農校生態學實驗教學改革思路
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高等農業院校教育雖有長足的發展,但由于投入相對較少、基礎差等原因,在培養應用型人才方面還存在著明顯的問題。華南農業大學于2003年新開設了生態學本科專業,2003~2006年,生態學專業的實驗教學基本上按照傳統的教學模式。實驗課均從屬于相應的理論課程,作為理論課程教學的一部分,將實驗教學看作是驗證課堂理論的方法和輔助手段。這種傳統的實驗教學體制和內容重在培養學生的基礎實驗技能,并通過實驗驗證,鞏固所學的理論知識,在這些方面無疑具有一定的作用。但同時也存在著明顯的不足,主要表現為:①實驗室硬件建設跟不上。相對理論課而言,部分領導、老師和學生對實驗課的重視程度仍然不夠,實驗課教學常被認為是從屬教學,經費投入相對不足,設備老化,教具損耗嚴重,實驗設施不齊備,從而影響了教學積極性和教學效果。②實驗內容重復。由于實驗課隸屬于不同的生態學專業課程,再加上生態學的交叉學科發展較快,各門課程通常均被制定了相應的實驗教學大綱和內容,結果造成了各課程的實驗內容與操作方法的過多重復,以及時間和資源的浪費。如在《普通生態學》、《氣象學》和《地學基礎》等課程中都設置了生態因子的測定實驗。③實驗以驗證性實驗居多,并多停留在對一些簡單指標的測定上。而與現代生態學的研究內容和方法銜接較少,缺乏新意,不利于學生學習新知識和綜合素質的提高。④實驗課教學方法單一、落后。教學方法基本是以灌輸、模擬、驗證為主,實驗講義雖然寫得很詳細,學生只需按規定好的實驗步驟與方法“照方抓藥”,所以在整個實驗教學過程中學生處于被動的學習狀態,難以發揮其主觀能動性和創造力。單一、落后的教學模式不利于培養學生對實驗課的興趣,使學生在實驗過程中缺乏主動性、積極性和創新性。⑤實驗內容分散,系統性不強。由于生態學分支實驗課隸屬于不同課程,每門課程的實驗學時數一般只有10學時左右,實驗課所占比重較小,且缺乏連貫性和系統性,未能形成一個完整的生態學實驗教學體系。學生在做完實驗后,往往只停留在對實驗現象和實驗結果的表面觀察,缺乏深入地比較、分析研究和整體的把握。同時由于近年來缺乏專任的實驗教師,院校每年又不斷地擴招,學生人數劇增,特別是實驗課考核方式欠嚴謹,使得生態學實驗教學的效果不理想。因此,有必要對生態學實驗教學進行一定的改革,提高教學質量,培養學生的綜合素質和創新能力。
2生態學實驗教學的改革實踐
高等農業院校在教學中主要分為理論教學和實驗教學兩部分。理論教學與實驗教學的關系不是主從關系,而是辨證統一的關系。我國高等教育因受傳統教育思想的影響,重理論教學,輕實驗教學,使得實驗教學水平普遍較低。要想改變這一現狀,縮短實驗與理論的差距,必須改變觀念,充分認識到實驗教學在整個教學過程中的地位和作用。為解決生態學實驗教學中存在的問題,華南農業大學嘗試對其進行了一定的改革。在實驗教學內容和實驗課程體系上打破傳統的教學體系,從2005級開始將實驗課程從理論課程體系中脫離出來,獨立開設了一門統一的生態學實驗課程,并制定相應的學時與學分。將實驗教學由原來的從屬地位提升到與理論課并重的地位,提高了實驗教學的重要性。在進行實驗教學體制改革過程中,堅持“以學生為本”,以訓練實踐動手能力為基礎、以培養綜合素質為核心、以培養創新能力為主線,不斷轉變實驗教學觀念,完善實驗條件,更新、重組實驗教學內容,改革實驗教學方法和手段,強化實驗教學考核,加強教學與科研的結合,逐步提高實驗教學質量。具體做法主要包括以下幾個方面。
