草業(yè)科學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)探索與思考

常生華， 侯扶江

(蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點實驗室，甘肅蘭州730020)

0 引言

草業(yè)科學(xué)從1923年美國Arthur W Sampson所著《Range and Pasture Management》作為第一本大學(xué)教科書誕生開始，到現(xiàn)在已經(jīng)90年了［1］。我國草業(yè)科學(xué)的概念和發(fā)生由任繼周先生于上世紀90年代提出，也近30年歷史。任繼周先生認為草業(yè)科學(xué)是研究從草地資源到草地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的草地農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的科學(xué)。它含有3類因子群、3個主要界面和4個生產(chǎn)層［2］。實驗教學(xué)是草業(yè)科學(xué)教學(xué)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，通過實驗教學(xué)，可使學(xué)生加深對課堂理論知識的理解，掌握基本的草業(yè)科學(xué)研究的實驗技能，提高學(xué)生的動手能力，激發(fā)學(xué)生對知識的探求欲，從而培養(yǎng)學(xué)生掌握知識、使用知識和知識創(chuàng)新的能力，是提高學(xué)生綜合素質(zhì)最基本的途徑之一［3］。

1 草業(yè)科學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題

1．1 實驗課時在教學(xué)課時中的比重偏小

草業(yè)科學(xué)是一門應(yīng)用型的學(xué)科［4］。目前，在全國開設(shè)草業(yè)科學(xué)專業(yè)的高校有27家，從各高校草業(yè)科學(xué)實驗課安排來看，草業(yè)科學(xué)類專業(yè)的實驗課課時甚是偏少，且基本上都是安排在相應(yīng)課程的總學(xué)時里，占到相應(yīng)課程總課時的1/6左右［5-6］。近年來，高校招生規(guī)模日趨擴大，教學(xué)成本增加，教學(xué)經(jīng)費嚴重短缺，實驗室資源隨之越發(fā)緊張，面臨此種情況，大部分高校只有通過以減少實驗教學(xué)時間來減少教學(xué)成本，因為實驗教學(xué)在教學(xué)成本中占到較重的比例，由此實驗教學(xué)被進一步削弱［7］。

1．2 實驗教學(xué)安排重復(fù)多

傳統(tǒng)的教育方式下，實驗課的安排主要是根據(jù)理論課的安排來設(shè)置，草業(yè)科學(xué)專業(yè)的實驗課安排也不例外。就全國開設(shè)草業(yè)科學(xué)專業(yè)的高校調(diào)查表明，盡管也有好多高校對實驗課教學(xué)進行了改進，但在實驗課內(nèi)容的安排上，還存在各項試驗彼此間缺乏有機的統(tǒng)一，很大程度上存在著實驗的重復(fù)問題。理論課的設(shè)置通常主要有基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課［8］。在開設(shè)過程中，絕大多數(shù)高校是按照學(xué)生在校時間從基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課循序漸進的開設(shè)，針對理論課的安排，相應(yīng)的草業(yè)科學(xué)涉及的實驗課一般都在學(xué)生2、3和4年級對應(yīng)開設(shè)，且設(shè)置單一，試驗之間沒有相互的連貫性和系統(tǒng)性，學(xué)生只能在特定的時間段內(nèi)，來圍繞一個個獨立的知識點去機械的做相應(yīng)的實驗，雖然有助于對課堂理論知識的理解，但但還是缺乏對具體課程知識體系的理解，對整個專業(yè)中的各課程體系就更是知之甚少，霧里看花，有些甚至對對應(yīng)的課程的知識點也不能理解。譬如在“草地調(diào)查與規(guī)劃學(xué)”、草原學(xué)、草地培育學(xué)、牧草栽培學(xué)都涉及到“草地地上生物量的測定”，各單獨的課程中都涉及到該實驗，這樣不僅浪費了試驗資源，且浪費了有限的實驗課時。在實驗教學(xué)過程中，應(yīng)該多設(shè)置系統(tǒng)的實驗，大型的實驗，將整個課程體系聯(lián)系起來，至少讓單門的課程的知識點貫穿起來。

