基于专业认证理念的野外实践教学模式构建与实践

张旭辉，李学林，王洪梅，李荣

(南京农业大学,江苏 南京 210095)

2015年颁布的《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》促使“互联网+”概念迅速融入中国教育领域。2017年党的十九大提出“办好网络教育”则标志着我国教育信息化进入了全新的2.0时代。2018年教育部发布《教育信息化2.0行动计划》，提出到2022年基本实现“三全两高一大”的目标：教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体适龄学生、数字校园建设覆盖全体学校，信息化应用水平和师生信息素养普遍提高，建成“互联网+教育”大平台。同年，教育部关于实施卓越农林人才教育培养计划2.0中，明确提出要大力推进信息技术与农林教育教学的深度融合，推动“互联网+农林教育”，要求组建高等农林院校慕课联盟，深入开展混合式教学和在线教育。因此，在此背景下构建“互联网+”条件下的人才培养新模式、探索信息时代教育教学改革举措，深入推动教育的结构性变革是实现该目标的重要途径[1]。

从2016年底，教育部开启农学类专业认证(第三级)的试点工作[2]。专业认证是构建“五位一体”的本科教育评估与质量保障新体系的重要组成部分[3-4]，第三级认证是专业认证的最高层级，其目的是引导高校树立以学生为中心、以产出为导向和质量持续改进的三大新理念。而实践教学一直是我国高等教育中培养大学生实践能力和创新创业能力的重要途径[5]。借鉴工程类专业认证，农学类专业认证(第三级)的试行标准中对实践教学也提出了新的要求：实践教学要能够全过程协同培养学生实践能力、创新创业能力及综合应用所学知识解决实际问题的能力；同时，在教学过程中，要求能够有效提高学生的参与度，形成对话、质疑、研讨的课堂氛围。因此，基于专业认证的本科生实践创新能力的培养对教学内容和方法都提出了更高的要求。

目前，走在信息化前沿的中国高等教育已经进入一场基于信息技术的伟大变革中，基于MOOC(大规模在线开放课程)的网络教育则因其开放性、规模性和共享性在中国高等教育领域得到了快速发展和应用。很多在线教学平台则因其灵活性使教学由线下课堂逐步变为线下线上融合、虚实结合的跨界课堂[1]，已有高校开始探索将在线开放课程(如MOOC)应用到野外实践教学中，利用在线开放课程开展双向互动式教学，探索提升学生学习主动性和互动性的实现途径[6]。

南京农业大学农业资源与环境专业是教育部拔尖创新卓越农林人才培养计划的首批试点专业和江苏省品牌专业，近年来围绕培养具有国际视野的农业资源高效利用与环境保护领域卓越人才为核心，从课程改革入手，以该专业的集中实践课程“土壤、地质与生态学综合实习”为试点，自2017年开始，引入互联网+的教学理念，利用在线开放课程等信息化手段改革传统野外实践教学模式，探索了通过改革传统实践教学模式来提升本科生实践创新能力的新途径。本文结合新时代教育背景下专业认证(第三级)对实践教学提出的新要求，进一步探讨并构建了的野外实践教学模式，特别强调了以学生为中心的教学理念和课程内容及教学方法上的持续改进，以期能够达成提升学生实践创新能力的目标导向。

一、 新时代背景下传统野外实践教学所面临的挑战

跨学科的综合实践通过加强相关学科之间的资源共享及优势互补，从而可以进一步促进宽基础、复合型创新人才的培养[7]。基于这一认知，南京农业大学自2002年起，从课程内容和教学体系上整合了包括土壤学、地质学和生态学等几门内容相互衔接并互有交叉的专业基础课程的实践教学部分，充分挖掘实习区域潜在的教学资源，针对农业资源与环境专业的本科学生开展了土壤、地质与生态综合实习。该实习以中国科学院庐山植物园为实践教学实习基地，主要通过观察和分析山地土壤的垂直地带性分布及土壤性质随自然条件(岩石、植被、地形、气候等)改变而发生的变化，特别还联系酸沉降与土壤酸化、森林衰退等生态环境问题，努力使学生从地球表层系统-自然生态系统-农业生态系统的高度认识土壤性质、土壤过程及其功能和土壤资源的利用改良及保护对策等问题，综合训练学生运用理论知识实地分析和解决土壤资源与生态环境问题的能力，在培养学生的动手实践能力方面发挥了重要作用。但随着南京农业大学农业资源与环境“世界一流学科建设”、教育部拔尖创新型卓越农林人才培养计划和江苏省品牌专业建设的开展，尤其是在教育信息化背景下教育部即将开展的各学科门类的专业认证对人才培养提出了更高要求。在此背景下，野外环境的复杂性和传统的线下实践教学模式，无论在教学内容及组织形式上都难以满足时代发展需求，已然成为学主动性和高阶性学习的制约因素，这主要体现在以下几个方面。

