草業科學專業實驗教學探索與思考

常生華， 侯扶江

(蘭州大學草地農業科技學院草地農業生態系統國家重點實驗室，甘肅蘭州730020)

0 引言

草業科學從1923年美國Arthur W Sampson所著《Range and Pasture Management》作為第一本大學教科書誕生開始，到現在已經90年了［1］。我國草業科學的概念和發生由任繼周先生于上世紀90年代提出，也近30年歷史。任繼周先生認為草業科學是研究從草地資源到草地農業生產的草地農業系統的科學。它含有3類因子群、3個主要界面和4個生產層［2］。實驗教學是草業科學教學過程中的一個重要環節，通過實驗教學，可使學生加深對課堂理論知識的理解，掌握基本的草業科學研究的實驗技能，提高學生的動手能力，激發學生對知識的探求欲，從而培養學生掌握知識、使用知識和知識創新的能力，是提高學生綜合素質最基本的途徑之一［3］。

1 草業科學實驗教學中存在的問題

1．1 實驗課時在教學課時中的比重偏小

草業科學是一門應用型的學科［4］。目前，在全國開設草業科學專業的高校有27家，從各高校草業科學實驗課安排來看，草業科學類專業的實驗課課時甚是偏少，且基本上都是安排在相應課程的總學時里，占到相應課程總課時的1/6左右［5-6］。近年來，高校招生規模日趨擴大，教學成本增加，教學經費嚴重短缺，實驗室資源隨之越發緊張，面臨此種情況，大部分高校只有通過以減少實驗教學時間來減少教學成本，因為實驗教學在教學成本中占到較重的比例，由此實驗教學被進一步削弱［7］。

1．2 實驗教學安排重復多

傳統的教育方式下，實驗課的安排主要是根據理論課的安排來設置，草業科學專業的實驗課安排也不例外。就全國開設草業科學專業的高校調查表明，盡管也有好多高校對實驗課教學進行了改進，但在實驗課內容的安排上，還存在各項試驗彼此間缺乏有機的統一，很大程度上存在著實驗的重復問題。理論課的設置通常主要有基礎課、專業基礎課和專業課［8］。在開設過程中，絕大多數高校是按照學生在校時間從基礎課、專業基礎課和專業課循序漸進的開設，針對理論課的安排，相應的草業科學涉及的實驗課一般都在學生2、3和4年級對應開設，且設置單一，試驗之間沒有相互的連貫性和系統性，學生只能在特定的時間段內，來圍繞一個個獨立的知識點去機械的做相應的實驗，雖然有助于對課堂理論知識的理解，但但還是缺乏對具體課程知識體系的理解，對整個專業中的各課程體系就更是知之甚少，霧里看花，有些甚至對對應的課程的知識點也不能理解。譬如在“草地調查與規劃學”、草原學、草地培育學、牧草栽培學都涉及到“草地地上生物量的測定”，各單獨的課程中都涉及到該實驗，這樣不僅浪費了試驗資源，且浪費了有限的實驗課時。在實驗教學過程中，應該多設置系統的實驗，大型的實驗，將整個課程體系聯系起來，至少讓單門的課程的知識點貫穿起來。

1．3 實驗教學內容陳舊

現有的草業科學實驗教學大綱中的內容和實驗教材設計，基本上參照上世紀來做的，與現代化有些脫節。現代科技突飛猛進的發展主要是在上世紀末至今，尤其象電子技術、信息技術等，也是這些技術很大程度上推動了草業科學的發展。但是現在的草業科學實驗課教學內容中，還是和以前一樣，圍繞經驗性、驗證性、演示性的實驗為主，而結合現代科學技術，開設系統性、綜合性和創新性實驗很少。實驗的內容偏重于理想化的假設和對理論知識的演示，聯系實際生產較少，應用起來不是很實際［9］。另外，實驗教學的方法使用上，也是基本依照八九十年代灌輸式的方法進行，顯得陳舊死板，致使學生在教學的過程中處在被動的地位。針對傳統實驗教學的現狀和問題，應結合現代化的技術手段，采用綜合的實驗教學方法，可能取得較好的教學效果，實現培養目標。

