基于專業(yè)認證理念的野外實踐教學模式構建與實踐

張旭輝，李學林，王洪梅，李榮

(南京農(nóng)業(yè)大學,江蘇 南京 210095)

2015年頒布的《國務院關于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導意見》促使“互聯(lián)網(wǎng)+”概念迅速融入中國教育領域。2017年黨的十九大提出“辦好網(wǎng)絡教育”則標志著我國教育信息化進入了全新的2.0時代。2018年教育部發(fā)布《教育信息化2.0行動計劃》，提出到2022年基本實現(xiàn)“三全兩高一大”的目標：教學應用覆蓋全體教師、學習應用覆蓋全體適齡學生、數(shù)字校園建設覆蓋全體學校，信息化應用水平和師生信息素養(yǎng)普遍提高，建成“互聯(lián)網(wǎng)+教育”大平臺。同年，教育部關于實施卓越農(nóng)林人才教育培養(yǎng)計劃2.0中，明確提出要大力推進信息技術與農(nóng)林教育教學的深度融合，推動“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)林教育”，要求組建高等農(nóng)林院校慕課聯(lián)盟，深入開展混合式教學和在線教育。因此，在此背景下構建“互聯(lián)網(wǎng)+”條件下的人才培養(yǎng)新模式、探索信息時代教育教學改革舉措，深入推動教育的結構性變革是實現(xiàn)該目標的重要途徑[1]。

從2016年底，教育部開啟農(nóng)學類專業(yè)認證(第三級)的試點工作[2]。專業(yè)認證是構建“五位一體”的本科教育評估與質量保障新體系的重要組成部分[3-4]，第三級認證是專業(yè)認證的最高層級，其目的是引導高校樹立以學生為中心、以產(chǎn)出為導向和質量持續(xù)改進的三大新理念。而實踐教學一直是我國高等教育中培養(yǎng)大學生實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的重要途徑[5]。借鑒工程類專業(yè)認證，農(nóng)學類專業(yè)認證(第三級)的試行標準中對實踐教學也提出了新的要求：實踐教學要能夠全過程協(xié)同培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力及綜合應用所學知識解決實際問題的能力；同時，在教學過程中，要求能夠有效提高學生的參與度，形成對話、質疑、研討的課堂氛圍。因此，基于專業(yè)認證的本科生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)對教學內(nèi)容和方法都提出了更高的要求。

目前，走在信息化前沿的中國高等教育已經(jīng)進入一場基于信息技術的偉大變革中，基于MOOC(大規(guī)模在線開放課程)的網(wǎng)絡教育則因其開放性、規(guī)模性和共享性在中國高等教育領域得到了快速發(fā)展和應用。很多在線教學平臺則因其靈活性使教學由線下課堂逐步變?yōu)榫€下線上融合、虛實結合的跨界課堂[1]，已有高校開始探索將在線開放課程(如MOOC)應用到野外實踐教學中，利用在線開放課程開展雙向互動式教學，探索提升學生學習主動性和互動性的實現(xiàn)途徑[6]。

南京農(nóng)業(yè)大學農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)是教育部拔尖創(chuàng)新卓越農(nóng)林人才培養(yǎng)計劃的首批試點專業(yè)和江蘇省品牌專業(yè)，近年來圍繞培養(yǎng)具有國際視野的農(nóng)業(yè)資源高效利用與環(huán)境保護領域卓越人才為核心，從課程改革入手，以該專業(yè)的集中實踐課程“土壤、地質與生態(tài)學綜合實習”為試點，自2017年開始，引入互聯(lián)網(wǎng)+的教學理念，利用在線開放課程等信息化手段改革傳統(tǒng)野外實踐教學模式，探索了通過改革傳統(tǒng)實踐教學模式來提升本科生實踐創(chuàng)新能力的新途徑。本文結合新時代教育背景下專業(yè)認證(第三級)對實踐教學提出的新要求，進一步探討并構建了的野外實踐教學模式，特別強調(diào)了以學生為中心的教學理念和課程內(nèi)容及教學方法上的持續(xù)改進，以期能夠達成提升學生實踐創(chuàng)新能力的目標導向。

一、 新時代背景下傳統(tǒng)野外實踐教學所面臨的挑戰(zhàn)