(一) 传统的教学模式难以突破

传统的纯线下野外实践教学一般是教师现场讲解+学生现场实践的单一模式，这种教学模式往往是以教师为中心，整个教学过程难以体现以学生为中心的教学理念。例如，在观察某一土壤剖面形态特征时，一般先由教师在实习位点对土壤的形成条件、成土过程和剖面形态过程进行现场讲解，之后学生再进行实践操作和观察分析，在整个实践过程中的知识传授主要以教师灌输和学生被动接受为主，虽然在讲解和实习过程中会有学生就相关问题进行互动，但因为实习地点的时空限制，在短时间内较难形成对话、质疑和研讨的实习氛围，实习效果也会大打折扣。

(二) 单一的考核方式难以对实习全过程进行科学评价

对整个实习过程较为科学的考核评价应由实习前预习+实习中表现+实习报告(考试)等几个环节组成，而传统的实习模式则由于实习地点的时空限制较难考核学生实习前的主动性学习状况，仅能对实习过程的中后期进行评价考核，即仅把实习过程中的表现和实习结束后的总结(考试)作为实习成绩的评判标准。而课前预习是体现学生学习主动性的重要方式，缺少了此环节的考核，一方面难以体现对学生学习的全过程性评价;另一方面，也极大地限制了学生的主动性。

(三) 缺乏具象化和互动性的教学内容和模式

传统野外实践实习所依赖的纸质教材难以把野外实习环境和实践内容以丰富、生动、图文并茂的形式具体展现出来，虽然学生可借助教材进行课前预习和课后复习，但实习指导书上的文字或部分静态图片仅能让学生对实践内容产生表观认识，无法对相关知识点进行具象化地感知，从而抑制了学生课前学习的主动性。而且，在实践教学的课前和课后环节中，学生也较难对实习的相关问题进行有效互动，教师也难以提前把握学生对实习内容的认知程度，不能在实习过程中更有针对性的去解决学生在课前预习环节所遇到的共性问题，难以快速响应于学生的需求，不能做到教学方法和内容上的持续改进，这极大的限制了野外实践教学的教学效率及质量。

(四) 缺乏探究性实验项目，难以提升学生实践创新能力

传统的野外实践教学在实践内容上还是以演示性和验证性实验居多，实习内容相对固定。野外实践教学的实习路线和内容一般都会有科学的设计和合理的安排，但因课时及野外条件限制，授课教师也难以在已有的实验中再引入探究性的实验内容供学生在实践周期内来完成，课程内容无法体现创新性和高阶性，这在一定程度上限制了对学生实践创新能力的培养。而探究性实践教学则是培养学生实践创新能力的重要手段，因此，综合实习的教学内容如何在传统教学内容中引入探究性的实验项目,则成为目前野外综合实践课程改革的重要内容之一。

二、 专业认证背景下对实践教学改革提出的新要求

专业认证是提高专业建设质量和人才培养质量的重要抓手，同时也是创新卓越农林人才培养范式的重要途径[8]。南京农业大学率先开展的农学和植保专业认证，为探索未来其他农学类专业认证提供了重要的案例参考，与较早开展的工程教育专业认证一样，农学类专业认证同样可以促进农业教育和国家社会需求的有效对接，对提升农业教育人才培养质量有着重要意义[8]。

专业认证“以学生为中心”“以产出为导向”和“持续改进”的理念，在教学实践中，特别强调“成果导向”，要求各专业对课程进行反向设计，即各专业首先要先明确毕业要求，并根据毕业要求安排教学活动，同时还要对毕业要求的达成情况进行评价，这就要求各专业制订“毕业要求实现矩阵”，将毕业要求分解到课程和实践教学的各个环节中，实现课程内容与毕业要求的有机对接[9]。

