資源環境類標本輔助實踐教學體系的構建

王雅婧 王沖 陳京生

摘要 中國農業大學資源與環境學院實驗教學中心將實體標本間建設與現代化技術手段、標本間的創新利用相結合，構建了資源環境類學科標本輔助實踐教學體系，開發了教學實習平臺、創新實踐平臺和自主學習平臺，加強了學生對標本的基礎認知和對野外實習、實踐創新的輔助作用，促進了理論教學和實踐教學效果的提升，保障了綜合型人才培養目標。

關鍵詞 標本輔助實踐教學體系；現代化技術手段；綜合型人才培養

中圖分類號 S-01 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）08-0268-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.08.071

Abstract Through the combination of physical specimen rooms construction and modern techniques，innovation and utilization of specimen room，the specimenassisted practical teaching system for resources and environmental discipline have been established by the Experimental Teaching Center of College of Resources and Environmental Sciences of China Agricultural University.The practical teaching platform，innovation and practice platform and selflearning platform have been built to enhance the understanding of specimen and the assistant effect on field practice and innovation and practice，promote the effect improvement of theory teaching and practical teaching，and guarantee the objective of comprehensive talents training.

Key words Specimenassisted practical teaching system；Modern techniques；Comprehensive talents training

加強學生創新精神和實踐應用能力的培養，是社會發展對高校人才培養工作提出的新要求[1-2]。實踐教學作為應用型人才培養的重要環節，對于提高學生的綜合素質、培養適應時代要求的綜合型人才、保障教學質量具有不可替代的重要作用[3-6]。資源環境類學科涵蓋專業、課程眾多，學科知識點抽象，理論講解難度大，對實踐教學的需求更加迫切。在諸多實踐教學形式中，標本教學是資源環境類學科最基礎和必需的。如果標本教學運用得當，就能促進理論知識的理解，激發學生的學習興趣，從專業素養和求知欲態度2個方面為野外實習等其他實踐教學形式打好基礎[7]，促進綜合型人才的培養。將現代化技術手段與傳統的標本教學相結合，拓展標本間的利用形式，搭建標本輔助實踐教學體系，能夠最大限度地發揮標本教學的重要作用。

1 標本輔助實踐教學體系建設的目標與基礎

為了加強學生動手實踐能力的培養，中國農業大學資源與環境學院開設了一系列實驗和實踐課程，在理論和實踐教學的過程中標本的紐帶銜接作用愈發凸顯。標本作為一種直觀教具應用在資源環境類學科實驗教學中，能夠將抽象的知識點現實化，可以使教學和觀察研究不受時間、空間、地理分布等條件的限制[8-9]。構建標本輔助實踐教學體系，旨在促進資源環境類學科理論教學與實踐教學的進一步融合，激發學生的學習興趣，拓展完善實踐教學的形式和體系，保障學生的學習和培養質量，提升本科生的綜合素質。中國農業大學資源與環境學院具備豐富的教學資源與成果，為標本輔助實踐教學體系的建設提供了堅實的基礎和廣闊的應用空間。首先，該學院有一批優質課程和優秀的教學團隊。近幾年來，該學院建設了包括1門國家級、4門北京市級、11門校級課程在內的一系列精品課程以及3部國家級精品教材、9部北京市級精品教材，承擔教改項目41項，獲得各項教學成果獎21項，包括國家教學成果二等獎2項，北京市教學成果一等獎1項、二等獎3項；該學院實驗教學擁有一支雄厚的教學隊伍，包括25名教授，12名副教授，9名講師和5名實驗技術人員及實驗中心管理人員；其次，學院各學科均有一定儲備量的優質教學標本資源，主要來自學院教學和科研人員的野外采集，是各學科實踐教學和科學研究多年的累積成果；第三，該學院實驗教學中心可為標本教學提供場地等硬件條件以及人員、教學指導和教學管理等軟環境保障。

2 標本輔助實踐教學體系的建設

標本輔助實踐教學體系的建設內容包括一間實體標本間以及依托實體標本資源建設的3個平臺（教學實習平臺、實踐創新平臺和自主學習平臺）。同時，通過創新標本間的利用形式、功能定位與發展需求等，為實習實踐教學和學生研究性學習以及跨學科綜合性研究提供了條件，實現了標本輔助實踐教學體系的教學功能、研究功能和開放宣傳功能。

2.1 實體標本間建設

中國農業大學資源與環境學院標本間的建設定位為資源環境類學科知識的綜合體，力求做到“小而全”“小而精”，并結合現代化技術手段實現標本實踐教學形式的多樣化。標本間共布置了4個專業展區、4個展示模型以及多媒體教學區、展板介紹區和開放展示區，共收集展品500余件。

