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观鸟:提高本科生科研素质的一条有效途径 精选

已有 5539 次阅读 2020-1-23 10:07 |系统分类:教学心得

观鸟:提高本科生科研素质的一条有效途径

【注:这篇论文是对个人近年来相关经验的一些总结,原本打算作为教研论文投稿,不过想了想还不如发到科学网博客省事。抛砖引玉之作,希望能对您有所启发】

 

帅凌鹰1,刘伟1,丁建华1,*

1.淮北师范大学生命科学学院,安徽省淮北市相山区东山路100号,邮编235000

 

摘要:观鸟是一项有着悠久历史、有益身心的自然探索活动,长期以来为鸟类科研与保护提供了重要信息。另一方面,观鸟对于生物学教学也是有益的补充,并能有效提高本科生的科研素质。我们结合自己的工作实践,从观鸟准备工作、激发学生兴趣、合理设计科研课题、人员选拔等角度,对将观鸟作为本科生科研辅助手段引入所需注意的一些问题作了总结和探讨。

 

关键词:本科生科研;动物学;观鸟;生态学;生物学教学;行为学

 

Birding: an effective approach to improve research abilities of undergraduates

 

Abstract: As a kind of natural exploration with long history, birding has been providing fundamental information for bird research and conservation. On the other hand, birding is also a beneficial supplement for biology education, and can effectively improve research abilities of undergraduates. Based on our own experience, we discussed some important issues (including preparation for birding, stimulating interests, appropriate design of research topics, and personnel selection) for introducing birding as a supplementary approach for undergraduate research.

 

Keywords: undergraduate research; zoology; birding; ecology; biology education; ethology

 

鸟类属于多样性较高且较易观察的高等动物类群,很早就得到了人们的广泛关注。观鸟(Birding)是指借助望远镜等光学设备对野生鸟类进行观察和识别的活动,在欧美国家已有百余年历史[1]。长期以来,观鸟为鸟类科研与保护提供了大量必不可少的基础数据,且其普及率和重要性还在与日俱增[2]。自上世纪80年代以来,观鸟活动及相关理念也伴随改革开放逐渐被引入我国,促成了国内观鸟活动及相关组织的迅猛发展[3]。目前,观鸟已在我国发展成为了一类新颖独特的休憩和生态旅游形式,在一些地区对当地经济起到了带动作用[1]

观鸟同时也是一种寓教于乐的教育辅助方式。近年来,观鸟被逐渐引入中小学教育和青少年夏令营,收到了良好的效果[4–6]。青少年通过观鸟活动不仅能建立和大自然之间的亲近感,还能从带队老师那里学习到一些鸟类学知识和科研方法,增强对相关领域科研工作的感性认识和兴趣。对于专业程度相对较高的本科生阶段学习,观鸟同样可以起到促进作用。生物学专业学生在动物学课堂和实验课上会借助模式物种了解到一些形态学和解剖学的基础知识,但因课时限制所能接触的物种较为有限,对动物实际具有的高度多样性和复杂性缺乏足够认识。观鸟活动在这方面正好是一个有力的补充。与正规的野外实习课程相比,观鸟成本较为低廉,在时间地点的选择上更为灵活简便。即便是对于非生物专业的学生而言,观鸟也是一项有益身心、亲近自然的日常休闲活动,还能增进师生之间的沟通与交流,可谓一举多得。

目前,本科生参与科研已是大势所趋[7],而其关键之一就是找到适合本科生的研究课题。和其他很多项目相比,观鸟并不需要昂贵的仪器装备,对教师科研经费一般不会构成太大压力,还能使众多相关专业青年教师通常较为薄弱的研究力量得到一定程度的加强,是一个引导本科生参与科研的良好切入点。有鉴于此,本文将重点探讨观鸟在本科生科研方面的应用。我们认为,观鸟有助于从以下几方面提高本科生的科研素质:

1.帮助学生在实践中对所学专业知识加以融会贯通。纸上得来终觉浅,课堂上学到的书本知识距离运用于实际科研还有一段不短的路程。我们认为,观鸟能有效帮助学生在实践中深入理解生态学、动物行为学和保护生物学等课程中的一些经典理论和研究方法,进而接触到相关领域内的一些重要研究方向。例如,在观鸟过程中可以通过对生境利用、食物选择的记录加深对经典生态位概念和竞争排除法则的认识;借助惊飞距离测定、觅食行为观察等行为学调查加深对行为策略和最优化模型的理解;通过对具有不同人为干扰强度或城市化水平的区域进行鸟类群落结构和行为特征的比较,认识人为干扰对动物资源的影响等。

