”,是《生物學野外實習》課程組老師對同學們的要求。
近年來南靖縣河溪鎮橙帶藍尺蛾蟲害頻發,而使用化學農藥殺蟲會造成生態污染。“那我們就來研制一款生態環保的生物農藥!” 研制生物農藥是對同學們綜合能力的考驗,同學們要調動涵蓋動植物各方面的生物學知識。通過研究實驗發現,夾竹桃中含有的多種生物堿成分能夠有效滅殺橙帶藍尺蛾,而南靖縣六福精致農場作為《生物學野外實習》的實習基地之一,作物豐富,易于取材,同學們在此采集夾竹桃制備生物農藥,捕取橙帶藍尺蛾作為實驗樣本。在進行野外調查后,同學們了解了植物的分布及生物量,隨后采集、清洗、破碎、加入試劑進行配比、稀釋……每一道工序都凝結著同學們的細心、耐心、鉆研之心,更飽含了同學們對于環境的責任心。
實習內容不止于此,同學們還會在農場學會嫁接、為南靖樂土雨林樹木制作銘牌、在景區為游覽者提供自然知識講解……“實習提供了鍛煉的機會,既能鞏固所學知識,又能夠服務社會,最重要的是培養了學生的社會責任感。”侯學良說道。
“有一天你掌握的基礎知識可能會淡忘,但你在實習過程中獲得的對自然、社會和人生的感悟和美好情感卻將永存于心。”秉持這一理念,野外實習課程組不斷拓展實習場地的邊界。
2018年,課程組與科技考古實驗室、歷史與文化遺產學院副教授葛威達成合作,將武夷山連綿起伏的丘陵地上的城村漢城遺址——閩越王城納為實習基地之一。
考古時挖掘出來的炭化種子、石刀石磨上殘留的淀粉微粒,都與生物學息息相關。在考古中尤其重要的便是鑒定與糧食有關的植物,例如現在作為觀賞綠植的菖蒲,在古代可能是一種重要的蔬菜。鑒定現存的植物,有助于明晰考古的相關背景,盡管時代變遷,但生物的留存卻能夠幫助我們再現過去的場景。
“烏桕是我們這出土種子數量最多的植物,新鮮的烏桕種子外殼上附著白色蠟狀物,內核還可榨出‘清油’。大家猜猜,它在古代的用途是什么?” 在講解中,閩越王城工作人員向同學們拋出問題,“在古代的宮廷,常利用它來做蠟燭。”
“生物學不僅僅是書本上的知識,還能讓同學們開闊視野,學以致用。”侯學良說道。現在,閩越王城遺址已經成為實習的固定場所,生物學與考古學的融合,讓沉默的古跡遺址也變得“鮮活”。
掌握野外生存技巧、鍛煉自己的體力和意志力,是同學們在實習過程中的“必修課”。而與戶外體育、野外生存學習相結合,是《生物學野外實習》的另一大亮點。
為了進行“夜行性昆蟲”專題研究,同學們在老師的帶領下結繩、搭帳,利用“燈光誘捕”來設置捕蟲陷阱。像放電影一樣打光在一塊白布上,昆蟲便會撞到或趴在白布上,這時可以清晰地觀察昆蟲的形態,或是捕捉起來制作昆蟲標本。搭帳露營進行“夜行性昆蟲”專題研究、晨起觀鳥,和大自然親密接觸之余,還能夠探索昆蟲奧秘、鍛煉野外生存能力。
其實,《生物學野外實習》這門課在廈大歷史悠久,可以追溯到上世紀五十年代。1953年,我校生物系教授何景在野外進行植物調查時,發現漳州南靖縣和溪鎮的六斗山上有一片典型的南亞熱帶雨林——樂土雨林,這是我國東南沿海唯一的原始植物群落,植物密度極高,森林面積約300畝,植物卻有400余種!何景認為這片雨林非常適合作為廈大生物系野外實習基地,并在發表的調查論文中提出“必須嚴加保護”的建議。次年,廈大生物系在樂土雨林進行了第一次野外實習,由何景親自帶隊。
盡管目前學界對于樂土雨林的研究已經十分透徹,但在課程不斷向前發展,與多種學科交叉融合的新時代,同學們還曾在林冠層等拓展的調查空間里發現了直唇卷瓣蘭、栝樓兩種樂土雨林新紀錄的植物。
如今,廈大生命科學學院的實習場所已經拓展到云霄縣漳江口紅樹林國家級自然保護區、廈門海洋珍稀物種國家級保護區、武夷山森林公園、現代農業生產基地等處。同學們提出實際問題、設計實驗解決問題,充分利用各地資源進行動物、植物、微生物等不同專題的調查,在“大千世界”中增長見識、將所學變為所用。
“未來,這門課將秉承以自然為師、以學生全面發展為核心的教學理念,繼續探索五育并舉的野外實習新模式,讓更多的同學從中受益。”侯學良說。