生物學(xué)研究性野外綜合實習(xí)實踐

2020-07-06 07:06:26黃金林余徐潤吳曉霞李世平

實驗室研究與探索 2020年4期

熊飛，黃金林，余徐潤，吳曉霞，陳剛，李世平

（揚州大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇揚州225009）

0 引言

野外綜合實習(xí)是生物學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要內(nèi)容，也是學(xué)生在實踐中鞏固和應(yīng)用植物學(xué)、動物學(xué)、生態(tài)學(xué)和生物多樣性及保護等學(xué)科理論知識的主要環(huán)節(jié)［1］。浙江西天目山是國家級自然保護區(qū)，是世界人和生物圈保護地，生物資源極為豐富，不僅是聞名遐邇的旅游勝地、全國科普教育基地、生物資源重要的儲源地和基因庫，也是華東地區(qū)高校野外生物資源科學(xué)考察和生物學(xué)專業(yè)野外綜合實習(xí)的理想基地［2］。自2013年以來我校選擇了該地作為生物學(xué)專業(yè)野外綜合實習(xí)或見習(xí)基地。2015年始，在常規(guī)實習(xí)內(nèi)容的基礎(chǔ)上又增加了生物學(xué)研究性野外綜合實習(xí)基地，經(jīng)過3年的實踐，取得了十分顯著的成效。

1 研究性野外綜合實習(xí)的原則

傳統(tǒng)生物學(xué)野外綜合實習(xí)主要目的是將課堂上書本知識與課外生活或生產(chǎn)實踐相結(jié)合，通過實地觀察、體驗、思考來進一步驗證理論知識，加深學(xué)生對理論知識的理解和掌握。而研究性野外綜合實習(xí)教學(xué)不僅在于驗證書本知識和鞏固理論知識，而是更加重視理論知識的實際應(yīng)用，強調(diào)整個過程的參與實踐，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性和科學(xué)研究思維，培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)協(xié)作、探索、動手等綜合能力［3-6］。因此，研究性野外實習(xí)的核心指導(dǎo)思想是培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。根據(jù)這一指導(dǎo)思想，研究性野外綜合實習(xí)實踐中必須堅持的原則是：

（1）研究性實習(xí)必須建立在正常實習(xí)的基礎(chǔ)上。正常實習(xí)是研究性實習(xí)的前期和基礎(chǔ)。在完成動植物識別、標本采集、制作和鑒定、生物多樣性調(diào)查、種群和群落樣方調(diào)查方法等內(nèi)容的基礎(chǔ)上，才能開展研究性實習(xí)活動。如果正常實習(xí)內(nèi)容做得不牢不實，就會本末倒置，拔苗助長，達不到真正研究性實習(xí)教學(xué)目的。

（2）師生共同命題和現(xiàn)場選擇命題相結(jié)合。教師可以根據(jù)參考文獻、往年已做的課題及課題價值等標準設(shè)置研究性課題內(nèi)容，也可根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇有價值并能激發(fā)學(xué)生興趣內(nèi)容作為研究性課題。另外，選擇的課題內(nèi)容要難易適中，而且易于操作，能夠在規(guī)定時間內(nèi)完成。

（3）學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)。在研究性實踐過程中，教師的指導(dǎo)旨在啟發(fā)學(xué)生，教會學(xué)生研究性方法和思維，這不僅能提高學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力，而且培養(yǎng)了學(xué)生科研思維和科研能力。

（4）實踐過程和研究結(jié)果相結(jié)合，以過程為主。傳統(tǒng)教學(xué)形式強調(diào)研究結(jié)果，不注重學(xué)生實踐過程，往往造成學(xué)生實踐創(chuàng)新能力不夠。而研究性實習(xí)則是教師注重在實踐活動中知識形成過程，并不強調(diào)結(jié)果正確與否。

（5）以創(chuàng)新能力為核心的綜合能力培養(yǎng)。學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)已成為當代教育的重心，在促進學(xué)生基本能力提高的同時，教師在研究性實踐過程中根據(jù)學(xué)生的興趣引導(dǎo)學(xué)習(xí)，發(fā)掘?qū)W生潛力，對學(xué)生的創(chuàng)新能力特別關(guān)注，并著力重點培養(yǎng)和打造，為學(xué)生今后進一步攻讀研究生打下扎實的研究基礎(chǔ)。

近3年來，開展的生物學(xué)研究性野外綜合實習(xí)教學(xué)，正是堅持了以上這些原則，才取得了顯著成效［7-10］。

2 研究性野外綜合實習(xí)實踐的過程

開展的研究性野外綜合實習(xí)活動開始于放暑假后1周或秋學(xué)期開學(xué)前1周，在浙江西天目山的時間為9天。10月底提交實習(xí)論文，11月底進行研究性專題匯報，前后為期3個月左右。根據(jù)生物學(xué)野外綜合實習(xí)的指導(dǎo)思想和教學(xué)原則，研究性野外實習(xí)教學(xué)過程一般分為9個階段：

（1）前期準備。教師介紹西天目山國家自然保護區(qū)實習(xí)基地的基本情況，包括生物多樣性、生物分布特點和注意事項等內(nèi)容，講解如何查找相關(guān)文獻資料，并展示歷屆優(yōu)秀學(xué)生的研究性實習(xí)論文尤其是發(fā)表的論文，激發(fā)學(xué)生的研究興趣，為后續(xù)活動做好充分的前期準備。

（2）初設(shè)研究課題。根據(jù)學(xué)生自愿和自由組合的原則，由5或6名學(xué)生組合成立研究課題小組，選出組長和副組長。各小組根據(jù)研究興趣查找相關(guān)參考文獻資料，擬定研究課題內(nèi)容，制定研究計劃和研究方案。

