农业资源与环境专业开放实验教学模式的探讨

2022-09-10

众所周知, 当前教育改革的一个主要目标是加强素质教育, 培养学生的实践能力和创新能力。开放式实验教学正是一种培养学生实践能力、科技创新意识以及创新能力的新型教学模式, 所谓开放式实验教学, 是指高校实验室在时间、空间、内容和教学方法等方面对学生开放, 由学生自主选择并进行实验学习与研究的教学方式。由于它能一改传统的实验教学模式, 充分体现以人为本的教学理念, 在培养和提高学生的创新精神和实践动手能力, 实现高校实验教学资源优化利用等方面起到十分积极的作用, 因此近年来成为我国高等院校推崇和探究的新型实验教学方式。

农业资源与环境专业是由原来农科类的土壤与农业化学、农业环境保护和渔业资源与渔政管理以及理科的农业气象 (部分) 合并而成, 调整后的农业资源与环境专业涵盖面变宽, 对综合性、实践性的要求增强。农业资源与环境专业是南京信息工程大学唯一的农科专业, 依托于应用气象学专业, 与其他院校的该专业相比, 具有特殊性。结合我校实验教学的改革, 对农业资源与环境专业开放式实验教学模式进行了探索。图1是本专业开放式实验教学模式的设计方案, 下面就其形式、实践效果以及注意的问题进行论述。

1 开放式实验教学模式的形式

1.1 科研课题引导型

我们根据专业特色整合农业遥感、农业资源与利用以及环境生物修复等课题组, 在相关领域进行了深入的研究, 目前承接了2 0多项纵横项科研课题。我们采用科研课题引导型模式, 即农业资源与环境实验中心在每学期开学的第一周公布本学期科研项目中的开放研究项目, 主要是引导高年级优秀学生参与科研活动, 最后以学生参加科研活动的阶段性成果 (论文或总结报告) 和指导教师的考核评价作为成绩和学分评定的依据, 这样既培养了学生的科研能力, 又减轻了教师科研负担。

1.2 预约实验型

我专业的实验中心每月5号定期在网上预约平台发布教学计划以外的综合性、设计性开放实验课题, 学生可根据自己的专业、特长和爱好等选做实验。此外, 开放实验课题由学生独立进行方案设计, 教师在必要时进行指导, 并且鼓励学生创新设计, 学生完成实验, 撰写实验报告, 其中以实验报告和指导教师评价作为学生成绩和学分评定的依据。图2为我实验中心依托校园网构建的网上实验教学管理模式, 以方面广大师生快速、便捷的进行实验预约与成绩评定。

1.3 课外实验活动基地型

我专业鼓励实验中心创办大学生课外实验活动基地, 开展多种形式的实验竞赛、课外科技活动、科技制作、学术论文竞赛、创业计划竞赛等活动。通过这些活动, 提高学生实际操作技能, 达到培养创新精神和意识, 提高学生综合素质的能力, 以阶段性成果、论文、实物、总结报告和指导教师评价作为成绩和学分的依据。

1.4 开放服务型

此外, 实验中心可充分利用先进设备和技术, 为全校的教学和社会服务, 包括: (1) 开展科学试验、检测、分析等技术服务; (2) 对外开放实验培训; (3) 其它技术服务等。以院 (部) 实验室为基本承接单位, 报主管院领导批准, 收费8 5%归院, 作为酬金, 发展基金和业务支出者;1 5%上缴学校作为发展基金。

2 开放式实验教学模式的实践效果

从2006年开始, 南京信息工程大学应用气象学院以农业资源与环境实验中心为试点, 进行了开放式实验教学模式的开展, 经过两届学生的尝试, 取得了初步的效果。

2.1 激发学生的学习兴趣和积极性

农业资源与环境专业开设的基础与专业课程如无机化学、有机化学、植物生理学、植物学、微生物学与土壤学等都包括了实验课程部分, 这些实验课内容与理论课教学内容联系紧密, 并且以"验证型"为主, 即将理论教学内容拿到实验中进行验证;而分析性、综合性、设计性的实验项目并不多, 因此学生对实验课往往不重视, 积极性与主动性不高。而通过开放式实验教学的改革, 学生不仅可以自由地选择自己感兴趣的实验项目, 并且可以参与到教师科研工作中, 学习由被动变主动, 由强制变自觉, 在独立完成实验的过程中, 他们既体会到了科研工作的艰辛和乐趣, 又逐渐建立了自信心, 增强了探索新事物的兴趣。

