植物保护专业昆虫学实验教学改革与实践

高 萍，董 辉，薛彩云，鲁 莹，王洪平

(沈阳农业大学 植物保护学院，沈阳 110161)

实验教学是培养大学生实践能力、提升大学生综合素质的关键教学环节，是实现高校创新人才培养的重要组成部分[1]。随着我国高等教育改革的不断深入和国家创新驱动发展战略的推进，各高校都越来越重视本科生的实验教学环节。植物保护专业是传统植物生产类主干专业之一，昆虫学实验是植物保护专业课程体系的重要组成部分，对巩固理论教学、培养学生的探索精神和创新思维，以及提高学生分析问题和解决生产实际问题的能力都具有重要的作用。但是，传统的昆虫学实验课基本都是附属于理论课程，实验课时相对较少，实验内容单一且实验项目多为验证性。同时，在教师为主体的教学过程中，学生只是实验内容的被动接受者，这种教学模式不利于学生独立思考、综合分析问题和创新意识的培养。为适应当今社会对“厚基础、强能力、高素质、广适应”人才的需求，培养具有创新精神和实践能力的复合型应用人才，我们从完善教学内容体系、创新教学手段及方法、改革教学条件及优化教学评价体系等方面对昆虫学实验教学进行了改革探索，构建了适合本校植保专业人才培养目标的昆虫学实验教学新模式，并取得了良好的效果。

1 优化实验内容，构建科学合理的昆虫学实验教学新体系

实验教学内容与教学质量密切相关，构建规范化的实验课程体系对学生的知识、能力、思维和素质协调发展起着至关重要的作用，对培养和提高学生的专业技能、实践能力和社会适应能力等具有重要的引导作用。传统的昆虫学实验课验证性内容较多，调动不了学生学习的主动性与积极性，限制了学生的创造能力和抽象思维能力的发挥，达不到培养学生独立思考和创新能力的目的。

基于这种现象，我们以培养学生“实践能力和创新精神”为根本目标，对昆虫学实验教学内容进行调整和优化。在验证性、观察性实验的基础上增加了综合性、设计性实验，提升学生的实验技能和创新思维。将昆虫学实验教学分为基础性、综合性和研究设计性3个不同模块，构建了多层次的昆虫学实验课程教学体系，重新编写昆虫学实验教学大纲和实验指导书。基础性昆虫学实验以形态解剖和昆虫种类鉴定为主，与普通昆虫学理论课程同步开设。主要培养学生的基本操作技能，通过验证性观察使其理解和巩固昆虫学的基本理论知识，是综合性和研究设计性实验顺利进行的基础。综合性昆虫学实验是学生在完成验证性、观察性实验的基础上，围绕农业昆虫学、昆虫生理学及生物化学等理论知识，运用综合的实验方法和手段进行实验。内容包括农业害虫的识别与鉴定、昆虫的饲养等常规昆虫学研究所需的实验技术。该部分实验强调多学科知识的交叉运用，融理论于实践，培养学生的综合实验能力和分析问题、解决生产实际问题的能力。由于农业害虫的发生和为害具有很强的地域性，我们对这部分实验内容进行了重新编排，使其更贴近本地区农业生产实际，教学针对性更强。研究设计性实验是授之以渔的实验教学新趋势，是由学生在给定实验目标的前提下，运用已学过的相关课程知识自主拟定实验题目和设计实验方案，通过团队协作共同完成，充分发挥学生的主观能动性，培养学生的创新思维，提升综合素质。如昆虫病原微生物的分离鉴定实验项目，学生可以通过查阅文献设计实验步骤，田间采集感病昆虫后到实验室分离培养鉴定，完成整个实验过程。这部分实验对激发学生的学习主动性、培养学生的科研能力和团队意识具有重要的作用。多层次的实验教学体系将实验内容系统化和连贯化，逐步强化学生的综合应用能力和创新意识,将知识传授、素质提高和能力培养贯穿于实验教学的全过程，是培养创新应用型高素质人才的重要基础。

2 创新实验教学模式，提高实验教学效果

现代教育技术的发展为教学手段和教学方法的创新提供了有利条件。运用现代化教学手段可以实现教学资源共享，创新实验教学模式。多元化的实验教学模式是提高实验教学质量、培养更多创新型人才的重要保障。

