開設綜合性實踐教學課程　提高大學生實踐能力——以“草地生態(tài)化學實驗”課程為例

祁　娟，張德罡，李亞娟

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學 草業(yè)學院，甘肅 蘭州 730070；

2.甘肅農(nóng)業(yè)大學 草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室，甘肅 蘭州 730070；

3.中美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070)

開設綜合性實踐教學課程提高大學生實踐能力——以“草地生態(tài)化學實驗”課程為例

祁娟1,2,3，張德罡1,2,3，李亞娟1,2,3

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學 草業(yè)學院，甘肅 蘭州 730070；

2.甘肅農(nóng)業(yè)大學 草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室，甘肅 蘭州 730070；

3.中美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070)

摘要：加強實踐教學環(huán)節(jié)，提高實踐教學質(zhì)量是草業(yè)科學專業(yè)改革與發(fā)展的重要課題之一。為了滿足草業(yè)科學專業(yè)的飛速發(fā)展及社會對草業(yè)人才的需求和要求，甘肅農(nóng)業(yè)大學草業(yè)學院于2012 年開設了一門獨立實驗課——草地生態(tài)化學實驗，并將其作為草業(yè)科學專業(yè)重要的專業(yè)基礎課。經(jīng)過幾年實踐，該課程體系逐漸完善，教學模式實現(xiàn)以學生為主體、教師引導的逐漸轉(zhuǎn)變，考核體系的建立和考核方法逐漸完善。實踐證明，該獨立實驗課程的設立、以學生為主體的教學模式的應用，極大地調(diào)動了學生的學習熱情和做實驗的積極性與主動性，能很好地培養(yǎng)學生動手及思考問題的能力。

關(guān)鍵詞：草業(yè)科學；生態(tài)化學；實踐教學；創(chuàng)新性

DOI號：10.13320/j.cnki.jauhe.2015.0133

加強農(nóng)科專業(yè)實踐教學是21世紀中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化對高等農(nóng)業(yè)教育提出的新要求[1]。許多經(jīng)濟發(fā)達國家非常注重實踐教學，將其作為本科教學很重要一環(huán)，要求學生在教師指導下進行探索性和創(chuàng)造性實踐活動。通過實踐過程，在鞏固和加深理論知識的同時，可以使學生把所學基礎知識直接應用到實際工作中，培養(yǎng)實踐操作能力[2]，學生分析和解決問題能力、正確的思維方法及嚴謹?shù)目茖W態(tài)度等[2,3]。

草業(yè)科學專業(yè)是一個實踐性很強的專業(yè)，但由于相比其他學科仍相對年輕，所以教學中仍普遍存在重理論輕實踐的現(xiàn)象，其教學目標已不能適應學科發(fā)展及創(chuàng)新型草業(yè)人才培養(yǎng)的要求。因此，加強實踐教學環(huán)節(jié)，提高實踐教學質(zhì)量是草業(yè)科學專業(yè)改革與發(fā)展的重要課題之一。為此，甘肅農(nóng)業(yè)大學草業(yè)學院于2012 年開設了一門獨立實驗課——“草地生態(tài)化學實驗”，并將其作為草業(yè)科學專業(yè)重要的專業(yè)基礎課。本文就開設該門課程的開設背景及意義、教學內(nèi)容、教學方法、考核體系及取得的實際效果等方面進行分析和總結(jié)，為草業(yè)科學專業(yè)實踐教學體系的進一步完善及高等農(nóng)業(yè)院校學生綜合能力的培養(yǎng)提供借鑒。

一、開設綜合性實驗課程的背景及意義

近幾年，隨著草業(yè)的飛速發(fā)展，社會對草業(yè)人才需求量急劇增加。但來自各方面的信息反饋表明，相當一部分畢業(yè)生不能很好勝任自己的工作。究其原因，最主要的問題是學生動手和解決實際問題的能力較差。這樣導致單位招不到合適的人才，學生找不上滿意的單位，就業(yè)率低，學生對自己的專業(yè)逐漸失去信心，如此惡性循環(huán)使得結(jié)果越來越糟。為此，強化草業(yè)科學專業(yè)實踐教學，培養(yǎng)學生實踐能力，提高綜合素質(zhì)和應用能力，適應社會需求和要求勢在必行。

