新农科背景下农学专业“作物育种学实习”教学现状及对策思考

李佳佳,司红起,卢 杰,张文明,陈 璨,苗 龙,高慧慧,王晓波

1 引言

2019年6月《安吉共识——中国新农科建设宣言》发布,标志着我国新农科建设工作正式启动。新时代对高等农林教育提出了前所未有的重要使命,新时代新使命要求高等农林教育必须创新发展[1],这就要求涉农高校农学类专业新课程体系需要充分融入新农科理念,新农科必须面向新需求,除了加强已有的公开通识课教育之外,还要做好学科专业知识体系的完善、补充及交叉[2]。2020年12月中央经济工作会议首次将解决好种子和耕地问题作为年度工作重点任务单独列出后,2021年中央一号文件明确提出,提升粮食和重要农产品供给保障能力,打好种业翻身仗,对育种基础性研究以及重点育种项目给予长期稳定支持;加快实施农业生物育种重大科技项目,全面推动乡村振兴。国家“十四五”规划明确提出,突破“卡脖子”问题,关键靠创新,这对涉农高校农学类专业发展和定位提出了更高的要求。

“作物育种学”是研究选育和繁育优良作物品种的理论和方法的应用型科学,是农学、种子科学与工程等专业的核心课程,其实习具有较强的季节性、实践性和综合应用性。农科类专业是理论紧密联系实践、操作性较强的一类专业,随着农业现代化的不断推进,社会对农业类人才的需求偏向于知识面广、动手能力强、能将专业知识和技能应用于社会实践的应用型人才[3]。但在传统教育教学模式下,“作物育种学”理论与实践实习教学未能做到有效衔接,占据时间较多的理论教学缺乏对学生实践能力的培养,导致教学内容更新缓慢、教学方式单一、新的教学理论无法有效落实,尤其是面对近年来环境气候的变化、新兴分子生物学技术的发展以及新的育种理念的诞生,均不利于培养与提升农科类学生的综合素养和应用能力。长期以来,“作物育种学实习”教学受季节、学时、实验条件和场地的限制,难以系统地完成实习项目,大部分是以教师为中心、安排数个较为简单的教学实习内容,学生按实习要求开展实践,导致学生主观能动性和实习积极性较差,原有的教学形式与“以学生发展为中心”的教育理念存在一定出入,忘却了提高学生实践能力的初衷,忽略了对学生创新意识的培养,这样的实习教学起不到锻炼学生独立思考、独立操作和独立创造的能力[4],不利于培养新农科理念要求和现代化社会进程下的综合应用型农科人才。

“作物育种学实习”是与“作物育种学”理论相配套的实践教学课程,在农业院校转型背景下,实习教学越来越重要。虽然“作物育种学实习”教学一直在进行改革,并取得了一定的发展,但在实习过程中仍然存在一些问题。本文基于学生调查问卷的结果来探究新农科背景下农学类专业学生“作物育种学”教学实习的现状、问题和对策。

2 调查问卷的设计与实施

2.1 调查问卷的设计

本研究设计的调查问卷共23题,包含19个单选题,2个多选题和2个意见或建议题,涵盖了“作物育种学实习”的各个方面。

2.2 调查问卷的实施情况

本次问卷调查基于问卷星平台,以电子问卷形式开展,在规定时间内完成。共收到有效问卷363份,其中男生194人,女生169人;大一(2019级)学生占22.31%,大二(2018级)学生占31.40%,大三(2017级)学生占33.61%,大四(2016级)学生占12.67%;农学专业占58.13%,种子科学与工程专业占30.85%,其他涉农专业占11.02%。分析表明,问卷调查结果能够较好地反映出农学类本科专业“作物育种学实习”的实际情况。

3 “作物育种学实习”实践课程现状和问题

3.1 学生对待“作物育种学实习”实践的态度较为积极

应用型人才的培养是以人为核心的,创新实习实践的主体就是学生,学生对于创新实习实践的态度反映其进取心的强烈与否,强烈的进取心是应用型人才应该具备的基本素质之一[5]。调查发现,77.14%的学生支持开展“作物育种学实习”周,21.21%的学生认为无所谓,只有1.65%的学生表示不支持(图1A)。在“作物育种学实习”时间安排上,24.24%的学生认为一次实习课以1～1.5小时/次适宜,41.32%的学生认为1.5～2.0小时/次适宜,19.83%的学生认为2.0～3.0小时/次适宜,14.61%的学生认为3h以上时间/次适宜(图1B)。55.92%和23.97%的学生认为在学校各试验基地与合作企业开展实习实践课程为宜,17.63%的同学认为没必要出校,在学校实验室实习即可,只有2.48%的同学认为实习地点的选择不影响实习实践(图1C)。综合分析可知,本次所调研农学类本科专业学生对创新实践实习的态度是积极的。

