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[摘 要] 实践教学对高校教育与人才培养具有重要意义。华中农业大学园艺专业和林学专业分别入选国家一流学科和湖北省一流本科专业建设点,以这两个专业为例,针对高等农业院校一流学科的实践教学改革和实验室建设方面的有关问题进行深入思考与实践,可为其他省市农林院校一流学科实践教学改革提供重要参考。
[关 键 词] 实践教学改革;实验室建设;一流学科;园艺;林学
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2021)20-0176-02
“以本为本”强调了本科教育和人才培养是大学的本职职能。学科是大学组织的最小单元。一流学科,顾名思义,指学科实力国内一流,在人才培养、科学研究、社会服务、国际合作与交流等方面实力和水平位于国内同类院校前列。一流学科建设道路的主要内容是以学科实力提升为核心,坚持育人优先、产学融合和全面建设[1]。
实践教学作为本科教学内容的重要组成部分,是直接参与学生实践能力培养的关键过程,它在提高学生知识转化能力、应用能力、自主学习与创新能力,调动学生积极性和主动性等方面具有重要的作用[2]。对于农业院校,学生的实践能力尤其重要,实践教学是促进学生知识的理解和应用的重要过程。
近年来,华中农业大学园艺学科和林学学科不断发展,其中,园艺学科在全国第三轮学科评估中,排名全国第一;在全国第四轮学科评估中获评A+,学科科研实力强劲,科研成果丰富,在2017年入选国家“双一流”学科建设名单。林学学科入选湖北省一流本科专业建设点,为湖北省品牌专业。与强劲的科研实力相比,我校园艺和林学学科的本科实践教学水平相对不足,本科教学实践条件相对比较落后,亟待改革和加强建设。本文以我校园艺学科和林学学科实践教学现状为例,对“双一流”背景下的本科实践教学改革和实践作出深入思考并提出建设思路。
一、实践教学中存在的问题
(一)实验教学内容重复,实验教学方法单一
多门课程存在实验内容上的交叉,导致实验项目重复进行多次。例如,园艺学实验实习(总论)和植物组织培养两门实验课程中都包含培养基的配制、外植体接种实验项目,园艺植物生物技术和植物基因工程两门实验课程中都有核酸提取、PCR扩增检测实验项目。实验方法单一,新技术应用较少,如VC测定的方法,一般有荧光法、碘量法、2,6—二氯酚靛酚滴定法、2,4—二硝基苯肼法、紫外分光光度法和高效液相色谱法[3]。我们目前仍使用最传统的2,6—二氯酚靛酚滴定法,虽操作简便,但准确性差,且不适用于深色样品。
(二)实验空间不足,实验教学设备老旧
我院园艺学本科实践教学条件比较落后,教学设备、设施严重不足,教学和科研发展严重失衡。实验室缺乏,没有专用实验室。目前,园艺实践教学实验室包括6间大教室和2间创新实验室,共承担27门室内实验课程教学任务,实验空间严重不足。
实验教学设备是对实验教学内容的重要展示,学生接触高端精良的实验设备,可开阔视野,对做实验保持兴趣。而我们一直使用传统的教学设备,以林学专业为例,测高器仍使用传统的设备——布鲁莱斯测高器,精确度低,需配合测绳使用,便携性差;在进行林学专业太子山林场综合實习时,需要用遥感影像辅助进行森林调查,而我们一直使用的低分辨率数字资源,不能准确反映森林资源状况,不利于学生开展森林经营方案的编写。
(三)实验技术教师缺乏,精力过于分散
