創建林學野外綜合實驗室的實踐探索

陳立明 韓輝林 尹艷豹

摘要 論述了創建林學野外綜合實驗室的方法和經驗，以期對提高林學專業人才實驗教學質量，培養創新型人才有所幫助。

關鍵詞 林學野外綜合實驗室;實驗教學體系;管理機制

中圖分類號 S-01 文獻標識碼

A 文章編號 0517-6611（2014）33-11996-02

Exploration on the Practice of Building Forestry Field Comprehensive Laboratory

CHEN Li-ming， HAN Hui-lin，YIN Yan-bao* （College of Forestry， Northeast Forestry University， Harbin， Heilongjiang 150040）

Abstract This article discussed methods and experience of building forestry field comprehensive laboratory for the purpose of helping to improve the quality of experimentel teaching and cultivating innovative talents.

Key words Forestry field comprehensive laboratory; Experimental teaching system; Management system

作者簡介 陳立明（1974- ），寧夏吳忠人，工程師，碩士，從事水土保持與生態恢復研究及實驗教學工作。*通訊作者，工程師，博士，從事森林經理研究及實驗教學工作。

收稿日期 2014-10-13

林學專業是東北林業大學最具特色的優勢專業，隸屬于林學院，主要開設課程有植物學、樹木學、土壤學、氣象學、生態學、測樹與測量學、“3S”技術、生物技術、森林遺傳育種學、種苗學、森林培育學、森林保護學、林業生態工程學、森林病理學、森林昆蟲學、森林病蟲害防治、林火管理、野生食用植物資源等。專業上有很強的認知性、實踐性特點。基于這一特點，2007年林學院在學校的大力支持下分別在涼水實驗林場（國家自然保護區）、帽兒山實驗林場（國家級森林公園）成立了2個野外綜合實習實驗室，并于同年投入使用。充分利用這一得天獨厚的野外實習基地，既實現基礎認知性實驗，又進行綜合性、創新性實驗，保障本科實踐教學環節的開展，提高了實踐教學質量和管理水平，增強了學生實踐能力的培養。

1 野外教學實驗體系

以培養復合型、研究型、創新型的人才為目標，增加提高綜合性、實踐性、研究創新型實驗的比例。實驗教學采取分層次、分階段、循序漸進的模式，由淺入深、由簡單到綜合、課內外結合，并通過開放式實驗教學，鼓勵學生自主立項，結合大學生創新項目，充分調動學生學習的積極性和主動性，培養科學的方法和嚴謹的態度。在實驗教學體系上，分成4個層次，基本實驗技能與驗證性實驗、專業實驗技能與綜合性實驗、設計性與創新性實驗、野外綜合實驗（實習）。通過驗證性實驗，重點培養學生的基本實驗能力;通過專業主干課程實驗（多為綜合性實驗），重點培養學生的專業實驗技能;通過設計性、創新性實驗，使學生掌握專業科學研究的基本方法;通過室內實驗與野外綜合實驗（實習）的融合，培養學生的綜合實踐技能以及獨立思考問題、解決問題的能力，鍛煉學生綜合運用知識的能力，提高學生的專業素質，使學生能夠盡快適應生產實際。

以理論教學與實驗教學的結合、以室內實驗與野外綜合實驗的實時融合、以實驗教學與野外綜合實習的相互銜接，達到了在實踐中培養學生的創新能力的目的。例如，林學專業在本科第4學期末安排的林學綜合實驗，涵蓋了樹木學、植物分類、土壤學、氣象學、森林生態學和測樹學的野外綜合實習，在第6學期末安排了涵蓋種苗學、造林學、營林學、林木育種學、林業生態工程學、森林昆蟲學和森林病理學的野外綜合實習。這使學生不僅可以在室內實驗室對“樹木學實驗”課程中的早春植物、樹木冬態、珍稀樹木、校園植物等實驗項目進行標本識別，而且能夠到野外開展綜合性實驗。

以科研促進教學，鼓勵本科生參與教師的科學研究工作、社會實踐和大學生科技創新計劃，以達到培養創新型人才的目標。自2010年以來，大學生科技創新計劃共立項校級以上項目105項，其中國家級創新項目26項。在大量科研課題和經費的保障下，林學專業本科生的論文都選題于各級各類科研項目。

