發布時間:2023-03-15 15:04:38
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關鍵詞:高等農林院校;農藥學課程實驗;教學改革
中圖分類號G423文獻標識碼A文章編號1007-5739(2010)15-0032-04
農藥學是植物保護專業的主干課程和專業課,是植物保護體系中的重要組成部分,是一門具有豐富理論內容的理論課,同時也是植物保護專業中實踐性最強的一門專業課。作為綜合性學科,屬農業、化學和生物學相結合的交叉學科,主要開設的實驗課程包括《植物化學保護》《農藥合成》《農藥分析》《農藥加工與測定》《農藥學概論》《農藥生物測定》等。1997年國務院學位委員會對有關學科專業進行了調整,農藥學上升為植物保護學的二級學科,同時國家在“九五”和“十五”規劃中加大對農藥基礎和應用研究的投入,這對農藥學人才的培養起到積極的促進作用,也說明農藥學在我國現代化農業中的作用和地位不斷提高[1]。
高等農林院校培養的畢業生所面對的就業崗位,無論是農藥的企業、科研單位,還是技術服務部門等,都是針對如何科學合理地使用農藥、農藥的理論知識、農藥的具體應用技術、田間藥效及安全性的評價等內容進行應用[2]。因此,該課程的教學效果和教學質量直接影響到畢業生的就業優勢和競爭力,同時也影響到用人單位對高等農林院校教學效果的社會評估。
農藥學課程實驗教學是農藥學教學的基本組成部分。實驗教學的目的一方面是加強和鞏固學生對理論知識的理解和認識,另一方面對培養和提高學生獨立思考、獨立工作和實踐操作能力具有重要的作用。在當前高等農林院校教學工作中,實驗教學是不可或缺的重要組成部分,是培養學生理論聯系實際、實事求是的科學態度、一絲不茍的精神和堅韌不撥的工作作風的重要教學環節。因此,提高農藥學實驗課程的教學質量,培養新時期的農藥學人才,是教師和實驗技術人員必須認真思考的問題[3]。同時,改革農藥學實驗教學以適應高等農林院校大學生的發展和能力培養是勢在必行的。
1農藥學課程實驗教學現狀
長期以來,高校實驗教學受傳統的實驗教學模式影響較大,雖然經過多年改革,但仍未徹底擺脫傳統實驗教學模式的束縛,即實驗課附屬于理論課[4]。實驗前由實驗人員預先準備好,包括實驗用品和生物試材,實驗時教師把實驗原理、設備儀器的使用、實驗操作步驟、數據處理方法等詳細講授給學生,學生只是按照規定的實驗步驟操作。實驗多為演示性、驗證性,處于理論教學的附屬地位,實驗課時少,學生無法在有限的實驗課時里自己動手解決問題,因而處于被動接受地位,實驗效果較差。實驗課內容跟不上現實形式的發展,學生實踐操作能力無法提高,也無法滿足就業崗位對畢業生基本素質的要求。
2農藥課程實驗教學改革思路
傳統的農藥學實驗教學是教師講授示范為主,學生只需按部就班地按實驗教材完成即可,很少會思考更深層次的問題,在很大程度上壓抑了學生學習的積極性和主動性,使學生缺乏通過實驗探求知識的欲望和勇于創新的意識。這樣的教學模式已遠遠不能滿足現代農藥學教學的需要。按照知識、能力、素質并重的人才培養要求,以培養學生綜合素質和創新能力為目的的專業課研究型實驗教學。
按照實驗教學方式,實驗教學分為以下幾種形式:驗證性實驗、綜合性實驗、設計性試驗和研究創新性實驗。現在在以學生為主體的指導思路下,各任課教師需要進一步優化設計課程實驗方案,增加綜合性實驗和設計性實驗比重,適當精簡驗證性實驗,更新實驗教學大綱。實驗教學做到精講多練,使綜合性實驗和設計性實驗、創新性實驗的比重達到20%左右,不斷補充和增加設計性和創新性試驗項目。任課教師結合自己教學的需要,適當增加或更新一些實驗項目,在保留經典的傳統的實驗項目基礎上,對過去傳統型實驗項目進行認真的篩選和更新。創新性實驗項目不做過高的要求,只要求1組學生選擇1~2個實驗項目。學生可以根據教師提供的綜合性、設計性以及創新性實驗項目進行選擇,除了必做的驗證性實驗項目之外,還可以從綜合性、設計性和創新性實驗項目中選做一部分,優化搭配。