2.2 提高学生的科学实验技能

开放式实验教学过程中, 学生独立进行实验, 教师只在必要时给予学生适当的提示与指导, 并针对学生在操作中出现的问题和大家进行讨论, 从而创造了一种让学生独立操作、分析和处理问题的良好环境。如在“植物组织中可溶性糖含量的测定”这个实验中, 学生首先查阅资料, 根据实验中心的条件选择实验方案, 然后调试测量, 并分析实验结果。通过这种开放式实验教学, 使学生能够更自觉、全面地接受科学实验技能的训练。

2.3 加强教师与实验人员两支队伍的自身建设

在开放式实验教学中, 学生可能随时提出各种问题, 也可能遇到各种意外故障, 这就需要教师和实验人员及时予以解答和指导。如在“植物光合能力的测定”这个实验中, 教师与实验人员不仅要熟知光合测定系统测定的原理, 并且熟知光合测定系统组装、调试、测定以及测定后大量数据的筛选与分析。因此, 开放式实践教学模式可以督促教师和实验人员开展教学与实验仪器的研究, 加强科研与教学的紧密结合。

2.4 增强学科课程的建设

农业资源与环境专业是一门实践性极强的学科, 在实验教学中采取开放型模式对于提高我专业学科课程的建立与完善起到重要的引导作用, 并对实现我校实验教学资源优化利用等方面也起到重要推动的作用。

3 建立开放式实验教学模式注意的问题

3.1 完善开放式实验教学模式的规章制度和学生成绩的认可制度

建立开放式实验教学模式的关键是对它的管理, 因此各类规章制度的制定和完善 (如开放实验室管理办法、实验室安全与卫生制度、实验室预约制度与开放实验室人员职责) 对开放实验室建设成败尤为重要。此外学生完成了开放性实验, 学校如何考核, 成绩如何认可, 这一系列问题也必须制定相应的规章制度。

3.2 修改教学计划适应开放式教学

开放式教学运行是一项系统工程, 实现开放式教学, 教学计划必须修改, 以适应新的素质教育的要求, 建设开放式实验教学课程体系是进行开放式实验教学的基础。实验课程体系的建设要以创新意识培养为先导, 以学生能力培养为主线, 以加强学生技能训练和设计能力培养为重点, 构建实验技能型、基本型、设计型、综合型、创新型等不同层次的实验课程。每门实验课都要精心挑选一系列典型、先进、实用、层次分明、覆盖面广的实验项目, 以满足不同兴趣的学生学习的需要。

3.3 正确处理主导与主体的关系

合理安排指导方式。在教学过程中, 学生始终处于主体地位, 教师则处于主导地位。学生在实验中必须充分应用所学的理论和已掌握的技能完成整个实验, 包括实验的设计、操作步骤以及结果的分析等, 而教师必须做好指导工作, 及时了解和掌握学生实验的总体情况。

4 结语

我校农业资源与环境专业通过对以上开放式实验教学的尝试, 利用实验教学模式改革提高我专业的学生实践动手能力、创新能力以及未来的就业竞争能力, 实现我校实验教学资源优化利用, 获得良好的教学效果。但南京信息工程大学是一所以大气科学、信息科学与技术、环境科学与工程为特色, 理、工、经、管、文、法、农等学科门类兼有的多科性全国重点大学, 农业资源与环境专业作为我校唯一的农科专业, 如何建立本专业的开放式实验教学模式, 顺应学校实验教学改革需要, 本专业与相关专业协调发展, 还需进一步的研究与探讨。

摘要：开放式实验教学模式对于培养学生实践能力、科技创新意识以及创新能力具有十分重要的意义。本文以南京信息工程大学农业资源与环境专业实验教学改革为例, 初步探讨了开放式实验教学模式的实施情况。

关键词：农业资源与环境专业,实验教学,开放式