2 建設高水平的實驗教學隊伍

建設好實驗室隊伍，是搞好實驗教學的保障。學校制訂了實驗教學隊伍建設規劃，其目標是建設一支結構合理、教學與科研能力強的實驗教學隊伍。實驗教師隊伍由專職實驗教師、“雙師型”實驗教師、兼職實驗教師及實驗教學輔助人員組成。有29名專職、46名兼職教師，其中專職人員中具有高級職稱17人、中級職稱12人。具有博士學位教師13人，占44.8%，碩士學位11人，占37.9%。專職實驗教師中碩士學位以上人員比例為100%。實驗教師所屬學科包括林木遺傳育種、森林培育、生態學、森林保護、土壤、森林經理、水土保持與荒漠化防治、森林植物資源8個學科領域。

實驗教學中心定期對實驗技術人員進行有關實驗室管理、實驗技術等方面的培訓，每年選派5～6名青年教師到國內外知名大學進行3～5個月的短期培訓，鼓勵他們在職攻讀學位，不斷提高專業知識水平。中心每年有20人次參加國內外學術會議和教研活動，實地學習國內外高校實驗教學的先進經驗，并邀請25～30名國內外學者來中心講課。通過走出去、請進來的方式使實驗教師了解、掌握最新的實驗技術和實驗教學手段，學習國內外先進的教學理念和實驗教學經驗，通過實驗教學、實驗設備開發和科研實踐，提高實驗教學人員的實驗教學水平、實驗室管理水平。近5年來，已有15人在職獲得博士學位，目前中心專職實驗人員中有5位正在職攻讀博士學位。

3 野外實驗教學方法與手段

實驗教學是培養學生實驗能力、科學態度和創新精神的重要環節。實驗教學從以前單一的驗證性實驗向綜合性實驗和創新性實驗轉變，即要求學生在教師指導下，針對某一或某些選定的研究目標設計實驗方案，確定實驗步驟，從而培養學生在實驗中磨煉、在磨煉中探索、在探索中求變、在變化中創新的精神。為此，實驗中心對實驗技術、方法、手段以及考核辦法進行了全面改革。重視利于提升學生創新意識的實驗項目選擇和實驗方案設計，改進實驗教學方法，建立以學生為中心的實驗教學模式。

3.1 實驗技術 為滿足野外實驗教學需要，學校為林學野外實驗室投入大量資金購置儀器設備，投入到實驗教學中。結束了以前野外綜合教學實習時，由學生從學校攜帶各實習課程所需的常規實習工具，攜帶不便，儀器損壞嚴重的情況;解決了涼水自然保護區和帽兒山實驗林場缺乏一些必備較大體積教學儀器設備（如烘干箱、SPOT影像等）和精密儀器（如常規調查儀器、土壤測定議、電子天平、光合測定儀等）的問題，使得一些實習項目得以正常開展。通過野外綜合實驗室的建設，可以基本保證教師和學生在野外采集的樣品得到及時的工藝處理，避免了經艱難跋涉而采集的野生樣品，尤其是珍稀植物、菌類樣品因沒有相關設備，無法進行工藝處理而損壞遺失、帶不回來的尷尬局面。例如一些野生菌類，可以在最快時間進行相關工藝處理或即時分離純化。通過野外綜合實驗室的建設，可以大大提高野外教學實驗實習的效果，所購儀器設備也將有極大的利用效率，為本科生基礎認知性實驗、綜合性實驗和創新能力的培養起到重要作用，達到教育教學目的。

3.2 方法和手段 根據專業特點，將實驗教學的重點放在對學生的基本實驗素養和動手能力的培養上。組織教師進行實驗教學方法和手段改革的研討，建立從驗證性到綜合性、設計性及創新性實驗的教學模式。綜合性、設計性實驗的開設可以激發學生的主觀能動性，提高學生的學習興趣，培養學生的創新能力。不僅加深了學生對所學理論知識的理解，也培養了學生的設計性思維和綜合運用各種實驗技術的能力。

