农业工程实验教学模式创新研究与实践

姚新胜,焦有宙,张全国,徐广印

(河南农业大学农业工程训练中心,河南郑州 450002)

农业工程实验教学模式创新研究与实践

姚新胜,焦有宙,张全国,徐广印

(河南农业大学农业工程训练中心,河南郑州 450002)

分析了农业工程实验教学的创新理念,阐述了该专业实验教学内容的创新模式,从制度、信息化等方面,对农业工程实验教学的实施进行了讨论.研究内容在河南农业大学农业工程训练中心建设中得以有效应用,可为农业工程类专业学生的创新培养提供参考.

实验教学;农业工程;模式创新;工程训练;模块化教学

0 引言

党的十七届三中全会明确指出,中国总体上已进入加快改造传统农业、走中国特色农业现代化道路的关键时刻,但仍然面临着农业基础薄弱,农村发展滞后,农民增收困难“三农”问题[1].伴随着农业现代化建设的发展,现代农业步入了机械化与自动化、生态化和人性化、信息化与智能化技术高度融合与应用的发展阶段,这对农业工程人才的培养提出了更高的要求.农业工程正是利用各种现代工程技术开发利用和保护自然资源的综合性学科,为社会主义新农村建设和现代农业发展所必需,也是党中央、国务院要求重点发展的,更是提升改造传统农业和装备、创新现代农业所急需发展的学科.农业工程作为一个交叉性的应用型学科,具有很强的实践性,要求本专业的毕业生不但要具备广泛的、扎实的农业机械和工程基础理论知识,并且要具备较强的动手能力和创新能力,具备将农艺与工程相结合进行农业工程装备结构设计、使用维护与运行管理、创新与创业的能力和技能[2].因此,按照新的培养目标和农业工程专业课程本身的特点,对实验教学模式进行创新研究,构建适应新时期实验教学发展的创新实验平台,对提高本科实验教学质量、培养创新应用型专业人才具有重要意义.

但长期以来,农业工程专业在多数学校不曾得到和其他热点专业、工科专业一样的重视,农业工程类专业实验教学存在着一些问题.

(1)经费不足和资源未充分利用现象并存.部分农业工程实验教学资源严重不足,包括实验室基础设施、实验室设备以及实验室工作人员和实验教学能力等.同时,由于管理制度的僵化,设备利用率不等,资源共享性差,实验室资源配置不合理,缺乏有效的流动,使得部分资源未能充分利用.

(2)管理模式落后.实验管理模式还很不健全,实验管理组织单一,教师和学生参与管理不够,没有形成多元化的管理组织.

(3)教师和学生对农业工程实验环节的重视不足影响了创新能力的培养.我国对农业工程的重视一直落实不够,农业工程类学生就业也一直很不理想,加上扩招等原因以及社会环境的复杂影响,教师和学生对农业工程专业不热心、缺乏对实验教学环节的激情.

(4)教师的创新精神和意识不足.学生的创新除了管理方面的因素和资金方面的因素外,归根结底,取决于教师.当前相对缺乏具有创新意识,敢于向传统科学提出挑战,在工作中充满激情,无论处在任何环境、任何条件下都对科学研究始终抱有高度热情的教师.

实践教学在人才培养模式中占有非常重要的地位.在构成农业工程专业教学中,实验环节起着验证理论、结合科学研究和生产实际、培养学生动手能力和创新能力的重要作用.因此实验课不仅要单独设立,而且应分配较多的教学课时.近年来,河南农业大学农业工程训练中心以科学发展观为指导,紧密围绕“厚基础,强能力”的实验教学原则,依托大农业的快速发展,不断加强实验创新研究,对农业工程专业实验教学进行了多项改革与探索.