1．4 學生缺乏主觀能動性

傳統的教育告訴我們，“師者，傳道授業解惑也”，教學常常以老師為中心，老師講，為學生們傳道授業，學生們處于被動地位，認真聽，實驗教學也是如此，老師首先實驗目的講起，從所使用的方法和原理到儀器的使用，按照試驗大綱內容的設計，統統地給學生講一遍，然后再演示一遍，就讓學生們按照演示的步驟，模仿到底。在整個教學過程中，學生知識模仿老師的演示，完成全部內容即可，而缺乏對問題本身的思考，沒有一點積極性、主動性和創新性［10］。隨著社會的發展，尤其在實驗課的教學過程中必須以學生為中心，老師只不過是在學生解決問題的過程中的幫助和引導其探索的角色。讓學生自己帶上問題去設計探究性實驗。具體操作過程中，首先引導學生針對實驗目標提出問題，利用所學的理論知識去尋求解決問題的方法，然后設計探究的方案，最后去解決。在整個教學過程中，始終讓學生自己來唱主角，讓其在做的過程中發現問題，再去解決問題，從而培養學生的探索和創新意識，以提高其草業科學素養。近幾年，實驗教學過程中在實驗課的教法上大多高校的教師進行了許多有益的探索，但還是治標不治本，因此，有必要對實驗教學的內容和形式進行更新和改革，以培養學生的主觀能動性［11］。

2 草業科學實驗教學改革探討

2．1 優化草業科學實驗教學大綱

草業科學專業是應用能力、動手能力和與現代科技結合緊密的專業之一［12］，草業科學專業的實驗教學也主要以動手能力較強的專業實驗為主，包括草地資源調查實驗中草地生產力測定、土壤水分測定、土壤養分測定、家畜生產力測定等與理論教學相關的配套實驗。隨著社會生產力的發展和對草業人才的需求來看，草業科學實驗中的應用部分和動手處理實際生產中的問題急需解決［13］。在制定教學大綱時，應把握以下原則:在緊密結合科學前沿的基礎上，充分利用現代化的技術手段，從解決實際問題出發，以4個生產層理論為指導，界面論為支撐，編制綜合性、系統性較強的實驗大綱，以操作性、綜合性、創新性實驗為主，集成單一的、演示型的獨立實驗［14］。適當加大實驗課時的比例，設置一些選做實驗，在實驗課時充分的條件下，讓學生能夠根據自己的愛好，選作一些實驗，在培養興趣的同時讓學生掌握實驗技能，同時提高他們的動手能力和思考能力，為其畢業后走向工作崗位打下了良好的基礎［15］。

2．2 根據不同方向設置一定的梯度試驗

興趣在人們探求知識的過程中起著關鍵的作用。尤其在教學過程中，老師如何去引導學生探求知識，是激發學生對知識的探究興趣的關鍵所在［16］。研究表明，在實驗教學過程中，設置一定梯度實驗，這樣對激發學生探究興趣的效果很好［17］。學生面對梯度試驗，首先要去想解決問題的辦法，這樣由淺入深，在操作過程中發現問題，解決問題，層層深入，最后克服種種困難，取得實驗成功及良好的實驗結果，這種由成功的喜悅而帶來的對實驗產生興趣很大程度上會激發學生的探求欲望。在草業科學的實驗教學中，隨著實驗教學的展開，學生認知能力不斷提高，發現的科學問題就越多，他就會思考一系列的問題，譬如草業科學的4個生產層分別應用在生產中的那個層面?家畜放牧試驗考慮到哪些因素?影響草地生產的主要因子是什么?如何進行土壤改良來增加草地生產力?等等。當將優化的梯度試驗將學生引入到對草業科學理論知識的實踐后，以貫穿草業科學的框架4個生產層和3個界面為主線，層層深入，由淺入深，循序漸進［18］。在整個教學過程中，始終讓學生帶著設置的問題去自己思考，布置解決方案，在激發其想象力的同時，激發其主動探索的興趣。整個探究過程中學生充滿對科學的熱情，并且都處于積極主動的狀態。學生始終是學習過程中的主角，教師只不過是組織者，去按照認識問題的科學軌跡引導和幫助學生完成對問題的探索，從而改變以往“以老師為中心，學生被動聽”的教學模式，建立一種“學生主動探索為主，老師引導幫助為輔”的教學新模式。