在面向专业认证的2019版人才培养方案的修订中，对农业资源与环境专业的本科生提出了明确的毕业要求，在毕业要求实现矩阵中把专业实践教学的相关课程和各毕业要求进行了关联(见表1)。对于大部分实践课程，需要通过实践教学达成第3、4、7和9条毕业要求，即毕业生毕业后需具备创新能力、发现分析并解决问题的能力、团队协作能力及自主性学习等能力。但正如前述，传统的实践教学在教学内容缺乏探究性学习内容、教学方法上难以促进学生的主动性学习，在整个教学过程中多以教师为中心，难以体现以学生为中心的教育理念，无法满足专业认证背景下的人才培养需求，因此，面对专业认证对实践教学提出的新要求，任课教师必须以培养学生的实践创新能力为目标导向，重新梳理实践教学内容，改进教学方法，重构实践教学体系。

依托南京农业大学“三平台、四模块”实践教学体系[9]，学校通过在传统实践教学中引入在线开放课程、虚拟仿真实验教学等来创新教学方法，改革教学内容，引导学生的主动性学习，培养学生的实践创新能力。如生命科学院利用虚拟仿真实验技术开发了不同生态区生物学野外实习，结合“生物共享联盟”微信端应用，帮助学生突破时空限制，开展主动性移动式学习，虚实结合，显著地提高了实践创新能力。而资源与环境科学学院则以土壤、地质与生态学综合实习这门野外综合实践课程为试点，结合精品在线开放课程建设和专业认证理念，改革传统实践教学模式，探索基于专业认证的线上线下混合式的实践教学模式，主动适应卓越农林人才教育培养计划2.0下对人才培养提出的新要求。

表1 南京农业大学2019版农业资源与环境专业毕业要求及与实践教学课程的达成度

三、 基于专业认证的线上线下混合式实践教学模式构建与实践

网络时代的关联主义意味着在线课程教学内容的持续更新、模式的不断变化和评价的日益多元[10-11]，信息时代的新建构主义教学模式特别强调基于网络的自主学习、协作学习和探究性学习[5，12]，专业认证理念则特别强调以学生为中心和持续改进的教育教学过程，同时在认证标准中也提出了学生要具备自主学习能力的明确要求，这与网络时代的教育教学理念高度一致，而通常这也是传统实践教学活动中所欠缺之处。

为了主动适应专业认证背景下卓越农林人才培养2.0的新特点，土壤、地质与生态学综合实习课程团队利用在线开放课程把实习内容进行模块化处理，将庐山实习区域的土壤、地质、地貌、人文、历史、生态等方面知识进行全方位解析和关联，结合农学类专业认证(第三级)的基本理念，构建了基于在线开放课程的线上线下混合式野外综合实践教学模式(见图1)：把培养学生的实践创新能力作为目标导向，强调整个线上学习与线下实践过程以学生为中心，在教学的各个环节中注重发现问题和解决问题，特别是解决传统实践教学中所存在的和线上线下教学中学生集中反馈的问题，从而持续改进教学内容和方法，提高实践教学质量。

图1 基于专业认证的线上线下混合式本科实践教学模式构建

(一) 引入探究性学习项目，培养学生的实践创新能力

专业认证标准(第三级)的毕业要求中明确提出了要培养学生的批判性思维和创新能力，因此，实践课程的设计要把培养学生的实践创新能力作为目标导向。而在本科教育的实践课程体系中，探究性学习是培养学生创新能力的重要手段[13]。结合在线开放课程建设，土壤、地质与生态学综合实习课程团队在野外实践教学中引入了探究性实验和实践项目供学生选做，探索提升学生实践创新能力的途径。在探究性实验项目的设计上，课程团队结合庐山独特的生物气候及地理环境特点，设计出与综合实习密切相关的创新性实验训练项目。例如，气候变暖对庐山土壤、植被等生态系统的影响；庐山海拔高度影响土壤动物生物多样性的机制等。这些项目提前一学期放在课程网上供学生选做，并通过线下大学生科研训练项目(SRT)引导参与的学生进行文献阅读、实验设计、样品采集与分析等，这样，参与该训练的学生可有计划的在庐山实习前、中、后期完成相应的训练内容，这在较大程度上加强了学生对现代土壤学、生态学等学科的兴趣与学习积极性，促进了学生的主动性和探究性学习，也体现了新时代背景下人才的分类和差异化培养理念。

(二) 重构实践教学模式，促进教学质量的持续改进

课前预习和课后复习是学生接受新知识、巩固所学、提高学习效率的有效手段，而在线开放课程可以使学生方便地利用碎片时间进行预习和复习，学生可方便地通过线上论坛或线下实践来解决遇到的相关问题[14-15]。