2.1積極完善實驗條件,滿足新時期人才培養的需要近年來,隨著政府和學校對教學和科研投入力度的加大,本科實驗室空間日益拓展,實驗教學用房面積逐步達到1000m2左右。近年來新購進儀器設備價值423萬元,儀器設備總值達到了800多萬元,基本可以滿足生態學各方向實驗的要求。如重金屬的測定、農藥殘留的檢測、揮發性氣體的測定、各種微量有機物的測定、定性和定量PCR、光合作用測定、微生物培養、細胞觀察和計數、動物的生態毒理實驗、營養元素(如N、P、K等)的測定,GIS和GPS實驗、大氣采樣、農業氣象監測、以及光、溫度、水、氣、土壤等環境因子各項指標的測定。實驗設備基本上能夠保證不同功能實驗內容(如農業生態學實驗、土壤生態學實驗、環境生態學實驗、森林生態學實驗、動物生態學實驗、化學生態學實驗、分子生態學實驗、景觀生態學實驗等)的開設,使實驗教學條件上了一個新臺階。目前,生態學系已經完成校級生態學公共實驗教學平臺的籌建,并向全校主修、選修生態學專業實驗課程以及生態學相關實驗課程的學生開放,同時也對學生自己組建的實驗創新團隊開放。實驗硬件條件的完善和實驗室的開放不僅為學生進行生態學創新實驗提供了更加優越的實驗條件和機會,也是對傳統的實驗教學體系和封閉式教學方法的改革,有利于培養學生的實踐能力和創新能力。生態學公共實驗教學平臺建成以后,陸續有本科學生組建的創新團隊來做自己感興趣的實驗項目,并發表了相應的科技論文。
2.2全面整合實驗內容,反映學校教學特色由于生態學具有綜合性、應用性和交叉性,在實驗內容上可選擇的空間很大[5]。因此,在生態學實驗內容的選擇上,既要反映生態學重要的理論基礎和學科前沿研究領域,同時也要體現生態學系自身的特色。為了避免生態學各專業課程實驗教學的重復,內容分散等問題,華南農業大學生態學專業從2005級本科生開始,將有關專業實驗整合為一門獨立的新實驗課程即《生態學實驗研究方法和技術》(實驗學時56學時,3.5學分)。在該課程的整合過程中,按照生態學學科的特點,設置系列生態學專題實驗。同時,根據學校生態學的科研優勢和特色,設置專業方向實驗,如農業生態學實驗、環境生態學實驗、土壤生態學實驗、化學生態學實驗和分子生態學實驗等。同時,增加綜合性和設計性實驗教學的比重。設置綜合性實驗的目的主要是培養學生分析問題和解決問題的能力;設置設計性實驗的目的是培養學生的獨立思維和創新意識。在對05、06、07年級進行實驗教學的過程中,不斷聽取學生的意見、逐步優化實驗內容,形成了一個基本能反映華南農業大學特色的實驗教學內容體系,深得學生喜愛。通過對實驗課程教學內容的改革,逐步由過去以教師講授和演示操作為中心轉變成以學生動手實踐與創新為中心,增加了學生實驗技能和科研能力訓練的時間和機會,有利于學生綜合素質和創新能力的培養。經過4年的改革實踐,逐步形成了體現華南農業大學“農業”特色的生態學實驗教學內容,并出版了相關的實驗教材。
2.3改進教學方法和手段,發揮學生學習的主動性以往的實驗教學都是教師在授課前為學生準備好實驗內容、實驗材料,在授課中給學生演示、指導,學生只需按規定好的實驗步驟與方法“照方抓藥”,課后提交一份實驗報告就完成了。這種被動的實驗教學方式不利于創新人才的培養。因此,在教學方法和手段上,也需要進行改進,從而充分發揮學生的主體地位作用。主要可以從以下幾個方面著手:①讓學生參與實驗課的準備工作,如配制試劑、準備材料、野外采樣等。②結合學校的各種創新活動,讓學生成立科研興趣小組,自主設計實驗方案,申報學校和學院的科研創新基金。例如,2006級生態學專業有13個科研小組申請得到了學校、學院“金穗”科技創新項目,學生通過參加這些科研活動,使實驗教學與科研有機地結合起來,相互促進,從而提高實驗課的教學質量。③實驗室面向學生開放,讓學生利用課余時間到實驗室做實驗,或結合畢業論文研究,參與老師的科研課題。這樣可以充分發揮學生的學習積極性和主觀能動性,擴大知識面,培養獨立科研能力。此外,還可以安排一定的實踐課,組織學生進行野外實習和調研,這樣對加強學生理論聯系實際、開發學生智力、培養學生興趣、開闊眼界等起著十分重要的作用。改革實踐表明,采取“多形式”的實驗教學方法和手段,可以調動學生的主動性和積極性,提高實驗教學質量。
