烟草学专业《烟草生态学》课程教学内容体系构建
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）30-0245-03
烟草学是农学门类下的国家特色专业（专业代码：090108T），行业特色鲜明，主要培养具备烟草生产、烟草遗传育种以及烟叶质量检测与经营管理等方面的基本理论、基本知识和基本技能，能在烟草及其相关的部门或单位从事与烟草有关的技术与设计、推广与开发、经营与管理、教学与科研等工作的高级科学技术人才。该专业自1975年在河南农业大学首次开办学历教育以来，经过40年的发展，逐步形成了完善的学科教育教学体系。目前，河南农业大学、山东农业大学、湖南农业大学、安徽农业大学、云南农业大学、四川农业大学、贵州大学等高校均开设有烟草学专业，面向全国招生四年制本科生。
生态学（Ecology）是德国生物学家恩斯特?海克尔于1866年定义的一个概念：生态学是研究生物体与其周围环境（包括非生物环境和生物环境）相互关系的科学[1]。目前已经发展为“研究生物与其环境之间的相互关系的科学”，有自己的研究对象、任务和方法的比较完整和独立的学科，是我国高校生物科学（代码：070401）和生态学（代码：071004）本科专业的主干课程之一。农业生态学（Agroecology）是生态学在农业上的分支，是用生态学和系统论的原理和方法，将农业生物与其自然环境作为一个整体，研究其中的相互作用、协同演变，以及社会经济环境对其调节控制规律，促进农业全面持续发展的学科[2]，是目前农学专业（代码：090101）的重要课程之一。烟草学是农学的二级学科，河南农业大学烟草学本科专业自开设以来就把《农业生态学》作为专业基础课之一。经过数十年的实践，诸多问题逐渐显露，主要表现在烟草不仅是一种特殊的叶用经济作物，而且其品质形成与诸多生态因子关系复杂，《农业生态学》的传统教学体系已不能适应烟草学科的发展需要。鉴于此，河南农业大学烟草学院于2011―2012学年第一学期首次开设《烟草生态学》课程，作为烟草学本科专业的专业基础课，先于烟草栽培学、烟草育种学、烟草调制学等主干课程学习。经过近5年的探索，现已形成较为完整的课程体系，现将《烟草生态学》课程教学内容体系的构建和优化情况总结如下。
一、课程定义和特点分析
“生态”指一切生物的生存状态，以及它们之间和它们与环境之间环环相扣的关系。如今，生态学已经渗透到各个领域，“生态”一词涉及的范畴也越来越广，人们常常用“生态”来定义许多美好的事物，如健康的、美的、和谐的等事物均可冠以“生态”修饰。独特的自然环境只能靠人们去发现并加以利用。津巴布韦烟叶质量好，与它的自然环境条件是分不开的。根据目前研究来看，生态条件对烟叶特色的影响程度超过50%[3]。我国云、贵、川、鄂等地烟区气候温和，光照充足，温差适宜，有利于烟叶香气物质积累和优良品质形成，适合烤烟生长和干物质的积累。烟草生态学是研究环境与烟草生长及品质形成关系的科学。《烟草生态学》课程开设的目的是使烟草学专业学生掌握生态学的基本原理，能够熟练运用种群、群落、生态系统生态学的知识分析烟草学生产和科研中的相关问题，为烟草栽培学、烟草调制学等主干课程的学习打下基础。
《烟草生态学》课程最突出的特点是生态学理论与烟草生产实际的紧密结合，实际生产中大量现象的分析需要建立在明确基本生态关系的基础上。例如，中国烟叶公司目前在全行业推广“烟蚜茧蜂防治烟蚜技术”，我们要求学习过《烟草生态学》课程的学生能够运用生态学的基本原理分析该项技术推行的原因以及需掌握的要点。首先，烟蚜茧蜂防治烟蚜是烟田害虫生物防治技术之一，其推行原因是由于化学农业的长期不合理使用，污染了环境，造成烟蚜天敌及一些有益昆虫的大量死亡，降低了农田生态系统的生物多样性[4]。烟蚜茧蜂能将卵产于烟蚜体内，幼虫孵化后取食蚜虫的组织和器官，造成蚜虫死亡。可见，烟蚜茧蜂与烟蚜之间是典型的寄生关系，这一种群与种群之间的负相互作用对烟蚜有很好的控制作用。以上是推广“烟蚜茧蜂防治烟蚜技术”的原因。其次，在生态对策方面，烟蚜是一种典型的r-选择生物，具有所有使种群增长率最大化的特征，如快速发育、小型成体，数量多而个体小的后代，高的繁殖能量分配和短的世代周期。