1生态学实验教学中存在的主要问题

高等农业院校教育虽有长足的发展,但由于投入相对较少、基础差等原因,在培养应用型人才方面还存在着明显的问题。华南农业大学于2003年新开设了生态学本科专业,2003~2006年,生态学专业的实验教学基本上按照传统的教学模式。实验课均从属于相应的理论课程,作为理论课程教学的一部分,将实验教学看作是验证课堂理论的方法和辅助手段。这种传统的实验教学体制和内容重在培养学生的基础实验技能,并通过实验验证,巩固所学的理论知识,在这些方面无疑具有一定的作用。但同时也存在着明显的不足,主要表现为:①实验室硬件建设跟不上。相对理论课而言,部分领导、老师和学生对实验课的重视程度仍然不够,实验课教学常被认为是从属教学,经费投入相对不足,设备老化,教具损耗严重,实验设施不齐备,从而影响了教学积极性和教学效果。②实验内容重复。由于实验课隶属于不同的生态学专业课程,再加上生态学的交叉学科发展较快,各门课程通常均被制定了相应的实验教学大纲和内容,结果造成了各课程的实验内容与操作方法的过多重复,以及时间和资源的浪费。如在《普通生态学》、《气象学》和《地学基础》等课程中都设置了生态因子的测定实验。③实验以验证性实验居多,并多停留在对一些简单指标的测定上。而与现代生态学的研究内容和方法衔接较少,缺乏新意,不利于学生学习新知识和综合素质的提高。④实验课教学方法单一、落后。教学方法基本是以灌输、模拟、验证为主,实验讲义虽然写得很详细,学生只需按规定好的实验步骤与方法“照方抓药”,所以在整个实验教学过程中学生处于被动的学习状态,难以发挥其主观能动性和创造力。单一、落后的教学模式不利于培养学生对实验课的兴趣,使学生在实验过程中缺乏主动性、积极性和创新性。⑤实验内容分散,系统性不强。由于生态学分支实验课隶属于不同课程,每门课程的实验学时数一般只有10学时左右,实验课所占比重较小,且缺乏连贯性和系统性,未能形成一个完整的生态学实验教学体系。学生在做完实验后,往往只停留在对实验现象和实验结果的表面观察,缺乏深入地比较、分析研究和整体的把握。同时由于近年来缺乏专任的实验教师,院校每年又不断地扩招,学生人数剧增,特别是实验课考核方式欠严谨,使得生态学实验教学的效果不理想。因此,有必要对生态学实验教学进行一定的改革,提高教学质量,培养学生的综合素质和创新能力。

2生态学实验教学的改革实践

高等农业院校在教学中主要分为理论教学和实验教学两部分。理论教学与实验教学的关系不是主从关系,而是辨证统一的关系。我国高等教育因受传统教育思想的影响,重理论教学,轻实验教学,使得实验教学水平普遍较低。要想改变这一现状,缩短实验与理论的差距,必须改变观念,充分认识到实验教学在整个教学过程中的地位和作用。为解决生态学实验教学中存在的问题,华南农业大学尝试对其进行了一定的改革。在实验教学内容和实验课程体系上打破传统的教学体系,从2005级开始将实验课程从理论课程体系中脱离出来,独立开设了一门统一的生态学实验课程,并制定相应的学时与学分。将实验教学由原来的从属地位提升到与理论课并重的地位,提高了实验教学的重要性。在进行实验教学体制改革过程中,坚持“以学生为本”,以训练实践动手能力为基础、以培养综合素质为核心、以培养创新能力为主线,不断转变实验教学观念,完善实验条件,更新、重组实验教学内容,改革实验教学方法和手段,强化实验教学考核,加强教学与科研的结合,逐步提高实验教学质量。具体做法主要包括以下几个方面。

