中美野外生物学联合实习的实践与分析

张光富，周长发，傅承新，邱英雄，李 攀

植物学和动物学是高等院校生物类专业的两门基础性必修课程,由理论课、实验课和野外实习3个部分组成。其中,生物学野外实习是重要的实践教学环节[1-4]。它不仅可以帮助学生验证和巩固课堂上比较抽象的动物学和植物学知识,而且可以培养学生的实际动手能力、实践创新能力以及团队合作精神。而随着本科教学方案的修订和基础课程教学课时的压缩,现行的动、植物学实践教学中的课内实验与野外实习大多不相衔接,教学项目相对独立,难以体现生物学野外实习的综合性、开放性和拓展性特征,不利于学生创新能力的培养。

当前,国际化已经成为世界高等教育发展的基本趋势之一[5]。国际化是指高等教育跨越国界的交流、合作和竞争过程。在国际高等教育市场上,发展中国家由于高等教育相对落后,通常处于教育服务输入的地位。根据我国教育部网站 (http：//www.moe.gov.cn/)信息,2016年我国出国留学人员总数为54.45万人,而同一年来华接受学历教育的留学人数约44万人。但研究显示,国际化也是发展中国家建设世界一流大学的基本途径之一[6]。因此,为了适应经济全球化和高等教育国际化趋势,我国的少数一流大学如北京大学、清华大学、浙江大学、复旦大学等已经在师资培训、人才引进、国际合作和课程国际化等诸多方面迈出可喜的一步,如浙江大学与美国、加拿大等国的高等院校近年来开展的野外生物学课程 (field biology courses)[7]。然而,地方高校由于受人力、物力和财力等方面的限制其进展相对缓慢,如南京师范大学与奥地利维也纳大学开展的以问题为导向的地理学联合野外实习,取得了良好的教学效果[8]。

长期以来,南京师范大学生命科学学院对生物学野外实习的本科教学工作一直相当重视,积累了较为丰富的野外实践教学经验,并且近年来开展了有益的不同尝试。如南京师范大学与浙江大学、南京大学、南京农业大学、复旦大学和上海交通大学开展的华东6校浙江天目山联合野外实习,并合作编写了 《天目山植物学实习手册》等实习教材；与中国台湾地区的台湾大学、东华大学和东海大学等开展了联合实习与交流。2016年暑假,南京师范大学与浙江大学、南京大学、南京农业大学和上海交通大学华东5校,与美国北卡州立大学、威斯康辛大学和哈佛大学标本馆开展了海外生物学野外联合实习。在此,本文对中美野外生物学联合实习的教学实践进行简要介绍,以期对国内高校生物学野外实践教学提供借鉴与参考。

1 联合野外实习准备

1.1 实习学生

野外实习是高等院校生物学专业人才培养的重要实践环节。中美联合野外实习采用全英文授课与交流,实习目标在于培养高素质具有创新能力的拔尖人才。因此,2016年3月,根据浙江大学拟定的中美联合野外实习通知,对浙江大学生命科学学院二年级本科生从专业课成绩、综合测评成绩以及外语水平进行了综合评价,择优录用。最终,南京师范大学从2015级生命科学专业国家理科基地班中选出2名学生,其他兄弟高校的实习学生也参照此法选拔。其中,浙江大学由于生物相关专业较多,参加的学生也较多,选拔了19名本科生赴美参加暑期野外实习。

1.2 实习教师

实习师资力量对于野外生物学实习的顺利开展具有举足轻重的地位和作用。浙江大学此前已开展过多次野外联合实习,2016年为第4次中美野外联合实习。实习教师由中方和美方专业教师共同组成,选拔的带队教师不仅要求具备扎实的植物学、动物学和生态学理论知识,而且要求具有丰富的野外实践教学经验。最终中方实习教师有4名,均具有博士学位,其中,教授兼博导2名,青年教师2名；美方实习教师有5名,其中,教授3名,实验教学系列教师2名。雄厚的师资力量为野外生物学联合实习的开展提供了有力保障。

1.3 手续办理

根据中美野外联合实习高校的双方商定,偶数年份由中方学生及教师赴美参加野外实习,奇数年份由美方学生及教师到中国参加实习。根据双方约定,2016年由中方23名师生赴美开展中美野外联合实习,美方实习单位包括北卡州立大学植物生物学系、哈佛大学植物标本馆和威斯康辛大学植物学系。

2 联合野外实习模式

本文认为国内实习是中美野外实习的先导和准备,中美联合实习是国内野外实习的提高与升华。

以植物学野外实习为例,首先将植物学野外实习进行模块划分,每个实习模块包括各自的教学内容,每部分的教学内容再通过形式多样的方式方法加以实施,最后对实习过程和实习成果进行多方面的综合评定。在这种野外教学模式中重点突出培养学生的科研能力、专业能力、自学能力,以及热爱自然、团结协作和陶冶情操的性格特征。联合野外实习模式具体教学模式如图1所示。