研究表明，在温度为20℃～30℃时，烟蚜仅需7d就可以完成世代发育[4]。正因如此，烟蚜在烟田往往呈现爆发式增长，故烟蚜茧蜂释放时机的把握十分重要。实际操作中，要求在烟蚜呈点片发生（田间烟株平均蚜量≥10头/株）时放蜂。再次，生物因子对种群的调节往往受密度的制约，因此被称为密度制约因子。烟蚜茧蜂即为烟蚜的密度制约因子之一，对烟蚜种群数量影响的强度随其种群密度而变化。当烟蚜茧蜂密度大时，烟蚜种群的个体数量会迅速减少。但烟蚜茧蜂的数量也不是越多越好，因为烟蚜种群和烟蚜茧蜂种群之间存在负反馈关系。负反馈是比较常见的一种反馈，它的作用是能够使生态系统达到或保持平衡或稳态，反馈的结果是抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化[1]。因此，如果烟田生态系统中的烟蚜茧蜂过多迁入而数量剧增，烟蚜就会因为受到过度抑制而减少，烟蚜数量减少后，反过来会抑制烟蚜茧蜂的数量。可见，确定合适的放蜂数量是维持烟田生态系统平衡的重点。据此，国家烟草专卖局有关文件（国烟办综〔2015〕232号）规定了具体放蜂量：田间蚜量1～5头/株，亩放蜂量200～500头；田间蚜量6～20头/株，亩放蜂量500～1000头；田间蚜量21～30头/株，亩放蜂量1000～1200头；田间蚜量30头/株以上，亩放蜂量不低于1500头。从以上实例可知，《烟草生态学》是一门理论与实践紧密结合的科学，其主旨是培养学生科学的思维方式和运用生态学知识分析生产实际问题的能力。 二、参考教材选择
如何根据专业特点选用合适的教材，关系到学生对知识的把握和理解。但是，目前尚没有《烟草生态学》等专业特色教材出版。针对这一问题，河南农业大学烟草学院多次组织本课程教研室老师讨论，确定了高等教育出版社《基础生态学（第2版）》、中国农业出版社《农业生态学（第2版）》和中国农业出版社《作物生态学》等3本教材为本课程的参考教材。
《基础生态学（第2版）》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，是由北京师范大学生命科学学院孙儒泳院士及具有多年生态学教学经验的3位教授共同编写的。该教材强调对生态学基础理论的理解与把握，内容简明扼要，按照传统生态学的发展顺序，依次分为有机体与环境、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、应用生态学和分子生态学与景观生态学几大部分。在实际教学中，我们将有机体与环境、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学等内容融合成一章，即“第二章 基本生态关系”，着重对生物与环境的关系及种群、群落、生态系统生态学的基本原理进行学习，作为《烟草生态学》课程的基础理论部分进行重点教学。
《农业生态学（第2版）》也是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，由华南农业大学骆世明教授主编。全书分理论和实践两部分。理论部分一共有6章，主要阐明农业生态学的基本理论体系。实践部分共有5章，主要针对中国的生态农业建设与农业可持续发展的实践。在《烟草生态学》的教学体系中，烟田生态系统、烟草种植区划等实践部分的基本原理和教学框架设计即参考该教材。
《作物生态学》由南京农业大学曹卫星教授主编，在概述作物生态学的基本定义、形成发展与研究方法的基础上，根据作物生态学的科学内涵和发展动态，重点阐述了作物与辐射、温度、水分、养分等环境要素的生理生态关系，进而介绍了作物分子生态、群体生态、信息生态、生产生态和安全生态的理论和技术。该书注重生态学原理与方法在作物学领域的拓展和应用，我们在《烟草生态学》的教学中借鉴该书的理论与实践相结合在主旨思想，构建了烟草与光照、烟草与温度、烟草与水分、烟草与土壤、烟草群体生态和烟草安全生态等章节，为实践部分的主体内容，取得了良好的教学效果。
三、教学内容体系构建
