开设综合性实践教学课程 提高大学生实践能力——以“草地生态化学实验”课程为例

祁　娟，张德罡，李亚娟

(1.甘肃农业大学 草业学院，甘肃 兰州 730070；

2.甘肃农业大学 草业生态系统教育部重点实验室，甘肃 兰州 730070；

3.中美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070)

开设综合性实践教学课程提高大学生实践能力——以“草地生态化学实验”课程为例

祁娟1,2,3，张德罡1,2,3，李亚娟1,2,3

(1.甘肃农业大学 草业学院，甘肃 兰州 730070；

2.甘肃农业大学 草业生态系统教育部重点实验室，甘肃 兰州 730070；

3.中美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070)

摘要：加强实践教学环节，提高实践教学质量是草业科学专业改革与发展的重要课题之一。为了满足草业科学专业的飞速发展及社会对草业人才的需求和要求，甘肃农业大学草业学院于2012 年开设了一门独立实验课——草地生态化学实验，并将其作为草业科学专业重要的专业基础课。经过几年实践，该课程体系逐渐完善，教学模式实现以学生为主体、教师引导的逐渐转变，考核体系的建立和考核方法逐渐完善。实践证明，该独立实验课程的设立、以学生为主体的教学模式的应用，极大地调动了学生的学习热情和做实验的积极性与主动性，能很好地培养学生动手及思考问题的能力。

关键词：草业科学；生态化学；实践教学；创新性

DOI号：10.13320/j.cnki.jauhe.2015.0133

加强农科专业实践教学是21世纪中国农业现代化对高等农业教育提出的新要求[1]。许多经济发达国家非常注重实践教学，将其作为本科教学很重要一环，要求学生在教师指导下进行探索性和创造性实践活动。通过实践过程，在巩固和加深理论知识的同时，可以使学生把所学基础知识直接应用到实际工作中，培养实践操作能力[2]，学生分析和解决问题能力、正确的思维方法及严谨的科学态度等[2,3]。

草业科学专业是一个实践性很强的专业，但由于相比其他学科仍相对年轻，所以教学中仍普遍存在重理论轻实践的现象，其教学目标已不能适应学科发展及创新型草业人才培养的要求。因此，加强实践教学环节，提高实践教学质量是草业科学专业改革与发展的重要课题之一。为此，甘肃农业大学草业学院于2012 年开设了一门独立实验课——“草地生态化学实验”，并将其作为草业科学专业重要的专业基础课。本文就开设该门课程的开设背景及意义、教学内容、教学方法、考核体系及取得的实际效果等方面进行分析和总结，为草业科学专业实践教学体系的进一步完善及高等农业院校学生综合能力的培养提供借鉴。

一、开设综合性实验课程的背景及意义

近几年，随着草业的飞速发展，社会对草业人才需求量急剧增加。但来自各方面的信息反馈表明，相当一部分毕业生不能很好胜任自己的工作。究其原因，最主要的问题是学生动手和解决实际问题的能力较差。这样导致单位招不到合适的人才，学生找不上满意的单位，就业率低，学生对自己的专业逐渐失去信心，如此恶性循环使得结果越来越糟。为此，强化草业科学专业实践教学，培养学生实践能力，提高综合素质和应用能力，适应社会需求和要求势在必行。

在单独设立草地生态化学综合性实验课程以前，此课程的部分内容隶属于“草原生态化学”课程。该课程侧重于理论知识，基础理论30学时，实验内容18学时，安排学生动手操作的实验仅为5个(见表1中实验一至实验五)，学生从心理上对实验部分的内容重视程度不够，综合考核实验部分占的比例也少(理论：实验：平时=6：3：1)，实验结束后的分析总结不能将牧草营养价值高低与草地土壤肥力有机结合起来进行评价，教学方式基本仍是“照方抓药”，不利于学生主动性和综合能力的培养。因此，我院教学改革委员会经过多次商讨，设立综合性实验课程，该门课程对学生整体素养的提高具有重要意义。

表1　改革前的草原生态化学实验课程内容安排情况

甘肃农业大学草业科学专业以草业生态系统理论“土-草-畜”三位一体为基本框架，草地生态化学实验这门课就是围绕这一框架，就主要牧草植物营养元素诊断及草地土壤肥力两方面开设的综合性实验课，是集基础理论、室内实验及野外实习为一体的综合性很强的课程。开设该门课的主要动因是，充分利用现有的先进仪器设备，培养学生主观能动性，促进实验技能的提高。通过草原生态化学实验教学，使学生主要掌握牧草中部分营养物质含量的测定技术，验证并加深理解理论课所学的相关基础知识，为学生今后进一步学习相关课程和顺利进入毕业论文或从事草业科学教学、科研、生产等工作打下坚实的基础。

