“不同水稻品種的品質(zhì)鑒定和綜合評價(jià)”創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐

王芳 劉超

摘 要：傳統(tǒng)作物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目綜合性不強(qiáng)、教學(xué)模式單一、實(shí)驗(yàn)課堂配備不足等問題，影響了學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科技學(xué)院依托現(xiàn)有教學(xué)團(tuán)隊(duì)的科研優(yōu)勢，從學(xué)科前沿和應(yīng)用實(shí)際出發(fā)，開設(shè)了“不同水稻品種的品質(zhì)鑒定和綜合評價(jià)”創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，并連續(xù)多年面向本科生授課，提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn);水稻品質(zhì)鑒定;課程設(shè)計(jì);教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號 G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2021）07-0163-02

創(chuàng)新性是衡量高校一流本科人才培養(yǎng)的重要指標(biāo)[1，2]。自2007年開始，教育部就實(shí)施了“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”，各高校陸續(xù)進(jìn)行了國家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基金、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)（實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)）項(xiàng)目等嘗試，以項(xiàng)目為中心，開展系統(tǒng)研究，訓(xùn)練學(xué)生的科研素質(zhì)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維，形成創(chuàng)新教育氛圍，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量[3]。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)是教育部立項(xiàng)資助的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的60所高校之一，目前已形成了一套科學(xué)、規(guī)范的工作流程和運(yùn)行機(jī)制[3，4]，從創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的申請立項(xiàng)、建設(shè)驗(yàn)收到正式開課每個(gè)環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格的審批及監(jiān)督機(jī)制。充足的研究經(jīng)費(fèi)、開放性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件以及優(yōu)質(zhì)的師資力量等保證了各項(xiàng)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的順利實(shí)施?！安煌酒贩N的品質(zhì)鑒定和綜合評價(jià)”創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目是立足農(nóng)業(yè)發(fā)展，結(jié)合學(xué)校農(nóng)科學(xué)科特色，以專業(yè)知識為主線，注重多學(xué)科交叉融合和多領(lǐng)域知識綜合集成的一門創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。筆者對該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路、實(shí)施方法以及實(shí)施效果進(jìn)行了實(shí)踐和探索。

1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程存在的問題

作物學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)是面向華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科技學(xué)院農(nóng)科學(xué)生開設(shè)的主要專業(yè)核心實(shí)驗(yàn)課程之一。該課程以多種農(nóng)作物為主要農(nóng)事材料，通過課堂講授和田間操作，完成育種、栽培、耕作和種子多學(xué)科的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能及實(shí)驗(yàn)技術(shù)原理和方法的實(shí)踐培養(yǎng)。該實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)時(shí)間長，總學(xué)時(shí)多，涵蓋內(nèi)容廣泛。學(xué)生通過該門課程的學(xué)習(xí)，能夠加深對專業(yè)基礎(chǔ)知識的理解，提升動手操作能力。但多年來該課程的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式變化不大，已經(jīng)與當(dāng)前快速發(fā)展的農(nóng)學(xué)學(xué)科培養(yǎng)模式不相匹配，主要表現(xiàn)為：各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間相對獨(dú)立，綜合性和系統(tǒng)性不強(qiáng)，學(xué)生難以在不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間建立有效的知識銜接，難以形成體系化的知識構(gòu)架;作物的雜交技術(shù)、栽培指標(biāo)測定等演示性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目居多，而與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)的作物品質(zhì)分析和鑒定等綜合性和研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開展偏少，實(shí)驗(yàn)難度和挑戰(zhàn)度較小，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)和科研素質(zhì)的提升;“老師講課—學(xué)生操作”的單一教學(xué)模式使學(xué)生學(xué)習(xí)始終處于被動地位，學(xué)習(xí)的主動性和趣味性不強(qiáng)，影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量;每次實(shí)驗(yàn)課堂人數(shù)在30人以上，有限的儀器設(shè)備資源以及較低的師資配比使得通過該實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生動手能力的程度受到很大限制。

2 創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路

針對以往教學(xué)中存在的問題，依托現(xiàn)有教學(xué)團(tuán)隊(duì)的科研優(yōu)勢，從學(xué)科前沿和應(yīng)用實(shí)際出發(fā)，以提升學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)為目標(biāo)，設(shè)計(jì)了“不同水稻品種的品質(zhì)鑒定和綜合評價(jià)”創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。