跨學科的綜合實踐通過加強相關學科之間的資源共享及優(yōu)勢互補，從而可以進一步促進寬基礎、復合型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)[7]?；谶@一認知，南京農(nóng)業(yè)大學自2002年起，從課程內(nèi)容和教學體系上整合了包括土壤學、地質學和生態(tài)學等幾門內(nèi)容相互銜接并互有交叉的專業(yè)基礎課程的實踐教學部分，充分挖掘實習區(qū)域潛在的教學資源，針對農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的本科學生開展了土壤、地質與生態(tài)綜合實習。該實習以中國科學院廬山植物園為實踐教學實習基地，主要通過觀察和分析山地土壤的垂直地帶性分布及土壤性質隨自然條件(巖石、植被、地形、氣候等)改變而發(fā)生的變化，特別還聯(lián)系酸沉降與土壤酸化、森林衰退等生態(tài)環(huán)境問題，努力使學生從地球表層系統(tǒng)-自然生態(tài)系統(tǒng)-農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的高度認識土壤性質、土壤過程及其功能和土壤資源的利用改良及保護對策等問題，綜合訓練學生運用理論知識實地分析和解決土壤資源與生態(tài)環(huán)境問題的能力，在培養(yǎng)學生的動手實踐能力方面發(fā)揮了重要作用。但隨著南京農(nóng)業(yè)大學農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境“世界一流學科建設”、教育部拔尖創(chuàng)新型卓越農(nóng)林人才培養(yǎng)計劃和江蘇省品牌專業(yè)建設的開展，尤其是在教育信息化背景下教育部即將開展的各學科門類的專業(yè)認證對人才培養(yǎng)提出了更高要求。在此背景下，野外環(huán)境的復雜性和傳統(tǒng)的線下實踐教學模式，無論在教學內(nèi)容及組織形式上都難以滿足時代發(fā)展需求，已然成為學主動性和高階性學習的制約因素，這主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

(一) 傳統(tǒng)的教學模式難以突破

傳統(tǒng)的純線下野外實踐教學一般是教師現(xiàn)場講解+學生現(xiàn)場實踐的單一模式，這種教學模式往往是以教師為中心，整個教學過程難以體現(xiàn)以學生為中心的教學理念。例如，在觀察某一土壤剖面形態(tài)特征時，一般先由教師在實習位點對土壤的形成條件、成土過程和剖面形態(tài)過程進行現(xiàn)場講解，之后學生再進行實踐操作和觀察分析，在整個實踐過程中的知識傳授主要以教師灌輸和學生被動接受為主，雖然在講解和實習過程中會有學生就相關問題進行互動，但因為實習地點的時空限制，在短時間內(nèi)較難形成對話、質疑和研討的實習氛圍，實習效果也會大打折扣。

(二) 單一的考核方式難以對實習全過程進行科學評價

對整個實習過程較為科學的考核評價應由實習前預習+實習中表現(xiàn)+實習報告(考試)等幾個環(huán)節(jié)組成，而傳統(tǒng)的實習模式則由于實習地點的時空限制較難考核學生實習前的主動性學習狀況，僅能對實習過程的中后期進行評價考核，即僅把實習過程中的表現(xiàn)和實習結束后的總結(考試)作為實習成績的評判標準。而課前預習是體現(xiàn)學生學習主動性的重要方式，缺少了此環(huán)節(jié)的考核，一方面難以體現(xiàn)對學生學習的全過程性評價;另一方面，也極大地限制了學生的主動性。

(三) 缺乏具象化和互動性的教學內(nèi)容和模式

傳統(tǒng)野外實踐實習所依賴的紙質教材難以把野外實習環(huán)境和實踐內(nèi)容以豐富、生動、圖文并茂的形式具體展現(xiàn)出來，雖然學生可借助教材進行課前預習和課后復習，但實習指導書上的文字或部分靜態(tài)圖片僅能讓學生對實踐內(nèi)容產(chǎn)生表觀認識，無法對相關知識點進行具象化地感知，從而抑制了學生課前學習的主動性。而且，在實踐教學的課前和課后環(huán)節(jié)中，學生也較難對實習的相關問題進行有效互動，教師也難以提前把握學生對實習內(nèi)容的認知程度，不能在實習過程中更有針對性的去解決學生在課前預習環(huán)節(jié)所遇到的共性問題，難以快速響應于學生的需求，不能做到教學方法和內(nèi)容上的持續(xù)改進，這極大的限制了野外實踐教學的教學效率及質量。