1．3 實驗教學(xué)內(nèi)容陳舊

現(xiàn)有的草業(yè)科學(xué)實驗教學(xué)大綱中的內(nèi)容和實驗教材設(shè)計，基本上參照上世紀來做的，與現(xiàn)代化有些脫節(jié)。現(xiàn)代科技突飛猛進的發(fā)展主要是在上世紀末至今，尤其象電子技術(shù)、信息技術(shù)等，也是這些技術(shù)很大程度上推動了草業(yè)科學(xué)的發(fā)展。但是現(xiàn)在的草業(yè)科學(xué)實驗課教學(xué)內(nèi)容中，還是和以前一樣，圍繞經(jīng)驗性、驗證性、演示性的實驗為主，而結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，開設(shè)系統(tǒng)性、綜合性和創(chuàng)新性實驗很少。實驗的內(nèi)容偏重于理想化的假設(shè)和對理論知識的演示，聯(lián)系實際生產(chǎn)較少，應(yīng)用起來不是很實際［9］。另外，實驗教學(xué)的方法使用上，也是基本依照八九十年代灌輸式的方法進行，顯得陳舊死板，致使學(xué)生在教學(xué)的過程中處在被動的地位。針對傳統(tǒng)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀和問題，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)代化的技術(shù)手段，采用綜合的實驗教學(xué)方法，可能取得較好的教學(xué)效果，實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。

1．4 學(xué)生缺乏主觀能動性

傳統(tǒng)的教育告訴我們，“師者，傳道授業(yè)解惑也”，教學(xué)常常以老師為中心，老師講，為學(xué)生們傳道授業(yè)，學(xué)生們處于被動地位，認真聽，實驗教學(xué)也是如此，老師首先實驗?zāi)康闹v起，從所使用的方法和原理到儀器的使用，按照試驗大綱內(nèi)容的設(shè)計，統(tǒng)統(tǒng)地給學(xué)生講一遍，然后再演示一遍，就讓學(xué)生們按照演示的步驟，模仿到底。在整個教學(xué)過程中，學(xué)生知識模仿老師的演示，完成全部內(nèi)容即可，而缺乏對問題本身的思考，沒有一點積極性、主動性和創(chuàng)新性［10］。隨著社會的發(fā)展，尤其在實驗課的教學(xué)過程中必須以學(xué)生為中心，老師只不過是在學(xué)生解決問題的過程中的幫助和引導(dǎo)其探索的角色。讓學(xué)生自己帶上問題去設(shè)計探究性實驗。具體操作過程中，首先引導(dǎo)學(xué)生針對實驗?zāi)繕?biāo)提出問題，利用所學(xué)的理論知識去尋求解決問題的方法，然后設(shè)計探究的方案，最后去解決。在整個教學(xué)過程中，始終讓學(xué)生自己來唱主角，讓其在做的過程中發(fā)現(xiàn)問題，再去解決問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的探索和創(chuàng)新意識，以提高其草業(yè)科學(xué)素養(yǎng)。近幾年，實驗教學(xué)過程中在實驗課的教法上大多高校的教師進行了許多有益的探索，但還是治標(biāo)不治本，因此，有必要對實驗教學(xué)的內(nèi)容和形式進行更新和改革，以培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動性［11］。