在單獨設立草地生態(tài)化學綜合性實驗課程以前，此課程的部分內(nèi)容隸屬于“草原生態(tài)化學”課程。該課程側(cè)重于理論知識，基礎理論30學時，實驗內(nèi)容18學時，安排學生動手操作的實驗僅為5個(見表1中實驗一至實驗五)，學生從心理上對實驗部分的內(nèi)容重視程度不夠，綜合考核實驗部分占的比例也少(理論：實驗：平時=6：3：1)，實驗結(jié)束后的分析總結(jié)不能將牧草營養(yǎng)價值高低與草地土壤肥力有機結(jié)合起來進行評價，教學方式基本仍是“照方抓藥”，不利于學生主動性和綜合能力的培養(yǎng)。因此，我院教學改革委員會經(jīng)過多次商討，設立綜合性實驗課程，該門課程對學生整體素養(yǎng)的提高具有重要意義。

表1　改革前的草原生態(tài)化學實驗課程內(nèi)容安排情況

甘肅農(nóng)業(yè)大學草業(yè)科學專業(yè)以草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)理論“土-草-畜”三位一體為基本框架，草地生態(tài)化學實驗這門課就是圍繞這一框架，就主要牧草植物營養(yǎng)元素診斷及草地土壤肥力兩方面開設的綜合性實驗課，是集基礎理論、室內(nèi)實驗及野外實習為一體的綜合性很強的課程。開設該門課的主要動因是，充分利用現(xiàn)有的先進儀器設備，培養(yǎng)學生主觀能動性，促進實驗技能的提高。通過草原生態(tài)化學實驗教學，使學生主要掌握牧草中部分營養(yǎng)物質(zhì)含量的測定技術(shù)，驗證并加深理解理論課所學的相關(guān)基礎知識，為學生今后進一步學習相關(guān)課程和順利進入畢業(yè)論文或從事草業(yè)科學教學、科研、生產(chǎn)等工作打下堅實的基礎。

二、綜合性實踐教學模式的構(gòu)建

草地生態(tài)化學實驗課程突破以課堂為中心的教學，改變從書本到書本的學習方式，強調(diào)學習間接知識、室內(nèi)親自動手與野外實習并重。引導學生走出課堂，深入實際，在實踐中由感性到理性，由淺到深，由單一到綜合。自設立該課程以來，經(jīng)過幾年不斷的教學實踐，總結(jié)出了一套比較適用的綜合設計性實踐教學模式。

(一)教學內(nèi)容組成

1.室內(nèi)實驗內(nèi)容組成。該課程主要由實驗和實習兩大體系構(gòu)成。室內(nèi)實驗48學時(其中包括部分基礎理論知識的補充)。安排學生親自動手的實驗主要有17個(表2中實驗三至實驗十七)，其中牧草水分、牧草中粗蛋白、牧草粗纖維、牧草中鈣磷的測定、牧草中灰分、土壤水分、土壤pH、土壤質(zhì)地、土壤團粒結(jié)構(gòu)、土壤有機質(zhì)、土壤水解氮、土壤有效磷、有效鉀等的測定需要重點去做。實驗完成后的數(shù)據(jù)計算也是很重要的一環(huán)，做法是由學生計算實驗結(jié)果并對自己所做樣品營養(yǎng)價值的高低進行綜合評價，然后拿出草地管理的一個初步方案，大家進行討論總結(jié)。

表2　改革后的綜合性室內(nèi)實驗內(nèi)容組成

2.野外實習內(nèi)容。甘肅農(nóng)業(yè)大學于1956年在3 000米高的祁連山下，建立了我國第一個草原定位試驗站——天祝高山草原試驗站，并在此建立了學生野外駐站實習基地。草地生態(tài)化學實驗課程野外實習安排2～3天，最基本手段是土壤剖面的挖掘，通過鑒別不同類型土壤顏色、濕度、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、松緊度、新生體、侵入體、pH值和石灰反應等，掌握野外土壤調(diào)查的原理和操作技能，了解甘肅農(nóng)業(yè)大學草原站區(qū)的主要土壤的分布、分類、形成條件、剖面特征，學會識土、辯土、改土、用土。分析實習區(qū)域主要土壤的基本性狀，評價生產(chǎn)性能，找出障礙因素，提出改良利用途徑。同時，對4種典型土壤類型的地上植被、土壤特性、地理位置等特性進行綜合評價，闡明“土-草”之間密切關(guān)系。

(二)教學手段逐漸完善，著力提高學生創(chuàng)新能力與科研素養(yǎng)

