水土保持与荒漠化防治专业“荒漠化防治工程学”课程实习的改革探索——以北京林业大学梁希实验班为例

(1.北京林业大学水土保持学院，北京 100083；2.宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站，宁夏盐池 751500)

为了满足我国生态文明建设事业对林业领域创新人才的需求，北京林业大学于2007年设立了梁希实验班，以期培养一批基础好、能力强、素质高，具有国际竞争力的林业优秀创新人才[1]。2007—2012年，北京林业大学开设的梁希实验班包括文科类、理科类和工科类3个班级[2]。其中，梁希理科实验班设置了水土保持与荒漠化防治专业方向。2013年，北京林业大学又专门设置了水土保持与荒漠化防治专业梁希实验班。梁希实验班单列教学计划，实行小班教学，采取多样化的人才培养模式和个性化的培养方案，旨在着重培养学生的科研素养和创新能力[2]。

“荒漠化防治工程学”是水土保持与荒漠化防治专业的必修课，也是核心课程。长期以来，北京林业大学“荒漠化防治工程学”课程教学在全国同类高校中一直处于领先地位，2004年被评为北京市精品课程[3]。由于“荒漠化防治工程学”课程教学内容具有综合性、实践性的特点[4]，所以如何充分利用宝贵的课程实习时间，强化理论教学效果，提高学生的实践能力，成为“荒漠化防治工程学”课程教学研究的重要任务。

近年来，北京林业大学“荒漠化防治工程学”课程教学团队结合多年的教学科研工作经验，在系统分析“荒漠化防治工程学”课程实习情况的基础上，总结了“荒漠化防治工程学”课程实习存在的问题，并进行了大胆的改革，以期进一步深化“荒漠化防治工程学”精品课程的建设，提升梁希实验班拔尖创新型人才的培养质量，为全国同类高校“荒漠化防治工程学”课程实习提供参考和借鉴。

一、水土保持与荒漠化防治专业“荒漠化防治工程学”课程的教学安排

“荒漠化防治工程学”是北京林业大学水土保持与荒漠化防治专业大三年级春季学期也就是第二学期开设的必修课程。大三年级的学生已经系统学习了“气象学”“土壤学”“植物学”“树木学”“生态学”“地貌学”“地质学”“流体力学”“水文水资源学”“土壤侵蚀原理”和“风沙物理学”等前置基础课程，具备了较好的专业基础知识。“荒漠化防治工程学”课程以荒漠化的基本概念和我国荒漠化概况为切入点，主要介绍荒漠化的类型、成因和危害，并基于荒漠化防治的风沙物理学和生态学原理，重点讲授荒漠化防治的植物措施和工程措施，系统阐述旱作农田、荒漠绿洲、草(牧)场和公(铁)路沙害防治的措施体系。“荒漠化防治工程学”课程实习旨在通过实践教学活动，使学生进一步深入理解课程知识，并将理论与实际相结合，培养学生综合运用课程知识解决实际问题的能力。“荒漠化防治工程学”课程共有24学时，其中课程实习8学时(0.5周)，选课学生约为75～100人。课程实习主要在北京及其周边地区(如永定河沿岸沙地、怀来天漠影视公园等)开展。

二、水土保持与荒漠化防治专业“荒漠化防治工程学”课程实习存在的问题

北京林业大学开设的“荒漠化防治工程学”是北京市精品课程。经过多年的教学实践，师资队伍、课程内容体系、教学管理和教学条件等日臻完善，并得到了同行的普遍认可与好评[4]。但是，“荒漠化防治工程学”课程教学团队在总结、反思的过程中，也发现了一系列的问题与不足。这些问题与不足制约了“荒漠化防治工程学”课程实习质量的进一步提升。

(一)参加课程实习的学生人数较多，影响了实习效果

近年来，北京林业大学水土保持与荒漠化防治专业学生规模不断扩大，现已扩招至3个班，学生人数约为75～100人。目前，课程实习仍采取大班授课模式。在有限的8个学时(0.5周)里，让人数众多的学生完成丰富的课程实习内容，是较为困难的。因此，如何科学合理的设置实习内容，设计实习流程，高质量、高效率地完成课程实习任务已成为“荒漠化防治工程学”课程实习急待解决的重要问题。