2 草業(yè)科學(xué)實驗教學(xué)改革探討

2．1 優(yōu)化草業(yè)科學(xué)實驗教學(xué)大綱

草業(yè)科學(xué)專業(yè)是應(yīng)用能力、動手能力和與現(xiàn)代科技結(jié)合緊密的專業(yè)之一［12］，草業(yè)科學(xué)專業(yè)的實驗教學(xué)也主要以動手能力較強的專業(yè)實驗為主，包括草地資源調(diào)查實驗中草地生產(chǎn)力測定、土壤水分測定、土壤養(yǎng)分測定、家畜生產(chǎn)力測定等與理論教學(xué)相關(guān)的配套實驗。隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展和對草業(yè)人才的需求來看，草業(yè)科學(xué)實驗中的應(yīng)用部分和動手處理實際生產(chǎn)中的問題急需解決［13］。在制定教學(xué)大綱時，應(yīng)把握以下原則:在緊密結(jié)合科學(xué)前沿的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)代化的技術(shù)手段，從解決實際問題出發(fā)，以4個生產(chǎn)層理論為指導(dǎo)，界面論為支撐，編制綜合性、系統(tǒng)性較強的實驗大綱，以操作性、綜合性、創(chuàng)新性實驗為主，集成單一的、演示型的獨立實驗［14］。適當(dāng)加大實驗課時的比例，設(shè)置一些選做實驗，在實驗課時充分的條件下，讓學(xué)生能夠根據(jù)自己的愛好，選作一些實驗，在培養(yǎng)興趣的同時讓學(xué)生掌握實驗技能，同時提高他們的動手能力和思考能力，為其畢業(yè)后走向工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)［15］。

2．2 根據(jù)不同方向設(shè)置一定的梯度試驗

興趣在人們探求知識的過程中起著關(guān)鍵的作用。尤其在教學(xué)過程中，老師如何去引導(dǎo)學(xué)生探求知識，是激發(fā)學(xué)生對知識的探究興趣的關(guān)鍵所在［16］。研究表明，在實驗教學(xué)過程中，設(shè)置一定梯度實驗，這樣對激發(fā)學(xué)生探究興趣的效果很好［17］。學(xué)生面對梯度試驗，首先要去想解決問題的辦法，這樣由淺入深，在操作過程中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，層層深入，最后克服種種困難，取得實驗成功及良好的實驗結(jié)果，這種由成功的喜悅而帶來的對實驗產(chǎn)生興趣很大程度上會激發(fā)學(xué)生的探求欲望。在草業(yè)科學(xué)的實驗教學(xué)中，隨著實驗教學(xué)的展開，學(xué)生認知能力不斷提高，發(fā)現(xiàn)的科學(xué)問題就越多，他就會思考一系列的問題，譬如草業(yè)科學(xué)的4個生產(chǎn)層分別應(yīng)用在生產(chǎn)中的那個層面?家畜放牧試驗考慮到哪些因素?影響草地生產(chǎn)的主要因子是什么?如何進行土壤改良來增加草地生產(chǎn)力?等等。當(dāng)將優(yōu)化的梯度試驗將學(xué)生引入到對草業(yè)科學(xué)理論知識的實踐后，以貫穿草業(yè)科學(xué)的框架4個生產(chǎn)層和3個界面為主線，層層深入，由淺入深，循序漸進［18］。在整個教學(xué)過程中，始終讓學(xué)生帶著設(shè)置的問題去自己思考，布置解決方案，在激發(fā)其想象力的同時，激發(fā)其主動探索的興趣。整個探究過程中學(xué)生充滿對科學(xué)的熱情，并且都處于積極主動的狀態(tài)。學(xué)生始終是學(xué)習(xí)過程中的主角，教師只不過是組織者，去按照認識問題的科學(xué)軌跡引導(dǎo)和幫助學(xué)生完成對問題的探索，從而改變以往“以老師為中心，學(xué)生被動聽”的教學(xué)模式，建立一種“學(xué)生主動探索為主，老師引導(dǎo)幫助為輔”的教學(xué)新模式。

2．3 抓住學(xué)生的心理塑造學(xué)生的團隊精神

以往的演示實驗，單一實驗，學(xué)生只要專心的聽完和看完老師的講解和演示后，可以獨立完成。而設(shè)置一定的綜合實驗和系統(tǒng)性較強的實驗后，就將單一的片面的知識點貫穿起來，需要同學(xué)們合作才能完成，在做實驗的過程中，往往因為個人的操作能力、判斷能力和觀察能力等不同而直接影響實驗結(jié)果，而在這種合作式的過程中，學(xué)生們都會因為年輕而充滿表現(xiàn)欲［19］。在大家探討好實驗方案后就會有明確的實驗?zāi)康暮驮敿毜姆止f(xié)作，整個實驗過程 需要每個學(xué)生的積極參與和準(zhǔn)確操作方可，對每一位學(xué)生來講，每一步都至關(guān)重要，不能有半點馬虎，不然就前功盡棄，一榮俱榮，一損俱損，由于表現(xiàn)欲的影響，誰也不想出錯，這種心理下學(xué)生會在實驗過程中的每一步上都會認真對待、細心操作，主動積極，全身心地投入到實驗中。在草業(yè)科學(xué)實驗教學(xué)過程中，可以利用學(xué)生的這種心理，通過開展綜合實驗，培養(yǎng)了學(xué)生基本的科研素質(zhì)和互助合作的團隊精神［20］。

