“有限自由”模式在土壤学实验教学中的探索

张 韫 崔晓阳 郭亚芬 郑 红

(东北林业大学林学院,哈尔滨 150040)

高等院校教育教学过程中的实验教学是以教学形式培养科学技术后备人才的重要途径,在人才培养过程中发挥着其他教学形式无法替代的作用［1］。随着科学技术和社会经济的迅速发展,现代社会对实验教学既提供了物质基础,又提出了越来越高的现实要求,传统的土壤学实验课程体系,已经不能满足培养顺应时代发展、具有基础扎实、知识面宽、能力强、素质高等特点的新型人才的需要。我们适时提出将“有限自由”模式引入土壤学实验课程改革,旨在探索一条与时俱进、科学发展的人才培养道路。

一、土壤学实验教学的现状及主要问题

与许多实验教学课程一样,土壤学实验教学课程受传统应试教育框架的束缚和实验场地、资金、人力资源等条件的制约,发展步伐相对滞后,主要表现在:

第一,由于长期以来受应试教育和实验课程自身特点的影响,相对于理论课,学生对实验课程重要性的认识严重不足。学生在实验课程学习的过程中表现出的积极性不高,理论知识与实际问题相结合的能力较差［2］。

第二,虽然各级教育部门对实验教学改革的重要性有一定的认识,但是由于长期以来对实验课程的重视程度不足、实验教学改革资金投入大、实验教学改革见效周期长等实际问题,这一领域教学改革的力度远远落后于理论课程,阻碍了实验教学改革的发展。

第三,随着科学技术的发展和部分陈旧仪器的淘汰,一些新型高智能化实验仪器在实验教学中得以应用。但是由于这样的仪器价格昂贵,所购台件有限,在教学过程中教师只能分批次地讲解,加大了教师的工作量,浪费了学生的课堂时间,严重地影响了学生动手能力和创造能力的培养。

第四,实验教学受传统框架的束缚,教学手段单一,教学过程枯燥乏味,完全沿用老师演示、学生模仿的教学方式,不利于学生创新意识的培养和个性的发挥［3］。

第五,教学内容相互联系较差。现有的实验教学中,学生仅以完成某个实验项目为目的,既不能站在全局的高度综合考虑问题,将每个实验取得的结果相互联系,综合考虑土壤学的问题,也没有将已经取得的实验结果,联系其他学科的知识,综合考虑实际生产生活的问题;教师也通常以某个实验项目的完成情况评定教学质量,授课过程中缺乏对学生综合能力培养的意识。

第六,实验教学考核方式落后。目前实验教学成绩评定多沿用以实验报告为依据的传统考核方式。这种考核办法形式单一、缺乏灵活性,学生的实验报告雷同现象严重,教师在评定成绩的过程中难辨真伪,难以确定考核结果的真实性。

二、将“有限自由”模式引入土壤学实验课程

“有限自由”模式是指在教师的宏观指导和监督下,学生参与包括供试土壤材料的选择、课程内容的组合、课程顺序的调整、具体实验项目时间的安排、创新性实验的提出以及考核结果的评定等一系列学习链条中各环节安排的教学模式。这种教学模式的引入是对土壤学实验课程改革的探索性研究,在教师宏观指导教学和学生参与“有限自由”体系的杠杆平衡下,既保证完成教学大纲安排的教学任务,又赋予学生最大的自由空间,激发他们的主动性和创造力,使他们更加充分地发挥能力,成为课堂真正的主人。

(一)自主选择供试土壤材料

寒(暑)假前对下个学期开课的学生开展供试土壤样品采集的动员工作,并讲授土壤样品采集、风干及保存的方法。学生可根据自己的兴趣及个人、家庭或社会团体的实际需要采集土壤样品作为土壤学实验课程的供试材料,既可以选择自家责任田里的土壤,也可以选择其他地方的土壤。供试土壤材料的专一性、实践性、广泛性及其可能产生的经济效益和社会效益将从根本上激发学生学习土壤学实验课程的积极性。

(二)灵活编排课程实验内容

采取“课内选修”的办法,学生自由选做内容相近的实验项目。某些实验项目(如土壤全氮量的测定、土壤全磷量的测定、土壤碱解氮的测定、土壤有效磷的测定等实验)部分环节实验原理相近、操作内容相似、结果处理相同。针对这样的实验项目,给学生自由选择的权利,以“三选二”或“二选一”的方式完成实验,避免重复教学,提高教学效率。

(三)自由调整实验顺序、安排实验时间

充分利用教学网络平台培养学生的自学能力,并试行“课内开放性实验”。每次实验课程中所有的实验项目同时开放、实验轮做,学生根据具体的情况在开课前申请当次实验项目并提交预习报告,教师统计申请结果并审阅预习报告合格后,合理调整、统一安排当次实验小组人员,实验项目根据每个学生的申请顺序轮流完成。学生能够自由选择学习某些实验项目或实验技能的时间和内容,有效地节省了教学时间,增设简单的创新性实验项目,发挥学生的创造力。