图1 学生对“作物育种学实习”安排的看法注:A:学生对开展实习周的看法;B:学生对实习时间安排的看法;C:学生对实习地点的看法。

3.2 对实践教学的重视度不够

以农学专业为例,“作物育种学”理论教学课时安排为4.5个学分,而“作物育种学实习”教学课时只有 2个学分。此外,受传统教育理念的影响,部分老师具有重视理论教学,而轻视实践教学的思想。再者,理论课时教学安排相对固定,而实践教学安排相对随意。实践教学未得到足够重视,易引起授课教师与学生不认真对待实践实习教学,导致课程参与度不高,实习课程效果不好。

3.3 教师资源配置不够合理

与理论教学相比,“作物育种学实习”教学多安排中青年教师承担,这就造成教师资源配置不合理现象的发生,一是中青年教师教学经验和教学技巧尚未构建成熟的教学体系,对实践课程的整体把控可能不到位;二是中青年教师在科研产出和理论教学方面面临着较大的考核压力,往往无心于实践教学,常常形成一种走马观花似的实践实习,对教师和学生均造成不利影响;三是理论与实践授课可能非同一老师担任,造成实践实习与理论学习内容存在出入现象,不利于实践的深入。

3.4 课程设置存在不协调现象

调查显示,实践课程授课时间的安排仍需进一步完善。41.05%的学生认为所在学院创新实践实习周课程时间安排在周末较为合理,在周末上实践课能够更好地学习一些专业知识与实习操作;58.95%的学生认为时间安排在周一至周五较为合理,这可能是学生想要有自己的个人时间,不想让实习课占据周末。有关调查发现,37.74%的学生认为课程设置安排上存在不合理现象,相较于“作物育种学”理论课程,“作物育种学实习”教学体系框架不够完善,重实践过程而轻实践内容;实践教学内容与“作物育种学”理论科学研究热点结合不够紧密;授课内容与其他学科交叉性及融合性不够深入,甚至实践内容并不包含学科交叉知识;实践课程内容安排过多或者过少等。此外,与有教材作为辅助资料的其他理论课程相比,实践课程无法提前预习学习内容,部分学生反馈上课前并不了解实践课程主要内容,导致实践过程中学生对实习内容与专业理论学习衔接不到位。有些老师把“作物育种学实习”仅仅等同于田间农事操作,导致一部分学生很反感,对实践实习失去了原有的兴趣和积极性。

3.5 学生理论知识储备存在不足之处

调查发现,28.1%的学生认为目前的理论课知识储备能完全支持其完成创新实践实习;56.75%的学生认为其理论知识一般,比较能够支持完成创新实践实习;15.15%的学生认为其理论知识缺乏,目前的理论课知识储备难以支持其完成创新实践实习。究其原因,一是实践课程是一门相对综合性较强的实习过程,包括同一学科不同理论知识的融合,在实习过程中反复应用不同理论知识对学生来说可能有一定难度;二是教师没有在实践授课前进行理论教学,学生没有进行很好地理论知识预习,所以,在实践授课阶段理论与实践无法较好地衔接等。理论知识的掌握情况是学生实习实践有所收获的前提,理论知识储备丰富,创新实践实习能够很好地将理论与实践相结合,收获的能力与知识将会事半功倍,反之,则事倍功半。

3.6 现有授课方式不利于培养学生的创新精神

对于教师授课方式,56.75%的学生倾向于师生互动,共同完成实习内容的方式;36.64%的学生倾向于老师讲完理论,指导学生动手实习;5.23%的学生倾向于只要老师讲,学生只听不动手的实习方式;仅1.38%的学生认为实习课需要学生自己探究。结果表明,学生对于实习课的方式,倾向于老师是主体,学生是客体,老师分发任务,学生随着老师的课程设计开展实习课,这种方式让学生缺乏主观能动性,创新意识不强,而创新性是应用型人才最重要的特性,培养学生的创新精神、创业意识和能力是塑造学生的基本目标[6],同样也是新农科的培养目标之一。因此,如果继续完全以老师为主体就失去了该创新实践实习课的意义,所以,“作物育种学实习”还需要转变方式,让实习课成为学生动手实践,老师引导辅助的新型教学方式。