实验技术人员作为实验教学的重要组成部分,对于推进学科建设和人才培养具有至关重要的作用。而实验技术教师是高校实验室管理和实践课程的主要参与者,实验技术队伍的综合素质与高校实践教学水平、人才培养质量及学科发展有着紧密的联系。魏伟在《高校实验技术人员考核机制对策》一文中,将高校实验技术人员分为5种岗位类型:(1)管理型;(2)实验教学与管理型;(3)实验教学与开发型;(4)实验教学与科研型;(5)科研型[4]。表明实验教师主要岗位职责为实验室管理、实验教学、仪器功能开发、科研。目前我们园艺学科实验教师队伍中仅有7人从事本科实验教学相关的工作,其中2人负责室内实验课程,5人负责基地实践课程,且每人肩负实验室管理、实验条件建设、实验教学或教学辅助、科学研究等所有任务,且在学院行政管理、资产管理、学科平台建设、公共平台建设等中担任重要角色,花费大量时间,导致精力过于分散,没有或者仅有很少时间用来指导学生实验,从事教育教学改革活动,导致工作主动性差。虽然当今很多高校实验技术队伍学历层次已普遍提高,但在实践教学水平和质量的提升中发挥的作用愈发有限。
二、实践教学改革的思考与实践
(一)丰富实验教学内容,改革实验教学方法
丰富多变的教学内容和实验方法对学生灵活掌握实验原理并加以运用、拓展学生思维、培养创新能力具有重要的作用。同一个实验,可采用多种方法,促使他们熟悉更多实验操作和实验原理,特别是针对那些致力于继续从事科学研究的学生,对他们兴趣的培养具有很大的促进作用。
学生创新能力的培养,可通过增加设计性实验项目的比例,减少验证性实验,增开设计性、创新性实验项目来实现。我院园艺和林学学科每年共开设近30个创新实验课程项目,对强化学生动手能力的培养具有重要作用。另外,可将现代信息化技术应用于实践教学改革,如可利用翻转课堂[5]、虚拟仿真教学方法等教学新模式,加大学生自身的思考和对实验研究的探究和创新。虚拟仿真实验教学项目的开设可拓展实验教学内容的广度和深度,延伸实验教学时间和空间,学生随时随地开展学习,是提升实验教学质量和水平的重要举措[6]。我院实验教学项目多、实践性强,目前园艺学科建设了6项虚拟仿真项目,内容涉及园艺植物栽培学、园艺学实验实习、园艺产品贮藏运销实验、茶叶加工、花卉学等多门实验课程,极大地丰富了实验内容。 (二)配套足量教学设备,加强实验室建设
为了改善实验室条件,我们利用中央改善基本办学条件专项建设项目,配备足量基础教学设备,包括天平、摇床、紫外-可见分光光度计、酶标仪、移液器等,打造多功能实验室,保证一个实验室可满足多门实验课的开展需求;配置高端教学设备,包括园艺学实验中使用的定量PCR仪、荧光显微镜等,林业调查中使用的激光测高测距仪、林木定位仪、差分GPS、高分辨率遥感影像、多光谱无人机及RTK地面站等设备。利用太子山高分辨率遥感影像,我们解决了之前数字资源分辨率低的问题,为优化以林业信息化为主题的“林学综合实习”实践体系做好了准备,有利于建立较高水平的林学本科实践资源平台;无人机的配备促使我们在教学过程中增加了无人机实践操作内容、无人机法律、法规知识,弥补了林业遥感、数字林业技术课程中在实践环节对信息技术应用和实践操作的不足。
(三)开放实验室
实验室是高等学校实施素质教育、培养学生创新精神与实践能力的重要基地,实验室开放能够有效保证资源全面开放和综合利用,最大限度地发挥实验教学资源效益,激发学生的创新热情和兴趣[7]。为实现教学资源优化配置,我院园艺和林学实验教学中心对全院师生开放共享,实行教学实验项目和设立开放创新实验项目的全面开放模式,在承担各门实验教学课程之余,为青年教师开展科研项目,学生开展创新实验和为毕业论文设计提供实验器具、仪器设备及实验场所,师生借用实验室场地及各种仪器设备约每年500人次,为学科人才实践能力和创新能力的培养发挥了重要作用。
(四)明确实验教师岗位职责,促进实验教师队伍建设