1 不断强化实验教学创新理念,进一步明确实验教学目标

实验教学作为培养学生动手能力、综合能力和创新能力的重要场所,实验教学体系本身是否具有创新意识非常关键[3].科学素质是创新人才的基础,包括创新意识、创新思维和创新能力.这三个方面紧密相关,呈逐渐递增趋势.创新意识是此三者的前提,创新能力是创新意识和创新思维的必然结果.如何培养学生的创新能力,就涉及如何激发学生的创新意识,历练学生的创新思维.道德素质包括良好的社会道德、积极健康的人生观、价值观和世界观.科学素质是创新人才的基础,道德素质是创新人才的本质,只有具备了道德素质和科学素质的学生才是真正意义上的创新人才.“以教师为中心”的传统教学模式必须改革,高等教育教学模式的中心必须转移到学生上去,把被动式教育转变为学生主动式学习,建立以学生为主体,教师为主导,以操作能力、创新能力培养为主要目标的教学理念[4].只有这样,才能充分发挥学生的创造性和积极性,促进高等教育的健康发展.创新性实验教学的主要表现特征为:

(1)实验内容设计体现以学生为主体,学生表现积极、主动;实验方法、手段设计应使学生具有高效、创新性的学习过程,能够下意识地表现出研究与探索的欲望与兴趣.

(2)实验的过程设计能够确立学生的自主意识,符合素质教育要求的现代人的自尊、自主、自信、个性发展的人格精神.

(3)实验的管理运行设计应能够使教师与学生成为一个和谐互动、多边合作参加的过程,前者体现教育价值,后者充满创新活力.

(4)实验结果评价的多维性,避免僵化的产品风格的检验,应该通过评价肯定学生的创新意识、创新能力.

创新性实验教学不是特指某一类的实验教学项目,是贯穿在实验教学整体活动中的一种理念和模式.

在这个基础上,农业工程实验教学改革目标可整理为:夯实农业工程专业基础、拓宽知识面、增强学生的自主学习和工程实验能力、发展个性、因材施教、启发创新、加强理论与实验结合、硬件与软件结合、课内和课外结合、培养学生熟练使用现代化农业工程器具、设计工具和平台,增进学生服务农业发展的能力.

2 动态调整实验教学科目,不断进行实验内容的创新

面对新世纪科学技术日新月异的发展,确立适应新世纪我国农业现代化建设对高级农业工程技术人才要求的培养目标,构建和优化农业工程类专业课程体系和完善实验教学环节等,成为教学管理人员急需认真探索和思索的新问题[5].河南农业大学农业工程训练中心建立了分层次、模块化的工程训练模式.

分层次指的是“基础性的认知训练”、“技能性的机械基础训练和先进制造技术训练”、“创新训练”3个工程训练教学层次.“基础性的认知训练”是让学生了解、熟悉农业工程领域常用的仪器、设备、装备,了解它们的结构、原理、用途、使用方法等;“技能性的机械基础训练和先进制造技术训练”是让学生借助于农业工程训练中心丰富的实践教学资源和校外实践教学基地资源,训练学生掌握常用机械制造设备的功能和使用方法,通过训练使学生能从实践中找出问题,综合应用所学知识处理问题,提高学生工程实践能力;“创新训练”主要是借助于公共开放平台、大学生创新创业中心、“挑战杯”等课外科技作品竞赛载体,让学生利用课外时间,自拟课题进行科研工作,培养学生的探索和创新能力.

模块化指的是将“认知训练”、“技能训练”和“创新训练”分层次的思想融入针对性的训练模块中,从低层次到高层次,对学生开展多层次的全面训练,克服“单一项目、单一过程、单一方法”的模式对创新人才培养的不足,给学生一个宽松的思维、想象空间.

同时,农业工程训练中心将教育教学与产业开发相结合,确立良性发展的可持续模式.依托现有的农业部特有工种职业技能鉴定站、劳动部职业技能培训中心、汽车驾驶培训学校等相关单位,加强对学生相关职业技能的培训和认证工作,不断丰富实验教学的内容.

3 突出制度和管理创新,有效促进实验教学的组织实施

实验教学新体系应是一个系统完备的、开放的、教学资源丰富的服务性平台,它要求有配套的高效运行的管理机制作为保障,学生在该体系下享受教学服务,培养团体协作精神,发扬个性,促进创造性的开发.实验教学体系应注重实验教学与理论教学相结合、实验内容与学科背景和科研成果相结合、大众教育与精英教育相结合、实验教学与课外科技活动相结合.这些结合牵涉到实验队伍、实验教学项目开发、管理运行体制、现代实验教学技术与方法等各个方面,具有丰富的建设内涵[6-7].