(二)课程实习的学时不足，且缺少适宜的实习地点

自20世纪以来，我国北方风沙区土地荒漠化形势严峻，危害强烈。特别是在北京地区，频发的沙尘暴引发了社会各界的关注。因此，国家和北京市等各级政府投入了大量的人力、物力、财力治理荒漠化土地，使我国荒漠化土地得到了有效治理，且成效显著。1999—2014年，我国荒漠化土地面积由267.41万km2下降至261.16万km2，沙化土地面积由174.61万km2下降至172.12万km2[5]。北京地区土地荒漠化形势也发生了颠覆性的逆转。因此，目前在北京地区已经难以找到适宜开展课程实习的地点。如果去土地荒漠化严重的地区，仅有的8个学时的课程实习时间是无法满足的。

(三)大型仪器设备共享机制尚未建立，影响了学生科研能力的提升

北京林业大学水土保持学院科研实力雄厚，依托水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室、水土保持国家林业局重点实验室和北京市水土保持工程技术研究中心等科研平台，使学院拥有了丰富完善的实验研究设备。2013年，北京林业大学水土保持学院依托“985”科技创新平台建设项目和“211”工程建设项目等，新建了风沙物理实验室。实验室拥有风洞实验系统、三维移测系统等一系列大型仪器设备，这些研究平台和仪器设备是本科教学活动的重要依托和支撑。但目前，这些研究平台和仪器设备主要用于科学研究领域，尚未建立起大型仪器设备共享机制，学生实习无法充分利用这些仪器设备，影响了实习效果，也影响了学生科研能力的提升。

三、水土保持与荒漠化专业梁希实验班“荒漠化防治工程学”课程实习的改革措施

“荒漠化防治工程学”是梁希实验班的必修课程，开设于大三年级秋季学期也就是第一学期。因为梁希实验班单列教学计划，所以，与水土保持与荒漠化防治专业普通本科教学相比，梁希实验班的“荒漠化防治工程学”课程提早一学期开设，此时梁希实验班的学生已学习了“气象学”“土壤学”“植物学”“树木学”等前置基础课程。从人数上看，梁希实验班仅有16～20人，人数远少于水土保持与荒漠化防治专业的本科班级，属于小班授课模式。从授课时间看，梁希实验班“荒漠化防治工程学”课程实习学时为16学时(1周)，明显高于水土保持与荒漠化防治专业普通本科的实习时间。从授课内容来看，梁希实验班讲授内容更丰富，难度更高，更加侧重学生科研素质和综合能力的培养。因此，采取传统的面向普通本科教学的“荒漠化防治工程学”课程实习的教学模式已经不能满足梁希实验班的教学目标和人才培养的需求。

(一)依托教学科研基地开展课程实习

针对梁希实验班学生人数相对较少，小班制授课，课程实习学时较为充足的特点，任课教师打破了传统的“学校课堂讲授+北京地区实习”的教学模式，将课程实习的地点搬进了在北方风沙区建立的教学科研基地。梁希实验班先后赴宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站(毛乌素沙地)和中国林业科学研究院沙漠林业实验中心(乌兰布和沙漠)等科研基地开展实习活动。在教学科研和防沙治沙实践工作的第一线，其自然条件和基础设施不仅能够充分满足课程实习的基本需求，给予学生直观的环境感知和学习体验，而且任课教师还能充分利用教学科研基地的资源，采取班级讨论、小组研讨和“一对一”交流的授课模式，培养学生的认知能力和开展科学研究的能力。