基礎性實驗注重與實驗基本理論的結合。學生通過對基本實驗方法的學習開展驗證性實驗，重點培養基礎實驗技能。綜合性實驗注重專業實驗技能訓練，實驗過程中教師講解實驗內容、目的和方法。學生在教師的指導下自己動手進行實驗設計，實驗報告要求闡述綜合性實驗的設計方案及思路，以及分析基于設計思路所得到的實驗結果，培養學生的綜合實驗能力。設計性和創新性實驗重在培養學生自主設計實驗能力、創性能力及團隊協作能力的培養，由學生自己組成實驗小組（3～5人一組），經過分析討論形成可行的設計方案和研究技術路線，并與教師進行交流后開展實驗，形成實驗技術報告。野外綜合實驗注重學生生產實踐能力的培養，充分發揮自身的創新能力、綜合應用知識能力、解決實際問題能力以及組織協調能力，實驗過程中每班組成5～6個實驗小組（5～6人一組），組長安排組內各人的具體分工，在老師的監督下自主開展野外實習，將測得的數據進行整理和分析，以小組為單位對計算結果進行分析總結。

3.3 實驗考核方法 注重學生實驗能力考核是教學質量管理與評價的重要內容，既能使教師掌握學生對實驗課程的學習狀況，又能總結和發現實驗教學中存在的問題，利于教師改進教學方法，提高教學質量。根據實驗教學體系的4個層次采用4種考核方式：①實行基礎實驗技能與實驗基本理論相結合的考核，考核方式是根據實驗報告以及理論考試中一定比例的實驗內容打分;②主要對專業實驗技能進行考核，考核方式是由實驗報告、實驗操作及考試試卷3部分組成;③針對學生的自主設計和創性能力進行考核，考核方式是由實驗設計、研究性實驗論文和考試卷面組成;④野外綜合實驗主要對學生的生產實踐能力進行考核，考核方式由現場綜合考核和野外實習報告組成。

3.4 實驗教材 實驗教學中心重視實驗教材的建設，鼓勵使用先進的實驗教學教材和編寫、出版具有鮮明特色的實驗教材。在開課前，由課程建設負責人及相關教師共同商討教材的選用情況并在實驗教學過程中征求學生意見，以便于及時調整和更新教材。為了滿足實驗教學改革的需要，實驗教學中心組織具有豐富教學經驗的教師，編寫系列實驗指導和實驗講義，總結成熟的實驗方法，提出了符合學生培養和中心實驗教學條件的綜合性、設計性實驗內容。

近幾年來，正式出版與實驗相關的理論教材23部，實驗教材8部。編寫實驗指導書、實驗講義、野外實習指導書等計15本，這些教材對提高人才培養質量發揮了積極的作用。

4 實驗室運行管理機制

4.1 開放的方法和手段 為了提高實驗設備的利用率，達到資源共享，充分利用的目的，學院與實驗中心采取了多種手段，制訂了實驗室開放管理制度，保證實驗室在空間、時間和項目上的開放運行。在野外綜合實習期間有實驗中心專任教師全程統一管理實驗室，全面開放實驗室，每天開放時間為8：00～21：00，面向參加課外科技實踐活動的學生全天開放。

4.2 制定健全的管理制度 為了保證實驗室的正常運行，實驗室制定了一系列的管理制度，包括儀器設備管理、實驗人員管理等。儀器設備管理包括儀器設備的的保管、使用、借用、維護、維修等。實驗中心設有專門負責常用實驗材料和各種低值易耗品的采購。

4.3 完善質量保障體系 建立了由實驗教學過程質量管理、實驗教學資源管理、教學督導、學生評教、實驗室評估、實驗教學信息采集與反饋等組成的實驗教學質量保證體系。下達野外綜合實驗教學任務書，實驗教師根據實驗教學任務書，填寫實驗教學日歷和實驗項目卡，按時保質保量完成實驗教學任務;實驗教師必須填寫工作日志、設備使用情況登記表和維修紀錄，作為年終考核的一項重要依據。

5 結論

通過嚴格的開放式的管理措施和方法的實施，林學野外綜合實驗室利用率大大提高，為全校師生提供了一個優良的教學、科研和創新環境，滿足了各類教學、科研服務的需要。通過野外綜合實驗室的建設，提高野外教學實驗實習的效果，為本科生基礎性實驗、綜合性實驗和創新能力的培養起到重要作用，達到教育教學目的。

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