3.1 规章制度完善和创新

农业工程训练中心对现有的规章制度进行梳理,整理有《农业工程训练中心制度汇编》,包括工作人员职责、训练场地开放管理制度、训练设备操作规范、设备管理制度、工程训练总体作业流程、相关经费管理办法等.做到了训练中心日常工作有章可循,有条不紊.在此基础上,认真研究国内重点高校训练中心的先进运行模式和管理经验,大胆引进和借鉴先进的管理方法和管理经验,制定和进一步完善中心管理制度和规章,使训练中心的实践教学和管理上一个新台阶.

中心在管理制度上以人为本,重视人性化管理,力求创造宽松的实验学习环境和更大的个性施展空间,保证训练中心的可持续发展.进一步加强了实践教学管理,丰富网络教学资源,提高实践教学的开放性;进一步完善了实验仪器设备管理系统和人员信息管理系统;通过提高实验教学和管理的信息化及智能化,不断改革和完善训练中心管理体制,力争实验教学水平达到国内同类院校领先水平.

3.2 运行机制建设创新

农业工程训练中心业务上接受学校教务处和学院的双重指导,面向全校学生开展“又农业高等教育”实践教学,由学院负责组织实施,中心不断创新管理方法.

(1)计划引导.训练中心的实验教学量按计划量力而行,紧紧围绕教学需求,每年要完成额定的重点工作和创新项目.

(2)约束机制.训练中心严格按照组织程序和权限范围开展工作,各项工作分工完成,明确责任人.7个训练部在做好各项训练工作的同时,要对综合管理办公室负责;综合管理办公室在组织好训练中心日常工作的同时,要对训练中心主任负责;中心主任把握训练中心的全面工作,要对学校和学院负责.

(3)竞争机制.训练中心申报国家级教学示范实验中心,具有一定的竞争性和挑战性.所以,训练中心负责人员上岗要通过组织推荐、公开竞争、定期考核的办法,以确保用人正确,工作有成就.

(4)激励机制.对工作显著的训练单位,训练中心有权优先考虑调配购置相关仪器设备,并推荐其参加校院两级各种先进单位的评选;对表现突出的个人,训练中心有权优先将其列为选拔青年骨干教师和技术人员培养培训对象,推荐其为年度考核优秀的人选,并推荐其参加校院两级各种先进个人的评选.

3.3 实验教学与科研的创新性结合模式

创新性实验教学与科研紧密结合是大学教育与科研功能互通互融的集中体现.引入科研成果,才能让教师与学生站在学科的前沿,及时得到技术领先成果,提升教师教学能力,锻炼学生创新思维与意识.实验教学应科学把握教学与科研有效结合的平衡点,赋予鲜明的时代特征.对科研与创新性实验教学的结合与实施,可采取的措施有:教师同等重视科研与实验教学、把现代科研技术与方法引入实验教学中、整合科研特征的实验教学设备与实验装置、注重科研与实验结合的开放式教学组织和管理、坚持走理论教学与实验教学互通、教学与科研并重的发展模式,鼓励教师进行仪器设备的研制和对实验项目的改进,积极自行研制开发教学仪器设备等[8].

3.4 创新建设与个性化培养相结合

对一些入学成绩好或在某些方面有特长的学生进行重点跟踪培养,其目的是为某些方面的优秀学生构建一个高端人才出口.教师主要对学生的理论学习及实践能力等方面进行全程跟踪指导,实验中心主要负责在经费、场地、实验仪器等方面给予积极的支持.

3.5 充分进行多种方式的实验室开放

打破实验室壁垒,有步骤、分批次地实现实验室的开放,为学生提供广阔的空间是高校实验室发展的终极目标.实验室开放的方式包括依托各种以学生为主导的创新、创业项目的开放,各种以教师为主导的科研项目的开放,各种以社会服务为主体的培训项目的开放等.

3.6 树立良好的实验教学风气,营造一个全新的氛围

从教师自身出发,树立良好的实验教学态度,培养严谨的科学作风,摒弃浮躁的拜金主义和功利思想,营造出一个爱科学、提倡科学的良好社会环境,促使广大学生专心投入科学研究中去,在不断实践的基础上,凝练出各项成果,培养优秀人才.