实践证明，学生经过在线课程的主动性学习阶段后，在后续的野外综合实践中，教师授课内容更具针对性，上课效率显著提高。如在山地黄壤剖面形态特征观察的野外实践教学中，在没有引入在线课程教学之前教师原来的作法是先在实习点位介绍土壤的成土因素、成土过程及剖面形态特征等内容，然后再让学生进行土壤剖面观察的实践操作。而现在采用在线课程后，由于学生在上山实习前已经通过在线课程对实习内容进行了预习，教师只需要把课程的主要内容用问题的形式联系起来，如山地黄壤为什么颜色是腊黄色的，什么样的环境下可以形成黄壤，其土体下部出现的网纹形成的机理是什么。在此过程中，授课教师不用再去机械地重复线上课程的内容，而是让学生来回答这些问题或讲解相关过程，并和学生共同探讨线上课程中发现的典型问题。在整个教学环节中，教师在授课中的角色也从传统的书本知识的传授者和课堂控制者变为课程构建者和探索行为引导者，从而完成了对整个教学过程和内容的重塑，学生也从原来的知识被动接收者变为了教学过程的主动参与者和思辨者[16]，体现了专业认证理念中以学生为中心的教育教学思想，极大的促进了学生的学习主动性和师生互动性。同时，线上线下混合式实践教学模式得益于频繁的师生互动和交流，更易发现教学各个环节中的相关问题，从而可以针对性地解决这些问题，做到教学内容和方法的持续改进，提高整个教学质量。

(三) 体现过程性评价，促进课程目标的达成

实践课程的科学考核是衡量授课目标是否能够实现的重要环节。线下的实践考核一般以实习表现、综合实习报告和最终考试等组成学生的最终实践成绩，这种传统的考核模式虽然体现了一定的过程性评价，但难以体现学生的自主性和互动性学习状况，而在线课程多元化的考核方式丰富了传统实践实习课程的考核内容。

土壤、地质与生态综合实习的线上成绩组成由单元作业、单元测验、课堂讨论活跃度及最后的期末考试成绩四部分组成。教师既可以通过在线课程视频中随机插入的课堂问题考核学生的线上课程参与度和课堂讨论活跃度，又可设置单元或章节小测验及期中或期末考试，灵活的题型和考核方式更能对学生的主动性和互动性学习进行科学评价。这样，学生的最终综合实习成绩应由线上与线下成绩组成，线上考核主要考查了学生学习的主动性和互动性，线下考核则主要考查学生的现场实践能力，线上与线下考核并重突显了过程性评价对学生全过程学习的考核，更易促进课程学习目标的达成。

四、 结语

在信息时代背景下，将教学形式更为灵活的在线开放课程引入野外实践教学中，通过线上线下混合式实践教学模式，更能促进以学生为中心的本科生实践创新能力和科研兴趣的培养，达成拔尖创新型卓越农林人才培养的目标导向。线上线下混合式实践教学模式既能实现高等教育人才的分类和差异化培养理念，又易在教学中发现并解决相应问题，从而做到教学质量的持续改进，这在教育部强调坚持“以本为本”和推进“四个回归”建设高水平本科教育的背景下尤为重要。

利用在线开放课程重构实践类课程教学模式，可以更好地实现专业认证的三大理念，但在实际教学过程中，不同专业的毕业要求、不同实践课程的实习模式和教学环境都可能存在较大的差异，因此，在利用线上线下混合式教学模式进行实践教学时，还要根据不同专业的毕业达成度仔细梳理课程具体内容与毕业要求之间的关系，在严格过程考核的基础上，还要完善学生学习的过程监测、评估与反馈机制。同时，随着信息化技术的快速发展和卓越农林人才教育培养计划2.0的启动，教育部本科专业和课程“双万计划”陆续开展，把更加智能化的虚拟仿真技术引入到实践类课程建设中，更能突破实习实践的时空限制，即可以利用虚实结合的线上线下混合式教学来提升实践教学质量。另外，专业认证具有复杂的标准体系，非工程类专业的认证标准一直在不断摸索与改革中，因此，各专业的实践课程体系也要根据专业认证标准的不断改革持续改进实践教学方法和内容，主动探索更加适合以学生为中心、目标为导向的本科实践教学模式，从而形成人才培养质量的持续改进机制。