以學生為主體,以實驗探究為核心,培養學生的創新精神和實踐能力。現代大學生一般都身心發育基本成熟,具有普通科學文化基礎知識,受到過基本思維訓練和基本操作訓練,并且具備一定的基礎理論和專業知識,在進行實驗教學時應結合他們的這些特點,以學生為主體,教師為主導,充分調動學生的學習積極性。在實驗教學中,教師從學生實際出發,努力創設好問題情景,鼓勵學生在實驗時大膽嘗試,讓他們獲得學習的樂趣和成功的喜悅,不拘一格地引導學生創造性地學習,使他們的個性得到充分發展。放手讓學生自己去思考、探索,著眼于學生整體素質的提高。做實驗時,自始至終讓學生擔當主角,使其克服依賴心理,教師不是先告訴學生結論,而是在關鍵處加以指導和啟發,讓學生掌握科學的研究方法,變被動為主動。而多元化實驗教學就體現在實驗教學活動中,教師如何引導學生學習如何設計實驗及觀察實驗現象中蘊含的豐富知識信息,掌握科學的實驗方法和實踐操作技能。針對農藥學實驗教學現狀,利用多元化教學手段,對傳統教學模式進行了深化改革[5]。
3農藥學課程實驗教學體系建設
3.1明確實驗教學的目的
通過實驗教學加強學生對理論知識的理解,培養學生動手能力,鍛煉學生觀察和解決問題的能力,是基礎學科實驗教學的基本目的。明確實驗教學目的是構建實驗教學體系的關鍵[6-7]。為培養學生對不同技術的把握能力及用所學知識解決問題的能力,提倡采用綜合性實驗教學體系。在綜合性實驗教學體系中將不同實驗教學內容集成為一個完整的實驗研究項目,以幫助學生理解不同技術應用的相互聯系,明確研究實施過程。綜合性實驗教學體系的主要特征是有確定的實驗教學研究對象、圍繞此對象的連續實驗教學內容。這對培養學生對所學知識的應用能力和提高學生對實驗教學的興趣具有重要價值。
3.2更新實驗教學改革理念
當今,國家提出建立創新型國家,培養創新型人才。高等學校是培養人才的地方,肩負著培養創新人才的任務,高等實驗教學改革必須與時俱進,與時代同步,依據新形勢的要求,更新實驗教學改革理念。
實驗教學理念是實驗教學工作的指導思想,也是決定未來實驗教學工作導向的方向盤。更新實驗教學改革理念,應從培養學生創新精神,提高學生實踐能力為主題,從改革實驗教學的課程體系、教學內容、教學方法、師資隊伍為抓手,以現有實驗教學弊端為突破口。確立以學生為主體,以創新意識、能力、個性培養為核心的實驗教學新理念。學生培養要突出思維能力、觀察能力、動手能力、綜合分析能力、科研能力、實踐和創新能力的培養;課程體系要突出綜合性、設計性、研究性和創新性實驗課程的設置;教學方式要突出開放性、互動性、實戰性和個性化;教學手段要突出現代信息技術的應用、實驗案例分析、診斷等。通過更新實驗教學改革理念來指導實驗教學實踐,提高實驗教學水平,使實驗教學更有利于創新型人才的培養[8]。
3.3調整農藥學課程內容結構,優化實驗教學體系
隨著高等教育由傳統的應試教育向素質教育的轉變,加強學生綜合素質和創新能力已經成為高等教育的主要培養目標。根據社會對農藥學方面人才的需求,滿足農業生產對綠色食品、無公害食品和生態環境等發展趨勢的要求,使教學內容適應人才培養的需要,按照知識基礎化、綜合化、前沿化、先進化和實用化等思想,對農藥學課程內容體系和結構進行了調整。
課程體系的設置可以設計為一個課程群,包括基礎驗證性實驗、綜合設計性實驗、研究創新性實驗、工程訓練性實驗(圖1)。通過4個門類課程的有機組合和合理的課時配比以及相關的實驗內容,給予學生一定的理論知識和實踐訓練,以達到完善學生的實驗技能結構和培養學生創新能力[8]。