(二)课程实习与荒漠化防治的实际问题紧密结合

乌兰布和沙漠和毛乌素沙地位于我国北方风沙区的核心地带，在此开展“荒漠化防治工程学”课程实习，比在北京及其周边地区开展课程实习更具有得天独厚的优势。在防沙治沙的第一线，可以让任课教师就地取材、因地制宜，将“荒漠化防治工程学”课程理论知识运用于实践活动，通过设置一系列与防沙治沙和生态环境建设工作密切相关的实践教学环节，有效提升学生理论联系实际和解决实际问题的能力。在防沙治沙的第一线，学生首先可以对荒漠化土地有一个综合性认识，其次可以对常见沙生植物特征进行辨识，对荒漠化地区土壤和水资源进行调查，对防沙治沙技术措施进行评价，开展风沙地貌和风沙流观测，进行流动沙丘工程治理的实践。同时，通过与一线防沙治沙工作人员的交流座谈，学生切实了解了防沙治沙工作的实际情况，了解了水土保持与荒漠化防治专业的重要性，增强了学生对于专业的认同感和自豪感。

(三)建立大型仪器设备共享机制，加强学生科研能力的培养

科研工作离不开大型仪器设备，它是科研人员完成科研工作任务必不可少的硬件条件。建立大型仪器设备的共享机制，可以让科研促进教学，是推进研究型教学的重要途径。因此，“荒漠化防治工程学”授课团队积极与风洞实验等大型仪器设备的相关负责人联系，协调时间、场地、材料、助教等，本着“源于基础知识，贴近科研实践，培养科学素养”的教学理念，在任课教师的指导下，将学生化整为零，让学生“自己设计、自己制作、自己观测、自己计算、自己总结”，开展风洞模拟实验研究，彻底改变了以往“参观式”的课程实习模式。通过共享大型仪器设备，拉近了学生与科学研究的距离，激发了学生的学习热情，形成了“科教互促、参与共享”的大型仪器设备开放运行机制和新的课程实习模式。

四、水土保持与荒漠化防治专业梁希实验班“荒漠化防治工程学”课程实习改革的成效

(一)提升了学生的学习兴趣

兴趣是最好的老师，通过改革，学生在实习过程中的学习兴趣和参与热情明显提高，实习出勤率始终是100%。更重要的是，学生能够在实习过程中发现问题、提出问题，并在教师的指导下思考问题、分析问题、解决问题、增强了学习的主动性。同时，在教师和学生之间形成了良好的教学互动，达到了“自由开放，求实创新”的课程实习效果。

(二)培养了学生的科研素养

在课程实习的过程中，学生针对遇到的一些学术问题和有趣的自然现象，能够积极思考探索，部分学生还基于这些问题申报了大学生创新创业训练计划，如“四种典型沙区植物幼苗蒸腾速率对风的响应”“基于风洞实验的农田防护林优化配置研究”和“毛乌素沙地掘穴蚁筑丘活动对土壤质量的影响”等。这些项目先后获得国家、省市等各级大学生创新创业训练计划立项，学生按照研究计划有序开展了研究工作，部分项目已经通过专家评审，顺利结题。梁希实验班学生的科研素养和科研能力的提升，为研究生阶段的学习奠定了坚实的基础。

(三)强化了课程实习的效果

教学评价是量化评价课程授课效果的重要依据。改革后，“荒漠化防治工程学”课程实习的教学评价得分始终位列学院、学校前列。2015—2016学年、2016—2017学年和2017—2018学年，梁希实验班“荒漠化防治工程学”课程实习教学评价得分连续3年进入学生教学评价排名前5%，见表1。

表1 2015—2018学年北京林业大学梁希实验班“荒漠化防治工程学”课程实习教学评价结果

教学评价结果表明，梁希实验班“荒漠化防治工程学”课程实习的教学效果得到了学生的肯定。此外，在北京林业大学“梁希实验班”创办10周年纪念活动中，“荒漠化防治工程学”被评为梁希实验班优秀课程，相关任课教师被评为梁希实验班优秀教师。

实践能力是创新能力形成和发展的重要前提条件[6]。梁希实验班“荒漠化防治工程学”课程教学团队从专业知识和职业技能的角度出发，结合梁希实验班人才培养目标，对“荒漠化防治工程学”课程实习进行改革，形成了较为完善的“荒漠化防治工程学”课程实习教学体系，推进了“荒漠化防治工程学”精品课程建设，促进了水土保持与荒漠化防治专业拔尖创新型人才的培养工作，为同类院校“荒漠化防治工程学”课程实习改革提供了宝贵经验。