劉航空 丁 勤 高京草 李西選 王西平 王淑麗

西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院 陜西楊凌 712100

隨著農(nóng)業(yè)科學(xué)的發(fā)展，人們的農(nóng)業(yè)研究活動從大田實踐活動認(rèn)知逐漸轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)性科學(xué)研究，研究領(lǐng)域從植物表型深入到植物組織結(jié)構(gòu)、細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞器等微觀層次。這些研究對推動農(nóng)業(yè)學(xué)科發(fā)展起著重要作用。高校是開展科學(xué)研究，實現(xiàn)科研創(chuàng)新的重要場所，在培養(yǎng)專業(yè)性、研究創(chuàng)新型人才中做出了重大貢獻(xiàn)[1]。農(nóng)學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)在培養(yǎng)農(nóng)業(yè)人才，促進(jìn)農(nóng)業(yè)科研創(chuàng)新中發(fā)揮著重要作用。隨著學(xué)科知識的更新與發(fā)展，其實驗教學(xué)也處于不斷改革與探索之中。

1 實現(xiàn)實驗資源管理一體化

為改變實驗資源中常規(guī)儀器重復(fù)購置，貴重高端設(shè)備稀缺，儀器使用率低的現(xiàn)狀[2]，我校將原先分屬于院、系、所的儀器設(shè)備，整合后統(tǒng)一劃歸新建成的實驗管理中心管理。實驗教學(xué)、儀器資源信息全部納入校園信息系統(tǒng)。儀器購置根據(jù)學(xué)科發(fā)展要求，統(tǒng)籌規(guī)劃，嚴(yán)格限定高、中、低檔儀器比例及重置率，提升儀器的整體搭配度。同時，為鼓勵承擔(dān)科研項目的教師購置儀器設(shè)備，學(xué)校采取針對性的收費(fèi)政策，這些設(shè)備除對本科實驗教學(xué)和青年教工優(yōu)惠使用外，其他實驗項目一律按規(guī)定收費(fèi)使用。將教師用個人科研經(jīng)費(fèi)購置的大型儀器、承辦的基地納入學(xué)校共享系統(tǒng)，享受共享補(bǔ)貼，促進(jìn)學(xué)院資源和科研項目資源相互補(bǔ)充，實現(xiàn)實驗資源的最大化利用[3]。

2 加強(qiáng)實驗課程間的有機(jī)聯(lián)系

2.1 加強(qiáng)實驗環(huán)節(jié)的有機(jī)聯(lián)系

在專業(yè)實驗教學(xué)中，經(jīng)常出現(xiàn)基礎(chǔ)實驗教學(xué)研究比重過大，實驗內(nèi)容相互獨(dú)立，驗證性實驗過多，教學(xué)層次不分明等現(xiàn)象[4]。對此，我們根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)置了3個模塊的實驗教學(xué)，分別為基礎(chǔ)實驗?zāi)K、研究實驗?zāi)K和創(chuàng)新實驗?zāi)K，既突出模塊間的層次，又注重各環(huán)節(jié)間的有機(jī)聯(lián)系。在基礎(chǔ)實驗?zāi)K中，我們利用前一個實驗的產(chǎn)物開展下一個實驗。在研究實驗?zāi)K中，鼓勵學(xué)生以自己感興趣的植物為試材，擴(kuò)展研究技術(shù)應(yīng)用范疇。在創(chuàng)新實驗環(huán)節(jié)，要求學(xué)生根據(jù)當(dāng)前生產(chǎn)、科研中出現(xiàn)的某個問題，利用所學(xué)知識，進(jìn)行實驗分工、設(shè)計、合作，完成創(chuàng)新實驗。這種“基礎(chǔ)—研究—創(chuàng)新”逐漸遞進(jìn)的模塊教學(xué)，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，增加了學(xué)生對實驗教學(xué)的理解深度。

此外，針對實驗教學(xué)中室內(nèi)實驗與田間實驗相互獨(dú)立的現(xiàn)象，我們通過自主建設(shè)基地，主動與企業(yè)、科研單位合作，開展多方位的產(chǎn)學(xué)研一體化實踐教學(xué)，實現(xiàn)了室內(nèi)實驗與田間教學(xué)的有機(jī)銜接。以植物花芽分化實驗為例，在花芽分化完成前，葉芽及花芽從形態(tài)上很難辨認(rèn)。以前的實驗教學(xué)，教師先利用幻燈片講解花芽分化過程，然后讓學(xué)生解剖、觀察已完成分化的花芽、葉芽試材?，F(xiàn)在的教學(xué)實踐，要求學(xué)生到大田采樣，通過連續(xù)2個月的定期觀察，了解花芽分化過程中的結(jié)構(gòu)變化。