2.培养学生敏锐的观察力和严谨的科学态度。鸟类较之兽类通常较易观察,但由于存在近缘物种在形态识别上的干扰,同时季节、性别、发育阶段也会对鸟类外观造成显著影响,因此在野外进行观察识别仍然是有一定难度的。为了准确识别鸟种,学生需要在教师指导下认真查阅图鉴、鸟类图志等工具书,对各种辨识特征进行详细比对,并结合从文献中获取的分布区、居留型等信息对鸟种实现精准界定,避免想当然。观鸟过程中除了记录鸟种以外,还需详细记录发现地点、发现时间、生境特征、数量、人为干扰、气候状况等重要信息,并引导学生通过数据整理及时发现一些有意义的生态学现象,为进一步的科研课题设计打下基础。通过这些过程,学生的观察力和严谨度均能得到有效提高,并初步掌握一些数据处理技术。

3.培养学生自我约束的作风和吃苦耐劳的意志品质。鸟类往往在日出前后较为活跃,观鸟也相应多安排在这一时段,这对学生养成严格作息、早睡早起的生活方式是有帮助的。长期系统观鸟往往需要克服夏热冬寒、蚊虫叮咬等不利因素的影响,若开展行为学跟踪记录还需要具备较强的耐心和专注力。此外,及时完成合格的观鸟报告、提交观鸟数据也是高质量观鸟活动必不可少的一部分,教师对此也应有一定要求。这些经历对于提高学生的纪律性和意志力都是大有裨益的。

4.增强学生的身体素质。科研工作往往是繁重且伴随巨大压力的,离不开良好的身体素质。观鸟作为一项经典户外活动,通常是在植被较多、环境较为优美健康的地区开展,且往往具有较高运动量,对于增强学生体魄是有积极作用的。

由此可见,观鸟在促进本科生科研方面是大有可为的。但要使观鸟充分发挥提高学生科研素质的作用,仍离不开教师的精心准备与正确引导。近年来,我们在实践过程中总结了一些相关经验,下面加以简要汇报,以期抛砖引玉:

1.观鸟活动的准备

(1)人员召集:可通过班长、学习委员或辅导员把观鸟活动通知传达给学生,也可利用课间休息时直接在课堂上宣布,由学生自愿报名。报名人数不必多,初期只要达到3-5人即可成行。根据我们的经验,随着活动深入和学生的口耳相传,陆续会有更多学生对观鸟产生兴趣并投身其中,人数较多时可分组开展。教师可在微信等平台上建立观鸟群,方便和学生及时沟通。

(2)知识储备:事先把该地区或类似区域鸟类多样性相关文献发放给学生,让学生结合文献和鸟类手册预习当地可能分布的常见鸟类,对其大致形态和分布区域有所了解,不打无准备之战。教师也应提前进行一些初步调查,对所在地区鸟类多样性时空格局有所了解。除此之外,有必要通过文本方式向学生提前介绍一些观鸟基本守则。虽然观鸟是一项相对简便容易上手的自然探索活动,但这并不意味着它是随心所欲的。一方面,为了达到良好的观鸟效果,同时不对鸟类和环境造成不良影响,每次观鸟的人数不宜过多,且不宜穿着色彩艳丽的服装。观鸟过程中也要避免喧哗和过分接近鸟类,更不能骚扰鸟巢和捡拾鸟卵。另一方面,观鸟者自身的安全也很重要,需要提前向学生强调一些安全注意事项,例如不用望远镜注视太阳、观鸟和拍照时要停下脚步、不能因贪图接近水鸟而陷入淤泥甚至溺水等。

(3)场地和时间选择:通常植被较好的大学校园和城市公园就具有不低的鸟类多样性,可以作为初始阶段理想的观鸟场所。若条件允许,也可乘车前往附近的湿地公园和森林观鸟。在我国大部分地区,观鸟是一年四季皆可进行的活动,只要天气状况允许就可开展。但由于鸟类是以迁徙性著称的类群,故不同季节乃至不同月份所能看到的鸟种和数量往往存在明显差异。因此,建议观鸟活动每月至少开展1次,且尽量安排在鸟类相对活跃的时段(如日出后1-2小时内)。