建设一支高素质实验教学队伍是实践教学水平的基本保障。在我們园艺学科实验教师7人中,博士学历的有3人,硕士学历的有3人,高级职称的有4人,博士学历和高级职称占比高,人员结构合理,但人员缺乏,需继续引进硕士或博士人才1~2人,壮大实验教师队伍;同时明确实验技术教师的岗位职责,集中精力,更好地利用实验技术教师的专业知识,发挥他们在实践教学水平提升中的作用。
近年来,实验技术不断进步,需加大对实验技术教师的培训力度,建立实验室人员定期培训机制,学习国内外先进实验技术方法、实验室管理和建设经验,并积极组织实验教师进行实验教学改革研究,提升人才培养的质量。
三、结语
一流本科实践教学水平是一流学科建设的重要一环,也是保证人才培养质量的重要基础。针对高校实践教学过程中出现的问题,需继续深化实验教学改革,利用现代信息技术的发展成果,改进实践教学方法,丰富实践教学内容,加强实验室建设,继续开放实验室,提升实验教学队伍质量,全面释放学科的育人功能,支撑一流学科更加稳健发展,实现高等教育人才培养质量稳步提升。
参考文献:
[1]龙宝新.论中国特色一流学科建设[J].高校教育管理,2020,14(3):1-8,29.
[2]燕振刚,王婷婷,马小军.高等农业院校基础实验教学改革的探索与实践[J].兰州文理学院学报(自然科学版),2019,33(3):123-128.
[3]崔玲君,孙海新,李洁,等.高效液相色谱测定食品中抗坏血酸含量的方法优化[J].现代食品科技,2018,34(4):258-263.
[4]魏伟.高校实验技术人员考核机制对策[J].实验室研究与探索,2011,30(12):157-161.
[5]何玉娇.翻转课堂教学模式用于大学生物学实验教学的探讨[J].教育现代化,2019,6(64):185-186.
[6]吉东风,李海燕,成何珍,等.国家级虚拟仿真实验教学项目建设经验及思考[J].教育教学论坛,2020(42):390-392.
[7]陈子辉,王泽生.基于创新实验项目的实验室开放机制研究[J].实验技术与管理,2016,33(1):17-20.
编辑 郑晓燕
[关 键 词] 实践教学改革;实验室建设;一流学科;园艺;林学
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2021)20-0176-02
“以本为本”强调了本科教育和人才培养是大学的本职职能。学科是大学组织的最小单元。一流学科,顾名思义,指学科实力国内一流,在人才培养、科学研究、社会服务、国际合作与交流等方面实力和水平位于国内同类院校前列。一流学科建设道路的主要内容是以学科实力提升为核心,坚持育人优先、产学融合和全面建设[1]。
实践教学作为本科教学内容的重要组成部分,是直接参与学生实践能力培养的关键过程,它在提高学生知识转化能力、应用能力、自主学习与创新能力,调动学生积极性和主动性等方面具有重要的作用[2]。对于农业院校,学生的实践能力尤其重要,实践教学是促进学生知识的理解和应用的重要过程。
近年来,华中农业大学园艺学科和林学学科不断发展,其中,园艺学科在全国第三轮学科评估中,排名全国第一;在全国第四轮学科评估中获评A+,学科科研实力强劲,科研成果丰富,在2017年入选国家“双一流”学科建设名单。林学学科入选湖北省一流本科专业建设点,为湖北省品牌专业。与强劲的科研实力相比,我校园艺和林学学科的本科实践教学水平相对不足,本科教学实践条件相对比较落后,亟待改革和加强建设。本文以我校园艺学科和林学学科实践教学现状为例,对“双一流”背景下的本科实践教学改革和实践作出深入思考并提出建设思路。
一、实践教学中存在的问题
(一)实验教学内容重复,实验教学方法单一