3.7 现有考核方式不利于调动学生积极性

在实践课程学习效果评价方面,老师们对于课程的考核方式各有不同,但实习报告和出勤相结合是目前普遍的考核方式,如宋丹丹等在对“食品安全检测实验”课程问卷调查中所用的就是这种方法[7],还有为了提高学生积极性,将课堂参与度也作为总分的一部分[8]。本次调查结果显示,在实习课的作业完成情况中,独自或者和组员一起完成的学生占到77.13%;在老师或者同学的指导下完成的占18.73%;对照或参考其他同学完成的占3.31%;偷工减料、拷贝其他同学成果的占0.83%。此外,针对实习课的考核方式,85.40%的学生都有写作实习报告的经历,52.34%和52.89%的学生分别有分组PPT答辩和论文撰写经历,其他形式的考核方式仅占5.51%。对于以上三种主要的考核方式,58.68%持赞同意见,34.44%表示没意见,6.88%的学生认为该考核方式不科学,但未给出具体理想中的考核方式。

3.8 调查报告显示的学生心声

结合363份学生问卷调查分析,针对“作物育种学实习”课程教学,学生有以下建议与期望:一是在实习开始之前,要给学生构建整个实习过程的理论体系框架,明确实习目的、实习环节及预习重点;在实习中,理论联系实际,让学生知其然,更要知其所以然,更好地提高实践应用能力;二是合理规划实习工作量和学生人数,做到小而精,让学生多动手实践,做到实习课学生主导,老师指导辅助,从依赖型被动接受的学习中跳脱出来,养成主动、积极的学习习惯。三是根据作物生长发育特点,开展连续的综合性设计类实习项目,师生一起探讨相关问题,发现问题,解决问题,在交流互助中提升实践应用能力。四是增加赴科研试验基地或企业实习的比重,同时改革创新实践课内容和考核方案,而不是单纯地走马观花,最终交了一份没任何质量的实习报告等。这些好的建议或意见将是未来“作物育种学实习”教学综合改革的重要依据。

4 “作物育种学实习”实践创新思路及对策分析

4.1 以新农科培养目标为导向,进行课程改革创新和学科交叉实践

“安吉共识”提出,高等农林教育要面向新农业、新乡村、新农民和新生态,培育卓越农林新人才,服务我国农业农村现代化[1]。以新农科培养目标为导向,要求现代农林院校要培养综合应用型新人才。新人才培养要打破学科界限,进行跨学科的资源整合,培养学生多学科角度思考问题、解决问题的能力,促进实践素养和创新创业素养的协调发展[9-10]。聚焦学科交叉将是未来农业类专业人才“作物育种学”实践的主要行动方向之一。利用现代分子生物学技术、智慧农业技术、信息(生物信息)技术、大数据分析技术、现代工程技术改造和提升传统农科专业,推动农业与生命科学、信息科学的深度融合,培育新农科专业,服务引领新产业发展[11]。通过多学科理论知识的交叉融合学习,可以使学生从不同角度对作物育种相关内容有感性和理性认知。为了让学生掌握基本的田间育种技能和应用能力,在“作物育种学总论”“作物育种学各论”“作物育种学实验技术”的基础上,应该再加强“试验统计方法”“种子生产与加工”“农业气象学”“生物信息技术”“农业机械化”等不同学科的交叉应用,避免学生在实习过程中出现知识盲区,而且在信息化、全球化不可逆转的今天,多行业的融合趋势越加明显,大学生单一的知识与技能储备难以适应农业现代化的社会。此外,结合调研中学生的心声,在实习教学中可以尝试同生长季节内多种作物交叉联合实习,同时尽可能保障在整个生育期内都有实习课程的安排,促进学生对不同作物特点均有深度的了解和掌握;在理论教学的基础上,通过强化实践教学,使学生能够生动形象地理解作物育种的理论原理和基本概念,培养他们的实际操作能力,使学生能够熟练掌握育种的基本技能[12]。

4.2 实践教学与思政教育和科学研究相结合,提高学生综合能力和素养

新农科建设背景下,对教师的专业素养、理论素质和实践水平有了更高的要求。当今处于知识大爆炸的网络时代,不再是“要给学生一杯水,教师要有一桶水”的要求,而是要求教师要有一缸水,还要有长流水。所以授课教师要能及时吸取作物育种前沿知识理论,优化实践教学体系,才能更好地指导学生开展实践教学活动。此外,为了更好地切合新农科培养方案和目标,为我国乡村振兴战略培养现代化农业知识人才,授课教师还需要在实践课程中贯穿思政教育元素,使学生更好地理解习近平总书记“确保国家粮食安全,把中国人的饭碗牢牢端在自己手中。”的深刻内涵;明确“藏粮于地、藏粮于技”和解决农业“卡脖子”问题的科学含义。同时将种业芯片,粮食安全等元素渗入实践教学,增强学生的责任感和使命感,从而提升他们的参与度和积极性,提高教学效果。农学类专业学子只有深入实践、增强动手操作能力、培养实践创新理念,才能更好地知农、学农、爱农、服务三农,为确保我国粮食安全贡献力量,还能增强他们的专业自信、稳固农业类专业思想,培养真正的新农科背景下的现代化农业人才。