(四) 缺乏探究性實驗項目，難以提升學生實踐創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)的野外實踐教學在實踐內(nèi)容上還是以演示性和驗證性實驗居多，實習內(nèi)容相對固定。野外實踐教學的實習路線和內(nèi)容一般都會有科學的設計和合理的安排，但因課時及野外條件限制，授課教師也難以在已有的實驗中再引入探究性的實驗內(nèi)容供學生在實踐周期內(nèi)來完成，課程內(nèi)容無法體現(xiàn)創(chuàng)新性和高階性，這在一定程度上限制了對學生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而探究性實踐教學則是培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力的重要手段，因此，綜合實習的教學內(nèi)容如何在傳統(tǒng)教學內(nèi)容中引入探究性的實驗項目,則成為目前野外綜合實踐課程改革的重要內(nèi)容之一。

二、 專業(yè)認證背景下對實踐教學改革提出的新要求

專業(yè)認證是提高專業(yè)建設質量和人才培養(yǎng)質量的重要抓手，同時也是創(chuàng)新卓越農(nóng)林人才培養(yǎng)范式的重要途徑[8]。南京農(nóng)業(yè)大學率先開展的農(nóng)學和植保專業(yè)認證，為探索未來其他農(nóng)學類專業(yè)認證提供了重要的案例參考，與較早開展的工程教育專業(yè)認證一樣，農(nóng)學類專業(yè)認證同樣可以促進農(nóng)業(yè)教育和國家社會需求的有效對接，對提升農(nóng)業(yè)教育人才培養(yǎng)質量有著重要意義[8]。

專業(yè)認證“以學生為中心”“以產(chǎn)出為導向”和“持續(xù)改進”的理念，在教學實踐中，特別強調(diào)“成果導向”，要求各專業(yè)對課程進行反向設計，即各專業(yè)首先要先明確畢業(yè)要求，并根據(jù)畢業(yè)要求安排教學活動，同時還要對畢業(yè)要求的達成情況進行評價，這就要求各專業(yè)制訂“畢業(yè)要求實現(xiàn)矩陣”，將畢業(yè)要求分解到課程和實踐教學的各個環(huán)節(jié)中，實現(xiàn)課程內(nèi)容與畢業(yè)要求的有機對接[9]。

在面向專業(yè)認證的2019版人才培養(yǎng)方案的修訂中，對農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的本科生提出了明確的畢業(yè)要求，在畢業(yè)要求實現(xiàn)矩陣中把專業(yè)實踐教學的相關課程和各畢業(yè)要求進行了關聯(lián)(見表1)。對于大部分實踐課程，需要通過實踐教學達成第3、4、7和9條畢業(yè)要求，即畢業(yè)生畢業(yè)后需具備創(chuàng)新能力、發(fā)現(xiàn)分析并解決問題的能力、團隊協(xié)作能力及自主性學習等能力。但正如前述，傳統(tǒng)的實踐教學在教學內(nèi)容缺乏探究性學習內(nèi)容、教學方法上難以促進學生的主動性學習，在整個教學過程中多以教師為中心，難以體現(xiàn)以學生為中心的教育理念，無法滿足專業(yè)認證背景下的人才培養(yǎng)需求，因此，面對專業(yè)認證對實踐教學提出的新要求，任課教師必須以培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力為目標導向，重新梳理實踐教學內(nèi)容，改進教學方法，重構實踐教學體系。

依托南京農(nóng)業(yè)大學“三平臺、四模塊”實踐教學體系[9]，學校通過在傳統(tǒng)實踐教學中引入在線開放課程、虛擬仿真實驗教學等來創(chuàng)新教學方法，改革教學內(nèi)容，引導學生的主動性學習，培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力。如生命科學院利用虛擬仿真實驗技術開發(fā)了不同生態(tài)區(qū)生物學野外實習，結合“生物共享聯(lián)盟”微信端應用，幫助學生突破時空限制，開展主動性移動式學習，虛實結合，顯著地提高了實踐創(chuàng)新能力。而資源與環(huán)境科學學院則以土壤、地質與生態(tài)學綜合實習這門野外綜合實踐課程為試點，結合精品在線開放課程建設和專業(yè)認證理念，改革傳統(tǒng)實踐教學模式，探索基于專業(yè)認證的線上線下混合式的實踐教學模式，主動適應卓越農(nóng)林人才教育培養(yǎng)計劃2.0下對人才培養(yǎng)提出的新要求。

表1 南京農(nóng)業(yè)大學2019版農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)畢業(yè)要求及與實踐教學課程的達成度