2．3 抓住學生的心理塑造學生的團隊精神

以往的演示實驗，單一實驗，學生只要專心的聽完和看完老師的講解和演示后，可以獨立完成。而設置一定的綜合實驗和系統性較強的實驗后，就將單一的片面的知識點貫穿起來，需要同學們合作才能完成，在做實驗的過程中，往往因為個人的操作能力、判斷能力和觀察能力等不同而直接影響實驗結果，而在這種合作式的過程中，學生們都會因為年輕而充滿表現欲［19］。在大家探討好實驗方案后就會有明確的實驗目的和詳細的分工協作，整個實驗過程 需要每個學生的積極參與和準確操作方可，對每一位學生來講，每一步都至關重要，不能有半點馬虎，不然就前功盡棄，一榮俱榮，一損俱損，由于表現欲的影響，誰也不想出錯，這種心理下學生會在實驗過程中的每一步上都會認真對待、細心操作，主動積極，全身心地投入到實驗中。在草業科學實驗教學過程中，可以利用學生的這種心理，通過開展綜合實驗，培養了學生基本的科研素質和互助合作的團隊精神［20］。

2．4 實驗與科研結合培養學生的基本科研素質

將老師的最新科研成果帶到課堂上來，將學生的實驗搬到教室的科研項目中去，這樣有利于學生及時的掌握科學前沿，尤其象草業科學這種應用基礎研究的專業［21］。蘭州大學就通過“創新創業”“暑期活動”等一系列的活動，資助學生自己組織的科研活動。讓學生利用課余時間選擇感興趣的實驗內容去參加老師的科研項目。學生可以自己組織團隊，根據愛好，自己查找資料，制定相應的研究目標，結合老師的科研項目，與教師一起制定研究方案，做一些實驗與科研相結合的項目。這樣不僅激發了學生的創新意識，還提高了學生分析問題、解決問題的能力，初步培養學生的基本科研素質和創新精神。在實驗教學過程中，結合科研項目，設置一些綜合性實驗，鼓勵學生進行探索，培養學生思考問題、解決問題的過程。在實踐過程中，積極引導學生的收集資料，培養學生自己學習的途徑和方法。引導學生養成思考問題的習慣，在操作過程中循序漸進，避免產生急于求成、不求細節的浮躁心理，為進一步培養和發展學生的創新能力奠定基礎［22］。

2．5 實行開放式實驗教學

草業科學的綜合實驗，受動植物生長周期限制很大［23］。因此建議實行開放式教學，實驗室開放、實驗內容開放、實驗時間開放、教學管理手段開放。學生可以根據自己的興趣，選擇不同的實驗，通過不同的途徑(譬如通過網絡、電話)來預約，來合理科學的安排自己的時間來完成實驗，實驗室或者野外試驗室隨時開放。實驗內容不限，也可以有學生自己設置，老師把握方向。在實驗教學內容安排上，將部分科研內容作為可選實驗內容，老師對實驗方案進行檢查、指導和修改后，學生具體操作。在實驗過程中，學生及時向老師反饋實驗進展和初步結果，老師及時的幫助和修正操作過程，引導學生去完成實驗，獲取數據，寫出實驗論文。