2.2 深化實驗課程體系，統(tǒng)一實驗內(nèi)容

目前，許多實驗教學(xué)在課程體系中仍然處于從屬地位，實驗課時只占課程總學(xué)時的一小部分，有些課程把學(xué)生的實驗成績作為理論課成績的參考，不占學(xué)分。在這種實驗教學(xué)模式中，課程內(nèi)容設(shè)置分散，學(xué)生獲得的技能支離破碎[5]。經(jīng)實踐探索改革，對技術(shù)要求較高的課程實驗，我們通過增加實驗內(nèi)容、延長課時的方法，將其作為一門獨(dú)立的實驗課程開設(shè)。但因?qū)W科知識交叉，經(jīng)常出現(xiàn)相同的理論知識、實驗被重復(fù)安排在不同教材中的現(xiàn)象[6]。我院實驗室管理中心通過整理匯編實驗指導(dǎo)書，排查實驗知識交叉點，針對必不可少的相同實驗，采取變更實驗設(shè)備、深化實驗方法、明確學(xué)習(xí)目的的方法，避免實驗內(nèi)容簡單重復(fù)，引導(dǎo)學(xué)生尋找知識間的相關(guān)性。

3 跟蹤學(xué)科前沿，突出創(chuàng)新實踐

3.1 把新技術(shù)、新方法引入基礎(chǔ)實驗教學(xué)

教學(xué)中的基礎(chǔ)實驗是檢驗課程中某單一理論或原理的驗證性實驗，又被稱為經(jīng)典實驗?；A(chǔ)實驗教學(xué)是傳統(tǒng)的、常見的實驗教學(xué)類型。基礎(chǔ)實驗設(shè)計合理，訓(xùn)練功能明顯，體現(xiàn)了科學(xué)家和設(shè)計者的智慧[7]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、儀器設(shè)備的更新，我們在實驗內(nèi)容中增加了先進(jìn)儀器設(shè)備及新的實驗方法，提高了實驗的準(zhǔn)確性及工作效率，促使學(xué)生嘗試運(yùn)用先進(jìn)的儀器設(shè)備及方法進(jìn)行科研創(chuàng)新。

3.2 把科研體系引入實驗實踐

受先進(jìn)儀器設(shè)備資源短缺、實驗內(nèi)容更新較慢等因素限制，之前開出的大部分課程實驗層次較低。在畢業(yè)研究實踐環(huán)節(jié)中，經(jīng)常出現(xiàn)本科學(xué)生盲目跟隨指導(dǎo)教師和本專業(yè)研究生做實驗，卻并不知道為什么要開展這項研究，僅從事一些簡單的體力勞動的情況。我們在專業(yè)實驗教學(xué)中引入先進(jìn)的科研實驗內(nèi)容，鼓勵學(xué)生申報大學(xué)生科技創(chuàng)新項目，通過傳、幫、帶等方式，盡快盡早讓學(xué)生接觸最新的科研成果，激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生自主創(chuàng)新的實踐能力。

3.3 在實驗中加設(shè)探索環(huán)節(jié)

專業(yè)實驗教學(xué)，通常是實驗輔助人員準(zhǔn)備好所有實驗用品，學(xué)生按照實驗操作步驟完成實驗。我們圍繞充分發(fā)揮學(xué)生主動探索精神這一思路，模擬科研實踐過程，改革專業(yè)實驗教學(xué)，在實驗關(guān)鍵環(huán)節(jié)設(shè)置障礙，在基礎(chǔ)實驗中增加提出問題、設(shè)計方案、控制變量、分析結(jié)果和討論總結(jié)等環(huán)節(jié)，逐漸把學(xué)生從“被動灌輸學(xué)習(xí)”狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃犹剿鲗W(xué)習(xí)”狀態(tài)。

