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《普通生态学》课程教学大纲

发布日期:2021-06-24 浏览次数:

《普通生态学》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程名称:普通生态学/General Ecology

课程代码:21120301

课程类别:专业必修课

学时:120  其中讲授:64学时  自学:56学时  

学分:4学分

承担单位:化学与环境工程学院

适用专业:环境生态工程

所属模块:生态学基础(编号:09

开设学期:第三学期

二、课程简介及教学目标

(一)课程简介

《普通生态学》是环境生态工程专业的专业基础主干课程之一,系统地总结广泛空间尺度、时间尺度和组织尺度上生物与环境相互关系的理论和实验研究成果,从不同生态系统层次上讲述生态过程和生态学基本规律及其应用。系统地掌握生态学基本原理和研究方法,增强热爱自然和环境保护意识,能够应用生态学理论和知识分析、解决生产实践中的生态和环境问题。

(二)课程教学目标

课程目标1全面、系统地掌握生态学基本概念和基本理论知识,能够正确运用环境科学和生态学知识分析、判断复杂环境生态问题,具备运用数学和专业知识建立该问题的数学模型,并正确求解。【毕业要求3 问题分析】

课程目标2深刻理解并熟练掌握生态学等专业知识和理论体系,熟练掌握生态学研究方法,准确把握前沿学术动态,能够运用学科知识和理论及现代科技手段开展生态学基础实验及应用性问题研究,能够科学地解释实验结果或现象。【毕业要求5 研究】

课程目标3系统地掌握生态学基本理论知识,深刻理解生态过程,准确把握生态现象本质,树立正确的自然观和可持续发展理念,能够理解和评价自然环境变化和人类经济活动对生态环境可持续的影响。【毕业要求8 环境和可持续发展】

三、教学环境要求及主要教学手段方法

(一)教学环境要求

1.多媒体教室

2.专业实验室

3.实习基地

(二)主要教学手段及教学方法

普通生态学的理论课教学应注意把具体的生态学知识融合到整体的生态思想和理论中,突出对学生系统观、动态观、时空尺度观等生态思维方式的培养;同时应注意培养学生对生态理论的应用能力,提高分析和解决实际问题的能力。

主要教学方法:

1.项目教学法(任务驱动法)

2.情景教学法

3.案例教学法

4.线上线下混合教学法

四、课程教学内容及安排

(一)课程教学内容对课程目标的支撑情况

课程教学内容

教学方法

支撑的课程目标



绪论

讲授

课程目标2


第一章 生物与环境

讲授、专题研讨

课程目标123


第二章 能量环境

讲授、案例教学

课程目标123


第三章 物质环境

讲授、案例教学

课程目标123


第四章 种群及其基本特征

讲授、实地调研

课程目标123


第五章 生物种及其变异与进化

讲授、案例教学

课程目标123


第六章 种群的生活史对策

讲授、案例教学

课程目标123


第七章 种内与种间关系

讲授、实地调研

课程目标123


第八章 群落的组成与结构

讲授、实地调研

课程目标123


第九章 群落动态

讲授、案例教学

课程目标123


第十章 群落的分类与排序

讲授、实地调研

课程目标12


第十一章 生态系统的一般特征

讲授、实地调研

课程目标123


第十二章 生态系统的能量循环

讲授、项目训练

课程目标123


第十三章 生态系统的物质循环

讲授、项目训练

课程目标123


第十四章 生态系统主要类型及分布

讲授、案例教学

课程目标12


第十五章 应用生态学

讲授、项目训练

课程目标123


第十六章 分子生态学

讲授、实验教学

课程目标123


第十七章 景观生态学

讲授、实地调研

课程目标123


(二)教学安排

序号

章节名称

教与学内容

1

绪论

学习目标:

1.掌握生态学的概念、研究对象和研究方法;

2.了解生态学与经济社会发展的关系,培养热爱祖国、热爱生活、热爱大自然的积极人生观。

讲授内容:生态学的定义;生态学的研究对象;生态学的分支学科;生态学的研究方法。

自学要求:自主学习生态学的学科发展史。

重点:生态学的定义、研究方法及生态学与经济社会发展。

难点:生态学的基本研究方法。

学时:4学时  其中讲授:2 学时  自学:2 学时

2

第一章

生物与环境

学习目标:

1.熟悉环境因子、生态因子的定义和分类,掌握生态因子的作用特征。

2.深刻理解并掌握生态因子定律和生物与环境的相互作用,树立生物与环境是统一整体的大局观。

3.树立生物与环境是统一整体的生态思想,培养保护环境、保护生态、热爱生活的积极世界观。

讲授内容:环境与生态因子基本概念;生物与环境的相互作用;最小因子、限制因子、耐受限度与生态幅。

自学要求:深刻理解与熟练掌握生态因子的定义、定律和作用特征,;

理解与掌握生物与环境的相互作用。

自主学习线上资源,完成线上任务。

重点:生态因子定律、生物与环境的相互作用。

难点:生态因子定律。 

学时:6 学时 其中讲授:2 学时  自学:4 学时

3

第二章

能量环境

学习目标:

1.深刻理解并掌握光、温、风、火等环境因子对生物的影响及生物对其适应性,从而掌握生态现象发生的原理并能够根据环境变化预测生态现象的演变趋势。

2.能够依据生态学基础理论设计简单实验验证生态学规律,培养科研能力。

3.训练在众多影响因素中找出主要影响因子的技能,即抓住主要矛盾的能力,提高逻辑思维能力。

讲授内容:光的生态作用及生物对光的适应;生物对温度的适应;风对生物的作用及防风林;火对生物的影响。

自学要求:理解与掌握风、火等因子的生态作用原理;

自主学习线上资源,完成线上任务。

重点:光和温度的生态作用及生物对光和温度的适应。

难点:生物对光和温度的适应。   

学时:6 学时  其中讲授:4学时  自学:2 学时

4

第三章

物质环境

学习目标:

1.深刻理解并掌握水分、大气及土壤的生态作用,能够根据物质环境条件的变化预测生物的生长发育、生殖现象的变化趋势。

2.理解并掌握生物对水、气、土的适应性,进一步巩固生物与环境共同构成有机整体的认知,为生态系统概念的建立及生态系统功能的解释奠定坚实的基础。

3.树立全球物质化学循环的概念,训练细致、严谨的逻辑思维能力和基础实验能力,提高科研素质。

讲授内容:地球上水的存在形式及分布;生物对水分的适应;大气组成及其生态作用;土壤的理化性质及其对生物的影响。

自学要求:深刻理解与熟练掌握水分、大气及土壤对生物的影响;

掌握水、气、土等生物的物质环境存在形式、分布规律及全球循环模式。

自主学习线上资源,完成线上任务。

重点:水、气、土的生态作用及全球物质化学循环。

难点:全球物质化学循环。 

学时:6 学时  其中讲授:4 学时  自学:2 学时

5

第四章

种群及其基本特征

学习目标:

1.深刻理解种群的概念、种群的基本特征及其在生态系统中的重要地位。

2.能够熟练掌握种群统计方法和种群增长模型,熟练掌握运用生命表等工具进行种群分析和种群生态学研究的技能。

3.理解并掌握种群调节理论,训练抽象思维能力。

讲授内容:种群的概念和基本特征;种群动态;种群统计学;种群的增长模型;种群调节;集合种群动态;生物入侵。

自学要求:理解与掌握种群调节理论与集合种群动态。

自主学习线上课程布置内容。

重点:种群的密度和分布、种群统计学和种群的增长模型

难点:种群的增长模型。

学时:10 学时  其中讲授:6 学时  自学:4 学时

6

第五章

生物种及其变异与进化

学习目标:

1.掌握生物种的概念,理解生物种形成的过程和形成方式。

2.熟练掌握物种的遗传、变异与自然选择规律。

3.通过表型的自然选择模型的学习,了解从遗传、变异原理出发分析物种进化与环境演变的关系,训练逻辑思维能力。

讲授内容:物种的概念;基因、基因库和基因频率;变异、自然选择与遗传漂变;遗传瓶颈和建立者效应;表型的自然选择模型;物种形成及其过程;物种形成的方式。

自学要求:理解与掌握遗传瓶颈及其制约因素,能够科学合理地制定生态措施解除瓶颈的制约,保证物种的稳定与延续。

自主学习线上课程布置内容。

重点:表型的自然选择模型。

难点:基因频率与基因型频率。

学时:4 学时  其中讲授:2学时  自学:2 学时

7

第六章

生活史对策

学习目标:

1.掌握物种在不同生境条件下所采取的生存与种族延续之间的适应或权衡对策,包括能量分配与权衡对策;体型效应;生殖对策;滞育和休眠;迁移;复杂的生活周期等。

2.能够根据物种的生殖价和生殖效率正确判断或推理物种的生殖对策;或根据生境或生殖对策预测种群的发展趋势。

3.通过典型案例的分析,了解r-选择和k-选择的典型特征及优缺点应用范围,训练逻辑思维能力。

讲授内容:能量分配与权衡;体型效应;生殖对策;滞育和休眠;迁移;复杂的生活周期;衰老。

自学要求:理解与掌握反应器中流体的流动与混合。全混流反应器的热稳定性。

自主学习线上课程布置内容。

重点:能量分配与权衡;生殖对策。

难点:生殖价和生殖效率。

学时:8 学时 其中讲授:4 学时  自学:4 学时

8

第七章

种内与种间关系

学习目标:

1.熟练掌握竞争、捕食等重要种内与种间关系的数学模型,理解种内与种间关系对种群发展的生态贡献,能够根据模型正确计算或解释种群演变动态。

2.能够正确运用种内与种间关系设计生态工程以解决生态问题,或解释、计算生态问题。

3.训练或培养逻辑思维和推理能力,提高科研素质。

讲授内容:竞争;种内关系;种间关系;捕食作用;草食作用。

自学要求:理解与掌握种内与种间关系类型。

自主学习线上课程布置内容。

重点:竞争关系;捕食(草食)关系。

难点:竞争模型、捕食模型。

学时:10 学时 其中讲授:6学时  自学:4 学时

9

第八章

群落的组成与结构

学习目标:

1.深刻理解并熟练掌握群落和群落结构,能够明确划分群落的结构层次。

2.能够熟练掌握生物多样性的概念和影响生物多样性的因素,能够正确计算和比较生物多样性。

3.掌握群落生态学的研究方法,训练抽象思维能力,为大尺度生态现象的研究奠定基础。

讲授内容:群落的概念;群落的种类组成;群落结构;生物多样性;影响生物多样性的因素。

自学要求:深刻理解与熟练掌握群落的概念,群落结构和生物多样性。

理解与掌握群落的种类与组成,影响生物多样性的因素。

自主学习线上课程布置内容。

重点:群落结构与生物多样性。

难点:生物多样性。

学时:10学时  其中讲授:6学时  自学:4学时

10

第九章

群落动态

学习目标:

1.深刻理解并熟练掌握生物群落的内部动态,能够制订有效方案维护群落的健康与稳定。

2.熟练掌握生物群落的演替理论,能够灵活运用演替理论干预生态过程,从而使区域生态系统朝着健康、有序的方向发展。

3.掌握群落生态学的研究方法,训练生态思维能力。

讲授内容:生物群落的内部动态;生物群落的演替。

自学要求:深刻理解与熟练掌握群落内部动态。

理解与掌握群落的演替类型与演替规律。

自主学习线上课程布置内容。

重点:生物群落的内部动态。

难点:生物群落的演替。

学时:10 学时 其中讲授:6学时  自学:4学时

11

第十章

群落的分类与排序

学习目标:

1.掌握群落分类的方法,了解群落类型。

2.熟练掌握群落排序原则与方法,为生态系统管理服务。

讲授内容:群落分类;群落排序

自学要求:深刻理解与熟练掌握群落的分类方法和排序原则及意义。

自主学习线上课程布置内容。

重点:群落分类。

难点:群落排序

学时:4学时  其中讲授:2学时  自学:2学时

12

第十一章

生态系统的一般特征

学习目标:

1.深刻理解并熟练掌握生态系统的概念、生态系统的组成与结构、食物链与食物网等生态系统的一般特征,能够正确评估生态系统的生态效率。

2.能够熟练掌握生态系统反馈调节机制,从而为生态系统管理、维护生态系统平衡直接提供科学支撑。

3.掌握生态系统层次的生态学研究方法。

讲授内容:生态系统的基本概念;生态系统的组成与结构;食物链和食物网;营养级和生态金字塔;生态效率;生态系统的反馈调节和生态平衡。

自学要求:理解与掌握营养级;生态效率;生态系统的反馈调节和生态平衡。

自主学习线上课程布置内容。

重点:生态系统的组成与结构;食物链和食物网。

难点:生态系统的反馈调节和生态平衡。

学时:8学时  其中讲授:4 学时  自学:4学时

13

第十二章

生态系统的能量流动

学习目标:

1.深刻理解并熟练掌握生态系统的能量流动规律及影响能量流量的因素,能够科学制定有效方案维持生态系统能流的高效率。

2.能够熟练掌握生产者、消费者、分解者的概念及其对生态系统的作用,能够正确利用能流理论维护生态系统的稳定与健康发展。

3.掌握生态系统能流理论的研究方法,为科学管理生态系统提供支持。

讲授内容:生态系统中的初级生产;生态系统中的次级生产;生态系统中的分解;生态系统中的能量流动;分解者和消费者在能流中的相对作用。

自学要求:理解与掌握分解者和消费者在能流中的相对作用。

自主学习线上课程布置内容。

重点:食物链。

难点:生态系统中的能量流动。

学时:6学时  其中讲授: 2 学时  自学:4学时

14

第十三章

生态系统的物质循环

学习目标:

1.深刻理解并熟练掌握全球物质化学循环的概念、循环模式和研究方法,能够设计实验方案探索水、碳、氮等循环机制与模式,以丰富和发展循环理论。

2.深刻理解和掌握全球物质化学循环的生态意义,能够熟练应用循环理论解释生态现象。

3.训练宏观尺度思维能力,为大尺度生态理论研究奠定基础。

讲授内容:全球水循环;碳循环;氮循环;磷循环;硫循环。

自学要求:理解与掌握氮循环,磷循环,硫循环。

自主学习线上课程布置内容。

重点:全球水循环、碳循环和氮循环。

难点:全球碳、氮循环。

学时: 8学时  其中讲授:4学时  自学:4学时

15

第十四章

生态系统主要类型及分布

学习目标:

1.了解生态系统的主要类型,掌握不同生态系统的分布规律。

2.能够熟练掌握不同类型生态系统的特征和生态功能,理解生态系统多样性的意义

3.掌握不同生态系统的研究方法和研究内容。

讲授内容:陆地生态系统分布的基本规律;淡水生态系统的类型及其分布;海洋生态系统的类型及其分布;世界陆地主要生态系统的类型及其分布。

自学要求:了解生态系统的类型,掌握不同生态系统的分布规律。

自主学习线上课程布置内容。

重点:陆地生态系统的分布规律。

难点:世界陆地主要生态系统的类型及其分布。

学时:4学时  其中讲授:2学时  自学:2学时

16

第十五章

应用生态学

学习目标:

1.了解并深刻理解人类面临的重大生态危机,激发保护环境、崇尚自然、热爱生活的高尚情怀。

2.能够熟练地将生态学基本知识和基础理论科学、合理地应用到农业、生态系统管理等领域中,保护和维持农业等各类生态系统的稳定与健康发展。

3.训练理论联系实际、理论指导实践的能力。

讲授内容:全球气候变化与环境污染;人口与资源问题;农业生态学;生物多样性与保育;生态系统服务;生态系统管理;收获理论;有害生物防治。

自学要求:理解与掌握生态系统服务与管理,有害生物防治和农业生态学。

自主学习线上课程布置内容。

重点:当前世界的重大危机。

难点:当前世界的重大危机。

学时:8学时  其中讲授:4学时  自学:4学时

17

第十六章

分子生态学

学习目标:

1.了解生态学的发展趋势,掌握前沿科技信息。

2.深刻理解并熟练掌握生物对逆境胁迫适应、种群的发展与演替等分子机理,能够正确设计实验方案验证和解释分子机理。

3.训练抽象思维能力和逻辑推理能力。

讲授内容:生物对逆境胁迫的分子水平适应;生物种群的分子生态学;亲缘地理学。

自学要求:深刻理解与熟练掌握生物对逆境胁迫的分子水平适应,熟练掌握生物种群的分子生态学。

自主学习线上课程布置内容。

重点:生物对逆境胁迫的分子水平适应。

难点:生物种群的分子生态学。

学时:4 学时 其中讲授:2学时  自学:2学时

18

第十七章

景观生态学

  学习目标:

1.了解生态学的发展趋势,掌握科学前沿信息。

2.熟练掌握景观生态学的研究方法,能够正确运用景观生态学原理解释景观结构的形成及其演变。

3.训练大尺度生态现象的观察、思维能力。

讲授内容:景观与景观生态学的概念;景观结构;景观功能;景观生态学的一般原理;景观生态学的研究方法;景观结构的起源和演变。

自学要求:理解与掌握景观结构与景观功能,景观结构的起源与演变。

自主学习线上课程布置内容。

重点:景观生态学的一般原理与研究方法。

难点:景观生态学的一般原理。

学时:4 学时 其中讲授:2学时  自学:2学时

五、课程考核评价方式及能力考核标准

(一)考核评价方式与课程目标的关系

考核内容及占比(%

考核评价方式

课程目标

1.基础知识水平:20

2.发现和分析问题的能力:15

3.建立模型及计算求解能力:15

1.线上线下讨论、作业

2.线上线下测试

3.期末考核

1

1.开展基础实验的科研能力:15

2.学术前沿知识:15

1. 线上线下讨论

2. 实验实践

3. 作业

4.期末考核

2

1.对生态学认知、情感态度及价值观:8

2.环境、生态行业标准、法律法规知识:7

3.团队合作、沟通协调能力:5

1.课堂测试

2.线上测试

3.实验、实践表现

4.期末考核

3

(二)课程成绩构成

本课程采用线上线下混合式教学,采用线上形成性评价成绩+线下终结性成绩相结合的考核方式。

期末综合成绩=线下综合成绩*60%+线上形成性评价成绩*40%

线上形成性评价成绩由线上平台统计取得,线上成绩由线上任务完成情况、访问次数、在线讨论、在线作业、在线阶段性考试、签到、PBL、小设计等学习活动组成。

线下综合成绩由课堂表现、作业、实验实践操作水平等项目加权计算而得。

(三)能力考核标准

优良(100%-80%):

1. 能够合理的运用生态学基本知识表达环境问题、生态现象,掌握生态过程数学模型的建构方法,并能正确求解;

2. 熟练掌握生态学基础理论知识,能运用逻辑或推理思维方法,开展生态基础实验和应用技术实验,具备丰富的学科前沿知识水平;

3. 能够依据生态基础知识和理论,分析生态现象的科学本质,较合理地确定问题解决方案;或能在教师指导下提出优化建议;

4. 牢固树立人与自然和谐相处、经济与生态可持续发展的理念,能将生态思想融入到生活、工作中,引领社会沿着可持续的方向发展。

及格(79%-60%):

1.能够运用所学知识表达环境生态问题的科学本质,基本掌握生态过程及其数学模型的建构和求解方法,但不够准确;

2. 具有扎实的生态学知识和理论水平,能对环境生态问题进行分析和判断,但不够准确;或能提出问题的解决方案,但存在缺陷;

3. 能够掌握生态工程设计要求,分析生态问题的关键参数,确定问题产生的背景与原因条件,能在教师指导下完成解决问题的方案设计,或提出优化建议,但比较浅显;

4. 能在指导下选择和使用专业软件进行生态学理论模型及应用技术模型的设计、计算和模拟优化,但独立使用软件能力不足,或模型的局限性较明显。

六、课程参考书及辅助学习资源

(一)建议使用教材:

1. 牛翠娟主编. 基础生态学(第三版). 北京: 高等教育出版社, 2015.

(二)主要参考书

1. 林文雄主编. 生态学(第二版). 北京: 科学出版社, 2018.

2. 尚玉昌主编. 普通生态学(第三版). 北京: 北京大学出版社, 2016.

(三)辅助学习资源

1. http://mooc1.chaoxing.com/course/96386584.html

七、前序课程教学目标

1.《植物学》教学目标:掌握生物学的基本原理和基本方法,掌握生物学实践技能和研究方法,能够分析和解决实际生产中的生物问题。

2.《环境科学概论》教学目标:了解环境变化的基本知识,掌握环境污染物的生物处理与修复理论与技术以及最新理论与方法。

八、其他说明

制定人:张志录    职称:高级讲师  制定时间:20196

审订人:程立平    职称:副教授    审订时间:20196

审批人:贺国旭    职称:副教授    审批时间:20196

制定依据:依据2018年环境生态工程专业培养方案制定。

执行对象:从2019级学生开始执行。


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