高等农业院校“三农”人才培养实验实践教学改革

赵淑杰 朱鹤 战杨 陈元晖 洪波 李明堂

摘要 在新农科大类招生和专业分流培养背景下，为充分调动学生的学习积极性，满足学生个性化发展需要，培养知识技能型人才和创新型人才，本文对农业资源与环境国家级实验教学示范中心的教学及管理模式进行改革与实践。具体实践中，充分利用数字化教学资源，从优化整合多层次实验平台、优化完善开放管理、实行分模块实践教学以及建立开放式（体验式）教学模式等方面进行探讨和分析。目的在于充分发挥国家级实验教学示范中心在大类招生人才培养和新农科建设中的示范带头作用，助力“三农”人才培养。

关键词 新农科大类招生；农业资源与环境；数字化教学

中图分类号 G642；S-0   文献标识码 A

文章编号 1007-7731（2024）09-0103-05

Reform of teaching for cultivating talents in agriculture， rural areas and farmers

through experimental practice in higher agricultural colleges

Abstract In the context of new agricultural science enrollment and professional specialization training， in order to fully mobilize students learning enthusiasm， meet their individual development needs， cultivate knowledge and skill oriented talents， and cultivate innovative talents， the teaching and management model of the National Teaching and Demonstration Center of Agricultural Resources and Environment were reformed and practiced， fully utilized digital teaching resources， and from the aspects of optimizing and integrating multi-level experimental platforms were explored and analyzed， optimized and improved open management， implement modular practical teaching， and established an open （experiential） teaching model. The purposes were to fully leverage the leading and demonstrative role of the national experimental teaching demonstration center in the cultivation of talents for major enrollment and the construction of new agricultural sciences， and to assist in the cultivation of talents for agriculture， rural areas， and farmers.

Keywords enrollment of new agricultural science majors; agricultural resources and environment; digital teaching

在新农科建设和乡村振兴背景下，人才培养模式是关系高等院校教育质量的重要方面之一。目前主要有专业招生培养和大类招生培养两大模式。大类招生培养目标是为社会培养“厚基础、宽知识、强能力”的高素质“三农”人才[1]。大类招生模式强调非专业知识与专业知识的有效结合，通过1～2年通识课的学习，打破专业壁垒，巩固基础知识，再集中学习专业知识，可以使学生拓宽通识知识的广度，又加深了专业知识的深度，有利于培养适应能力强且一专多能的满足现代社会需求的人才。不同类型高校按照自身办学条件和人才培养定位来探索和实践不同的教学模式[2-3]。王寅等[4]进行了基于院系层面实施大类招生培养的实践，让学生按照学院大类进入所报考的学院，大一、大二不划分专业，是通识教育阶段；大三按专业进行分类培养，是专业学习阶段。在通识教育基础课学习阶段，不仅要帮助学生打好专业基础，更要引导学生对各个专业的方向加以了解，使学生能根据自身能力和喜好选择专业方向。

各专业人才培养中，实验和实践教学占有十分重要的地位，实验教学是学生理解专业及培养兴趣的重要手段，实验室是素质教育的重要基地之一，是培养实用创新型人才的摇篮。为满足大类招生人才培养需求，实验教学需要进行相应改革。在數字化时代，本研究依托农业资源与环境国家级实验教学示范中心，对实验实践教学进行一系列改革与探索实践，对实验教学及管理模式等改革的必要性和改革与实践的经验进行梳理和总结。主要从优化完善多层次实验平台、开放管理、分模块实践教学和建立开放式（体验式）教学模式等方面进行探讨。

1 大类招生背景下实验教学管理模式改革的必要性分析

大类招生分流培养模式是指高校在招生录取时，不再按专业录取学生，而是将同一学科门类中的相近专业合并，按照学科大类的方式进行招生，学生在高考填报志愿时也无须确定专业，只须填报学校和学科大类即可。入学后，学生经过两年通识课程和学科基础课程的学习，在对学科和大类各专业有了进一步了解的基础上，结合个人的兴趣爱好和就业前景，在学科大类范围内选择进一步学习的具体专业[5]。

社会对人才的要求越来越严格，对高校人才培养模式也提出了更高要求，各大高校积极进行人才培养模式的改革，致力于培养符合社会需求的创新型人才[6-7]。当前的教学模式和硬件设施都实现了很大程度的完善，而在大类招生背景下，存在部分待改进之处，实验实践教学改革十分必要。