4個專業展區分別為地質標本、土壤標本、植物標本、生物標本展示區，其中地質類標本展示有常見的礦物標本、巖石標本和化石標本；土壤標本展示有全國典型地帶性、非地帶性土壤剖面整段標本80余件，另有儲藏標本40余件；植物標本從形態、結構、功能3個方面系統展示了植物學知識，包括植物分類標本、植物組成標本、種子發育標本以及植物生活史標本；動物標本主要有土壤動物標本、常見農田昆蟲標本，以及昆蟲的生活史標本。4個展示模型分別為森林生態系統、濕地生態系統、農田生態系統和荒漠生態系統，通過沙盤模擬了4個生態系統的結構和組成。開放展示區利用實驗教學中心樓道墻體內的凹槽展示了巖石、土壤、肥料等標本以及測量學、氣象學等學科的老舊儀器，以增加學生對資源環境學科的全面認識，提高學生對學科知識的學習興趣。

2.2 立足標本資源，開展平臺建設

2.2.1 搭建教學實習平臺。標本間每年能夠為土壤學、地質與地貌學、土壤學基礎與土壤地理、土壤、植物與環境分析、植物營養學、普通生態學等課程提供教學服務，其中土壤學和地質與地貌學在標本間要完成4個學時的實驗教學，土壤學基礎與土壤地理課程要完成2個學時的實驗教學。標本間集中展示不同類型的礦物、巖石標本以及全國典型土壤整段剖面等，是資源環境類專業學生學習地質地貌認知、土壤類型鑒別的基礎；常見植物營養元素缺乏圖譜和化學營養元素展示，對于學生掌握植物營養狀況鑒定、了解農作物生產過程及農業生物多樣性具有一定的輔助作用；參觀標本間也被列為普通生態學課程教學實習的主要內容，植物標本不僅可以豐富學生知識，而且可以促進學生對農業生產生態系統運用的理解；土壤動物和農田昆蟲標本能夠使學生理解健康的土壤和友好的生態環境可以促進農業生態系統的可持續發展，結合生態系統的展示，便于學生更好地認識生態系統的結構和功能。另外，標本間的土壤標本是建國后經過2次全國土壤普查，收集加工和整理的全國各類土壤的典型剖面以及國內外友人贈送的剖面標本，具有50多年的歷史，體現了無數土壤學工作者的辛勤工作，是非常珍貴的教學資源；在激發學生學習興趣的同時，也能讓學生體會到老一輩研究工作者的嚴謹工作態度以及知識傳承的文化底蘊，增加學生的學科榮譽感和自豪感。

將各學科標本集中展示，能夠擴大學生的知識面，也有利于從個案教學過渡到系統教學，開展跨學科綜合實習。該學院的資源環境野外綜合大實習已開展多年，效果良好，在2009年獲得了北京市教學成果二等獎，但學生在實習的過程中需要對地質、土壤、植物、測量、生態、氣象等多學科知識進行綜合分析，才能理解現實情況的分布、成因等[1]，在實習的過程中時間短，空間跨度大，學生不容易將所有觀察到的現象綜合起來統一分析，將各種要素集中存放展示，結合實習過程中的大場景，更有利于學生對知識的全面理解和融會貫通，將多學科知識綜合分析，提高學生的科學思維能力和創新能力以及多專業交叉整合的綜合研究能力。

多媒體課件、電子教案、視頻錄像、虛擬教學、網絡教學等現代化技術手段的應用能夠促進標本輔助作用的全面發揮。土壤學課程、地質與地貌學課程的實驗教學，將課程開發的百望山虛擬實習系統通過多媒體教學區應用在課堂上，同時通過多媒體教學區與中國農業數字博物館等網絡教學資源相結合，在室內即可開展完成精彩的實踐教學，促進了課堂教學和實踐教學的深度融合。另外，利用標本輔助進行實習前的預習，可以改變傳統課堂的介紹式預習，實習前可以組織學生通過多媒體課件、視頻錄像、虛擬實習等方式，結合實體標本資源認知對實習進行預習，學生能夠提前了解和掌握實習重點、實習要求的基本實驗技能等，教師能夠更清楚地了解學生對實習的態度和求知欲[10]；實習后也可以鼓勵學生利用各種教學資源和手段進行自主式、伙伴式、討論式學習，完成高質量的實習報告，鍛煉學生的組織、歸納、表達、寫作等能力，或進一步調動學生的主觀能動性、激發學習興趣，進行相關科學研究訓練，實現了實習前、實習中、實習后的連貫式學習。

標本輔助實踐教學體系的構建也有利于完善實踐教學考核形式。野外實習是實踐教學的必需環節，直接關系著實踐教學的質量，標本輔助實踐教學體系的建設與應用可以改變僅根據學生編寫的實習報告進行考核的單一考核辦法，有利于建立學生實踐能力的形成性評價，建立完善野外實習的多元化考核體系。實習后，一方面可以利用標本進行知識點考核，另一方面學生利用標本輔助體系進行討論，完成實習報告的過程，可以體現學生對于整個實習知識的理解和綜合分析。