三、 基于專業(yè)認證的線上線下混合式實踐教學模式構建與實踐

網(wǎng)絡時代的關聯(lián)主義意味著在線課程教學內(nèi)容的持續(xù)更新、模式的不斷變化和評價的日益多元[10-11]，信息時代的新建構主義教學模式特別強調(diào)基于網(wǎng)絡的自主學習、協(xié)作學習和探究性學習[5，12]，專業(yè)認證理念則特別強調(diào)以學生為中心和持續(xù)改進的教育教學過程，同時在認證標準中也提出了學生要具備自主學習能力的明確要求，這與網(wǎng)絡時代的教育教學理念高度一致，而通常這也是傳統(tǒng)實踐教學活動中所欠缺之處。

為了主動適應專業(yè)認證背景下卓越農(nóng)林人才培養(yǎng)2.0的新特點，土壤、地質與生態(tài)學綜合實習課程團隊利用在線開放課程把實習內(nèi)容進行模塊化處理，將廬山實習區(qū)域的土壤、地質、地貌、人文、歷史、生態(tài)等方面知識進行全方位解析和關聯(lián)，結合農(nóng)學類專業(yè)認證(第三級)的基本理念，構建了基于在線開放課程的線上線下混合式野外綜合實踐教學模式(見圖1)：把培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力作為目標導向，強調(diào)整個線上學習與線下實踐過程以學生為中心，在教學的各個環(huán)節(jié)中注重發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，特別是解決傳統(tǒng)實踐教學中所存在的和線上線下教學中學生集中反饋的問題，從而持續(xù)改進教學內(nèi)容和方法，提高實踐教學質量。

圖1 基于專業(yè)認證的線上線下混合式本科實踐教學模式構建

(一) 引入探究性學習項目，培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力

專業(yè)認證標準(第三級)的畢業(yè)要求中明確提出了要培養(yǎng)學生的批判性思維和創(chuàng)新能力，因此，實踐課程的設計要把培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力作為目標導向。而在本科教育的實踐課程體系中，探究性學習是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要手段[13]。結合在線開放課程建設，土壤、地質與生態(tài)學綜合實習課程團隊在野外實踐教學中引入了探究性實驗和實踐項目供學生選做，探索提升學生實踐創(chuàng)新能力的途徑。在探究性實驗項目的設計上，課程團隊結合廬山獨特的生物氣候及地理環(huán)境特點，設計出與綜合實習密切相關的創(chuàng)新性實驗訓練項目。例如，氣候變暖對廬山土壤、植被等生態(tài)系統(tǒng)的影響；廬山海拔高度影響土壤動物生物多樣性的機制等。這些項目提前一學期放在課程網(wǎng)上供學生選做，并通過線下大學生科研訓練項目(SRT)引導參與的學生進行文獻閱讀、實驗設計、樣品采集與分析等，這樣，參與該訓練的學生可有計劃的在廬山實習前、中、后期完成相應的訓練內(nèi)容，這在較大程度上加強了學生對現(xiàn)代土壤學、生態(tài)學等學科的興趣與學習積極性，促進了學生的主動性和探究性學習，也體現(xiàn)了新時代背景下人才的分類和差異化培養(yǎng)理念。

(二) 重構實踐教學模式，促進教學質量的持續(xù)改進

課前預習和課后復習是學生接受新知識、鞏固所學、提高學習效率的有效手段，而在線開放課程可以使學生方便地利用碎片時間進行預習和復習，學生可方便地通過線上論壇或線下實踐來解決遇到的相關問題[14-15]。