3.7 实验室信息化建设

充分运用以电脑多媒体和网络环境为基础的现代信息技术,对教学内容进行动态修改,实现教材多媒体化、资源全球化、教学个性化、学习自主化、活动合作化、环境虚拟化,从而提高实验教学的效果.

近年来,农业工程培训中心在设备、仪器仪表、检测手段以及数据处理上进行彻底改造和更新.这些设备既有完成验证理论的内容,又有扩展教学、综合开发和设计实验的内容;既可通过手动操作,又可通过计算机进行过程模拟、数据在线采集和控制.这样不仅有利于学生基本知识的学习和训练,也有利于学生综合能力的培养,最大限度地激发了学生的学习热情,更加合理地调配了各种教学资源.

3.8 机构改革和人员配置创新

教师是教育创新的核心力量,建设一支结构合理、具有一定实验技术水平、对实验教学和实验室工作负责敬业的队伍,是开放实验室建设的关键.近年来,农业工程培训中心更新观念,引入竞争激励机制,不断加大实验队伍的建设力度,合理调整现有人员的岗位,引进了关键和紧缺岗位的人才,建立了一支综合素质强、技术水平高的实验管理、实验指导、实验技术队伍.同时,将实验指导人员的培养计划也列入师资培训计划,适时安排他们进修学习,充实新知识,不断提高其业务水平.

3.9 实验内容和模式紧密结合农业需求

农业工程是个应用性很强的学科,因此在实验内容的开展方面要和区域性农业工程的发展相结合,在实验内容和模式上不断创新,河南农业大学结合地方需要开展沼气、喷灌等实验和培训取得良好的效果就是佐证[9].

4 建设实践与讨论

在以上农业工程类专业实验教学创新研究的指导下,河南农业大学于1999年对多个实验室进行整合,形成了河南农业大学农业工程训练中心.经多年的努力,该中心得到中央与地方共建实验室、教育厅重点实验室、省重点学科、省特色专业等项目的资助建设,取得了飞速发展,为农业工程创新应用型人才培养建立了良好的平台,在实验培训能力、学生教学质量、师资队伍建设以及区域社会经济贡献及辐射作用方面产生了一系列成果.

(1)学生学习效果得以提高.通过工程训练的实践使学生找到理论知识与实践的结合点,训练后实践基本技能扎实,实践创新能力强,创新成果多,为创新人才的成长提供良好的发展平台,每年参加工程训练的人数达3 500多人.充分体现了以教师为主导,以学生为主体的教学原则,极大地调动了学生的主动性和创新性.学生的知识结构、实验能力和创新能力均显著提高,在各种设计竞赛活动中取得了优异成绩.

(2)通过对农业工程实验教学创新模式的探讨,逐步创建了开放式、以人为本的实验教学模式,适应了区域性农业工程人才的需求趋势.河南农业大学农业工程训练中心的设立顺应了我国人才培养结构调整的趋势,适应了河南省及更大区域范围内对农业大类人才工程基础的需要,适应了大农业高等教育教学改革的潮流.事实上,农业工程类毕业生已连续几年得到用人单位的热捧,就业率不断提高.

(3)管理体制得以完善,实验教学水平达到国内同类院校领先水平,2008年被评为河南省省级实验教学示范中心.

(4)实验教学科研成果显著,教材编著、论文发表、教学研究和科学研究项目的申请、成果的层次和数量都有大幅度的提高.

(5)教师队伍建设加强,实践教学教师素质得以提高.教学大纲进一步完善,训练项目不断丰富.几年来,增加了先进制造技术、农业装备新技术、农村可再生能源等新技术训练项目的比重,增设了任选训练项目和自拟训练项目,扩大对外开放的训练项目数量.

在此基础上,在以后的建设和实施过程中,农业工程训练中心将依托河南省农业优势和国家粮丰工程等项目,借助校内实验室、校外实践教学基地、大学生创新创业中心和企业家课堂等平台,构建适用性强、涉农特色明显的教学体系和管理系统;通过农业工程训练,实现现代农业工程的教学实验与实习、科学研究与合作、科技成果测试与展示、教学培训与科普等主要功能,达到“培养适应地方经济发展的高素质复合型应用人才为主和基础扎实、创新能力强的综合型人才”的目标,实现实验室持续健康发展,为农业人才培养作出更大的贡献.