2．4 實驗與科研結(jié)合培養(yǎng)學(xué)生的基本科研素質(zhì)

將老師的最新科研成果帶到課堂上來，將學(xué)生的實驗搬到教室的科研項目中去，這樣有利于學(xué)生及時的掌握科學(xué)前沿，尤其象草業(yè)科學(xué)這種應(yīng)用基礎(chǔ)研究的專業(yè)［21］。蘭州大學(xué)就通過“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”“暑期活動”等一系列的活動，資助學(xué)生自己組織的科研活動。讓學(xué)生利用課余時間選擇感興趣的實驗內(nèi)容去參加老師的科研項目。學(xué)生可以自己組織團隊，根據(jù)愛好，自己查找資料，制定相應(yīng)的研究目標(biāo)，結(jié)合老師的科研項目，與教師一起制定研究方案，做一些實驗與科研相結(jié)合的項目。這樣不僅激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，還提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力，初步培養(yǎng)學(xué)生的基本科研素質(zhì)和創(chuàng)新精神。在實驗教學(xué)過程中，結(jié)合科研項目，設(shè)置一些綜合性實驗，鼓勵學(xué)生進行探索，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、解決問題的過程。在實踐過程中，積極引導(dǎo)學(xué)生的收集資料，培養(yǎng)學(xué)生自己學(xué)習(xí)的途徑和方法。引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成思考問題的習(xí)慣，在操作過程中循序漸進，避免產(chǎn)生急于求成、不求細節(jié)的浮躁心理，為進一步培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力奠定基礎(chǔ)［22］。

2．5 實行開放式實驗教學(xué)

草業(yè)科學(xué)的綜合實驗，受動植物生長周期限制很大［23］。因此建議實行開放式教學(xué)，實驗室開放、實驗內(nèi)容開放、實驗時間開放、教學(xué)管理手段開放。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣，選擇不同的實驗，通過不同的途徑(譬如通過網(wǎng)絡(luò)、電話)來預(yù)約，來合理科學(xué)的安排自己的時間來完成實驗，實驗室或者野外試驗室隨時開放。實驗內(nèi)容不限，也可以有學(xué)生自己設(shè)置，老師把握方向。在實驗教學(xué)內(nèi)容安排上，將部分科研內(nèi)容作為可選實驗內(nèi)容，老師對實驗方案進行檢查、指導(dǎo)和修改后，學(xué)生具體操作。在實驗過程中，學(xué)生及時向老師反饋實驗進展和初步結(jié)果，老師及時的幫助和修正操作過程，引導(dǎo)學(xué)生去完成實驗，獲取數(shù)據(jù)，寫出實驗論文。

3 結(jié)語

草業(yè)科學(xué)專業(yè)是一門應(yīng)用性較強的專業(yè)，尤其偏重生產(chǎn)實踐的應(yīng)用性，隨著社會科技水平的快速發(fā)展，動手能力在社會人才需求中的地位越來越高。實驗教學(xué)是提高學(xué)生動手能力的重要方式之一，針對當(dāng)前草業(yè)科學(xué)試驗教學(xué)的綜合性、實踐性和應(yīng)用性，通過實驗教學(xué)的改革和創(chuàng)新，探索出適合培養(yǎng)綜合性人才的實驗教學(xué)模式，在學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)中有積極的作用。

［1］ 任繼周．草原生態(tài)系統(tǒng)的效價評定［J］．草業(yè)科學(xué)，1984(4):7-10．

［2］ 任繼周．草地農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)［M］．北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，1995．

