植物营养学实验课程教学体系的构建与探索

孙霞 盛建东 蒋平安 贾宏涛 陈波浪 金俊香

摘 要:植物营养学课程作为农业资源与环境专业的主干专业课,缺少实验教学环节,极大地影响了教学质量的提高。本文从实验教学体系的建立与形成、实验教学内容的确定、实验教学方法的探索与实践等方面探讨了构建科学合理的植物营养学实验教学体系,以此来培养更多高素质的创新型人才。

关键词:植物营养实验课程探索

中图分类号:G645 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)05(c)-0146-02

实验教学是高等农业院校本科教学的一个重要组成部分,是提高教学质量的主要教学环节,是培养创新型、应用型、实践型高素质人才过程的重要步骤。农业院校大多数专业的实践性很强,必须强调理论与实践的有机结合[1]。《植物营养学》是研究植物对营养物质的吸收、运输、转化和利用的规律及植物与环境之间营养物质和能量交换的科学。植物营养学是农业资源与环境、农学、园艺、草业科学等专业的专业基础课,该课程以《植物营养原理》为理论基础,通过合理的施肥措施和植物营养特性遗传改良技术,达到培肥土壤,提高植物产量和改良产品品质的目的。它与作物营养与施肥、植物营养研究法、土壤与农业化学分析等课程构成植物营养学课程体系,是高等农业院校农业资源与环境专业的核心课程,也是农学类本科专业基础课之一。其内容包括植物营养原理,土壤养分与施肥原理,化肥与有机肥料的种类、性质、转化和合理施用等。既有理论知识,又有实际应用技术,培养农业资源与环境专业本科学生综合运用植物营养理论解决农业生产实际问题的能力。我校的《植物营养学》课程是在原《农业化学(总论)》课程的基础上逐步发展起来的,目前使用的教材为南京农业大学与中国农业大学合编的全国高等农业院校教材《植物营养学》,该教材于1994年出版了第一版,2002年修订出版了第二版,多年来一直作为全国高等农业院校植物营养学专业硕士研究生专业课程考试的指定教材。

在高校培养创新人才教育培训链条中,实验教学一直扮演不可替代的重要角色。作为实践教学的重要组成部分,实验教学对培养学生掌握基本的实验技能和科学研究方法,培养学生的创新意识、创新精神、创新思维和创新能力,增强分析问题和解决问题的能力等方面发挥着重要作用[2]。多年的实践经验证明,实验教学要真正担负起创新型人才的前期培养任务,就必须依托区域资源优势,大力发展设计性实验教学,以创新的教学模式,带动创新型人才的成长。农业资源与环境是对实验操作能力要求很高的专业,提高学生的实验技能及培养学生分析问题、解决问题的能力对于综合素质的提高至关重要。但是长期以来,我校的植物营养学课程仅开设40学时的理论课,没有实验实习环节。教学中存在教授知识单一、理论与实践脱节的矛盾,导致学生掌握知识和动手能力下降,创新精神、实践能力与创业能力严重不足,从而严重影响了学生的就业和深造。而国内其他农业高校都开设植物营养学实验课,学时数都占总学时比重的25%以上(表1)。为适应人才培养目标和社会对该专业人才的需求,必须增加实验,建立和完善验证性实验、综合性实验、设计性实验的三级实验教学体系已刻不容缓。通过开设植物营养学实践教学验证课堂教学中所学习到的某些植物营养的原理和现象,提高学生动手能力、分析能力和综合能力,从而使学生掌握并巩固植物营养的基本知识和原理,为进一步学习专业课程及其生产实践提供坚实的基础。

1 实验教学体系的建立与形成

实验教学的目的就是让学生掌握植物营养学的有关研究的实验方法,加强和巩固理论知识的学习,并通过室内模拟和室内分析技术和技能的训练,对“植物—土壤—肥料”三者之间的相互作用进行定量的分析和测试。因此在实验的过程中,要求学生首先应该真正理解和掌握植物营养基本理论的内涵,同时适当地运用现代分析技术对有关现象和作用过程进行定量测试。我们结合实验教学的特点,明确了实验教学体系构建的思路,在实践中,本着“拓宽基础,重视创新,提高素质,强化能力”的原则,以“基本技能、现代技术、综合应用、创新能力”为认知链条,对植物营养学的实验教学体系进行了整体性设计,在构建基础型实验、综合型实验、研究型实验和开放型多个层次的实验教学模块基础上,进一步推进实验教学内容、模式、方法和管理运行机制的改革与创新。

