适应拔尖人才培养 探讨农业院校基础实验教学改革

徐雅琴, 白靖文, 冯 放, 邹月利, 王丽波,杨 昱,金 花

(东北农业大学 理学院, 黑龙江 哈尔滨 150030)

实验室创新

适应拔尖人才培养 探讨农业院校基础实验教学改革

徐雅琴, 白靖文, 冯 放, 邹月利, 王丽波,杨 昱,金 花

(东北农业大学 理学院, 黑龙江 哈尔滨 150030)

为了适应农业院校拔尖创新人才的培养,坚持以学生为本的教学思想,结合基础实验的特点,围绕以学生为主体的基础实验教学方法、个性化培养实验教学方式、现代信息技术应用于基础实验教学、基础实验授课教师实行高端化等4个方面进行了改革的探索和实践。实践表明此改革有助于激发学生创新思维,培养创新意识,提升创新能力,对其他院校实验教学改革有一定的借鉴作用。

农业院校; 基础实验; 拔尖创新人才; 实验教学改革

2010 年3月,教育部启动“国家拔尖人才培养计划”。这个基于基础学科拔尖创新人才的培养计划,率先在清华大学、北京大学、南京大学等11 所重点高校实施,后拓展至19 所。该计划实际上呼应了著名的“钱学森之问”[1-2]。

2011年黑龙江省下达了《印发高等教育综合改革试点实施方案的通知》,以及《关于进一步推进基础学科拔尖学生培养工作的通知》等文件,结合黑龙江省高等教育强省建设规划的实施,推进“创新人才培养计划”,努力为创新性国家建设及农业现代化发展输送拔尖创新人才。东北农业大学作为首批6所试点单位之一,率先在食品科学、动物生产、植物生产等5个专业,通过考核学生的综合能力、发展潜质,将最优秀的学生选入培养计划,成立拔尖人才培养班(下称拔尖班)。

目前农业院校拔尖班人才培养,各专业针对本专业的特色,在专业课教学中已进行了全新的改革。但是，基础实验课教学仍然延用以往的课程设置，拔尖班和普通班采用相同的教学计划,授课内容和形式完全相同,并未体现拔尖班和普通班的差别,严重影响拔尖创新人才培养质量的提高。

大学物理实验、基础化学实验作为农业院校重要的基础实验课程,是提高学生实践动手能力、培养学生创新思维和创新能力的基石。为了适应拔尖人才培养,秉承“质量式”的办学理念,拔尖人才与一般人才在培养方式上应有所区别,这就亟需从实验教学方法、手段、内容等方面进行改革。要实施因材施教、优才优育的素质教育,以适应拔尖创新人才培养的需要[3-5]。本课题从以下几个方面对农业院校基础实验系列课程进行改革和尝试,目的是为农业院校创新人才培养探索出一条新路。该项改革已取得了一定效果。

1 以学生为主体的基础实验教学方法的研究

在基础系列实验课授课过程中贯彻“以教师为主导,以学生为主体”是目前国内外普遍认可的高等教育理念,突出学生在学习中的主体地位,通过启发式、探索式、讨论式、参与式的教育模式,把课堂真正交给学生,最终引导学生主动思考,学会学习[6]。

1.1 以问题导向为核心的教学方法

“问题教学法”由美国教育家杜威所倡导,是一种以问题设计和解决为核心的教学模式。指导教师在教学过程中以问题为中心,进行创造性的教学。教师针对实验内容的特点,通过设置学生感兴趣的实验案例进行教学。这些案例可大可小,既可源于实验教材,又可来源于教师的科研成果,也可来自各类文献资料,开展针对问题(案例)的研究性学习。倡导开展学生自主、合作、探究的学习方式,探索并建立以问题导向为核心的教学方法[7-8]。

针对实验课程特点,首先在拔尖班的大学物理实验课程中,尝试了问题式教学法。具体做法:实验指导教师根据实验内容提出研究性题目，将学生按4人为一组的方式,分为若干研究小组。研究小组课后查阅文献、讨论研究、完成教师布置的任务,并由小组代表在下一次课向全班同学进行讲解,小组其他成员进行补充和完善,并回答其他同学提出的问题,最后由指导教师进行总结和点评。采用此教学方法后,通过1年的实践,学生参与课堂教学的积极性很高,大多数学生都希望展示自我,表现欲很强。学生由被动学习变为主动参与,不仅实验动手能力明显提高,而且有助于培养创新能力。此种教学方式为学生充分展现潜在的创新能力提供了良好的平台。调查问卷结果表明，95%以上的学生希望以后能够更多地采用这样的问题式学习方式,且建议研究的问题更好地紧密结合本专业的知识。

