草业科学专业实验教学探索与思考

常生华， 侯扶江

(兰州大学草地农业科技学院草地农业生态系统国家重点实验室，甘肃兰州730020)

0 引言

草业科学从1923年美国Arthur W Sampson所著《Range and Pasture Management》作为第一本大学教科书诞生开始，到现在已经90年了［1］。我国草业科学的概念和发生由任继周先生于上世纪90年代提出，也近30年历史。任继周先生认为草业科学是研究从草地资源到草地农业生产的草地农业系统的科学。它含有3类因子群、3个主要界面和4个生产层［2］。实验教学是草业科学教学过程中的一个重要环节，通过实验教学，可使学生加深对课堂理论知识的理解，掌握基本的草业科学研究的实验技能，提高学生的动手能力，激发学生对知识的探求欲，从而培养学生掌握知识、使用知识和知识创新的能力，是提高学生综合素质最基本的途径之一［3］。

1 草业科学实验教学中存在的问题

1．1 实验课时在教学课时中的比重偏小

草业科学是一门应用型的学科［4］。目前，在全国开设草业科学专业的高校有27家，从各高校草业科学实验课安排来看，草业科学类专业的实验课课时甚是偏少，且基本上都是安排在相应课程的总学时里，占到相应课程总课时的1/6左右［5-6］。近年来，高校招生规模日趋扩大，教学成本增加，教学经费严重短缺，实验室资源随之越发紧张，面临此种情况，大部分高校只有通过以减少实验教学时间来减少教学成本，因为实验教学在教学成本中占到较重的比例，由此实验教学被进一步削弱［7］。

1．2 实验教学安排重复多

传统的教育方式下，实验课的安排主要是根据理论课的安排来设置，草业科学专业的实验课安排也不例外。就全国开设草业科学专业的高校调查表明，尽管也有好多高校对实验课教学进行了改进，但在实验课内容的安排上，还存在各项试验彼此间缺乏有机的统一，很大程度上存在着实验的重复问题。理论课的设置通常主要有基础课、专业基础课和专业课［8］。在开设过程中，绝大多数高校是按照学生在校时间从基础课、专业基础课和专业课循序渐进的开设，针对理论课的安排，相应的草业科学涉及的实验课一般都在学生2、3和4年级对应开设，且设置单一，试验之间没有相互的连贯性和系统性，学生只能在特定的时间段内，来围绕一个个独立的知识点去机械的做相应的实验，虽然有助于对课堂理论知识的理解，但但还是缺乏对具体课程知识体系的理解，对整个专业中的各课程体系就更是知之甚少，雾里看花，有些甚至对对应的课程的知识点也不能理解。譬如在“草地调查与规划学”、草原学、草地培育学、牧草栽培学都涉及到“草地地上生物量的测定”，各单独的课程中都涉及到该实验，这样不仅浪费了试验资源，且浪费了有限的实验课时。在实验教学过程中，应该多设置系统的实验，大型的实验，将整个课程体系联系起来，至少让单门的课程的知识点贯穿起来。

1．3 实验教学内容陈旧

现有的草业科学实验教学大纲中的内容和实验教材设计，基本上参照上世纪来做的，与现代化有些脱节。现代科技突飞猛进的发展主要是在上世纪末至今，尤其象电子技术、信息技术等，也是这些技术很大程度上推动了草业科学的发展。但是现在的草业科学实验课教学内容中，还是和以前一样，围绕经验性、验证性、演示性的实验为主，而结合现代科学技术，开设系统性、综合性和创新性实验很少。实验的内容偏重于理想化的假设和对理论知识的演示，联系实际生产较少，应用起来不是很实际［9］。另外，实验教学的方法使用上，也是基本依照八九十年代灌输式的方法进行，显得陈旧死板，致使学生在教学的过程中处在被动的地位。针对传统实验教学的现状和问题，应结合现代化的技术手段，采用综合的实验教学方法，可能取得较好的教学效果，实现培养目标。

1．4 学生缺乏主观能动性

传统的教育告诉我们，“师者，传道授业解惑也”，教学常常以老师为中心，老师讲，为学生们传道授业，学生们处于被动地位，认真听，实验教学也是如此，老师首先实验目的讲起，从所使用的方法和原理到仪器的使用，按照试验大纲内容的设计，统统地给学生讲一遍，然后再演示一遍，就让学生们按照演示的步骤，模仿到底。在整个教学过程中，学生知识模仿老师的演示，完成全部内容即可，而缺乏对问题本身的思考，没有一点积极性、主动性和创新性［10］。随着社会的发展，尤其在实验课的教学过程中必须以学生为中心，老师只不过是在学生解决问题的过程中的帮助和引导其探索的角色。让学生自己带上问题去设计探究性实验。具体操作过程中，首先引导学生针对实验目标提出问题，利用所学的理论知识去寻求解决问题的方法，然后设计探究的方案，最后去解决。在整个教学过程中，始终让学生自己来唱主角，让其在做的过程中发现问题，再去解决问题，从而培养学生的探索和创新意识，以提高其草业科学素养。近几年，实验教学过程中在实验课的教法上大多高校的教师进行了许多有益的探索，但还是治标不治本，因此，有必要对实验教学的内容和形式进行更新和改革，以培养学生的主观能动性［11］。