(四)搭建学生创新能力培养的平台

将“课内选修”和“课内开放性实验”环节节省的少量课堂时间交由学生自由支配,发挥他们的创造力,完成教学计划外的实验项目。由于学生的专业及成长背景的差异等原因,教学计划内的实验项目不能完全满足学生对采集的供试土壤进行完整的研究。土壤学实验室的教学资源也不可能完全满足这些要求。因此教师要充分发挥桥梁作用,协调各方面的关系,为学生创新性实验的顺利完成提供实验设备及技术等方面的支持。

(五)学生参与课程考核评定

发挥土壤学实验课程的特点,改小实验报告为结题式综合性实验报告,将原有的教学模式向研究型教学模式引导。每个实验结束后,要求学生详细记录实验过程和实验结果,在课程全部结束后,以结题式综合性实验报告的形式提交。结题式综合性实验报告具有灵活性,同样的实验由于选择供试土壤材料时的目的不同、学生对“课内选修”项目的选择不同、学生创新性实验项目设计方案的差异等原因,可能得到不同的研究结论,由此可以激发学生学习的积极性和参与性。另外,学生参与下的分组互评与教师评定相结合评定课程考核成绩,更为民主、公正、准确地说明学生的学习情况。

三、“有限自由”模式引入后的转变

(一)实验教学目的转变

结合土壤学实验课程的教学特点,通过供试土壤材料的个性化选择,深化学生学习土壤实验课程的目的。学生根据自己的兴趣及实际需要自行选择土壤学实验的供试土壤,从根本上打破以课堂教学为核心的教学模式,将实验教学环节与学生个人、家庭或社会团体生产实践相结合,实现了土壤学实验课程的教学目的从单纯完成教学任务向“完成教学任务+指导生产实践”双重目的转变。

(二)实验教学手段的转变

“课内选修”和“课内开放性实验”等教学改革措施需要借助于先进的教学手段才能实施。随着科学技术的发展,多媒体教学已经不是新鲜的教学手段,但是由于实验课程自身的特点,多媒体教学在实验课程中还没有得到广泛地应用。即使有些课程中采用多媒体教学,也多半是以理论知识和实验步骤的文字内容为主的教学课件。要利用多媒体教学设备、教学软件将实验教学内容(特别是实验操作过程中的重点、难点、实验现象及危险过程的注意事项等)展现于实验课堂,实现教师演示实验与学生实际操作的同步完成。将传统的土壤学实验教学方式的精髓与现代教学技术结合,实现从“黑板+粉笔+描述”的单一教学手段向更为“快速、直观、明确”的多样化教学手段转变。

(三)教师角色的转变

“课内开放性实验”的开展就意味着必须采取“实验轮做”的方式。课前学生要充分利用教学网络平台培养自学能力,并通过教学录像在实验课堂上的应用及教师对实验项目的具体指导,实现教师演示实验与学生实际操作的同步完成。多媒体实验教学的同步性和直观性减小了教师在课堂上的工作压力,教师更加注重掌握学生课前对实验项目的了解程度,有针对性地安排实验,实现了教师的角色由讲授、演示向指导、监督方向的转变。

(四)教学资源配置方式的转变

最大限度地将实验项目在整个学期的每次实验课程中同时开放,合理搭配高级仪器的使用频次,使学生在课堂上有充足的时间接触为数不多的高级仪器,掌握其使用方法;减少低值易耗品的购置数量,节省资源,使实验室条件得到最大限度地利用。这样,既能解决因高级实验仪器数量不足造成的实际困难,又能保证在现有实验室技术设备条件不变的情况下,实现教学资源配置方式的合理转变。

(五)实验结果意义的转变

将“有限自由”模式引入土壤学实验课程,极大地调动了学生学习土壤学实验课程的积极性,提高了学生学习实验课程的兴趣,培养了知识创新能力。由于高等院校生源的广泛性,将土壤学专业基础实验教学与生产实践相结合,实验项目成果的长期积累,将对我国农林业生产和城市乡村建设等相关领域的发展提供持续性的理论指导和技术支持。土壤学实验教学的意义从单纯为国家培养高层次农林业技术人才的层面扩展到为国家农林业生产和社会经济建设服务的新层面,并且这种服务因人才培养的需要具有长期持续的特点。

“有限自由”教学模式在保证实验教学水平的同时,把有限的课堂教学时间交给学生自由安排,充分发挥了他们的主动性和创造力。特别是在课内搭建知识创新的实践平台,尝试性地开展由学生自由选题的创新性实验小项目,将传统的土壤学实验教学模式向研究型教学模式引导,培养了学生独立提出问题、思考问题,利用所学理论分析问题,从实际出发解决问题的能力。将基础性实验的课堂教学成果服务于农林业生产实际和社会经济建设,能为相关生产生活领域提供持续性的理论指导和技术支持。

［1］申海燕.高校实验教学的新理念与新体系［J］.高教论坛,2007(2):104-106.

［2］李越.高校实验教学改革的思考与实践［J］.高校实验室工作研究,2009(2):6-8.

［3］李一峰.高校实验教学改革的思考［J］.实验室研究与探索,2008(27):111-112.