科学地选择教学内容，合理地设置课程是整体优化人才知识结构的关键环节，需遵循全面发展原则、整体性原则、需要性原则、综合性原则、有序性原则、稳定性与动态性相统一的原则、因材施教原则、理论性与实践性相结合原则等基本原则[6]。烟草生态学研究的对象是烟田生态系统，是基础生态学在烟草生产中的应用。根据上述原则，在理论部分首先介绍了生态学的定义、研究对象、发展阶段、分支学科和研究方法（第一章）后，着重介绍了生态学中的基本生态关系（第二章），包含生物与环境、种群生态学基本原理、群落生态学基本原理和生态系统生态学基本原理四个部分，为实践部分的学习奠定基础。烟田生态系统是人类驯化了的自然生态系统，一方面具备传承了自然的微妙生态关系，另一方面又深深地刻上了人类的印记，因而具备不同于自然生态系统的一些自身规律。在实践部分，首先介绍了烟田生态系统的定义、组成、结构，并着重分析了烟田生态系统有别与其他农田生态系统的稳定性差、重建性明显、社会性强等突出特点（第三章）；然后用理论与实践相结合的方法分别介绍了光照、温度、水分、土壤等主要生态因子的变化特征、生态作用、对烟草生长发育及品质形成的影响及其调控措施（第四、五、六、七章），目的是通过课程的学习使学生能够树立正确的生态观，并用以分析和解决烟草生产中遇到的问题。种群是物种存在的基本单位，烟田生态系统中最基本的生态关系即烟株之间对空间、营养等的竞争，因此群体生态学的研究和应用对烟田生态系统的构建尤为重要。为此，在第八章着重介绍了-3/2自疏法则、最后产量恒值法则等群体生态学的基本原理，然后介绍了烟草群体特征、个体与群体的关系以及理想群体构建方法；针对生态农业的发展趋势及逐渐提升的烟草安全性要求，安排了第九章的内容，本章在学习作物安全生态概论的前提下，详细介绍了烟草GAP（Good Agricultural Practices）的主要内容及其具体推行措施。第十章在介绍作物生态分布与生产区划的基础上，比较具体地介绍了中国烟草种植区划的成果，包括中国五大烟草种植区的分布、生态条件和烟草种植基本情况，旨在使学生掌握我国烟草生产的基本生态条件、生产状况。
四、教学方法优化
在高效本科教学活动中，没有通用的跨学科的“最好的”和“最有效的”教学方法，教师的教学理念和教学风格影响着教学实践活动[5]。通过实践和思考，我们提倡在《烟草生态学》的教学中将课堂精讲与互动讨论相结合，采用案例教学法、设疑法、多媒体演示授课法、热点问题讨论法等多种教学方法融合创新，综合运用。（1）通过多媒体教学以增强直观意识。教学上采用大量的照片、图片、表格，有助于加深学生对抽象理论的理解。然而，多媒体教学有时也存在学生被动学习、缺乏思考和互动性等特点，因此必须以其他教学方法为重要补充。（2）以启发互动培养思考能力。改变传统的填鸭式教学方法，运用启发互动教学模式，培养学生独立思考善于取证的能力。例如，在学习光照对烟草生长及品质形成的影响时，讲到“增加长波光比例可以促进烤烟的碳代谢”，要求学生独立查阅文献资料为这一原理提供佐证。通过此类教学方法的运用，充分发挥学生的主观能动性，不仅使学生掌握了知识点，而且培养了其用科学生态观思考问题的习惯。（3）以案例分析激发学习积极性。例如，在讲解动物对温度的适应时，引导学生讨论为什么烟田虫害往往是在湿热条件下发生（或流行）。通过讨论，学生们会发现烟田虫害以节肢动物为主，是一类典型的外温动物，其生长发育及生活史进程都与温度密切相关。这样的方法对提高学生的学习兴趣效果突出。（4）提倡创新学习。鼓励学生大胆创新踊跃报名参加相关的大学生创新项目、创新实验和挑战杯等活动，这样既可以加强各学科之间的交流，又可以培养学生探索创新、实践动手等诸多素质。
五、结语
每个新课程的设置和发展都是一个漫长的过程，需要任课教师多年的教学实践和深入思考。经过近5年的努力，烟草学本科专业《烟草生态学》课程的教学内容体系已趋于完善，较好地实现了该课程的设置目标。目前亟待解决的问题有二：（1）加快教材编写进程。《烟草生态学》课程从无到有，如今形成完善的内容体系，也即意味着教材编写的条件日臻成熟，因此教材编写工作将是课程建设的下一个重点。（2）开设实践教学环节。《烟草生态学》是一门实践性极强的课程，培养学生实际操作和问题分析能力尤为重要。所以，开设以烟田生态系统野外调查、各烟区生态调查等为主要内容的野外实习是完善课程建设的另一个重点工作，应引起重视。