由于南京师范大学为首次参加中美野外联合实习,因此我们对选拔出的2名学生进行了短暂的校园动植物野外实习,而浙江大学选拔的赴美实习学生则参加了为期10天的浙江天目山野外实习,且对学生的实习成绩通过PPT汇报、野外实习表现、实习总结等不同学习过程进行了评价。

3 联合野外实习内容

中美野外生物学联合实习的实施过程主要包括以下内容：

1)学生自主选择科研小课题；

2)中美实习指导教师的专题报告；

3)野外参观与实地考察；

4)实习汇报与总结等。

图1 中美联合野外生物学实习的教学模式

3.1 学生自主选择科研小课题

在赴美之前,要求所有选拔出来参加实习的学生,自主选择与东亚-北美植物间断分布相关的科研小课题,也可以结合指导教师相关的科研项目设立小的科研题目。所有初步拟定的科研小课题需要经过中方指导教师的审核与修改,最终确定后由学生查阅相关资料,设计调查方案,在实习期间采集数据及拍摄照片,再进行数据分析与PPT制作,然后PPT汇报交流与讨论。学生在美汇报期间,中美双方指导教师、其他实习学生均可随时提问。所有汇报与交流要求用英文进行。

3.2 中美实习指导教师的专题报告

在美实习期间,中美双方指导教师在实习的开始、中间和结束前穿插汇报相关的植物地理分布、系统演化以及全球气候变化对植物的影响等专题报告。如在哈佛大学生物与进化系David教授作了关于新英格兰地区植被恢复的学术报告,介绍了四百年来新英格兰地区植被的变化历程,其报告中提到的一些现象在随后的野外实习中学生都能够见到。

3.3 野外参观与实地考察

在美实习过程中,学生的野外参观和实地考察主要包括：祖父山 (Grandfather Mountain State Park)国家公园、威斯康辛州立自然保护区、蓝岭公园、杜克花园、纽约植物园、哈佛树木园、哈佛森林及哈佛大学标本馆,以及北卡州立大学、威斯康辛大学、哈佛大学和史密森博物馆国家实验室的生物进化实验室、分子系统学实验室及功能和进化生态学实验室等。

3.4 实习汇报与总结

学生在实习期间除了需要完成各自的小论文以及PPT汇报外,每人还需独立完成实习植物电子图鉴的制作、野外实习总结与体会等。从完成的实际效果看,尽管实习工作量很大,但绝大部分学生能够按时按量完成。部分实习学生的实习总结已经被实习学校张贴到学校的官网上,如南京大学实习学生的实习总结 (http：//stuex.nju.edu.cn/a/liuxueshenghuo/2016/0930/1275.html)。

4 联合野外实习效果分析

与传统的单独一个高校开展的实习相比,中美联合野外生物学实习在实习地点、实习内容、实习模式以及实习效果等方面均存在很大的不同,如表1所示。

表1 生物学野外联合实习与传统单干实习模式比较

中美联合实习的优点在于,实习的学生生源质量高、师资力量强,生均师资比较高,学生收获很大,实习效果优良。不过,与传统的野外实习相比,中美联合实习的实习费用偏高 (主要为国际旅费),参加实习的学生人数受到严格限制。

5 联合野外实习体会

中美联合野外生物学实习的实施表明,在当前课时紧任务重的情况下,充分利用QQ、微信、智能手机等信息技术与教育教学的深度融合[9-10],不仅可以增进学生对课程内容的理解,而且可以促进学生对实验技能的掌握[11-12]。其次,参考国际上发达国家高等院校的野外生物学实践教学模式,更新动植物学的野外实习教学内容,优化野外实习教学模式,着力培养学生的科学思维、研究能力和实践创新能力,实现教育思想、理念、方法和手段全方位的创新,这对于培养具有国际视野和全球能力(global competence)的高素质人才至关重要。此外,开展国际的实习与交流很可能还有助于学生今后的职业发展[13]。

[1]王国强,丁平,傅承新,等.生物学野外实习教学体系的构建[J].实验室研究与探索,2014,33(2)：221-225.

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[5]BALLERINI V.Global higher education trends and national policies：access,privatization,and internationalization in Argentina[J].Inted Proceedings,2017,1(1)：42-68.

[6]袁本涛,潘一林.高等教育国际化与世界一流大学建设：清华大学的案例[J].高等教育研究,2009(9)：23-28.

[7]王国强,傅承新,常杰,等.天目山生物学野外实习基地建设的创新与实践[J].高等理科教育,2009,16(5)：148-151.

[8]王建,白世彪,赵业思,等.以问题为导向的 “外实践教学”——以中奥地理学联合实习为例[J].中国大学教学,2014(3)：85-88.

[9]张光富.智能手机在 《植物生物学实验》本科教学实践中的应用[J].高等理科教育,2015,22(4)：108-110.

[10]潘建斌,骆爽,张立勋,等.智能手机在生物学野外实习中的应用[J].高等理科教育,2016,23(5)：93-97.

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[13]KIPREOSG,DIMITROPOULOSP E,POULOPOULOS V.Internship in Greece：the case of University of Peloponnese[J].International Journal of Learning and Development,2017,7(2)：18-26.