2 植物营养学实验教学内容的确定

对不同性质的实验赋予不同功能,基础性实验重点培养学生扎实的基本技能,主要是验证性方面的教学,其特点是对理论课内容的实验再现。综合性实验重点培养学生分析问题和解决问题的能力,其鲜明特点是独立的实验教学,因此强调实验课独立设课[3]。研究型和开放型实验以培养学生的独立思维和创新意识为目的,其特点是强调科研、第二课堂以及开放实验室等方面相互结合的教学。综合性和设计性的实验内容偏少,实验教学内容的分配严重失衡。因此,在培养学生扎实的基本技能前提下,做到合理分配实验内容的教学。为了使实验教学更好地适应学生综合素质培养的要求,提高学生的实验动手能力,并使实验内容更好地为教学内容服务,更具有针对性,根据植物营养学课程实践性较强的特点,我们课程建设小组编写了适合于我校学生使用的植物营养学实验指导书。实验指导书安排了十个常用的植物营养学实验,根据课程需要和安排,目前选择开设了5个实验,共计14学时。1个实验为基础性的指定性实验,4个实验为综合提高性实验,开设的实验内容见表2。

3 实验教学方法的探索与实践

实验教学采用了讲授和实践相结合,基础性实验和自我设计性实验相结合。教师较详细地讲解,目的在于让学生掌握实验操作技能,并通过实验结果巩固理论知识。对于提高性的试验,鼓励学生根据实验的目的自行设计方案,自己配置试剂,自己培养材料,自己讨论结果解释植物营养的现象,以提高学生的动手能力和创新思维。为实现这样一个目的,在实验教学中采用“先读后做,少讲多做,做错重做”的教学方法。即:首先要求学生在实验前认真阅读实验指导书,在了解实验目的、原理和主要过程的前提下才开始做实验。其次是实验课堂上老师尽量少讲,讲解的内容主要是学生可能普遍出现的问题和实验安全问题,如有毒危险药品、试剂的操作与处理,而让学生多做,从做的过程中发现问题、解决问题。最后,要求学生在实验过程中出现错误或实验结果偏差太大、无法解释时重做。上综合性实验课前,要求学生根据实验项目查阅文献,制定实验方案,准备仪器与药品试剂,具体操作,数据处理,写出综合实验报告,全部由学生独立完成。实验课程明确规定考核要求,考核方法应该包括平时实验考核和实验操作技能考核[4～5]。平时考核成绩包括平时实验的态度、参与实验准备和实验报告所反映出的分析问题和解决问题的能力等,平时考核成绩可占总成绩的50%;另外的50%为操作技能考核成绩,操作技能考核成绩包括对仪器使用的熟练程度、使用方法的正确与否等。总评成绩由学生平时实验成绩、理论考核和操作技能考核三部分各占1/3组成,操作技能考核不及格者,按实验课程不及格处理。实验成绩占20%计入课程总成绩。实验成绩包括出勤率、实验报告的整洁、实验数据的准确性和试验结果或思考题的讨论等5个方面。教师必须细致审阅学生实验报告,给出实验成绩。因此,学生通过实验可以受到系统、严格的训练,为就业和继续深造打下坚实的基础。

实验教学是整个植物营养学教学体系中重要的环节,有其自身的教学特点,实验教学的,需要不断地探索、实践、完善。同时实验教学需要相关的配套改革,从实验课的师资、实验室的仪器设备以及规章制度建设等各方面对实验教学的规范化管理,努力提升学校的实验教学水平。通过对植物营养学课程实验教学体系的构建,确定实验教学内容及对课程实验教学方法的探索与实践,培养综合素质高创新能力强的人才为目标和出发点实现理念创新和机制创新充分调动师生的积极性,从多个环节大力加强和改进植物营养学实验教学,以此来培养更多高素质的创新型人才。

以上是我们在植物营养课程教学中进行教学改革的一些尝试,并取得了较好的效果。教学改革只是手段,其根本目的是培养具有综合性、创新性的技术人才。因此在实际教学过程中,如何根据其特点,加强教学改革,培养创新人才,使高校学生能更好地面向社会,成为我们值得关心和不断深入探讨的课题。

参考文献

[1] 朱海生.高等农业院校实验教学体系改进的探讨[J].西南农业大学学报(社会科学版),2009,7(1):196～198.

[2] 肖利,刘惠莲,张勇.加强实验教学中心建设,构建创新教育体系[J].实验室研究与探索,2009,28(1):26～29.

[3] 黄波,杨武英,尹建彪,等.高等农业院校本专科实验教学规范化管理研究[J].安徽农业科学,2006,34(8):1682～1684.

[4] 周清元,何凤发,殷加明,等.遗传学实验教学体系的改进[J].西南农业大学学报(社会科学版),2008,6(1):169～172.

[5] 萧洪东,喻敏,梁火娣.土壤肥料学实验教学改革实践[J].中山大学学报论丛,2005,25(4):504～506.