1.2 师生角色互换的教学方法

“师生身份互换式教学方法”在国内多数高校研究生教育中得到广泛认可和应用,但在本科教学中尚未得到足够重视[9]。这是一种通过学生模仿授课教师进行实验讲授及实验演示,师生进行研讨的教学方式。即每次实验课提前一周让学生主动报名承担下次实验课的讲授任务,上课后教师只对学生讲解内容的不足之处进行说明,起到配角的作用。在实施过程中发现,承担讲授任务的学生,为了更好地完成任务,通常提前到实验室熟悉仪器,并主动就讲授内容的难点与教师展开讨论。采取此种教学方法不仅改变了有些学生不认真写预习报告的情况,而且改变了“填鸦式”教学模式,课堂气氛非常活跃,调动了学生做实验的积极性,培养学生的思维、组织和口头表达能力。

2 个性化培养实验教学方式的研究

现代教育学研究证明,具有不同智能类型和结构的人,对知识的掌握具有不同的趋向[10]。针对拔尖班学生与普通班的学生相比其知识基础和动手能力基础相对较好的特点,在教学内容的安排上有所不同。在课内开展相关的拓展实验内容,在课外利用开放实验室,让学生自主进行实验。课内开展相关的拓展实验内容,如基础化学实验有关分析滴定内容中增加与生活实际密切联系的实验，猕猴桃总酸度测定和蛋壳中碳酸钙含量测定。增加的实验供学生选作,也可替代原有的实验，如乙酸溶液总酸度测定和混合碱测定。

结果表明学生选做新实验兴趣非常高,提升了学生的实验动手能力。在课外利用开放实验室,让学生自主进行实验。每学期选择3～4个开放实验,实验内容主要是综合设计性实验或者是探究式实验。所有拔尖班学生自愿参加,普通班中有兴趣和有能力的少数学生可以参加。在开放实验授课过程中,可考虑学生的能力和兴趣,增加引导式、互动式教学方法,改变片面注重实验结果等教学方式。在进行实验前,我们要求学生根据实验内容认真查阅资料,提出实验方案,审核通过后才能进行实验。这样不仅可以提高学生分析问题和解决问题的能力,而且还可让学生领悟到科学研究的方法。

3 现代信息技术应用于基础实验教学的研究

在当今信息时代的现代化教学中,充分利用现代信息技术和网络技术,建立系统完善的数字化教学资源体系,可使学生通过包括文字、动画和视频等媒体形式在内的数字化教学资源,以更加生动、直观的学习形式来获取知识，为学生的自主学习和创新性思维的培养提供一个现代化的网络学习平台。

3.1 数字立体化教学模式研究

依托化学、物理实验中心现有微机室与制作的实验课件构建基础实验虚拟实验室,充分利用3D虚拟技术将化学、物理实验中不易呈现的细节在多媒体虚拟实验中诠释,拟合其他教学资源,构建集开放性、趣味性、丰富性于一体的基础化学实验、大学物理实验课程网络化教学平台,同时在课堂上安置计算机,在教学中随时可以利用多媒体教学的优势开展虚拟实验教学[11-13]。例如物理化学实验课由于仪器数量的限制,每次实验一个自然班要分成2组,分别做2个实验。以往教师讲解其中一个实验内容时,另外一组学生只能等待,教师教学强度大,且教学经常延时。将实验课件引入课堂后,另一组学生可以观看课件,熟悉实验内容。由于学生的预习效果较好,教师作为“讲师”的角色淡化,“导师”角色变得突出,缩短了长篇讲解,主要通过师生互问互答的方式给学生释疑。学生如果在操作中遇到某些问题可以及时查看课件,既培养了自学能力又减轻了教师的负担,使教师有精力对更多的学生进行指导和监督。在实验数据处理上可以随时在课堂上利用“物理化学数据处理软件”对数据进行及时处理。通过2年多来的实验教学实践,已经取得了显著的效果。

3.2 网络化“多维”交互实验教学模式的研究

为了提高实验课程网络化教学平台的利用率,教师引导、督促学生利用网络教学平台进行自主学习,运用任务驱动式+自主探究式+多向交往式的“三维立体式”教学方法。教师提前布置相应实验内容,用任务驱动的形式督促学生充分利用网络平台,自主预习与复习,完成部分实验教学任务;结合实验课的内容学生自主探究式学习,巩固和加深对课堂所学知识的理解;利用平台的交互系统进行师生和生生多向交往式学习。通过这一教学模式，有效地解决了网络教学平台利用率不高和传统教学过程中的集中讲授效果差、个别辅导工作量大和“教、学、练”过程不连贯等诸多问题,解决了个体差异的需求问题,使每个学生的潜能得到最有效的开发,切实有效地提高了实验教学效率和教学效果。

