成果总结报告

一、成果摘要

　　野外实践教学是生命科学相关专业重要的教学环节。经过多年积累和探索，中山大学生物学野外实践教学团队以野外实践教学贯穿于课程教学全过程为理念，从“巩固课堂知识”拓展为 “夯实基础理论-强化综合实践-提升创新能力”为主体；整合教学资源，以建设多个教学基地、系列教学点以及野外研究成果历史沉积的国家二级博物馆为一翼，保障综合实践和多元化训练；以互联网技术和课程教材支撑形成立体化教学媒介为另一翼，保障了后续创新拓展。依托一体两翼建立起野外实践教学新模式，两翼驱动促进人才培养提升。

　　一体两翼教学模式成果累累。期间学生完成279项专题训练，发表151篇科研论文，获得163项奖励；发现或参与发表生物新属12属，新记录属3属，新种92种。成果主要完成人获各类国家、省级奖13项，国家规划教材4部。2012年黑石顶成为国家生物学野外教学示范基地。生物科学成为国家名牌建设专业，2014-2016年在中国大学专业竞争力排行榜连续3年排名第一。生物学成为首批一级学科国家重点学科，生态学在第三、四轮学科评估中均并列第一。

二、主要成果陈述

　　自2002年以来，每年约160-320人参加野外实习，即：生物科学、生态学（必修），生物技术、中山医临床、逸仙班(选修)等专业。参加暑期实践的每年约15-50人。教学团队完成国家级基地建设项目4项，广东省质量工程和教学改革项目7项，主要成果及其创新性简述如下。

　　（一）“一体两翼”教学创新模式主要解决的教学问题

　　第一，提出生物学野外实践教学的新理念和相应的教学新方法，解决了传统教学不适应现代生物学对创新人才全方位培养的需求的问题。由单纯的“巩固课堂知识”拓展为“夯实基础理论-强化综合实践-提升创新能力”，理念创新使野外实践教学贯穿于课程教学全过程。通过“以教为主、教学并重、 研学为主”三手段，促进自主研学，实现能力提高。解决个性化发展不足，人才培养同质化等问题，产生应用成果。

　　第二，狠抓野外基地与实验点群的实体建设，解决传统生物学野外教学无法满足多元化需求的问题。
以热带亚热带陆海和近岸湿地生物和生态系统多样性为目标，构建黑石顶、大亚湾和淇澳岛基地，七娘山地质公园、仙湖植物园、南岭自然保护区和澳门离岛等实验点，涵盖海陆、跨越北回归线绿洲、实现了对华南地区主要生态系统的全覆盖，具有不可替代性。配套编写植物学、动物学、生态学等理论和实验课教材8册，实习教材10册，形成系统性、实用性强的系列教材，解决实体基地教材不足和媒介缺乏时效问题。

　　第三，两翼驱动，创新拓展，解决传统教学在基础知识教学时无法实现野外实体认知的问题。
结合校内生物博物馆，形成“纸质教材、数字课程、手机APP、数字博物馆”等立体化媒介系列。如开发陆生脊椎动物、鱼类、贝类等导学软件，整合解说视频、图库、课件脚本，基于高等教育出版社云平台建立了3门数字课程，为教学、预习、研学创造条件。依据辩识生物四原则，激发多维度认知的兴趣。以生物种的本质属性“结构、生境、分布、蕴藏价值”出发，解析其“系统学、生态学、地理学、资源学”等特征，探讨各属性的相关性，通过揭示“结构--功能—环境—反馈”的统一性，阐明生态系统的演变，为课程融合、学科交叉提供了辩知途径。也培养生物学概念整体观和进化生物学思想。

　　第四，一体两翼支撑前沿科学实验，解决生物学野外教学基础知识与前沿知识脱节的问题，丰富了野外实验内容，保障了课程后续创新拓展。
教学团队成员近年来陆续主持了6项国家重大、重点课题，如关于物种多样性维持机制、外来种入侵机制、罗霄山生物多样性综合科考等，具有理论原创性或重要的应用价值，促进了科研成果、前沿探索、国际交流等与实践教学的易发紧密结合，解决了科研与教学相互支撑的问题。吸引和促进了学生的探索热情，帮助了高端人才的成长。

　　（二）“一体两翼”教学创新模式的具体构建

　　1．“一体两翼”教学创新模式的构建历程

　　于2002年设项，2012年完成，检验期6年，各阶段循序渐进，在不断发展中提高教学质量，在创新人才培养中取得了重要成果（图1）。

　　2．“一体两翼”构建内容

　　基于新理念整合教学资源，建设 “一体两翼”的生物学野外实践教学模式，即以建设多个教学基地和系列教学点为一翼；国家二级博物馆与互联网技术和课程教材形成立体化教学媒介为另一翼（图2-3）。