2 草业科学实验教学改革探讨

2．1 优化草业科学实验教学大纲

草业科学专业是应用能力、动手能力和与现代科技结合紧密的专业之一［12］，草业科学专业的实验教学也主要以动手能力较强的专业实验为主，包括草地资源调查实验中草地生产力测定、土壤水分测定、土壤养分测定、家畜生产力测定等与理论教学相关的配套实验。随着社会生产力的发展和对草业人才的需求来看，草业科学实验中的应用部分和动手处理实际生产中的问题急需解决［13］。在制定教学大纲时，应把握以下原则:在紧密结合科学前沿的基础上，充分利用现代化的技术手段，从解决实际问题出发，以4个生产层理论为指导，界面论为支撑，编制综合性、系统性较强的实验大纲，以操作性、综合性、创新性实验为主，集成单一的、演示型的独立实验［14］。适当加大实验课时的比例，设置一些选做实验，在实验课时充分的条件下，让学生能够根据自己的爱好，选作一些实验，在培养兴趣的同时让学生掌握实验技能，同时提高他们的动手能力和思考能力，为其毕业后走向工作岗位打下了良好的基础［15］。

2．2 根据不同方向设置一定的梯度试验

兴趣在人们探求知识的过程中起着关键的作用。尤其在教学过程中，老师如何去引导学生探求知识，是激发学生对知识的探究兴趣的关键所在［16］。研究表明，在实验教学过程中，设置一定梯度实验，这样对激发学生探究兴趣的效果很好［17］。学生面对梯度试验，首先要去想解决问题的办法，这样由浅入深，在操作过程中发现问题，解决问题，层层深入，最后克服种种困难，取得实验成功及良好的实验结果，这种由成功的喜悦而带来的对实验产生兴趣很大程度上会激发学生的探求欲望。在草业科学的实验教学中，随着实验教学的展开，学生认知能力不断提高，发现的科学问题就越多，他就会思考一系列的问题，譬如草业科学的4个生产层分别应用在生产中的那个层面?家畜放牧试验考虑到哪些因素?影响草地生产的主要因子是什么?如何进行土壤改良来增加草地生产力?等等。当将优化的梯度试验将学生引入到对草业科学理论知识的实践后，以贯穿草业科学的框架4个生产层和3个界面为主线，层层深入，由浅入深，循序渐进［18］。在整个教学过程中，始终让学生带着设置的问题去自己思考，布置解决方案，在激发其想象力的同时，激发其主动探索的兴趣。整个探究过程中学生充满对科学的热情，并且都处于积极主动的状态。学生始终是学习过程中的主角，教师只不过是组织者，去按照认识问题的科学轨迹引导和帮助学生完成对问题的探索，从而改变以往“以老师为中心，学生被动听”的教学模式，建立一种“学生主动探索为主，老师引导帮助为辅”的教学新模式。

2．3 抓住学生的心理塑造学生的团队精神

以往的演示实验，单一实验，学生只要专心的听完和看完老师的讲解和演示后，可以独立完成。而设置一定的综合实验和系统性较强的实验后，就将单一的片面的知识点贯穿起来，需要同学们合作才能完成，在做实验的过程中，往往因为个人的操作能力、判断能力和观察能力等不同而直接影响实验结果，而在这种合作式的过程中，学生们都会因为年轻而充满表现欲［19］。在大家探讨好实验方案后就会有明确的实验目的和详细的分工协作，整个实验过程 需要每个学生的积极参与和准确操作方可，对每一位学生来讲，每一步都至关重要，不能有半点马虎，不然就前功尽弃，一荣俱荣，一损俱损，由于表现欲的影响，谁也不想出错，这种心理下学生会在实验过程中的每一步上都会认真对待、细心操作，主动积极，全身心地投入到实验中。在草业科学实验教学过程中，可以利用学生的这种心理，通过开展综合实验，培养了学生基本的科研素质和互助合作的团队精神［20］。

2．4 实验与科研结合培养学生的基本科研素质

将老师的最新科研成果带到课堂上来，将学生的实验搬到教室的科研项目中去，这样有利于学生及时的掌握科学前沿，尤其象草业科学这种应用基础研究的专业［21］。兰州大学就通过“创新创业”“暑期活动”等一系列的活动，资助学生自己组织的科研活动。让学生利用课余时间选择感兴趣的实验内容去参加老师的科研项目。学生可以自己组织团队，根据爱好，自己查找资料，制定相应的研究目标，结合老师的科研项目，与教师一起制定研究方案，做一些实验与科研相结合的项目。这样不仅激发了学生的创新意识，还提高了学生分析问题、解决问题的能力，初步培养学生的基本科研素质和创新精神。在实验教学过程中，结合科研项目，设置一些综合性实验，鼓励学生进行探索，培养学生思考问题、解决问题的过程。在实践过程中，积极引导学生的收集资料，培养学生自己学习的途径和方法。引导学生养成思考问题的习惯，在操作过程中循序渐进，避免产生急于求成、不求细节的浮躁心理，为进一步培养和发展学生的创新能力奠定基础［22］。

2．5 实行开放式实验教学

草业科学的综合实验，受动植物生长周期限制很大［23］。因此建议实行开放式教学，实验室开放、实验内容开放、实验时间开放、教学管理手段开放。学生可以根据自己的兴趣，选择不同的实验，通过不同的途径(譬如通过网络、电话)来预约，来合理科学的安排自己的时间来完成实验，实验室或者野外试验室随时开放。实验内容不限，也可以有学生自己设置，老师把握方向。在实验教学内容安排上，将部分科研内容作为可选实验内容，老师对实验方案进行检查、指导和修改后，学生具体操作。在实验过程中，学生及时向老师反馈实验进展和初步结果，老师及时的帮助和修正操作过程，引导学生去完成实验，获取数据，写出实验论文。

3 结语

草业科学专业是一门应用性较强的专业，尤其偏重生产实践的应用性，随着社会科技水平的快速发展，动手能力在社会人才需求中的地位越来越高。实验教学是提高学生动手能力的重要方式之一，针对当前草业科学试验教学的综合性、实践性和应用性，通过实验教学的改革和创新，探索出适合培养综合性人才的实验教学模式，在学生的实践能力和创新能力培养中有积极的作用。

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