二、综合性实践教学模式的构建

草地生态化学实验课程突破以课堂为中心的教学，改变从书本到书本的学习方式，强调学习间接知识、室内亲自动手与野外实习并重。引导学生走出课堂，深入实际，在实践中由感性到理性，由浅到深，由单一到综合。自设立该课程以来，经过几年不断的教学实践，总结出了一套比较适用的综合设计性实践教学模式。

(一)教学内容组成

1.室内实验内容组成。该课程主要由实验和实习两大体系构成。室内实验48学时(其中包括部分基础理论知识的补充)。安排学生亲自动手的实验主要有17个(表2中实验三至实验十七)，其中牧草水分、牧草中粗蛋白、牧草粗纤维、牧草中钙磷的测定、牧草中灰分、土壤水分、土壤pH、土壤质地、土壤团粒结构、土壤有机质、土壤水解氮、土壤有效磷、有效钾等的测定需要重点去做。实验完成后的数据计算也是很重要的一环，做法是由学生计算实验结果并对自己所做样品营养价值的高低进行综合评价，然后拿出草地管理的一个初步方案，大家进行讨论总结。

表2　改革后的综合性室内实验内容组成

2.野外实习内容。甘肃农业大学于1956年在3 000米高的祁连山下，建立了我国第一个草原定位试验站——天祝高山草原试验站，并在此建立了学生野外驻站实习基地。草地生态化学实验课程野外实习安排2～3天，最基本手段是土壤剖面的挖掘，通过鉴别不同类型土壤颜色、湿度、质地、结构、松紧度、新生体、侵入体、pH值和石灰反应等，掌握野外土壤调查的原理和操作技能，了解甘肃农业大学草原站区的主要土壤的分布、分类、形成条件、剖面特征，学会识土、辩土、改土、用土。分析实习区域主要土壤的基本性状，评价生产性能，找出障碍因素，提出改良利用途径。同时，对4种典型土壤类型的地上植被、土壤特性、地理位置等特性进行综合评价，阐明“土-草”之间密切关系。

(二)教学手段逐渐完善，着力提高学生创新能力与科研素养

草原生态化学实验课具有其鲜明的课程特点，主要以室内分析为主，所用到的仪器设备比较多，需要学生掌握的东西亦比较繁杂。以往实验前繁杂的准备工作由教师来做。通常教学模式是教师讲解实验原理、步骤方法及注意事项后，学生“照猫画虎”，观察实验现象、测定数据、得出结论、完成实验报告。经过调研发现，在此过程中，学生很少动脑筋去想为什么每一步要这么做，最终像“猴子掰包谷”，学一个忘一个，达不到预期的教学效果，更重要的是不利于学生创新能力和科研素质的培养。

针对这一现象及该门课程的特殊性，自设立草原生态化学大实验课程以来，学院对教学大纲及教案进行严格制订，对实验课程的总学时以及各个实验项目的学时数都作了规定。在更新教学内容的基础上，逐渐探索与实践教学内容改革相适应的实践教学方法与手段。为了更好地调动学生的主观能动性及全身心投入实验环节，教师从实验准备、实验原理掌握、实验方法确立等方面要求学生自己去做。学生在查资料了解实验原理及确定实验方案的过程中，学会了动脑筋思考为什么每一步要这么做，懂得实验前的准备工作非常重要，是做实验重要的一个环节，哪个方面考虑不周或准备不到位，都会导致实验无法开展及顺利进行，无论哪一步做不精细，都会导致实验误差。上课时，教师与学生共同对实验方案的合理性进行讨论与评价，修改完善。教学方式由以前的“填鸭式”向以学生为主体、教师引导，师生共同探索的方向转变。这就使学生学习由被动转变为主动，经过长时间的潜移默化，不但能培养学生主动思考问题、分析问题的能力，而且可以提高学生对实践课程的兴趣。

(三)实验室实行开放式管理

为配合综合性实验的顺利开展，实验室实行开放式管理，学生可随时去实验室完成课堂上没有完成的实验。每一个实验必须提交详细的实验报告。有些实验(如：粗脂肪、土壤微量元素测定等)由于比较耗时及课时的限制，可由老师讲解实验过程及注意事项，让同学们大概了解实验过程，有兴趣的可以自己到实验室去做。教师可以与学生一起进行实验观察，教师就实验过程中出现的种种问题与学生进行讨论交流，引导学生剖析问题产生的原因并及时给予建议，进行方案调整。

(四)建立双向考核评价体系

实验考核是检查教师教学质量和学生掌握实验基本技能和基本理论的重要手段[4]。草地生态化学实验是学院一门独立的课程，独立考核和计算学分。由于人数较多，且大部分实验步骤繁琐，需要连续几个小时或者几天时间才能做完，因而考核难度很大。为了克服传统实验考核中不能够全面真实地反映学生实验能力的弊端，学院对实验考核方法进行了改革。首先在实验教学中，随时任意抽查提问，或进行现场操作技能考核评分；第二是根据学生平时实验课时的出勤、实验准备、预习报告、课堂纪律，实验操作的规范状况、熟练程度，实验设计的合理性以及实验报告成绩等进行评定；第三，将实验分组进行，每个样品每个指标在每组指定学生去做，这样学生分为几组，每一指标就有几个结果，相当于有几个重复，最后由学生亲自向老师汇报实验数据，将数据进行比较。对数据差距大的，一方面让学生找原因，另一方面需重新做。考核成绩主要由出勤、任务完成、实验操作和实验报告组成，比例为1∶2∶3∶4。这样不但能验证学生实验技能，而且可以起到监督的作用，督促学生必须认真对待。