多门课程存在实验内容上的交叉,导致实验项目重复进行多次。例如,园艺学实验实习(总论)和植物组织培养两门实验课程中都包含培养基的配制、外植体接种实验项目,园艺植物生物技术和植物基因工程两门实验课程中都有核酸提取、PCR扩增检测实验项目。实验方法单一,新技术应用较少,如VC测定的方法,一般有荧光法、碘量法、2,6—二氯酚靛酚滴定法、2,4—二硝基苯肼法、紫外分光光度法和高效液相色谱法[3]。我们目前仍使用最传统的2,6—二氯酚靛酚滴定法,虽操作简便,但准确性差,且不适用于深色样品。
(二)实验空间不足,实验教学设备老旧
我院园艺学本科实践教学条件比较落后,教学设备、设施严重不足,教学和科研发展严重失衡。实验室缺乏,没有专用实验室。目前,园艺实践教学实验室包括6间大教室和2间创新实验室,共承担27门室内实验课程教学任务,实验空间严重不足。
实验教学设备是对实验教学内容的重要展示,学生接触高端精良的实验设备,可开阔视野,对做实验保持兴趣。而我们一直使用传统的教学设备,以林学专业为例,测高器仍使用传统的设备——布鲁莱斯测高器,精确度低,需配合测绳使用,便携性差;在进行林学专业太子山林场综合實习时,需要用遥感影像辅助进行森林调查,而我们一直使用的低分辨率数字资源,不能准确反映森林资源状况,不利于学生开展森林经营方案的编写。
(三)实验技术教师缺乏,精力过于分散
实验技术人员作为实验教学的重要组成部分,对于推进学科建设和人才培养具有至关重要的作用。而实验技术教师是高校实验室管理和实践课程的主要参与者,实验技术队伍的综合素质与高校实践教学水平、人才培养质量及学科发展有着紧密的联系。魏伟在《高校实验技术人员考核机制对策》一文中,将高校实验技术人员分为5种岗位类型:(1)管理型;(2)实验教学与管理型;(3)实验教学与开发型;(4)实验教学与科研型;(5)科研型[4]。表明实验教师主要岗位职责为实验室管理、实验教学、仪器功能开发、科研。目前我们园艺学科实验教师队伍中仅有7人从事本科实验教学相关的工作,其中2人负责室内实验课程,5人负责基地实践课程,且每人肩负实验室管理、实验条件建设、实验教学或教学辅助、科学研究等所有任务,且在学院行政管理、资产管理、学科平台建设、公共平台建设等中担任重要角色,花费大量时间,导致精力过于分散,没有或者仅有很少时间用来指导学生实验,从事教育教学改革活动,导致工作主动性差。虽然当今很多高校实验技术队伍学历层次已普遍提高,但在实践教学水平和质量的提升中发挥的作用愈发有限。
二、实践教学改革的思考与实践
(一)丰富实验教学内容,改革实验教学方法
丰富多变的教学内容和实验方法对学生灵活掌握实验原理并加以运用、拓展学生思维、培养创新能力具有重要的作用。同一个实验,可采用多种方法,促使他们熟悉更多实验操作和实验原理,特别是针对那些致力于继续从事科学研究的学生,对他们兴趣的培养具有很大的促进作用。
学生创新能力的培养,可通过增加设计性实验项目的比例,减少验证性实验,增开设计性、创新性实验项目来实现。我院园艺和林学学科每年共开设近30个创新实验课程项目,对强化学生动手能力的培养具有重要作用。另外,可将现代信息化技术应用于实践教学改革,如可利用翻转课堂[5]、虚拟仿真教学方法等教学新模式,加大学生自身的思考和对实验研究的探究和创新。虚拟仿真实验教学项目的开设可拓展实验教学内容的广度和深度,延伸实验教学时间和空间,学生随时随地开展学习,是提升实验教学质量和水平的重要举措[6]。我院实验教学项目多、实践性强,目前园艺学科建设了6项虚拟仿真项目,内容涉及园艺植物栽培学、园艺学实验实习、园艺产品贮藏运销实验、茶叶加工、花卉学等多门实验课程,极大地丰富了实验内容。 (二)配套足量教学设备,加强实验室建设