草原生態(tài)化學實驗課具有其鮮明的課程特點，主要以室內(nèi)分析為主，所用到的儀器設備比較多，需要學生掌握的東西亦比較繁雜。以往實驗前繁雜的準備工作由教師來做。通常教學模式是教師講解實驗原理、步驟方法及注意事項后，學生“照貓畫虎”，觀察實驗現(xiàn)象、測定數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、完成實驗報告。經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在此過程中，學生很少動腦筋去想為什么每一步要這么做，最終像“猴子掰包谷”，學一個忘一個，達不到預期的教學效果，更重要的是不利于學生創(chuàng)新能力和科研素質(zhì)的培養(yǎng)。

針對這一現(xiàn)象及該門課程的特殊性，自設立草原生態(tài)化學大實驗課程以來，學院對教學大綱及教案進行嚴格制訂，對實驗課程的總學時以及各個實驗項目的學時數(shù)都作了規(guī)定。在更新教學內(nèi)容的基礎上，逐漸探索與實踐教學內(nèi)容改革相適應的實踐教學方法與手段。為了更好地調(diào)動學生的主觀能動性及全身心投入實驗環(huán)節(jié)，教師從實驗準備、實驗原理掌握、實驗方法確立等方面要求學生自己去做。學生在查資料了解實驗原理及確定實驗方案的過程中，學會了動腦筋思考為什么每一步要這么做，懂得實驗前的準備工作非常重要，是做實驗重要的一個環(huán)節(jié)，哪個方面考慮不周或準備不到位，都會導致實驗無法開展及順利進行，無論哪一步做不精細，都會導致實驗誤差。上課時，教師與學生共同對實驗方案的合理性進行討論與評價，修改完善。教學方式由以前的“填鴨式”向以學生為主體、教師引導，師生共同探索的方向轉(zhuǎn)變。這就使學生學習由被動轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?，?jīng)過長時間的潛移默化，不但能培養(yǎng)學生主動思考問題、分析問題的能力，而且可以提高學生對實踐課程的興趣。

(三)實驗室實行開放式管理

為配合綜合性實驗的順利開展，實驗室實行開放式管理，學生可隨時去實驗室完成課堂上沒有完成的實驗。每一個實驗必須提交詳細的實驗報告。有些實驗(如：粗脂肪、土壤微量元素測定等)由于比較耗時及課時的限制，可由老師講解實驗過程及注意事項，讓同學們大概了解實驗過程，有興趣的可以自己到實驗室去做。教師可以與學生一起進行實驗觀察，教師就實驗過程中出現(xiàn)的種種問題與學生進行討論交流，引導學生剖析問題產(chǎn)生的原因并及時給予建議，進行方案調(diào)整。

(四)建立雙向考核評價體系

實驗考核是檢查教師教學質(zhì)量和學生掌握實驗基本技能和基本理論的重要手段[4]。草地生態(tài)化學實驗是學院一門獨立的課程，獨立考核和計算學分。由于人數(shù)較多，且大部分實驗步驟繁瑣，需要連續(xù)幾個小時或者幾天時間才能做完，因而考核難度很大。為了克服傳統(tǒng)實驗考核中不能夠全面真實地反映學生實驗能力的弊端，學院對實驗考核方法進行了改革。首先在實驗教學中，隨時任意抽查提問，或進行現(xiàn)場操作技能考核評分；第二是根據(jù)學生平時實驗課時的出勤、實驗準備、預習報告、課堂紀律，實驗操作的規(guī)范狀況、熟練程度，實驗設計的合理性以及實驗報告成績等進行評定；第三，將實驗分組進行，每個樣品每個指標在每組指定學生去做，這樣學生分為幾組，每一指標就有幾個結(jié)果，相當于有幾個重復，最后由學生親自向老師匯報實驗數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進行比較。對數(shù)據(jù)差距大的，一方面讓學生找原因，另一方面需重新做?？己顺煽冎饕沙銮?、任務完成、實驗操作和實驗報告組成，比例為1∶2∶3∶4。這樣不但能驗證學生實驗技能，而且可以起到監(jiān)督的作用，督促學生必須認真對待。

對教師的考核主要是由學生采用無記名方式，對實驗教師的授課水平、過程輔導、引導啟發(fā)、實驗報告批改及責任心等方面進行綜合評價，使教師既能看到成績，又能發(fā)現(xiàn)工作中的不足，并重視學生對教學的信息反饋和建議，不斷完善實驗教學。