實踐證明，學生經(jīng)過在線課程的主動性學習階段后，在后續(xù)的野外綜合實踐中，教師授課內(nèi)容更具針對性，上課效率顯著提高。如在山地黃壤剖面形態(tài)特征觀察的野外實踐教學中，在沒有引入在線課程教學之前教師原來的作法是先在實習點位介紹土壤的成土因素、成土過程及剖面形態(tài)特征等內(nèi)容，然后再讓學生進行土壤剖面觀察的實踐操作。而現(xiàn)在采用在線課程后，由于學生在上山實習前已經(jīng)通過在線課程對實習內(nèi)容進行了預習，教師只需要把課程的主要內(nèi)容用問題的形式聯(lián)系起來，如山地黃壤為什么顏色是臘黃色的，什么樣的環(huán)境下可以形成黃壤，其土體下部出現(xiàn)的網(wǎng)紋形成的機理是什么。在此過程中，授課教師不用再去機械地重復線上課程的內(nèi)容，而是讓學生來回答這些問題或講解相關過程，并和學生共同探討線上課程中發(fā)現(xiàn)的典型問題。在整個教學環(huán)節(jié)中，教師在授課中的角色也從傳統(tǒng)的書本知識的傳授者和課堂控制者變?yōu)檎n程構建者和探索行為引導者，從而完成了對整個教學過程和內(nèi)容的重塑，學生也從原來的知識被動接收者變?yōu)榱私虒W過程的主動參與者和思辨者[16]，體現(xiàn)了專業(yè)認證理念中以學生為中心的教育教學思想，極大的促進了學生的學習主動性和師生互動性。同時，線上線下混合式實踐教學模式得益于頻繁的師生互動和交流，更易發(fā)現(xiàn)教學各個環(huán)節(jié)中的相關問題，從而可以針對性地解決這些問題，做到教學內(nèi)容和方法的持續(xù)改進，提高整個教學質量。

(三) 體現(xiàn)過程性評價，促進課程目標的達成

實踐課程的科學考核是衡量授課目標是否能夠實現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)。線下的實踐考核一般以實習表現(xiàn)、綜合實習報告和最終考試等組成學生的最終實踐成績，這種傳統(tǒng)的考核模式雖然體現(xiàn)了一定的過程性評價，但難以體現(xiàn)學生的自主性和互動性學習狀況，而在線課程多元化的考核方式豐富了傳統(tǒng)實踐實習課程的考核內(nèi)容。

土壤、地質與生態(tài)綜合實習的線上成績組成由單元作業(yè)、單元測驗、課堂討論活躍度及最后的期末考試成績四部分組成。教師既可以通過在線課程視頻中隨機插入的課堂問題考核學生的線上課程參與度和課堂討論活躍度，又可設置單元或章節(jié)小測驗及期中或期末考試，靈活的題型和考核方式更能對學生的主動性和互動性學習進行科學評價。這樣，學生的最終綜合實習成績應由線上與線下成績組成，線上考核主要考查了學生學習的主動性和互動性，線下考核則主要考查學生的現(xiàn)場實踐能力，線上與線下考核并重突顯了過程性評價對學生全過程學習的考核，更易促進課程學習目標的達成。

四、 結語

在信息時代背景下，將教學形式更為靈活的在線開放課程引入野外實踐教學中，通過線上線下混合式實踐教學模式，更能促進以學生為中心的本科生實踐創(chuàng)新能力和科研興趣的培養(yǎng)，達成拔尖創(chuàng)新型卓越農(nóng)林人才培養(yǎng)的目標導向。線上線下混合式實踐教學模式既能實現(xiàn)高等教育人才的分類和差異化培養(yǎng)理念，又易在教學中發(fā)現(xiàn)并解決相應問題，從而做到教學質量的持續(xù)改進，這在教育部強調(diào)堅持“以本為本”和推進“四個回歸”建設高水平本科教育的背景下尤為重要。

利用在線開放課程重構實踐類課程教學模式，可以更好地實現(xiàn)專業(yè)認證的三大理念，但在實際教學過程中，不同專業(yè)的畢業(yè)要求、不同實踐課程的實習模式和教學環(huán)境都可能存在較大的差異，因此，在利用線上線下混合式教學模式進行實踐教學時，還要根據(jù)不同專業(yè)的畢業(yè)達成度仔細梳理課程具體內(nèi)容與畢業(yè)要求之間的關系，在嚴格過程考核的基礎上，還要完善學生學習的過程監(jiān)測、評估與反饋機制。同時，隨著信息化技術的快速發(fā)展和卓越農(nóng)林人才教育培養(yǎng)計劃2.0的啟動，教育部本科專業(yè)和課程“雙萬計劃”陸續(xù)開展，把更加智能化的虛擬仿真技術引入到實踐類課程建設中，更能突破實習實踐的時空限制，即可以利用虛實結合的線上線下混合式教學來提升實踐教學質量。另外，專業(yè)認證具有復雜的標準體系，非工程類專業(yè)的認證標準一直在不斷摸索與改革中，因此，各專業(yè)的實踐課程體系也要根據(jù)專業(yè)認證標準的不斷改革持續(xù)改進實踐教學方法和內(nèi)容，主動探索更加適合以學生為中心、目標為導向的本科實踐教學模式，從而形成人才培養(yǎng)質量的持續(xù)改進機制。