2.4建立科學的實驗課考評體系,全面反映學生的綜合素質以往的實驗教學考核主要以實驗報告為主,結果易使學生養成抄襲報告的不良習慣,難以全面、客觀、公正的反映出學生對實驗基本操作技能的掌握情況。生態學實驗教學的改革是以培養學生的科研思維和創新能力以及綜合素質為目的。因此,在實驗教學的考核上也必須進行改革,使生態學實驗考核體系得到進一步改進和完善。考核由平時成績和期末考試兩大部分構成如表1所示,平時成績占80%,主要由以下幾部分構成:①實驗報告完成情況、原始記錄和隨堂操作考察,占55%。②創新型實驗的創新意識、實驗完成情況和結果討論分析,占15%。③學生的團結協作精神、科研素質等,占10%。期末考試成績占20%,主要是考察學生實驗操作的規范性和結果的的可靠性。考核的形式采用實驗小組考核和個人考核相結合。實驗小組要對整個實驗開展情況作出總結和匯報,個人對自己所承擔的實驗工作做出小結。最后,根據上述2方面的情況給出綜合考評成績。通過建立這種科學的實驗課考評體系,能較全面、客觀、公正的反映出學生對實驗知識和技能的掌握情況,有利于提升學生綜合素質培養。
2.5加強教學與科研的結合,提高學生的創新能力在生態學實驗教學過程中,應以教助研,以研促教,要特別注重教學與科研的結合。為了培養學生的創新能力,華南農業大學建立了各類校級創新研究基金,設立了創新學分和創新課題,鼓勵學生自主申報。在生態學實驗教學改革實踐中,學校充分發揮教師在生態學方面的科研優勢,利用承擔國家級、部省級等科研課題的條件,結合畢業論文研究,讓學生以科研小組的形式參與其感興趣的科研項目。由于華南農業大學很多科研項目都是有關農業領域的,學生自主參與這類課題的研究后,也能更深入地去學農和愛農。通過不同形式使教學與科研相結合,將科研課題研究融入實驗教學,教學內容與生產實際相結合、學生參與到科研項目、科學實踐活動以及學生自主申報科研課題,不但可以做到理論聯系實際,而且還促進了教學水平和科研水平的提高,更重要的是增加了學生的學習興趣,能夠使他們盡早地融入社會實踐當中,成為滿足社會需要、具有創新能力的人才。這種教學模式,有利于培養學生科學的思維和研究方法,對提高學生的綜合素質和創新能力具有重要作用。改革實踐證明,教學和科研的緊密結合,有助于形成“教學帶動科研,科研促進教學”的良性循環。
3結語
高等農業院校正在全方位進行具有高等農業教育特色的教學質量控制體系建設,積極推進面向21世紀的教學內容和課程體系的改革。將培養大批適應農業和農村現代化建設所需要的,基礎扎實,知識面寬,能力強,素質高,并樂于獻身農業,服務社會的創新人才,作為其自身的重大使命。華南農業大學在生態學專業實驗教學改革中做了初步探索并取得了一定的實踐經驗。在今后的實驗教學中,學校將繼續以訓練學生動手能力、培養學生興趣和創新能力、提高學生綜合素質為目的,不斷完善實驗教學模式,與時俱進地更新實驗教學內容,不斷改進實驗教學方法和手段。充分發揮華南農業大學在生態學方面的科研優勢,為學生創造更好的實驗條件,提高學生的學習興趣和學習主動性,以保證實驗教學效果和教學質量的提高。