2.1 改进实验教学手段

由于昆虫学实验涉及大量的昆虫外部形态、内部解剖及害虫田间危害症状等，直观性和实践性较强，多数院校都是采用多媒体课件与实物标本共同进行昆虫学的实验教学。为制作精良的昆虫学实验多媒体课件，我们除利用网络资源广泛收集与昆虫有关的图片及动画外，还在一些重要害虫发生季节深入田间地头拍摄了大量的昆虫原色生态照片和危害视频。将昆虫化小为大、化静为动，使实验教学内容具体化和形象化，增加了实验课的生动性和趣味性，提高了实验教学效果。如：针对设施蔬菜中严重发生的刺吸式口器害虫粉虱(包括白粉虱和烟粉虱)，我们连续多次进入学院的教学科研基地，拍摄了各个虫态特征和危害症状，并将白粉虱和烟粉虱成虫形态的主要差异(静止时白粉虱的翅较平展，烟粉虱的翅呈屋脊状)，以及随着时间而发生的害虫种群数量和作物受害程度的改变都清晰地展现给学生；对北方果树生产中重要的食心虫类害虫——桃小食心虫，我们还利用在果园中自主拍摄的视频材料联合中国农业出版社制作了“桃小食心虫测报与防治”的光盘，使学生对危害隐蔽性极强的食心虫类害虫有了更加直观的认识，并丰富了教学资源。

随着互联网技术的迅速发展和高等教育改革的不断深化，MOOC教学模式得以迅速发展。将MOOC教学模式应用于实验教学中，可以让学生根据实验要求，利用课余时间提前预习实验内容，缩短教师在课堂中的讲解和操作时间，充分发挥学生的主动性和积极性，增加师生之间、学生之间的讨论交流，培养学生的综合实践能力[2]。利用学校自主研发的“易尔思MOOC”网络教学平台，开发了昆虫学实验教学网站，实现了教学资源共享、创新了教与学的新模式。学生在上课之前先进入网站借助实验课的教学视频、多媒体课件等教学资源，了解实验内容和操作步骤。教师在课堂教学中作为参与者与学生进行讨论交流并帮助解决出现的问题。以学生为中心的MOOC教学模式使学生实验教学的学习不再受时间与空间的限制，培养了学生的科学素养和创新能力，有效地提高了昆虫学实验教学质量。

现代化教学离不开日益更新的设备[3]，植物保护实验教学中心也不断加强硬件建设以促进教学手段的创新。如最新引进的Motic数码显微互动系统，使师生互动和资源共享更加便捷高效，开创了昆虫学实验教学的新模式，进一步提升昆虫学的实验教学效果。

2.2 以学生为主体的多样化教学方法

传统昆虫学实验课教学中，教师通常占据主导地位，即教师怎么讲学生就怎么做。这种单一灌输式的授课方法使学生学习被动、依赖性强，不能充分发挥其主观能动性。我们本着“以学生为中心、强化实践能力、培养创新意识”的实验教学理念，对昆虫学实验的教学方法进行了改革。

在实验课堂上，我们打破“讲透、讲全、讲细”的传统实验教学模式，让学生作为实验的组织者和实施者，根据不同层次实验内容，综合运用启发式、讨论式、自学式等多种教学方法，充分发挥学生学习的主动性和积极性，培养其科学精神及创新意识。例如：在进行完全变态类昆虫的幼虫类型和蛹的类型实验项目时，我们准备了黏虫、玉米螟、天牛、金龟子、家蝇、蝴蝶等标本，先让学生根据它们形态上的不同进行分类并描述各类标本之间的差异，最后再由教师进行总结归纳。这种验证性的实验项目让学生带着问题去操作，可以调动学习的主动性和积极性，并加深了对实验内容的理解和掌握。而在进行综合性实验项目如资源昆虫的饲养，则是提前将实验内容留给学生，让学生利用各种资源查找相关资料，观察并记录饲养过程，然后由学生分组进行汇报并讨论，使学生在实践过程中综合运用专业知识，提高了学生的动手能力、自学能力以及分析问题和解决问题的能力。

此外，还积极引导和组织学生参加各种昆虫学相关的课外实践活动，如动植物标本制作大赛、昆虫摄影大赛、大学生创新创业项目等。这些活动作为实验课堂的延伸，提高了学生的学习热情和创造性思维，有效地促进了学生对昆虫学理论知识的理解和专业实践能力的提高。

3 加强实验室条件建设

高校实验室是培养学生实践能力和综合素质的重要基地，也是提高学生创新能力、培养创新型人才的必要场所[4-5]。作为辽宁省实验教学示范中心，我们不断加强实验室建设，改善昆虫学实验教学条件，提高实验教学的质量和效率。

3.1 加强和完善昆虫标本建设

昆虫学实验教学离不开昆虫的实物标本，典型的昆虫标本具应有新鲜、完整、各方面特征明显的特点。这不仅可以使学生直观生动地了解和掌握昆虫的各个组成部分和生物学特性，还有助于激发学生的学习兴趣[6]，强化学生的创新精神和实践能力，提高教学效果。