以综合应用型新人才为培养导向,就需要理论与实践相结合,并且要以实习为主,理论为辅[13]。“作物育种学实习”课程具有较强的季节性,大部分需要在田间进行,准备材料和实习实践往往需要田间的当季生长作物,因此,采取教学实践与授课教师科研内容相结合,充分利用学校农科研究平台的科研优势以科研促教学,实现教学、科研和学生创新能力培养的有机结合,不仅能够直观地让学生感受到育种理论与教师科研结合产生的实际成果,加深同学对理论知识的理解和认识,更有利于调动学生实习实践操作课的参与度和积极性,同时还能强化学生学习和工作的严谨性。除了可以培养一部分“科研主导型”新人才,还能更好地激发学生“一懂两爱”精神,提高学生综合科研能力素养,培养他们将来从事农业生产的兴趣,更好地服务于我国乡村振兴战略。

4.3 有效增加和改善实践课时和实践基地,提高学生服务乡村振兴能力

课程和教学体系创新改革是新农科的主要举措之一,随着农科院校转型发展,在专业课理论教学时数缩减的情况下,通过增加实习教学来提高专业课的理论强化和保证教学质量,是增强学生理解理论知识和动手能力的一项有效措施。实践基地建设行动是教育部推出的新农科建设重要举措之一。实践基地,是丰富“作物育种学实习”的重要环节,同时也是提高同学们实习参与度和积极性的重要因素,对于深入企业类基地进行实习,同学们都表现出了较高的兴趣和期待。未来,应重点着眼于全面提升实践基地教学能力和实习条件建设,实践基地配套条件(包括理论教学场地)建设,推动教师、学生及课程(理论和实践)进基地。除了已有的实习实训基地,“作物育种学实习”未来教学综合改革中应该要充分考虑扩充实习基地环节,尤其是大中型企业实习实训基地,不仅能够调动学生参与实习的积极性,同时还对同学们的就业发展,校企深度合作和学科未来发展等有重要的助推作用,实践基地可以成为农学类专业学生实践乡村振兴战略和提升专业能力的重要平台[11]。

4.4 配套改革完善考核方式,增强学生主体意识

考核评价体系不仅检验学生的学习效果,同时也评价教师或学校的教学效果和质量[14]。新农科发展背景下,要改革教师一元化主导的传统考核方式,增加多元化考核主体,丰富考核内容和考核方式,增强学生实践参与主体意识[14]。为了提高学生对实习教学的重视度和参与度,应该在增加实习教学的基础上,配套改革相应的考核方式。例如,实习教学可以单独开课、单独考核、单独计入学分等;也可以将理论课成绩与实践实习课成绩各按50%分配,而实习课将重点考核学生的田间操作能力、团队协作能力、处理问题能力等。此外,根据实践参与具体情况,可以尝试将授课教师及其科研团队开展的科学实验统一纳入本科生实习环节,在研究生带领下,一是可以形成无隔阂的良性有效的互动,在科学研究试验中开展教学实习,二是可以更好地激发学生学农、知农、爱农,提高学生综合科研能力素养,培养他们将来从事农业科研的兴趣。在实习考核过程中改革考核机制和方式,摒除传统的仅撰写实习报告的考核形式,以实习小组为单位,以PPT形式做实习内容汇报进行期末考核,以授课老师考核(占比60%)+研究生打分(占比30%)+提问回答(占比10%)形式进行综合评比打分,考核形式丰富多彩,既能让本科生将实习内容进行较好地总结汇总,又可以锻炼他们的语言组织表达能力、团队协作能力和科学问题思考能力,同时还能进一步激发他们深入探索农业科学奥秘的兴趣。

5 总结

为更好开展“作物育种学实习”教学综合改革,设计了有针对性的电子调查问卷,对回收的363份有效问卷数据分析可以得出,学生对待“作物育种学实习”的态度是积极的,但是也存在一些问题,根据这些问题提出了“作物育种学实习”教学改革的未来发展方向和具体建议。本文结果对新农科背景下农学类专业“作物育种学实习”教学改革具有参考意义。