(4)器材准备:除必备的双筒望远镜(放大倍数在8-10倍较好)、鸟类图鉴和记录本(最好要求学生提前设计制作好记录表格)外,最好配备单筒望远镜以便远距离长时间观察水鸟。若条件允许,建议配备长焦相机以便实时记录鸟类形态,利于观鸟初学者对照图鉴仔细比较,加深对鸟种的认识。在此推荐Nikon P900S,该相机市面价格仅3000元左右,操作简单亦便于携带,可满足业余观鸟者日常拍摄记录的基本需求。

2.激发和保持学生对观鸟的兴趣

观鸟本身是很有趣味的活动,但仍需要参与者遵循一定规则才能充分领略到其中妙处,而如果安排不得法,学生可能很快就会因缺乏成就感而兴味索然。以下是我们总结出的一些经验,供读者参考:

(1)充分发挥学生的主观能动性,适时进行引导。一方面,从安全和示范角度考虑,教师应发挥自身的带头作用;但另一方面,观鸟活动如果完全依赖教师带队指示,又容易养成学生的惰性,同时教师在场也会使他们多少感到拘束,实际效果并不理想。因此在学生具备一点经验之后,应鼓励他们更加独立自主地观鸟,并努力通过查询文献自行解决在鸟类辨识中遇到的问题。建议安排参与观鸟的同学轮流撰写简报,记录当天观察到的鸟类及其出现时间和所处生境,并及时总结活动观感和经验教训。这不仅有助于及时加深认识和发现问题,也实现了对资料的及时整理与归档。

(2)通过相近鸟类辨识锻炼学生的观察力。我们在观鸟群里除了时常发布一些鸟类知识和观鸟经历之外,还会不时发布一些鸟类图片让学生们练习辨认。相关图片除了照片之外也可以包括清楚标出辨识特征的卡通图,会让学生感到更加亲切有趣。建议初期选用较为常见易于辨认的物种,以免让学生信心受挫。随着学生观鸟经验的增加和图鉴运用日益熟练,可以循序渐进发布一些辨认难度较高的物种图片,并针对回答情况给予实时指导。

(3)开展观鸟半年或一年后,可以带领学生利用观鸟过程中所拍摄的照片制作当地鸟类图鉴或手册对观鸟成果进行阶段性总结,并注明编者和鸟种首次发现者的姓名,增强学生的成就感。从我们的实践经历看,这种做法效果不错,学生们精心制作的图鉴质量远远超出了我们的预期。这类作业除了有助于学生对鸟类特征加以系统复习,也有利于培养他们认真细心、精益求精的做事态度,而作业本身也是具有一定留存价值的参考资料。

(4)跟踪观察常见鸟类的行为特征。观鸟初学者往往容易被新奇美丽的物种吸引,而对麻雀(Passer montanus)、喜鹊(Pica pica)、白头鹎(Pycnonotus sinensis)等常见鸟类不屑一顾。但现实中往往不是每次观鸟都能发现新物种,同时只注意积累物种不关注行为细节的习惯还会使观鸟流于肤浅。此时教师可以引导学生对常见鸟类的一些行为进行更加深入的观察记录,并和课堂内外的相关理论知识相呼应,帮助学生从更深层面领略自然之美[8]

(5)在学生普遍具备一定观鸟经验时可以组织观鸟比赛或鸟类图片辨识比赛,合理利用学生的好胜心理激发大家主动学习的热情,并对优胜者给予适当奖励。奖品不必贵重,能起到激励作用即可,例如可以奖励鸟类或自然生态类相关的书籍与明信片,或者提供参加教师相关科研项目的资格。