2.1 選題的前沿性和應(yīng)用性 水稻是世界上最重要的糧食作物，其品質(zhì)優(yōu)劣直接關(guān)系到品種推廣和商業(yè)價(jià)值[5]。由于產(chǎn)地和來源的不同以及當(dāng)?shù)卦耘鄽夂驐l件的影響等，大米品質(zhì)參差不齊，外觀品質(zhì)主要依靠人為判斷，而食味品質(zhì)則需要品嘗后才知道，因此建立科學(xué)、客觀和完善的大米評價(jià)體系，對指導(dǎo)育種實(shí)踐以及正確選購大米都具有較大的理論和實(shí)踐意義。水稻品質(zhì)鑒定和綜合評價(jià)已經(jīng)成為水稻研究團(tuán)隊(duì)的成熟課題，將其合理設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行以研助教，體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的先進(jìn)性。同時(shí)實(shí)驗(yàn)選題切合生產(chǎn)實(shí)際，具有良好的應(yīng)用性。

2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的系統(tǒng)性和綜合性 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容圍繞水稻品質(zhì)的不同方面展開，包含碾磨品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮實(shí)用品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)等的分析鑒定和綜合評價(jià)。實(shí)驗(yàn)體系完整，各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間有機(jī)銜接，內(nèi)容涉及多學(xué)科知識點(diǎn)。

2.3 實(shí)驗(yàn)方案的選擇性和靈活性 水稻外觀品質(zhì)和蒸煮實(shí)用品質(zhì)測定等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)方案不具有唯一性，學(xué)生可以自由選擇儀器設(shè)備或傳統(tǒng)理化方法進(jìn)行測定，這在一定程度上提升了實(shí)驗(yàn)的靈活度。

2.4 教學(xué)模式的自主性和主體性 改變傳統(tǒng)教學(xué)方式，以學(xué)生為主體，通過查閱專業(yè)資料撰寫實(shí)驗(yàn)方案，審核通過后可進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)老師全程參與，但僅發(fā)揮引導(dǎo)和輔助作用。

3 創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施方法

3.1 授課對象和時(shí)間 “不同水稻品種的品質(zhì)鑒定和綜合評價(jià)”總學(xué)時(shí)30學(xué)時(shí)，每學(xué)年上學(xué)期開課1次，主要面向華中農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)相關(guān)專業(yè)的中高年級學(xué)生開設(shè)。因?yàn)樵擃愡x課對象具備了一定的農(nóng)科理論基礎(chǔ)知識，撰寫過課程小論文，具備初步的文獻(xiàn)資料查閱和總結(jié)歸納能力;同時(shí)，這部分學(xué)生也經(jīng)過了一些基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的培訓(xùn)和鍛煉，能夠在教師協(xié)助下獨(dú)立完成綜合性的小課題。授課時(shí)間主要集中在周末。

3.2 授課方式 與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程不同，學(xué)生在該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中發(fā)揮主體和主導(dǎo)作用。

3.2.1 實(shí)驗(yàn)前 選課學(xué)生以2～3人自由組合為1個(gè)小組，指導(dǎo)教師劃分少量學(xué)時(shí)將項(xiàng)目內(nèi)容整體簡單講解，鼓勵(lì)小組成員查閱相關(guān)課題資料后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。該項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)材料種類豐富，來源各異，部分來自該?？蒲袌F(tuán)隊(duì)，還有一部分從全國各地收集，包括了不同品質(zhì)等級的秈稻、粳稻、旱稻、糯稻、黑米水稻、紅米水稻，每組成員可以從中選擇4種進(jìn)行測定。部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有多種測定方法，如稻米蒸煮實(shí)用品質(zhì)中直鏈淀粉含量測定實(shí)驗(yàn)，可以選擇使用近紅外谷物品質(zhì)分析儀進(jìn)行測定，也可以依據(jù)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的理化指標(biāo)測定等方法進(jìn)行測定。學(xué)生可根據(jù)資料查閱及實(shí)驗(yàn)條件等設(shè)計(jì)出不同的實(shí)驗(yàn)方案，只要經(jīng)指導(dǎo)教師審核可行后即可根據(jù)自己感興趣的材料和方法獨(dú)立操作。實(shí)驗(yàn)選題上給予學(xué)生很大的自主性和自由度，這在很大程度上激發(fā)了學(xué)生的科研興趣。