 
 

　　（1）野外实践基地建设

　　以热带亚热带陆海和近岸湿地生物和生态系统多样性为目标，构建黑石顶、大亚湾和淇澳岛基地，结合七娘山地质公园、仙湖植物园、南岭自然保护区和澳门离岛等实验点，涵盖海陆、跨越北回归线绿洲、实现了对华南地区主要生态系统的全覆盖（图4）。中山大学生物学实验中心于2001年被批准为国家实验示范中心，为学生们开展各类创新实验提供良好技术支撑。
 

　　（2）生物博物馆及数字化建设

　　生物博物馆获批国家二级博物馆（2013年），馆藏超过100万号，包括植物标本26万号，动物标本4万号，昆虫标本70万号，化石标本2万号。已成为全国、省、市级科学技术普及基地。完成了生物博称馆45.8万号标本的数字化录入，上网共享。

　　（3）立体化教学媒介建设

　　结合最新成果，出版理论课、实验课教材8部，系列实践丛书等10部。动物学实验出版45510册、植物学出版30110册（高等教育出版社）；恢复生态学，在北京、上海、内蒙古等地综合性大学广泛应用（气象出版社）。组织本科生参与，共出版丹霞山、三清山、井冈山等科考12部。

　　建设数字化课程3门，《生物学实习数字课程》、《植物学数字课程》、《动物学数字课程》的运行，实现了网络教学功能，包括预习、演示、提问、交流、监督、考评等（图5）。

　　（4）支撑项目的建设

　　建立“生态与进化国际化暑期开放学校。一是定位高、标准高，契合生物多样性、生态保护、数理统计学等最新进展；二是教师水平高，邀请到许多国际知名学者，分别来自美国哈佛大学、普林斯顿大学、隆德大学、瑞士伯尔尼大学、英国东英吉利亚大学、北京大学等机构。三是受益面广。来自国内外40多所机构的50多位大师莅临讲学，国内30多所大学的300位学子受益。

　　建立实践植物生态地理学暑期班。以兴趣为先导，结合科研项目。自2011年起实施，共有140多人参与，共采集生物标本超过3.0多万号，包括植物标本1.8万号，动物标本600号，昆虫标本1.2万号等。发表SCI或核心期刊论文27篇；发现、发表生物新种20种。为出版地方性专著6部提供素材。

　　建立恢复生态学野外实践基地。强调理论与实践相结合，近3年来带领学生分别在广东西樵山、鼎湖山、天井山及澳门开展实习，参与学生达168人。主要针对生态恢复参照系、入侵地的生态恢复、自然灾害的生态恢复、城市生态恢复、湿地生态恢复及山林生态恢复等问题。

　　（三）“一体两翼”野外实践教学模式创新点

　　1. 生物学野外实践教学理念创新

　　将传统的生物学野外实践教学由单纯的“巩固课堂知识”拓展为“夯实基础理论-强化综合实践-提升创新能力”，促使野外实践教学贯穿于课程教学全过程，是实现高端人才培养的理论基础。

　　2. 生物学野外实践教学模式的创新

　　以生物学野外教学的多元化需求为导向进行野外基地与实验点群的实体建设。实践基地涵盖热带亚热带陆海和近岸湿地生物和生态系统多样性，跨越北回归线绿洲，实现了对华南地区主要生态系统的全覆盖，具有不可替代性。结合校内生物博物馆和立体化媒介系列，形成一体两翼。

　　3. 丰富了生物学野外实践教学和方法和认知途径

　　两翼驱动，实施“以教为主，教学并重，研学为主”三手段，实现了“夯实基础，强化素质，提升创新能力”的培养目标。借助四原则，针对生物种的宏观本质四属性“结构、生境、分布、价值”等，提出从“系统学、生态学、地理学、资源学”等角度加以辩知。促进了课程交叉、学科融合，培养了生物学概念的整体观，教育学生树立了进化生物学思想。

　　4. 一体两翼人才培养模式促进了前沿探索

　　一体两翼鼓励学生针对前沿科学、交叉领域，勇于进取，解决了“科研与教学”、“基础知识与前沿探索”如何有效地结合的问题，提高人才培养质量。例如，余世孝团队关于土壤微生物是维持森林生态系统具有高生物多样性的原因，彭少麟团队认为土著植物的功能分化是控制入侵植物扩散的主要原因等，均成为野外教学突破点。