三、教學效果

(一)學生綜合素質(zhì)的改變

該實驗課程在每一指標的實驗方案、實驗觀察和分析解決實驗問題的過程中，使學生始終處于不斷思考中。掌握了實驗方法，親歷了實驗過程，熟悉了簡單到復雜的實驗儀器，每一指標的順利完成，滿意的實驗結(jié)果的獲得，都使學生體會到實驗帶來的成就感和滿足感，激發(fā)了學生的自主學習性，培養(yǎng)了其獨立思考能力和創(chuàng)新能力。同時，在實驗分組時，學生自由組合，自己選擇合作伙伴，取長補短，培養(yǎng)了大家的相互溝通與交流能力。通過對實驗結(jié)果的綜合分析討論，將土、草結(jié)合起來進行綜合評價，全面評價牧草營養(yǎng)價值高低與土壤肥力之間的密切關(guān)系，有助于學生把所學的基礎理論與實踐結(jié)合起來，提高大家分析問題、解決問題的能力。

這門課程野外實踐教學效果突出。學生到美麗的草原，在享受美景的同時，不但可以把書本上抽象的理論變得具體，彌補室內(nèi)實驗教學的局限性，而且極大地促進對所學專業(yè)的濃厚興趣。野外實習經(jīng)常會遇到各種不可預見性問題，但是同學們能互相幫助，共同解決問題，這不僅加深了同學之間的友誼，還提高了同學們團隊之間的協(xié)作精神。每年實習結(jié)束后，學生們都會對野外實習意猶未盡。

筆者曾就該門課程教學效果進行了調(diào)研。調(diào)研對象有研究生、在草業(yè)研究所及草業(yè)公司等單位工作的畢業(yè)生。信息反饋均顯示開設此門課程使學生受益匪淺，有利于其今后工作。從事草業(yè)科學專業(yè)工作離不開土和草，有了學校的基礎，在實際工作中就不會太茫然。

(二)教師教學能力的提升

新課程的設立及教學模式的探索對教師也是一個挑戰(zhàn)。教師要有豐富的實踐經(jīng)驗，既要有過硬的理論基礎，還要對實驗過程及儀器特別熟悉，要有應對可能出現(xiàn)的任何問題的能力。筆者近幾年一直從事此方面的教學研究工作，體會頗深，不斷查閱大量文獻和資料，有意識地加強自身科研能力的訓練，教學能力不斷得以提高。

四、小結(jié)

草地生態(tài)化學實驗課程是甘肅農(nóng)業(yè)大學草業(yè)學院重要的一門獨立的綜合性實踐課。課程自2012年開設以來，在大家共同努力下，課程體系逐漸完善，教學模式實現(xiàn)以學生為主體、教師引導的逐漸轉(zhuǎn)變，考核體系的建立和考核方法逐漸完善。實踐證明，該獨立實驗課程的設立、以學生為主體的教學模式的應用，極大地調(diào)動了學生的學習熱情和做實驗的積極性與主動性，很好地培養(yǎng)了學生動手及思考問題的能力。但由于該課程開設時間較短，教學體系、教學內(nèi)容、教學方法等還需要逐漸完善；盡管該課程已將“土-草”完美結(jié)合起來，但還未能將“畜”結(jié)合起來(家畜方面的實驗隸屬于草食動物飼養(yǎng)學課程)，如果能將“土-草-畜”結(jié)合起來，效果會更好。另外，學生普遍希望盡可能多地增加實驗(實習)內(nèi)容，增多課時，尤其是野外實習。面對草學學科的迅猛發(fā)展及對本科生更高層次的要求，在今后的工作實踐中，我們還需不斷努力探索，充分發(fā)揮實踐課程的重要作用。

參考文獻：

[ 1 ]李大勝，崔大方，江青艷，等． 加強農(nóng)科專業(yè)基礎課實驗教學的實踐[J].中國大學教學，2008(10) :86-88.

[ 2 ]張小林，周美華，李茂康．綜合性、設計性實驗教學改革探索與實踐[J]．實驗技術(shù)與管理，2007，24(7):94-96.

[ 3 ]王笑穎，孫曉諾，劉曉清，等． 農(nóng)學類專業(yè)“四個一工程”實踐教學改革的思考[J]．河北農(nóng)業(yè)大學學報：農(nóng)林教育版，2009，11(2)：155-157.

[ 4 ]趙寶榮.淺談高師教育中的實踐教學改革[J]．當代教育科學，2014(15)：24-27.

(編輯：王佳)

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A

文章編號：1008-6927(2015)05-0010-04

作者簡介：祁娟(1971-)，女，甘肅鎮(zhèn)原人，博士，副教授，主要從事草地生態(tài)化學方面的教學及研究工作。

基金項目：甘肅省高?！恫菰鷳B(tài)化學》精品課程建設項目資助；甘肅農(nóng)業(yè)大學草業(yè)科學團隊建設項目資助。

收稿日期：2015-09-17