1.1 根据授课对象的不同优化教学及管理模式

与按专业招生的培养模式相比，大类招生分流培养模式在课程设置、班级人数和班级数量等方面都存在一定差异。对于同一学院来说，学生总人数没有变化，学生的组成结构发生了变化。按照专业招生培养时，每个专业的班级和招生人数是确定的，每年的变化幅度也较小，实验课程设计仅针对某专业的学生，专业性较强，基础实验所针对的专业有所侧重，这些在实验资源配备和共享利用方面容易操作。大类招生培养模式针对的是做出不同专业选择的、基础知识相近的学生，每年学生对专业的喜好和每个专业的学生数可能有较大变化，以往的资源配置和管理模式则可能无法完全满足需要。如果在现行条件下增加班级数量和班级人数，则可能会影响教学质量，学生参与实践动手的机会也可能会减少。因此，需要对教学模式进行相应的改革优化，设计侧重点，同时有所不同的实验内容、实验时间安排和选课方式也要进行相应调整，以适应新的人才培养要求。

1.2 依据预期效果的改变优化教学内容

在教学改革之前，大一大二学生按照专业不同，以各自专业为主，分别开展基础实验课程学习。各专业的基础实验课程以验证性实验为主，通常采用的教学方法是讲授法。在学生动手实验之前，教师先讲解实验目的、原理、步骤和注意事项等，讲解完毕后学生开始实验，教师对实验的现象、结果以及相关反应的原理等进行解释，或者根据书本进行相应介绍。在此过程中，学生的学习主动性和学习热情有待进一步增强，可能仅有部分学生主动参与思考，培养学生的探索精神及探究科学魅力的兴趣有待进一步增强。

在大类招生模式下，实验内容的设定以学科为单位进行分类，同时要满足学生能够通过实践教学环节加深对专业了解的需求，使学生通过实验了解不同专业，进一步发现自己的兴趣及擅长所在，为分流培养时的专业选择打下基础。

1.3 根据学生实际情况因材施教

在大类招生背景下，需要探索和建立新的实验实践教学体系。大学实行通识教育，部分学生对其重视程度有待提升。对于实验课程来说，部分学生的实验经验不足，可能缺乏基本的实验技能。由于不同学生的基础知识和能力水平可能存在差异，进入大学后，不同学生的个人学习需求与意愿也可能具有差异性，因而新的教学体系的探索和建立是教学的重中之重。具体而言，需要建立既能满足不同学生基本的学习需求，又能因材施教的新教学体系，从而培养和激发学生的实践能力和创新能力。

2 大类招生背景下基础实验课程改进措施探讨

2.1 优化多平台的实验教学中心

在大类招生背景下，将原来的5个专业整合为自然保护与环境生态类、环境科学与工程类和农药化肥专业3个大类。在实验教学示范中心和基础化学实验中心的基础上，进一步对实验室进行分层次、多平台的整合，包括基础技能培训平台、专业技能提升平台、创新平台和校内实践基地（图1）。多层次实验平台既充分利用了实验室资源，又扎实了学生的学习基础，提升其技能，为其创造更多实践创新的锻炼机会。

以往每门课程都配有实验教材，可能会造成部分相近学科的教学内容重复，教材实际利用率有待提高。对此，按大类编写了5本基础实验教材，分别是《农业资源与环境专业实验技术指导》《应用化学专业实验技术指导》《环境科学专业实验技术指导》《环境工程专业实验技术指导》和《水土保持与荒漠化防治专业实验技术指导》。每本教材都根据大类专业特点和人才培养需求，将基础实验课、专业实验课及相关实习和实践内容进行整编，教材内容体现了由基础到专业循序渐进的特点，更注重相关专业课程实验内容之间的衔接，适用于对大类招生的学生的培养。这些教材方便管理和查阅，是学生基本的专业实验和实践指导书，有利于加深学生对专业实践基础知识和技能的理解和掌握。

2.2 优化分模块实践教学

在按专业招生时，实验中心承担的教学环节按照专业方向进行模块化分类，并将大类内各专业的实验实践教学内容重新分成学科（大类）必修基礎课实验教学、专业必修课实验教学和专业选修实验实践教学三大模块。实验内容的设置能够满足学科（大类）所有的专业需求，充分考虑到后续专业分流，所选择的实验能满足各个专业的人才培养目标。