2.1积极完善实验条件,满足新时期人才培养的需要近年来,随着政府和学校对教学和科研投入力度的加大,本科实验室空间日益拓展,实验教学用房面积逐步达到1000m2左右。近年来新购进仪器设备价值423万元,仪器设备总值达到了800多万元,基本可以满足生态学各方向实验的要求。如重金属的测定、农药残留的检测、挥发性气体的测定、各种微量有机物的测定、定性和定量PCR、光合作用测定、微生物培养、细胞观察和计数、动物的生态毒理实验、营养元素(如N、P、K等)的测定,GIS和GPS实验、大气采样、农业气象监测、以及光、温度、水、气、土壤等环境因子各项指标的测定。实验设备基本上能够保证不同功能实验内容(如农业生态学实验、土壤生态学实验、环境生态学实验、森林生态学实验、动物生态学实验、化学生态学实验、分子生态学实验、景观生态学实验等)的开设,使实验教学条件上了一个新台阶。目前,生态学系已经完成校级生态学公共实验教学平台的筹建,并向全校主修、选修生态学专业实验课程以及生态学相关实验课程的学生开放,同时也对学生自己组建的实验创新团队开放。实验硬件条件的完善和实验室的开放不仅为学生进行生态学创新实验提供了更加优越的实验条件和机会,也是对传统的实验教学体系和封闭式教学方法的改革,有利于培养学生的实践能力和创新能力。生态学公共实验教学平台建成以后,陆续有本科学生组建的创新团队来做自己感兴趣的实验项目,并发表了相应的科技论文。

2.2全面整合实验内容,反映学校教学特色由于生态学具有综合性、应用性和交叉性,在实验内容上可选择的空间很大[5]。因此,在生态学实验内容的选择上,既要反映生态学重要的理论基础和学科前沿研究领域,同时也要体现生态学系自身的特色。为了避免生态学各专业课程实验教学的重复,内容分散等问题,华南农业大学生态学专业从2005级本科生开始,将有关专业实验整合为一门独立的新实验课程即《生态学实验研究方法和技术》(实验学时56学时,3.5学分)。在该课程的整合过程中,按照生态学学科的特点,设置系列生态学专题实验。同时,根据学校生态学的科研优势和特色,设置专业方向实验,如农业生态学实验、环境生态学实验、土壤生态学实验、化学生态学实验和分子生态学实验等。同时,增加综合性和设计性实验教学的比重。设置综合性实验的目的主要是培养学生分析问题和解决问题的能力;设置设计性实验的目的是培养学生的独立思维和创新意识。在对05、06、07年级进行实验教学的过程中,不断听取学生的意见、逐步优化实验内容,形成了一个基本能反映华南农业大学特色的实验教学内容体系,深得学生喜爱。通过对实验课程教学内容的改革,逐步由过去以教师讲授和演示操作为中心转变成以学生动手实践与创新为中心,增加了学生实验技能和科研能力训练的时间和机会,有利于学生综合素质和创新能力的培养。经过4年的改革实践,逐步形成了体现华南农业大学“农业”特色的生态学实验教学内容,并出版了相关的实验教材。

2.3改进教学方法和手段,发挥学生学习的主动性以往的实验教学都是教师在授课前为学生准备好实验内容、实验材料,在授课中给学生演示、指导,学生只需按规定好的实验步骤与方法“照方抓药”,课后提交一份实验报告就完成了。这种被动的实验教学方式不利于创新人才的培养。因此,在教学方法和手段上,也需要进行改进,从而充分发挥学生的主体地位作用。主要可以从以下几个方面着手:①让学生参与实验课的准备工作,如配制试剂、准备材料、野外采样等。②结合学校的各种创新活动,让学生成立科研兴趣小组,自主设计实验方案,申报学校和学院的科研创新基金。例如,2006级生态学专业有13个科研小组申请得到了学校、学院“金穗”科技创新项目,学生通过参加这些科研活动,使实验教学与科研有机地结合起来,相互促进,从而提高实验课的教学质量。③实验室面向学生开放,让学生利用课余时间到实验室做实验,或结合毕业论文研究,参与老师的科研课题。这样可以充分发挥学生的学习积极性和主观能动性,扩大知识面,培养独立科研能力。此外,还可以安排一定的实践课,组织学生进行野外实习和调研,这样对加强学生理论联系实际、开发学生智力、培养学生兴趣、开阔眼界等起着十分重要的作用。改革实践表明,采取“多形式”的实验教学方法和手段,可以调动学生的主动性和积极性,提高实验教学质量。