3.关于课题设计的注意事项

(1)在设计科研课题时充分考虑本科生的特点。与研究生相比,本科生接受的科研训练相对欠缺,同时课程压力通常较大,不太可能连续在野外开展复杂、长期的调查,教师对此要有充分认识。就鸟类生态学而言,生境选择、觅食行为、反捕食行为(如惊飞距离)、群落结构、多样性时空格局、活动节律等都是相对容易上手也具备较高研究价值的学科方向,可以很方便地结合到观鸟活动中。目前,我们已指导学生完成了两项关于反捕食策略的研究,方法并不复杂,持续时间也不太长(均在约1-2个月内完成,利用暑期或公休时间),但研究效果并不差,其中一项研究成果已发表在SCI期刊《Ethology》上[9]

(2)从选题开始就尽量激发学生的主观能动性。为了培养学生主动钻研的习惯,初期可以只给出一个大致方向,而非直接一步到位下达具体题目。在选定大致方向后,教师应预先向参与科研的学生提供一些教材或综述性论文作为阅读材料,并不定期通过小讲座和研讨会等形式对相关材料加以讲解,帮助学生们理解课题的理论意义与应用价值。在学生们普遍对相关领域有了一定认识之后,教师再通过研讨会等方式引导他们开展头脑风暴,提交自己感兴趣的研究方向和研究方案。教师对汇总的研究方案进行去粗取精,初步筛选出较具新颖性和可行性的方案,再和学生对方案加以讨论细化。这样,学生可以充分参与课题选择、实验设计和数据采集等多个科研环节,而非仅仅是在一知半解的状态下给教师打下手,有利于全面提升他们的科研素质和科研兴趣。

4.适时引入竞争机制,选拔科研素养较高的学生

我们发现,学生们对于可以亲近大自然的野外生态学研究通常是很感兴趣的,愿意参与相关科研的不在少数。但受精力和经费限制,教师通常只能选拔部分学生参与课题,因此竞争机制是必不可少的。实践中,我们主要通过日常观鸟活动的参与度(出勤率)、观鸟成果(可以通过最先发现鸟种的数量来体现)、鸟类辨识能力(基于观鸟比赛或识别竞赛)、相关专业课程考试成绩、观鸟简报和图鉴制作质量等方面对学生进行打分,选拔出积极性最高、办事最认真负责的学生参与科研工作。各项分数权重可由教师根据自己的需要定夺,但我们认为入选的同学应至少有1-2项表现得比较拔尖,同时没有多于1项的短板。当然,学生参与的后续科研工作不一定都和观鸟密切相关,这里重要的是采取适宜手段筛选出较为适合从事科研的学生,同时学生也能在选拔过程中受到更多激励,提高学习积极性。

综上,我们认为观鸟是一项性价比高、时空自由度较大的教育辅助手段。把观鸟活动与本科生科研相结合,不仅有助于全方位提高本科生的科研素质,还能增强相关专业青年教师的科研力量,同时教师在指导过程中也能收获很多宝贵的教学经验,是一条值得推广的途径。

 

参考文献

 

[1]. 廖明旗. 中国观鸟旅游发展现状及对策[J]. 湖南农业大学学报(社会科学版),200674:86–9.

[2]. 李雪艳, 梁璐, 宫鹏, 刘阳, 梁菲菲. 中国观鸟数据揭示鸟类分布变化[J]. 科学通报,20125731:2956–63.

[3]. 程翊欣, 王军燕, 何鑫, 马志军. 中国内地观鸟现状与发展[J]. 华东师范大学学报(自然科学版),201320132:63–74.

[4]. 黄朗, 巫晨昕, 郑华, 黄钟海. 浅谈观鸟活动在中学教学中的作用[J]. 中国校外教育, 201220127:108.

[5]. 廖晓东. 把观鸟活动引入中小学环境教育[J]. 广东教育,200520052:43–4.

[6]. 谷雨. 一次有情怀的夏令营——记甘肃莲花山鸟类科学探索营[J]. 生命世界,201620162:40–5.

[7]. 冯庆荣, 黄煦, 孙玄, 冯思敏, 谭腾. 本科生参加科研工作方面的教学改革[J]. 物理实验,2009297:18–24.

[8]. 王琛, 王修华. 动物行为生态学中观鸟训练的教学方法探索[J]. 科技资讯,2017201717:209–10.

[9]. Shuai LY, Zhou Y, Yang YX, Xue QQ, Xie ZY, Zhang FS. Ecological factors affecting flight initiation distance in Daurian ground squirrels (Spermophilus dauricus)[J]. Ethology20191257:415–20.




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