对教师的考核主要是由学生采用无记名方式，对实验教师的授课水平、过程辅导、引导启发、实验报告批改及责任心等方面进行综合评价，使教师既能看到成绩，又能发现工作中的不足，并重视学生对教学的信息反馈和建议，不断完善实验教学。

三、教学效果

(一)学生综合素质的改变

该实验课程在每一指标的实验方案、实验观察和分析解决实验问题的过程中，使学生始终处于不断思考中。掌握了实验方法，亲历了实验过程，熟悉了简单到复杂的实验仪器，每一指标的顺利完成，满意的实验结果的获得，都使学生体会到实验带来的成就感和满足感，激发了学生的自主学习性，培养了其独立思考能力和创新能力。同时，在实验分组时，学生自由组合，自己选择合作伙伴，取长补短，培养了大家的相互沟通与交流能力。通过对实验结果的综合分析讨论，将土、草结合起来进行综合评价，全面评价牧草营养价值高低与土壤肥力之间的密切关系，有助于学生把所学的基础理论与实践结合起来，提高大家分析问题、解决问题的能力。

这门课程野外实践教学效果突出。学生到美丽的草原，在享受美景的同时，不但可以把书本上抽象的理论变得具体，弥补室内实验教学的局限性，而且极大地促进对所学专业的浓厚兴趣。野外实习经常会遇到各种不可预见性问题，但是同学们能互相帮助，共同解决问题，这不仅加深了同学之间的友谊，还提高了同学们团队之间的协作精神。每年实习结束后，学生们都会对野外实习意犹未尽。

笔者曾就该门课程教学效果进行了调研。调研对象有研究生、在草业研究所及草业公司等单位工作的毕业生。信息反馈均显示开设此门课程使学生受益匪浅，有利于其今后工作。从事草业科学专业工作离不开土和草，有了学校的基础，在实际工作中就不会太茫然。

(二)教师教学能力的提升

新课程的设立及教学模式的探索对教师也是一个挑战。教师要有丰富的实践经验，既要有过硬的理论基础，还要对实验过程及仪器特别熟悉，要有应对可能出现的任何问题的能力。笔者近几年一直从事此方面的教学研究工作，体会颇深，不断查阅大量文献和资料，有意识地加强自身科研能力的训练，教学能力不断得以提高。

四、小结

草地生态化学实验课程是甘肃农业大学草业学院重要的一门独立的综合性实践课。课程自2012年开设以来，在大家共同努力下，课程体系逐渐完善，教学模式实现以学生为主体、教师引导的逐渐转变，考核体系的建立和考核方法逐渐完善。实践证明，该独立实验课程的设立、以学生为主体的教学模式的应用，极大地调动了学生的学习热情和做实验的积极性与主动性，很好地培养了学生动手及思考问题的能力。但由于该课程开设时间较短，教学体系、教学内容、教学方法等还需要逐渐完善；尽管该课程已将“土-草”完美结合起来，但还未能将“畜”结合起来(家畜方面的实验隶属于草食动物饲养学课程)，如果能将“土-草-畜”结合起来，效果会更好。另外，学生普遍希望尽可能多地增加实验(实习)内容，增多课时，尤其是野外实习。面对草学学科的迅猛发展及对本科生更高层次的要求，在今后的工作实践中，我们还需不断努力探索，充分发挥实践课程的重要作用。

参考文献：

[ 1 ]李大胜，崔大方，江青艳，等． 加强农科专业基础课实验教学的实践[J].中国大学教学，2008(10) :86-88.

[ 2 ]张小林，周美华，李茂康．综合性、设计性实验教学改革探索与实践[J]．实验技术与管理，2007，24(7):94-96.

[ 3 ]王笑颖，孙晓诺，刘晓清，等． 农学类专业“四个一工程”实践教学改革的思考[J]．河北农业大学学报：农林教育版，2009，11(2)：155-157.

[ 4 ]赵宝荣.浅谈高师教育中的实践教学改革[J]．当代教育科学，2014(15)：24-27.

(编辑：王佳)

中图分类号：G642

文献标识码：A

文章编号：1008-6927(2015)05-0010-04

作者简介：祁娟(1971-)，女，甘肃镇原人，博士，副教授，主要从事草地生态化学方面的教学及研究工作。

基金项目：甘肃省高校《草原生态化学》精品课程建设项目资助；甘肃农业大学草业科学团队建设项目资助。

收稿日期：2015-09-17