农业工程学科是农业学科的三大支柱学科(农业生物、农业工程、农业经济)之一,是综合应用工程科学与技术、生物科学与技术、信息科学与技术及管理科学与技术,为农业、农村的发展与资源合理利用服务的工程技术学科,实验教学在高等农业工程教育中占有重要的地位.实验教学创新建设为高级农业工程技术人才的培养提供了一个良好的平台.同时,实验教学是一项实践性很强,需要不断探索的工作,在以下方面仍需要加强改革.

(1)进一步解放思想、转变教学观念、大胆进行创新实验的实践,确实加强学生动手能力的培养,并最终形成较强的专业工作能力,完成农业工程创新应用型人才培养的目标.

(2)完善并切实执行实验教学改革的各项措施,投入专项经费进行现代实验教学的实践;实施相应的运行机制保证实验室的正常运转,同时要建立有效的激励机制,提高实验指导教师及学生开展开放性实验的积极性.

(3)进一步加大力度进行实验队伍建设、深化实验教学改革,进一步完善教学队伍学历结构;采用送出去、请进来的方式强化师资队伍培训;积极培育教学名师.

(4)进一步解决教学改革中的关键问题,包括农业工程实验教学信息化平台建设与完善、多元化实验教学模式的实施与创新、加大相关实验教学规范教材的编制和出版等.

(5)进一步落实改革方案和制度.经过多年的实验教学改革实践,关于农业工程专业实验教学创新方面初步有一些思路,但是这些成型的改革方案和制度需要在学校有关部门的重视下继续落实.建立长效的开放实验室管理的运行机制和激励体制.

[1] 新华社.中共中央关于推进农村改革发展若干重大问题的决定[EB/OL].2008-10-19[2010-10-20].http://news.xinhuanet.com/ newscenter/2008-10/19/content_10218932.htm.

[2] 李岩,李文哲.农业工程专业基础实验室建设与实验教学改革的探讨[J].东北农业大学学报:社会科学版,2009,7(2):80-82.

[3] 刁鸣,董国强,潘信吉,等.示范中心创新实验室的建设[J].实验室研究与探索,2007,26(1):74-77.

[4] 张学军,王锁萍.全面改革实验教学,培养学生创新能力[J].实验室研究与探索,2005,24(1):1-6.

[5] 高强.农业工程实验室开放的实践与对策[J].中国教育技术装备,2008(20):25-28.

[6] 鲁保富,郑春龙.构建培养创新能力的实验教学体系[J].实验室研究与探索,2005,24(4):5-7.

[7] 潘云鹤,路甬祥,韩祯祥,等.拔尖创新人才培养二十年的探索与实践[J].中国大学教学,2005(11):21-23.

[8] 张金勇,高玉霞,单志军.提高实验室的综合能力培养学生的创造性思维[J].实验室研究与探索,2008,27(3):7-8,62.

[9] 赵美香,郑德聪,崔清亮,等.农业工程类专业本科人才培养模式的研究与实践[J].山西农业大学学报:社会科学版,2007,6(4):430-432,435.

Study and Practice on Mode Innovation in Experiment Teaching of Agricultural Engineering

YAO Xin-sheng,J IAO You-zhou,ZHANG Quo-guo,XU Guang-yin
(Agricultural Engineering Training Center,Henan Agricultural University,Zhengzhou450002,China)

Analyzes the innovative concept in the agricultural engineering exper iment teaching,describes the innovation model of exper iment teaching of the major,and discusses the implementation of it from the aspects of system and infor matization,etc.The study has been applied in Agricultural Engineering Training Centerof Henan Agricultural University effectively,which can offerprofessional reference for innovative cultivation for agricultural engineering students.

experiment teaching;agricultural engineering;mode innovation;engineering training;blocking education

G642.0

A

1007-0834(2011)01-0060-05

10.3969/j.issn.1007-0834.2011.01.019

2010-12-02

河南省高等教育教学改革研究项目(2009SJGLX115)

姚新胜(1969—),男,山西晋城人,河南农业大学农业工程训练中心副教授,博士后,主要研究方向:农产品物流.