为了改善实验室条件,我们利用中央改善基本办学条件专项建设项目,配备足量基础教学设备,包括天平、摇床、紫外-可见分光光度计、酶标仪、移液器等,打造多功能实验室,保证一个实验室可满足多门实验课的开展需求;配置高端教学设备,包括园艺学实验中使用的定量PCR仪、荧光显微镜等,林业调查中使用的激光测高测距仪、林木定位仪、差分GPS、高分辨率遥感影像、多光谱无人机及RTK地面站等设备。利用太子山高分辨率遥感影像,我们解决了之前数字资源分辨率低的问题,为优化以林业信息化为主题的“林学综合实习”实践体系做好了准备,有利于建立较高水平的林学本科实践资源平台;无人机的配备促使我们在教学过程中增加了无人机实践操作内容、无人机法律、法规知识,弥补了林业遥感、数字林业技术课程中在实践环节对信息技术应用和实践操作的不足。
(三)开放实验室
实验室是高等学校实施素质教育、培养学生创新精神与实践能力的重要基地,实验室开放能够有效保证资源全面开放和综合利用,最大限度地发挥实验教学资源效益,激发学生的创新热情和兴趣[7]。为实现教学资源优化配置,我院园艺和林学实验教学中心对全院师生开放共享,实行教学实验项目和设立开放创新实验项目的全面开放模式,在承担各门实验教学课程之余,为青年教师开展科研项目,学生开展创新实验和为毕业论文设计提供实验器具、仪器设备及实验场所,师生借用实验室场地及各种仪器设备约每年500人次,为学科人才实践能力和创新能力的培养发挥了重要作用。
(四)明确实验教师岗位职责,促进实验教师队伍建设
建设一支高素质实验教学队伍是实践教学水平的基本保障。在我們园艺学科实验教师7人中,博士学历的有3人,硕士学历的有3人,高级职称的有4人,博士学历和高级职称占比高,人员结构合理,但人员缺乏,需继续引进硕士或博士人才1~2人,壮大实验教师队伍;同时明确实验技术教师的岗位职责,集中精力,更好地利用实验技术教师的专业知识,发挥他们在实践教学水平提升中的作用。
近年来,实验技术不断进步,需加大对实验技术教师的培训力度,建立实验室人员定期培训机制,学习国内外先进实验技术方法、实验室管理和建设经验,并积极组织实验教师进行实验教学改革研究,提升人才培养的质量。
三、结语
一流本科实践教学水平是一流学科建设的重要一环,也是保证人才培养质量的重要基础。针对高校实践教学过程中出现的问题,需继续深化实验教学改革,利用现代信息技术的发展成果,改进实践教学方法,丰富实践教学内容,加强实验室建设,继续开放实验室,提升实验教学队伍质量,全面释放学科的育人功能,支撑一流学科更加稳健发展,实现高等教育人才培养质量稳步提升。
参考文献:
[1]龙宝新.论中国特色一流学科建设[J].高校教育管理,2020,14(3):1-8,29.
[2]燕振刚,王婷婷,马小军.高等农业院校基础实验教学改革的探索与实践[J].兰州文理学院学报(自然科学版),2019,33(3):123-128.
[3]崔玲君,孙海新,李洁,等.高效液相色谱测定食品中抗坏血酸含量的方法优化[J].现代食品科技,2018,34(4):258-263.
[4]魏伟.高校实验技术人员考核机制对策[J].实验室研究与探索,2011,30(12):157-161.
[5]何玉娇.翻转课堂教学模式用于大学生物学实验教学的探讨[J].教育现代化,2019,6(64):185-186.
[6]吉东风,李海燕,成何珍,等.国家级虚拟仿真实验教学项目建设经验及思考[J].教育教学论坛,2020(42):390-392.
[7]陈子辉,王泽生.基于创新实验项目的实验室开放机制研究[J].实验技术与管理,2016,33(1):17-20.
编辑 郑晓燕