3.2.2 開始實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)方案審閱修改后，實(shí)驗(yàn)在作物學(xué)國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心開放性實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)室管理員可以通過門禁預(yù)約系統(tǒng)對學(xué)生一卡通進(jìn)行授權(quán)管理，這大大提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)間的靈活性。實(shí)驗(yàn)開始前對學(xué)生進(jìn)行開放性實(shí)驗(yàn)室使用制度的培訓(xùn)，提醒學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)室使用和儀器設(shè)備操作的規(guī)范性和安全性。實(shí)驗(yàn)的試劑配制等實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作要求學(xué)生和指導(dǎo)老師一起參與，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成1個(gè)完整實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的能力，為研究生階段從事科研課題奠定基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)過程中，指導(dǎo)教師除了對一些難度較大的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行提前演示外，其他操作均為小組成員協(xié)商共同完成。

3.2.3 實(shí)驗(yàn)后 實(shí)驗(yàn)操作完成后，每組學(xué)生需對自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，對選定的水稻材料品質(zhì)進(jìn)行綜合評價(jià)，并與相關(guān)實(shí)驗(yàn)小組結(jié)果進(jìn)行比較分析，完成書面實(shí)驗(yàn)報(bào)告。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生都是實(shí)驗(yàn)的探索者和研究者，教師只發(fā)揮了輔助的配角功能。這種教學(xué)模式不固化學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，為學(xué)生提供了一個(gè)真正開放的實(shí)驗(yàn)課題和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，對其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)大有裨益。

3.3 考核方式 創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的考核模式要與教學(xué)模式相匹配，才能體現(xiàn)出考核評價(jià)結(jié)果的公平公正，同時(shí)客觀真實(shí)地反映課程的授課效果。因此考核不再局限于對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的考核，而是將整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程按照合理的比例進(jìn)行劃分，全部納入考核體系。最終的考核方式為：滿分100分，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)占20%，實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性占20%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果占20%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告分析與撰寫占20%，實(shí)驗(yàn)協(xié)作占20%。這樣的考核模式降低了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的考核占比，更注重考核學(xué)生的創(chuàng)新能力、動手操作能力、科研寫作能力以及團(tuán)結(jié)協(xié)作能力等，與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的設(shè)立宗旨一致。

4 創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)成效

創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目著力在實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中讓學(xué)生從被動訓(xùn)練轉(zhuǎn)化為主動實(shí)踐，為學(xué)生今后開展科技創(chuàng)新作好角色轉(zhuǎn)變，有力促進(jìn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)[4，6]。該創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)已連續(xù)開設(shè)3年，取得了較好的成效：（1）創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由科研項(xiàng)目演化而成，有利于本科生在今后進(jìn)行研究生學(xué)習(xí)時(shí)快速融入新課題，開展科學(xué)研究。（2）學(xué)生通過該項(xiàng)目學(xué)習(xí)，將以前多學(xué)科的基礎(chǔ)理論知識運(yùn)用到綜合性、系統(tǒng)性更強(qiáng)的實(shí)踐操作，加強(qiáng)了知識之間的融會貫通，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。（3）自主的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)操作使學(xué)生從“被老師牽著鼻子走”的被動學(xué)習(xí)中走出來，真正成為課堂的主體和主人，大大激發(fā)了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課程的興趣;同時(shí)，學(xué)生自主選擇不同的實(shí)驗(yàn)方案，獲得不盡相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，再分析這些差異產(chǎn)生的原因，大大激發(fā)了學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)的樂趣，而在探索的過程中又能迸發(fā)出新的科研思維，繼續(xù)進(jìn)行開放性的嘗試，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。（4）指導(dǎo)教師也從該項(xiàng)目的教學(xué)模式中獲得教學(xué)啟發(fā)，開始嘗試在更多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中進(jìn)行有效的教學(xué)改革，以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性人才培養(yǎng)目標(biāo)。今后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，還應(yīng)繼續(xù)對創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)充和完善，力求不斷提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，完善高校的創(chuàng)新學(xué)習(xí)氛圍。

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