4 基础实验授课教师实行高端化

所谓“名师出高徒”。从教师层次而言,只有高素质的教师才能培养综合素质高的学生,只有具有创新精神的教师才能培养出拔尖人才。我院通过国内外访学、进修、培训的形式,提升教师综合素质。严格执行教育部“教授上讲台”的规定,充分利用我院优质的师资资源,充分发挥现有省教学名师4人、省教学新秀教师2人的作用。拔尖班实验课由省名师、省新秀教师、教授等指导学生实验,实现授课教师高端化。发挥名师的示范效应,一方面培养学生良好的品德和严谨的工作态度;另一方面可以充分利用教授丰富的知识,理论联系实际,将最新的科研成果融入教学中,不断开阔学生的视野,培养学生的创新精神和创新意识。

5 结束语

为了适应拔尖人才培养目标,在基础实验教学改革中,秉承“质量式”的办学理念,突出因材施教，注意拔尖人才与一般人才的区别,坚持以学生为本的教学思想,注重人性化、个性化教学,强调学生在教学活动中的主导地位。通过调查研究发现,拔尖班学生比普通班授课学生对实验原理理解和掌握得更深刻,实验动手能力更加扎实,能提出实验中的问题并能自己尝试找到解决问题的方法,具备独立承担开放实验和大学生创新课题的能力。问卷调查结果表明学生对基础实验教学的满意度达到95%以上,认为此种教学方式有助于激发“创新思维”,培养 “创新意识”,提升 “创新能力”。

References)

[1] 姚期智.拔尖创新人才培养的新理念与新探索[J].中国高教研究,2011(12):1-2.

[2] 曾德军,柯黎.近十年拔尖创新人才培养问题研究[J].高等理科教育,2013(4):1-8.

[3] 王小力,李宏荣,徐忠锋,等.加强实践教学环节是培养创新性人才的关键环节之一[J].中国大学教学,2011(12):14-17.

[4] 李翠萍.基础学科拔尖创新人才培养的探索与实践[J].高等理科教育,2013(5):66-68.

[5] 张杨,张立彬,马志远,等.哈佛大学拔尖人才培养模式探讨[J].学位与研究生教育，2012(4):72-77.

[6] 杨立功,王晓华.开放互动式实验教学在创新能力培养中的应用[J].实验技术与管理,2013,30(8):132-134.

[7] 胡万钟.略谈“问题教学法”在我国高等教育教学中的应用[J].浙江中医药大学学报,2014,38(2):211-215.

[8] 张应红,景晖,孙永厚,等.问题导向式教学法在材料力学实验中的实践与探索[J].实验室科学,2014,17(4):132-134.

[9] 翟长远,李敏通,王转卫,等.师生身份互换式本科教学方法实践与分析[J].高等农业教育,2014(11):62-64.

[10] 刘军山,王成刚.突出学员个性发展的实验教学模式探索与实践[J].实验室研究与探索,2014,33(5):196-199.

[11] 杨昱,徐雅琴,杨玉玲,等.无机化学仿真虚拟实验室构建和实现方法研究[J].高等农业教育,2011(3):50-52.

[12] 白靖文,徐雅琴,叶非,等.化学系列网络课程设计与制作[J].大学化学,2011,26(1):42-44.

[13] 白靖文,徐雅琴,叶非,等.农业院校有机化学实验多媒体教学课件的开发与思考[J].高等农业教育,2009(3):64-66.

Study on basic experimental teaching reform of agricultural colleges and universities based on cultivation of top-notch talents

Xu Yaqin, Bai Jinwen, Feng Fang, Zou Yueli, Wang Libo, Yang Yu, Jin Hua

(College of Science,Northeast Agricultural University,Harbin 150030, China)

In order to meet top-notch innovative personnel training of agricultural colleges and universities, the student-oriented teaching ideas are upheld in the basic experimental teaching reform.According to the characteristics of basic experiments, the teaching reform mainly focuses on the following four aspects: the student-centered experimental teaching mode, the personalized training experiments teaching mode,the applications of modern information technology in experimental teaching, and the instructors for high-end on the basic experiments.Practices show the reform contributed to stimulate innovative thinking,train the innovative consciousness and enhance the innovative capability of students. This article is helpful for the experimental teaching reform of the other universities.

agricultural colleges and universities; basic experiment; top-notch innovative talents; experimental teaching reform

2014- 11- 05 修改日期：2014- 12- 31

黑龙江省高教综合改革试点项目(GTZ201301076); 黑龙江省教学改革项目(JG2013010128);黑龙江省教育厅规划课题(GBC1213065)

徐雅琴(1964—)女，山东郓城，硕士，教授，副院长，从事化学教学与科学研究.

E-mail：xu-yaqin@163.com

G642.0

A

1002-4956(2015)6- 0011- 03