2.4建立科学的实验课考评体系,全面反映学生的综合素质以往的实验教学考核主要以实验报告为主,结果易使学生养成抄袭报告的不良习惯,难以全面、客观、公正的反映出学生对实验基本操作技能的掌握情况。生态学实验教学的改革是以培养学生的科研思维和创新能力以及综合素质为目的。因此,在实验教学的考核上也必须进行改革,使生态学实验考核体系得到进一步改进和完善。考核由平时成绩和期末考试两大部分构成如表1所示,平时成绩占80%,主要由以下几部分构成:①实验报告完成情况、原始记录和随堂操作考察,占55%。②创新型实验的创新意识、实验完成情况和结果讨论分析,占15%。③学生的团结协作精神、科研素质等,占10%。期末考试成绩占20%,主要是考察学生实验操作的规范性和结果的的可靠性。考核的形式采用实验小组考核和个人考核相结合。实验小组要对整个实验开展情况作出总结和汇报,个人对自己所承担的实验工作做出小结。最后,根据上述2方面的情况给出综合考评成绩。通过建立这种科学的实验课考评体系,能较全面、客观、公正的反映出学生对实验知识和技能的掌握情况,有利于提升学生综合素质培养。

2.5加强教学与科研的结合,提高学生的创新能力在生态学实验教学过程中,应以教助研,以研促教,要特别注重教学与科研的结合。为了培养学生的创新能力,华南农业大学建立了各类校级创新研究基金,设立了创新学分和创新课题,鼓励学生自主申报。在生态学实验教学改革实践中,学校充分发挥教师在生态学方面的科研优势,利用承担部级、部省级等科研课题的条件,结合毕业论文研究,让学生以科研小组的形式参与其感兴趣的科研项目。由于华南农业大学很多科研项目都是有关农业领域的,学生自主参与这类课题的研究后,也能更深入地去学农和爱农。通过不同形式使教学与科研相结合,将科研课题研究融入实验教学,教学内容与生产实际相结合、学生参与到科研项目、科学实践活动以及学生自主申报科研课题,不但可以做到理论联系实际,而且还促进了教学水平和科研水平的提高,更重要的是增加了学生的学习兴趣,能够使他们尽早地融入社会实践当中,成为满足社会需要、具有创新能力的人才。这种教学模式,有利于培养学生科学的思维和研究方法,对提高学生的综合素质和创新能力具有重要作用。改革实践证明,教学和科研的紧密结合,有助于形成“教学带动科研,科研促进教学”的良性循环。

3结语

高等农业院校正在全方位进行具有高等农业教育特色的教学质量控制体系建设,积极推进面向21世纪的教学内容和课程体系的改革。将培养大批适应农业和农村现代化建设所需要的,基础扎实,知识面宽,能力强,素质高,并乐于献身农业,服务社会的创新人才,作为其自身的重大使命。华南农业大学在生态学专业实验教学改革中做了初步探索并取得了一定的实践经验。在今后的实验教学中,学校将继续以训练学生动手能力、培养学生兴趣和创新能力、提高学生综合素质为目的,不断完善实验教学模式,与时俱进地更新实验教学内容,不断改进实验教学方法和手段。充分发挥华南农业大学在生态学方面的科研优势,为学生创造更好的实验条件,提高学生的学习兴趣和学习主动性,以保证实验教学效果和教学质量的提高。