　　（四）“一体两翼”教学创新模式的成效

　　1. 一体两翼成为国内外生物学野外实习示范中心与交流平台

　　国内外40多所高校参与我校“生物学野外实习”，包括中国农业大学、兰州大学、南开大学、香港中文大学、美国北卡罗莱纳大学等。2017年，全国生物学野外实践教学研讨会在我校举行，与会代表对我校野外实践教学给予很高评价，会间提出了组建“全国高校生物学实习联盟”的中大倡议。境外高校俄罗斯莫斯科大学：已连续6年来我校实习，特别欣赏在黑石顶和大亚湾轮换，认为我校实习在教学理念和实用技术上堪称典范。

　　2. 综合创新能力为标志的高端人才培养成绩突出

　　一体两翼创新教学模式，使学生综合素质和创新能力明显提高，促进了宏观和微观基础人才的分流和成长，为生物学、生态学成为“双一流”建设学科等做出了重要贡献。

　　据不完全统计，近10年本科生发表论文151篇，获挑战杯奖励等163项，发表生物新属12属、新种92种，从野外实践选题完成毕业论文92篇。2004级刘徐兵、2005级黎绍鹏等在黑石顶创新实践的基础上延续研究，在生态学顶尖刊物Ecology Letters和Ecology以第一作者发表论文共10篇。邝栋明2004在2011年获“全国百优博士论文奖”，在2016年获聘长江青年学者。2007级李韵在Nature 系列等著名刊物发表论文6篇。2012级张子健等获第九届“创青春”全国大学生创业大赛金奖。2013级黄超专于淡水蟹分类，收集标本1700多号，发表SCI论文8篇，1新属为国内首次发现的真正洞穴型螃蟹。

　　3. 一体两翼为支撑生态文明建设和服务社会做出重要贡献

　　生物学野外实验形成的兴趣小组，超过600人次参与科研专题，内容涉及南岭冻害调查、澳门湿地生态恢复，丹霞山、三清山、井冈山、桃源洞等数十处自然保护区考察，获得大量生物标本和样地数据，依托一体两翼得以鉴定和整理，计出版科考报告10部，为“三清山、丹霞山列入世界自然遗产地，井冈山列入世界遗产预备清单”等提供重要支撑，为生态文明建设做出积极贡献。

　　依托生物博物馆，本科生讲解员为中小学生和市民提供科普服务超过20万人次。

　　4.  一体两翼支撑双一流学科建设

　　国家重大、重点和面上等大批科研项目在一体两翼支撑下实施，促进学科前沿研究和基础知识传授的结合，成果丰富了野外实验教学内容。一体两翼支撑双一流学科建设的成效是显著的，2012年黑石顶成为国家生物学野外教学示范基地。2014-2016年生物科学专业在中国大学专业竞争力排行榜连续3年排名第一。生物学成为首批一级学科国家重点学科，生态学在第三、四轮学科评估中均并列第一。

　　（五）“一体两翼”教学创新模式的影响

　　1. 教学成果整体权威专家评价

　　王文采院士、洪德元院士、蒋有绪院士、陈家宽教授，大学生物学课程教指委副主任委员何奕騉等，整体评价：中山大学教学团队具有国家级水平，实践研究成果具有全国性示范意义。
成果鉴定专家组评价：构建的实践基地具有不可替代性，系列教学媒介系统性强、实践性强，整体上“该项成果教学理念先进，认知维度新颖，保障机制完善，整体构架清晰，运行模式成熟，成效十分显著，具有引领、示范和推广价值。”

　　2. 野外实习专项专家评价

　　涵盖理、农、医、药等南北数十家高校，在一线开展实践教学专家，如南开大学卜文俊、南方医科大学张宏伟等，从基地建设、系列媒介、教学理念、教学技巧、创新点等分别给予很高的评价。

　　3. 学生评价

　　学到了许多野外动植物学知识，获得了科学思路训练，保育的意识贯穿始终的。野外实习“激发兴趣，了解了生物学的本质，树立了人和自然和谐共存的理念”。

　　4. 校友评价

　　深切的感受到了物种的多样性和特异性，对观察力和沟通交流能力都有潜移默化的强化，对发现问题、解决问题、总结规律的能力都产生了深远影响。

　　5. 用人单位评价

　　毕业生综合素质高，专业能力强。理论知识扎实，领悟能力强，适应快。有大局意识，综合素质好（深圳华大基因、上海达恩贝拉环境科技等）。野外实习实现了“夯实基础、自主研学，提升综合素质的目的”。  

　　6. 国外同行评价

　　俄罗斯莫斯科大学：在教学理念和实用技术上堪称典范。三个基地，三大生态系统都相当适合于教学和实践研究，野外实习融合了传统和创新的教育做法。培养了整体思维能力，树立人与自然和谐共处的理念。
美国北卡莱罗纳大学：野外实习基地是生物区系南北过渡、东西交汇的重要区域，具有不可替代的意义。基地建设、媒介建设、教学方法非常出色，教学理念和实践方案堪称典范，具有良好的示范意义。