近年来学生数量持续增加，昆虫标本的需求量也不断加大，为此，我们从各方面积极采取措施积累更新昆虫标本。利用每年植保专业教学实习和生产实习组织学生采集、鉴定和制作标本，并将采集的昆虫标本数量和质量作为实习考核的一个方面，不仅充实了昆虫标本库，还调动了学生学习的积极性；昆虫学科的教师们结合科研调查工作，随时将采集到的标本用于实验教学，在补充标本数量的同时也保证了标本的新鲜性和代表性，提高了学生的观察效果；学院的昆虫爱好者协会每年都会开展多次野外采集活动，这些标本也成为实验教学标本的重要来源。对一些在本地无法采集到的昆虫则通过购买、与其他单位间交流来获得。此外，实验中心教师还结合社团活动定期组织学生对昆虫标本进行防腐防虫工作，延长昆虫标本的使用寿命和使用效率。

3.2 加强实验室硬件建设

以省级实验教学示范中心内涵建设为契机，植物保护实验教学中心先后购买更新了多台体视解剖镜，使实验用镜的数量和质量不断提升，极大地满足了昆虫学实验教学的基本要求，保障了实验教学效果。近年来，随着计算机网络及多媒体现代化教育技术的快速发展，数码显微互动系统已广泛应用于多门生物学实验的教学中[7]。中心建立了数码显微互动实验室，配备了多台数码互动显微镜，实现了昆虫标本图像的共享。数码互动显微镜的应用，克服了传统昆虫学实验教学的局限性，提高了昆虫学实验教学内容的丰富性和教学资源的利用率，同时也激发了学生观察标本的积极性和师生之间的互动交流。此外，为满足综合性及研究设计性昆虫学实验的需要，中心还增设了光照培养箱、恒温箱、人工气候培养箱、显微照相系统等仪器设备。

3.3 设立开放实验室

实验室是培养创新人才的重要基地, 通过开放实验室建设提升实验教学的整体水平是现阶段实验教学改革的主要方向，是培养创新人才和提高学生实践能力的重要保证[8]。为进一步丰富昆虫学实验教学的内容和形式，适应高等农业教育改革和推进素质教育的要求，积极探索建立开放性实验室。在不影响正常教学的情况下对实验室进行开放管理，并建立了开放实验室管理制度。开放实验室为学生提供了课外的昆虫学实验实践平台，对正常昆虫学实验教学体系是一种有益的补充。学生可以在开放实验室中进行昆虫标本的制作、昆虫种类的鉴定、昆虫的饲养等各种课外学术活动及创新训练项目的研究。实践证明，开放实验室对培养学生科研创新意识和创新能力，提高学生的实践水平和综合素质都起到了重要的作用。

4 重视实验过程管理，完善实验考核方法

考核是上好实验课不可缺少的一个环节, 也是培养学生由“知识型”向“能力型”转变的重要措施。规范公平、合理的考核评价体系，是提高学生重视学习的有效手段[9]。

传统昆虫学实验考核方法多注重实验结果的考核，实验成绩主要由实验报告及期末考试来决定，考核方式比较单一，难以客观反映学生的真实水平。由于考核对实验执行的过程没有任何体现，也导致了部分同学对实验课不够重视，上课时不能集中精力进行实验操作，而是忙于完成实验报告。这种考核方式无法调动学生对掌握昆虫学实验技能的主动性，也影响了实验教学质量。为此，我们建立了以创新意识、实践能力和综合素质作为主要考核指标的多元化昆虫学实验课考核办法。新的考核方式更加注重整个实验过程的管理和监督，从出勤、实验态度、实验动手能力、实验报告等方面对学生进行多样化综合考核，使考核结果更全面、客观和准确。其中，出勤情况10%，实验态度和纪律10%，平时回答问题情况10%，实验操作能力和创新意识30%，实验报告撰写质量10%，期末考试30%。新的考核评价体系更加趋向公平合理，能够比较全面充分地考察学生在实验过程中的表现，从而更加真实、有效和公平地反映每个学生的动手能力和实验水平。改革后的实验考核可操作性强，不仅激发了学生实验兴趣，提高了学生学习的积极性和主动性，而且强化了学生创新意识和动手能力的培养，有利于创新型植保专业人才的培养。

5 结语

实验教学是加强理论联系实际，巩固和丰富理论教学的必要途径，也是实现素质教育和创新人才培养目标，加强学生实践能力和创新能力培养的重要手段[10]。通过几年来对植物保护专业昆虫学实验教学内容、教学方法、教学条件及考核等方面的改革与实践，激发了学生学习的积极性和主观能动性，切实提高了学生的创新能力、专业实践能力和综合素质，取得了良好的教学效果。