農藥學課程教學時數由原來的92學時減少至80學時后,又調整為72學時,盡管教學時數減少了20學時,但是教學內容不但沒有減少,反而還有相應地增加和補充,尤其是在講授農藥的發展趨勢、農藥的劑型、農藥的新類型和新品種、農藥的新技術以及抗藥性有害生物綜合治理方面通過查閱最新的文獻和參考書進行了大量更新和補充。另外,在實驗課相應減少8學時的情況下,實驗課仍然占總學時的32.5%。同時,實驗內容和實驗方法上也有明顯地增加,實驗手段也有顯著的提高,新開設了1個驗證性和1個綜合性實驗,并改進原有驗證性實驗為設計性實驗,取得了理想的教學效果,增強了學生動手操作的能力,培養了學生靈活思維的能力,調動了學生進行實驗和從事科研的興趣[2]。
3.4變革實驗教學的方式與手段
變革實驗教學方式與手段的目的是激發和培養學生自己學習、自主實踐和自主創新。一是充分利用現代化實驗教學設備,讓學生熟練運用各種常規實驗儀器,提高動手操作與獨立思考能力[5]。二是學以致用,理論與實踐相結合,重視企業在實驗教學中的作用[3,9]。每年定期向農藥企業推薦實習人員,加強校企合作關系,為學生今后的發展打下良好的基礎。
3.5建立學生自我評價體系
農藥學課程實驗教學效果的評價是改革的關鍵目標,而建立學生自我評價體系則是最行之有效的途徑之一。可以借鑒華北煤炭醫學院成功的改革經驗[10],設計一種農藥學基礎實驗課程分級式教學整體模式,建立完善的學科知識與技能體系、提高學習和思維能力、培養創新精神和綜合素質三大目標融為一體。學生學習效果的自我評價,一是知識與技能掌握。評價為學習內容更多,知識與技能總量增加;學科理論與實驗技術知識體系更完整;知識與技能的掌握更牢固;知識與技能要素間的聯系加深;對知識和技能內涵的理解加深;將知識和技能應用于分析與解決實際問題的能力提高;自主學習意識和能力增強;搜尋和利用學習資源的意識和能力增強。二是學習和思維能力。評價為研究和把握學習方法的意識與能力增強;通過反思和自我診斷發現自身存在問題的意識和能力、寫作能力、溝通交流、互相協作、發現和提出問題的意識和能力增強。三是創新精神與能力。評價為尋找和確定分析思路的能力增強;獨立分析、推理和總結能力增強;產生獨到見解的愿望和能力增強;四是學習觀念與態度。評價為學習觀念與態度;學習目標更為明確;學習過程更加主動積極;學習的興趣增強;對自己的學習信心增強;對什么是學習理解加深;心態更樂觀積極,進取心增強。因此,總體評價該模式的教學效果優于傳統實驗課程教學模式。
4開放化實驗室的建設與管理
實驗室要根據學生的基礎、開放的目的和自身的條件選擇適當的開放模式,以達到預期的教學效果。西北農林科技大學園藝學院[11]的實踐證明,開放式實驗教學可以更好地培養學生動手能力和科研開發實踐能力,全面激發學生自覺創新的主觀能動性,對學生創新意識和能力的培養起著重要的積極作用。
4.1加快農藥學實驗室硬件建設
實驗儀器設備是科學研究的重要物質基礎,是衡量實驗教學水平的重要標志,是培養創新人才的重要支撐。2000年以前,實驗室投入較少,儀器數量不足,設備陳舊,缺乏代表先進技術的實驗設備。近幾年來,湖南農業大學生物安全科學技術學院以學校投入為主,多渠道籌集資金,加大實驗儀器設備投入力度,購置了氣相色譜儀、高效液相色譜儀、倒置顯微鏡、熒光定量PCR儀、凝膠成像系統、雙向電泳儀、分子超純化凈水儀、酶標儀、微量點滴儀、高速冷凍離心機、智能人工氣候培養箱等先進設備。同時,實驗室還采取了廠校聯合的方式,先由實驗儀器生產廠家提品樣機供學生使用,實驗室再將使用情況及改進意見反饋給廠家組織儀器銷售公司,每年還舉辦新儀器、新性能的技術講座,全方位、立體化創建開放實驗的新環境。
4.2建立多樣化的開放模式