［3］ 白桂芬，趙 冰，郭 成，等．動物學(xué)綜合實驗在教學(xué)中培養(yǎng)探究性的實踐［J］．四川動物，2008，27(3):693-694．

［4］ 任繼周．草業(yè)科學(xué)框架結(jié)構(gòu)與教學(xué)實踐［J］．高等理科教育，2010(4):1-7．

［5］ 傅 華，肖金玉，任繼周．草業(yè)科學(xué)專業(yè)“草原生態(tài)化學(xué)”課程的教學(xué)改革與實踐［J］．高等理科教育，2007(6):122-125．

［6］ 南志標(biāo)，傅 華，龍瑞軍，等．以草業(yè)科學(xué)理論為指導(dǎo)構(gòu)建先進的草業(yè)科學(xué)人才培養(yǎng)體系［J］．高等理科教育，2009(2):124-127．

［7］ 蔡婀娜，李夏蘭，陳宏文．生物工程專業(yè)實驗課教改探討［J］．高等理科教育，2000，32(4):72-74．

［8］ 任繼周，侯扶江．草業(yè)科學(xué)框架綱要［J］．草業(yè)學(xué)報，2004(4):1-6．

［9］ 郭義海．自主-探究-合作學(xué)習(xí)的理性思考與實踐探索［J］．黑龍江教育學(xué)院學(xué)報，2003，22(3):50-53．

［10］ 張 敏，王 邕，梁錦添，等．改革生物技術(shù)實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生綜合實驗?zāi)芰Γ跩］．廣西大學(xué)學(xué)報(哲學(xué)社會科學(xué)版)，2008，30(9):77-78．

［11］ 許 鵬．弘揚王棟導(dǎo)師學(xué)術(shù)思想，深化草業(yè)科學(xué)教學(xué)改革［J］．草原與草坪，2002(4):52-53．

［12］ 王明君，崔國文，李景欣，等．淺談高校草業(yè)科學(xué)實踐教學(xué)的改革［J］．科技創(chuàng)業(yè)月刊，2011(6):90-91．

［13］ 胡自治．中國高等草業(yè)教育的歷史、現(xiàn)狀與發(fā)展［J］．草原與草坪，2002(4):57-61．

［14］ 任繼周，南志標(biāo)，郝敦元．草業(yè)系統(tǒng)中的界面論［J］．草業(yè)學(xué)報，2000(1):1-8．

［15］ 葉志華，侯向陽．我國草業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀、問題及科技對策［J］．中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報，2002(4):69-73．

［16］ 方賽娟．觀察蚯蚓的探究性教學(xué)案例［J］．教學(xué)儀器與實驗，2006，22(12):17．

［17］ 陳天素．探究式生物教學(xué)［J］．內(nèi)江師范學(xué)院學(xué)報，2003，18(增刊):91-92．

［18］ 劉興元，郭正剛，尚占環(huán)，等．學(xué)科建設(shè)是推動草業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)［J］．草業(yè)科學(xué)，2010，27(8):155-160．

［19］ 厲旭云，陸 源，夏 強，等．開設(shè)實驗研究型課程，培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新能力［J］．實驗室研究與探索，2005，24(9):75-76．

［20］ 白桂芬，趙 冰，郭 成，等．動物學(xué)綜合實驗在教學(xué)中培養(yǎng)探究性的實踐［J］．四川動物，2008，27(4):693-694．

［21］ 周壽榮，干友民，張新全．美國高校成功的經(jīng)驗與我國高校改革和草學(xué)發(fā)展［J］．草業(yè)科學(xué)，2011，28(10):1878-1881．

［22］張志飛，楊知建，向佐湘，等．如何開好草業(yè)科學(xué)專業(yè)的專業(yè)技能訓(xùn)練課［J］．草原與草坪，2005，109(2):71-73．

［23］ 劉 艷，白 龍，劉 英．淺談《草原管理學(xué)》課程的發(fā)展歷史與教學(xué)改革實踐［J］．草業(yè)科學(xué)，2009，26(12):164-167．