第一，学科（大类）必修基础课实验教学模块，包括公共基础课实验和专业基础课实验，属于通识教育阶段，旨在通过广泛领域的学习，培养学生宽厚的知识基础、开阔的视野、独立思考的能力及社会责任感。此模块以验证性实验为主，主要是对理论课内容进行进一步验证，属于基础阶段，培养学生的动手能力，使其掌握基本实验技能，为新的实践教学体系的探索和建立打基础。指导教师在实验准备阶段给予学生充分指导，在实验过程中将更多精力放在发现学生的兴趣爱好及擅长的方向上，帮助学生做出更好的判断，并给予一定的指引，为学生的专业方向选择打好基础。

第二，专业必修课实验教学模块，包括专业核心课实验和专业方向性实验，充分利用和发掘各种资源，激发学生的专业学习兴趣。一是充分利用实验中心的资源共享和开放的优势，挖掘能体现各专业内涵的体验式实验，让学生能够通过实验操作来了解各个专业。每个专业选派1～2名实验技术人员作为指导教师，让学生进入大学就可以根据自己的兴趣和爱好，选择相应的实验内容，并在教师和实验技术人员的指导下自主完成相应的操作。二是将必修课与实践和实习相结合，如水处理工程，既涉及环境工程专业的核心知识（水处理的原理），又能和湿地相联系，有利于吸引和指导学生参与该工程的运行和管理实践，使学生在分析、解决问题的过程中更好地了解相关专业，从实践层面体验专业特点，发掘专业爱好程度。三是鼓励学生积极参与专业教师的科研课题，让学生了解教师的科研方向和取得的成果，并通过参与实验，体会实验与科研及实际应用之间的关系，从而激发学生对知识的渴求和学习的热情，培养学生的科学思维、科学态度和勇于探索、勇于创新的精神。

第三，专业选修实验实践教学模块，教师根据专业特点和实验中心的教学条件列出有利于培养学生的大的实验方向，每个实验方向都具有一定的教学目标。教师指导学生查阅文献，学生在课余时间利用所学的理论知识和现有实验条件独自设计实验。在这一模块，通常设计的都是综合性和探究性实验，引导学生对农牧业生产过程中亟需解决的问题进行设计和试验。例如，农业废弃物资源综合利用方向，将畜牧業生产产生的牛粪、猪粪和鸡粪等与秸秆等农作物废弃物进行发酵堆肥，再施入土壤，栽培植物，在整个过程中进行土壤、水、肥力和作物生产力等指标的检测，相当于将农业资源与环境、环境科学与工程大类的相关专业知识和技能加以整合，使学生对农业生产的全过程有更加直观的了解，着重培养学生分析问题、解决问题和团队合作的能力，有利于培养具有创新意识、创造能力的高素质人才。

2.3 强化基础化学等基础技能实验课程教学改革

基础化学实验课程是高等农业院校多数专业的必修基础课之一，学生所形成的自主学习能力和扎实的实验技能，都十分有利于其更好地去学习各专业的后续课程。实践中，部分基础技能实验类课程的知识内容体系庞大，涉及的操作复杂，且具有一定的危险性，而化学课程的教学时数存在减少的趋势。因此，有必要对基础化学等基础技能实验课程进行教学改革与创新，实现有效教学，切实增强学生基本的知识和实验技能，培养学生的科研素质和创新能力，为其专业学习打下坚实基础，为培养本领过硬的知农爱农学农的创新型“三农”人才奠定基础。

基于“互联网+教育”数字化教学平台，对基础化学实验课程进行线上线下混合式教学模式的改革与探索。构建数字化的教学资源，利用超星学习通平台开展教学实践，主要通过以下方式促进学科创新和学生综合能力提升。

第一，线上教学设计。教师通过超星学习通平台向学生布置学习任务，发布教学视频，明确学习目标，规划学习时间。学生按照教师的规划有的放矢地自主安排学习，提升自主学习能力。化学类课程实验操作种类多元而复杂，因此教师可以将部分经典的、必须掌握的实验操作录制成教学视频，编辑好后发布到线上平台，让学生根据各自需求进行观看学习，实现因材施教。另外，在数字视频后设置相应的练习题，帮助学生及时检测学习成果，并对其学习情况做出判断，再根据需要重复观看视频，以解决相关问题。同时，教师线下指导学生实际动手操作，强化其对基本实验技能的掌握。