4 多種途徑提高實驗教學(xué)效果

4.1 開放實驗室

在研究性和創(chuàng)新性實驗?zāi)K教學(xué)中，經(jīng)常出現(xiàn)課內(nèi)不能順利完成實驗或因?qū)嶒炇⌒枰a(bǔ)做實驗的情況[8]。我們采取開放實驗室的辦法，確保實驗教學(xué)效果，即實驗室在課表上列出的實驗課時外，其余時間全部對學(xué)生開放。學(xué)生可以根據(jù)實驗需要，填寫實驗申請信息，提交實驗預(yù)約申請表。在實驗室教師審核通過后，學(xué)生就可在預(yù)約時間內(nèi)到相應(yīng)實驗室獨(dú)立做實驗。此外，通過建設(shè)網(wǎng)絡(luò)共享體系，我們把相關(guān)的實驗教學(xué)指導(dǎo)叢書、參考文獻(xiàn)、儀器操作指南等開放共享，滿足了學(xué)生的隨機(jī)性學(xué)習(xí)。

4.2 配備輔助實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，提升實驗效率

為充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，我們在專業(yè)實驗教學(xué)中要求學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行科研創(chuàng)新。這不僅對學(xué)生的專業(yè)知識儲備提出了更高的要求，還對他們的實驗儀器操作技能提出了更高的要求。為此，學(xué)院把儀器技能操作課程作為科研鍛煉的入門課程，供大三所有學(xué)生選修。針對實驗中抽象、難以理解的實驗和復(fù)雜、難以操作的儀器設(shè)備，我們在實驗教學(xué)中添加了多媒體設(shè)備。利用多媒體設(shè)備對實驗難點進(jìn)行局部放大，反復(fù)演示，使學(xué)生快速掌握知識技能，保障了實驗設(shè)備及環(huán)境安全，提升了實驗教學(xué)效率。

4.3 實驗教學(xué)考核綜合化

為全面考查學(xué)生的實驗技能，我們建立了單獨(dú)的實驗教學(xué)考核機(jī)制：考核內(nèi)容以學(xué)生學(xué)習(xí)、設(shè)計和動手能力為主，采取操作技能考核與筆試相結(jié)合的方式，綜合考查實驗過程和實驗結(jié)果。以園藝學(xué)科分子生物學(xué)實驗為例，筆試內(nèi)容為實驗原理和方法描述，操作技能以獲得產(chǎn)物的質(zhì)量打分。筆試成績占總成績的30%。操作技能考試又分為兩部分：第一部分為基礎(chǔ)實驗操作，占總成績的30%；第二部分為設(shè)計實驗操作，占總成績的40%。這種考核方式，不僅使實驗評價更加科學(xué)、客觀，而且使學(xué)生對實驗的每一個環(huán)節(jié)都十分重視。

4.4 實驗教學(xué)反饋機(jī)制透明化

以往的實驗教學(xué)過程是，實驗前，教師給實驗員安排實驗計劃，實驗員按照計劃做準(zhǔn)備；實驗中，教師指導(dǎo)學(xué)生做實驗；實驗后，實驗員清點歸整儀器及藥品?，F(xiàn)在，我們通過建立實驗教學(xué)的“三位一體”反饋機(jī)制，即實驗前教師與實驗員、實驗中教師與學(xué)生、實驗后學(xué)生與實驗員的交流反饋體系，要求大家對實驗的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行互評，并提出反饋意見。通過反饋機(jī)制，形成實驗員鼓勵教師使用先進(jìn)儀器進(jìn)行教學(xué)，教師鼓勵學(xué)生使用新技術(shù)、新方法開展科研創(chuàng)新，學(xué)生鼓勵實驗人員參與實驗教學(xué)的良好風(fēng)貌。

5 實驗教學(xué)效果

自整合實驗教學(xué)資源后，園藝學(xué)院承擔(dān)的教學(xué)實驗課由以前的23門增加到37門，實驗項目達(dá)到168項，每年實驗教學(xué)任務(wù)近12萬人學(xué)時，開設(shè)的實驗項目覆蓋校內(nèi)13個本科專業(yè)，緩解了基礎(chǔ)學(xué)科實驗教學(xué)壓力。通過模塊化教學(xué)及創(chuàng)新改革，調(diào)整實驗教學(xué)內(nèi)容近1/3，適應(yīng)了新時期學(xué)科發(fā)展的要求。此外，人性化的實驗教學(xué)管理體系以及科研課題的融入，激發(fā)了學(xué)生科研創(chuàng)新的能力。近三年來，平均65.4%的學(xué)生主動申請國家及學(xué)校大學(xué)生科技創(chuàng)新基金項目，獲批242項，其中國家級項目58項。

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