4.2.1完全開放實驗室。實驗室所有設備和實驗項目等對學生完全開放,允許學生自己安排時間、選定實驗項目,并以靈活的方式來獨立完成實驗過程,學生可以在任意時間來實驗室做自己準備好的實驗項目。這要求學生必須掌握基本的實驗操作規程,了解實驗的基本方法和實驗儀器的基本使用方法,并根據實驗所要達到的目的以及自己對實驗的理解,選擇實驗方案,設計實驗步驟。湖南農業大學生物安全科學技術學院的農藥生物測定技術、農藥劑型加工等課程均采用了這種完全開放的模式[12]。
4.2.2部分開放實驗室。根據教學計劃的安排,在某一特定時間段向學生全面開放。對于那些專業基礎性較強的實驗,則采用部分開放式的教學方法。主要針對大三的本科生,讓他們通過實驗室的開放鞏固實驗操作基本方法,培養獨立實驗的能力和滿足個性化發展的需要,同時向實驗室師兄、師姐耐心請教,為以后撰寫本科畢業論文打下良好的基礎。
4.2.3科研課題實驗室。湖南農業大學生物安全科學技術學院在多方的支持下組建了農藥學實驗室,配備齊全的儀器設備,為申請科研課題奠定了基礎。近幾年來,在導師的帶領指導下,成功主持并完成了數項國家自然科學基金科研課題,培養了10多名優秀的農藥學研究生。此外,每學期可完成3~4個研究性小課題,目前有10人次參加全國學術研討交流會并發表文章,對培養學生的創新意識、創新精神和開拓能力發揮了極其重要的作用。
4.3開放式實驗教學管理與效果
4.3.1建設高效的領導班子和一批業務素質高的實驗隊伍。開放式實驗教學體系的構建與實踐成功的關鍵是建立一支精干高效的領導班子和一批業務素質高的實驗隊伍[13]。為了加強開放式實驗室建設與管理,學院任命具有博士學位、豐富實驗室管理經驗和管理能力的教授擔任常務主任,同時在全院范圍內擇優招聘實驗技術人員,實驗人員競爭上崗,組建了一支精干的業務素質較高的實驗技術隊伍。學院實驗管理中心制定了每位實驗人員的崗位職責、培訓計劃以及考核辦法,并制定了實驗隊伍5年長期建設規劃。鼓勵實驗技術人員在職攻讀碩士和博士學位,要求實驗技術人員跟班聽課;定期舉辦實驗技術人員培訓班;通過參加各種技術講座、學習班,有計劃地對實驗技術人員進行技術培訓,使每人熟練操作自己所管理的儀器設備,全面提高業務素質;并組織實驗人員到其他高校實驗室參觀學習,選拔部分技術人員到其他高校進行脫產培訓。通過以上措施,實驗技術人員的理論水平和實驗技術能力有了明顯提高,使得一批有才華的教師和實驗技術人員脫穎而出,更好地健全完善了開放實驗室的功能,達到了培養大學生的創新能力、實踐能力和創業精神的目的。
4.3.2開放式實驗教學實驗過程的規范化。開放式實驗教學的工作過程包括:學生預約實驗項目;在進行實驗前寫出可行的實驗計劃;實驗項目完成后,向實驗室提交實驗報告或論文等實驗結果。實驗指導老師對學生的實驗進行指導,檢查實驗數據的真實性,啟發學生如何整理實驗結果、如何分析數據、如何撰寫科研論文[14]。實驗人員進入開放實驗室后,必須嚴格遵守實驗室的各項規章制度。如實驗室成員遵行嚴格的指紋考勤制度;實驗時必須穿戴白大衣和防護手套,及時做好實驗記錄;每個月底進行1次實驗進展匯報與學術討論;建立獎罰制度,每月發放400元科研補助,鼓勵發表高質量的科研論文和申請國家專利。
4.3.3開放式實驗教學效果考評。雖然開放式實驗教學實現了實驗時間、實驗項目、實驗場地、實驗人員的開放,但并不是說學生和實驗指導教師在開放式實驗教學過程無所約束,還必須對開放式實驗教學的質量和效果進行綜合考評[15-16]。
學生實驗成績的綜合考評應該客觀、全面反映學生實驗過程的真實情況,特別是學生動手能力及解決問題的能力。實驗成績的給定,主要應依據學生實驗態度、實驗記錄、實驗操作的規范性、準確度以及實驗報告完成情況等因素綜合進行綜合評定,偏重于動手能力及數據的準確性。把實驗課也列為考核的一部分,計入期終總成績,充分調動學生學習的主觀能動性。實驗考核可分兩部分進行:一部分是學生平時參加實驗操作的情況和實驗報告的成績;另一部分是期末考核,采用現場答題與操作相結合,以抽簽方式隨機抽取問題。