第二，线下教学设计。基础化学实验类课程较为重要的部分是学生在线下实验室动手实验，并辅以教师演示，通过师生讨论、学生质询和教师答疑等方式进行教学。基础化学实验课程的内容既需要理解，也需要记忆，更需要动手操作。因此，教师在课堂上可利用学习通平台适时发起测验、讨论等教学任务，更好地引导学生明晰“为什么学，怎么学，学了有什么用”等问题。这是学生将理论知识内化的过程，也是增强其实验技能的过程。

第三，优化考核方式。借助学习通平台实现考核数字化、实时化，吸引学生全程参与课程教学，并用心学习相关知识。

第四，强化课程思政。新农科建设目标是为农业振兴培养“懂农业、爱农村、爱农民”的“新三农”人才。因此，要设计能形成以知识和技能的获得和内化为中心，学生自主学习能力和化学学科素养、专业素养、良好的社会责任意识和情感素养都得到发展的课程思政内容。

2.4 优化集中与开放并行的管理模式

实行大类招生培养时，每年各专业的学生人数可能有较大变化，资源配置和管理模式需要及时更新。例如，采用集中与开放相结合的预约实验管理模式。集中，是把在大类专业中学生所需掌握的基本实验知识和技能加以整合，设置成学科（大类）必修基础课实验模块，并设置为学生必选的实验，要求其在规定的时间和空间内在教师的指导下完成，以锻炼学生基本的实验技能。开放，是在完成学科必修基础课实验模块的基础上，设置更多可选的专业必修课实践教学和专业选修实践教学模块，侧重不同的专业方向。每学年初期将所有的可选实验项目公开发布在网络上，并对每个项目做好详实的介绍，学生利用课余时间，根据个人爱好进行网络选课，并配有专业教师加以指导，以增强学生的学习自主性，锻炼其动手能力，使其对专业有更多了解。

2.5 建立体验式实验教学模式

在按照实验内容实行分模块实践教学的基础上，针对专业必修实验课和专业选修实践课建立参与式（体验式）实验教学模式，指导学生独立进行实验选题、实验方案设计、实验器材选用、实验操作和实验数据分析等。为了使学生能够更大程度地参与实验，可以在每个实验前期招募一定数量的学生参与实验准备活动，学生可以自主报名感兴趣的实验，充分了解实验目的及实验过程，并掌握其中要注意的重点内容，这在一定程度上能调动学生的学习主动性。学生根据自身的知识水平、能力和兴趣爱好等来选择学习内容和方式，较好地体现实验教学的主体性和实验的开放性。

2.6 构建多学科融合实验平台

大类招生和专业分流培养的目的是培养厚基础、宽知识和强能力的高素质人才。因此，多学科的交叉、融合对开阔学生专业视野，激发学生的专业兴趣具有积极作用。在推动大类招生、专业分流培养和就业相互协调的模式改革中，要协调和融合相关专业、交叉学科知识，建立知识点相互联系的理论教学模式，配套多因素的实验教学体系，形成大类本科教学特色培养机制。

在进行多学科实验教学时，要明确大类本科人才培养的方向，统筹大类相关交叉学科，综合考虑研究方向需求，对现有实验仪器性能及操作进行合理性分析，针对大类招生进行适当改革，在改革过程中综合考虑研究方向与需求，充分利用同一平台开展多学科实验，为多学科融合实验方案提供仪器支持。同时，优化实验教学方法，由传授式教学向启发式教学转变，特别是对于多学科交叉实验，由教师制定合理的教学执行大纲，让学生充分了解学习目的和方法，通过理论联系实际，激发学生的学习兴趣，拓展其专业视野。构建多学科融合的实验平台，有利于服务大类招生下本科生的理论教学[7]。

3 结语

在高等教育内涵式发展的要求下，人才培养目标十分重要。大类招生与培养制度处于起步阶段，须在吸收相关高校办学经验的基础上，根据自身实际情况，对教学模式进行不断探索，并加以完善。

综上，本文依托农业资源与环境国家级实验教学示范中心，进行实验教学改革，通过大类招生培养，满足学生的个性化和全面化发展需要，以及发挥培养创新型人才的作用。未来，在科学合理的实验内容设置、实验管理机制和学生实验能力评价体系方面仍须进行进一步完善。

参考文献

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