2.2.2 搭建創新實踐平臺。

堅持興趣選題的原則，學生在學習和實習過程中對標本制作、標本分類、實習地樣品分析等產生興趣的話，可以與教師聯系，通過本科生科研訓練計劃或畢業設計等形式申請研究項目，依托實驗教學中心標本等各類教學資源和實驗室等硬件條件進行相關研究，通過查閱文獻、實際操作，培養學生的分析問題、解決問題和實際動手能力。自投入運行4年多以來，該學院依托標本資源，共完成6項本科生科研訓練計劃。

2.2.3 搭建自主學習平臺。

標本輔助實踐教學體系利用網絡化教學平臺，融合了知識介紹、視頻播放、虛擬實習等教學形式，為學生提供了廣闊的自主學習平臺。學生通過掃描標本介紹的二維碼可以進入網站查看標本知識介紹；網站對實習的大綱、指導書、參考文獻、實習地區背景介紹、歷年實習場景、關鍵知識點視頻介紹等資源進行共享。另外，通過實習基地的虛擬仿真教學平臺建設，充分發揮其對野外實習的正向促進作用[11]，為學生對于實習的全面自學提供資源保障。同時，實體標本資源在工作時間實行開放式管理，為學生進行實體資源和網絡資源的結合學習提供條件便利。

2.3 體系可持續運行的條件保障建設

2.3.1 制度建設。

標本輔助實踐教學體系的構建和實踐離不開完善的管理制度， 具體內容包括實體標本的維護、網站實習教學資源的更新維護、標本間及各類教學資源的開放管理、課程和實習使用管理、研究項目實施管理等，從管理到實施細則全過程對標本輔助實踐教學體系進行規范，確保了標本教學工作有章可循。此外，應圍繞學校和學院的人才培養目標進行制度調整，及時、合理地對標本輔助實踐教學體系進行完善和管理，可持續地為提高實踐教學質量提供保障。

2.3.2 實驗教學人員保障建設。

由于長期以來形成的重理論、輕實踐的思想傾向，造成實驗教學人員得不到重視的現象，導致實驗教學人員的工作熱情不高，不愿意主動思考、參與實驗實踐教學改革。為充分調動人員積極性，中國農業大學資源與環境學院充分肯定了實驗教學人員在教學、教改建設工作中的付出，給予物質獎勵的同時也會在職稱評定等工作中給予充分認可，大力支持培養實驗教學人員成為實驗實踐教學改革的主力軍，促進實驗教學人員主動參與教學，發現問題、思考問題、及時解決問題，穩定在職人員的同時吸引高素質人才加入實驗教學隊伍，目前實驗教學中心有3名中級實驗師均為博士學歷。引導實驗教學人員積極投身實驗實踐教學活動，既能保障標本輔助實踐教學體系等現有建設項目的良好運行，又能緊跟教育方針不斷完成新的實驗實踐教學改革。

2.3.3 經費建設。

中國農業大學每年都有專項經費用于實驗實踐教學，依托標本資源進行的實驗實習教學、創新實踐活動均有相應經費支持，同時資源與環境學院實驗教學中心將每年運行經費的5%用于標本輔助實踐教學體系的維護與更新，從根本上保障了該體系的良好運行。

3 結語

標本輔助實踐教學體系以標本教學為核心，全面服務于資源環境類學科的標本認知需求，目前標本間已集現實性、科普性、實用性、趣味性、簡明性和創新性于一體，極大豐富了教學手段，每年可以為土壤學、地質與地貌學、基礎生態學、土壤生態學、土壤、植物與環境分析等課程700余人次提供標本實踐教學，同時將室內的標本教學與野外實習相結合，利用標本輔助實踐體系進行野外實習的預習、實習效果考核、實習采集標本分析以及標本制作的研究等，衍生出標本教學的多種形式，在實踐教學中積極發揮標本的科學價值和文化價值，以標本為切入點為學生打開資源環境類學科知識的豐富視野，調動學生學習的主動性和積極性，促進理論和實踐教學的融會貫通。經過4年多的建設運行，標本輔助實踐教學體系已成為有制度、有計劃、有指導教師、有實驗教學人員、有服務和經費保障的一個成熟體系，是中國農業大學資源與環境學院實驗實踐教學的重要組成部分。目前標本間已成為資環學院本科生入學教育的參觀培訓基地之一，每年接待大約160余人，另外還接待過中國農業大學農學院、海南大學、華南農業大學、華中農業大學、福建師范大學、西南大學、吉爾吉斯斯坦外交部等多所兄弟院校和機構的交流學習。

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