3 結語

草業科學專業是一門應用性較強的專業，尤其偏重生產實踐的應用性，隨著社會科技水平的快速發展，動手能力在社會人才需求中的地位越來越高。實驗教學是提高學生動手能力的重要方式之一，針對當前草業科學試驗教學的綜合性、實踐性和應用性，通過實驗教學的改革和創新，探索出適合培養綜合性人才的實驗教學模式，在學生的實踐能力和創新能力培養中有積極的作用。

［1］ 任繼周．草原生態系統的效價評定［J］．草業科學，1984(4):7-10．

［2］ 任繼周．草地農業生態學［M］．北京:中國農業出版社，1995．

［3］ 白桂芬，趙 冰，郭 成，等．動物學綜合實驗在教學中培養探究性的實踐［J］．四川動物，2008，27(3):693-694．

［4］ 任繼周．草業科學框架結構與教學實踐［J］．高等理科教育，2010(4):1-7．

［5］ 傅 華，肖金玉，任繼周．草業科學專業“草原生態化學”課程的教學改革與實踐［J］．高等理科教育，2007(6):122-125．

［6］ 南志標，傅 華，龍瑞軍，等．以草業科學理論為指導構建先進的草業科學人才培養體系［J］．高等理科教育，2009(2):124-127．

［7］ 蔡婀娜，李夏蘭，陳宏文．生物工程專業實驗課教改探討［J］．高等理科教育，2000，32(4):72-74．

［8］ 任繼周，侯扶江．草業科學框架綱要［J］．草業學報，2004(4):1-6．

［9］ 郭義海．自主-探究-合作學習的理性思考與實踐探索［J］．黑龍江教育學院學報，2003，22(3):50-53．

［10］ 張 敏，王 邕，梁錦添，等．改革生物技術實驗教學，培養學生綜合實驗能力［J］．廣西大學學報(哲學社會科學版)，2008，30(9):77-78．

［11］ 許 鵬．弘揚王棟導師學術思想，深化草業科學教學改革［J］．草原與草坪，2002(4):52-53．

［12］ 王明君，崔國文，李景欣，等．淺談高校草業科學實踐教學的改革［J］．科技創業月刊，2011(6):90-91．

［13］ 胡自治．中國高等草業教育的歷史、現狀與發展［J］．草原與草坪，2002(4):57-61．

［14］ 任繼周，南志標，郝敦元．草業系統中的界面論［J］．草業學報，2000(1):1-8．

［15］ 葉志華，侯向陽．我國草業發展的現狀、問題及科技對策［J］．中國農業科技導報，2002(4):69-73．

［16］ 方賽娟．觀察蚯蚓的探究性教學案例［J］．教學儀器與實驗，2006，22(12):17．

［17］ 陳天素．探究式生物教學［J］．內江師范學院學報，2003，18(增刊):91-92．

［18］ 劉興元，郭正剛，尚占環，等．學科建設是推動草業可持續發展的基礎［J］．草業科學，2010，27(8):155-160．

［19］ 厲旭云，陸 源，夏 強，等．開設實驗研究型課程，培養學生科研創新能力［J］．實驗室研究與探索，2005，24(9):75-76．

［20］ 白桂芬，趙 冰，郭 成，等．動物學綜合實驗在教學中培養探究性的實踐［J］．四川動物，2008，27(4):693-694．

［21］ 周壽榮，干友民，張新全．美國高校成功的經驗與我國高校改革和草學發展［J］．草業科學，2011，28(10):1878-1881．

［22］張志飛，楊知建，向佐湘，等．如何開好草業科學專業的專業技能訓練課［J］．草原與草坪，2005，109(2):71-73．

［23］ 劉 艷，白 龍，劉 英．淺談《草原管理學》課程的發展歷史與教學改革實踐［J］．草業科學，2009，26(12):164-167．