（3）篩選研究課題。教師組織各小組進行答辯，組長對研究課題的目的意義、研究背景、研究方法、研究計劃、預(yù)期研究結(jié)果等內(nèi)容進行答辯。教師根據(jù)實際條件、研究意義和課題難易程度等標準從中篩選出5～6個研究性課題，內(nèi)容要有代表性和廣泛性，涵蓋植物、動物、微生物、生態(tài)等各個研究領(lǐng)域。

（4）培訓(xùn)引導(dǎo)。教師對參加野外研究性學(xué)生講解具體的研究方法、研究內(nèi)容、論文寫作格式和規(guī)范，詳細介紹實習(xí)過程中的注意事項與具體要求。

（5）實地研究。師生一起赴西天目野外實習(xí)基地進行為期9天的實地調(diào)查和研究，拍攝相關(guān)圖片，記錄相關(guān)研究數(shù)據(jù)，收集相關(guān)資料。此間師生也可根據(jù)實際情況修改或完善研究課題內(nèi)容。

（6）撰寫論文。學(xué)生返校后各小組在完成生物標本整理、撰寫實習(xí)體會、完成規(guī)定的作業(yè)等常規(guī)實習(xí)任務(wù)后，對研究性內(nèi)容進行數(shù)據(jù)分析，繪制圖表，開始撰寫研究論文。

（7）修改論文。教師對各組的研究論文進行初步修改，并提出具體的修改意見。各組學(xué)生根據(jù)教師的修改意見對論文認真修改和補充，做到論文格式化和規(guī)范化。

（8）評定論文。各小組正式向老師提交研究論文，老師再次修改后，組織學(xué)生運用PPT進行論文答辯，其他小組的同學(xué)提問，老師點評，對研究結(jié)果有新意且論文寫作規(guī)范的稿件優(yōu)先推薦到相關(guān)雜志發(fā)表。

（9）總結(jié)交流。學(xué)院組織學(xué)生召開實習(xí)總結(jié)大會，表現(xiàn)優(yōu)秀的小組進行演示報告、交流心得體和經(jīng)驗，教師進行現(xiàn)場點評，總結(jié)野外研究性的成果，并征集學(xué)生對研究性野外實習(xí)的問題和建議。

3年來，研究性野外綜合實習(xí)課題題目總結(jié)如表1所示，其中絕大多數(shù)都是由學(xué)生們自己擬定的，教師所擬定的題目只供參考。由于所選課題是經(jīng)過學(xué)生進行了充分準備并認真答辯，在野外實習(xí)過程中學(xué)生非常認真地進行研究和記錄數(shù)據(jù)，返校后認真整理數(shù)據(jù)和撰寫論文。研究課題完成率100%，形成了學(xué)術(shù)論文20篇，其中學(xué)生以第一作者發(fā)表西天目山野外研究性實習(xí)論文5篇。

表1 2015—2017年西天目山野外實習(xí)研究性課題題目

3 研究性野外綜合實習(xí)實踐取得的成效

3年來，研究性野外綜合實習(xí)實踐表明，只要堅持研究性實踐活動的基本原則，按照研究性教學(xué)步驟扎實推進，學(xué)生的求知欲、動手、解決實際問題等實踐創(chuàng)新能力顯著增強，學(xué)生的團結(jié)協(xié)作、意志品質(zhì)和社會責任感等綜合素養(yǎng)顯著提升，同時青年教師的教學(xué)研究水平也顯著提高［11-12］。

（1）學(xué)生科研素養(yǎng)顯著提升。研究性野外實習(xí)從選題到論文發(fā)表的整個過程都是以學(xué)生為主體開展活動，教師僅僅負責組織和引導(dǎo)，同學(xué)們通過研究背景、研究材料、研究方法、結(jié)果和分析、討論、結(jié)論等環(huán)節(jié)訓(xùn)練，掌握了科學(xué)研究基本過程，學(xué)會從探索、思考和實踐研究過程中吸收知識、應(yīng)用知識、分析問題和解決問題，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神，使他們在低年級就能得到很好的鍛煉，為今后寫好畢業(yè)論文和從事科學(xué)研究打下了堅實的基礎(chǔ)［13］。每年都會編撰《生物學(xué)天目山研究性野外綜合實習(xí)匯編》，匯編中收集了本年度實習(xí)的研究論文以及上一年度已發(fā)表的高質(zhì)量論文。這不僅可為學(xué)生提供一本值得珍藏的記憶手冊，同時也為即將實習(xí)的師生提供一定的借鑒和參考。

（2）學(xué)生求知欲和創(chuàng)新能力顯著增強。興趣是最好的老師，是創(chuàng)新的先導(dǎo)，也是推動學(xué)生求知欲的強大動力［3］。研究性野外實習(xí)教學(xué)是在野外大自然中進行的，用生動的實踐活動來激發(fā)學(xué)生的求知欲，學(xué)生們興致很高，他們本來對大自然就充滿了好奇與想象，在學(xué)習(xí)了生物學(xué)基礎(chǔ)知識后就可以根據(jù)自己的興趣與知識對大自然進行富有挑戰(zhàn)性的嘗試。研究性實習(xí)進一步激發(fā)了學(xué)生求知欲，增強了創(chuàng)新創(chuàng)造能力［14］。

（3）學(xué)生動手能力、解決實際問題的能力顯著提高。研究性野外實習(xí)要求學(xué)生既要動腦，促進科研思維和科研探究力的發(fā)展；又要動手實踐，加深對應(yīng)用理論知識的理解和掌握［15］。在研究性實習(xí)過程中，學(xué)生們不僅動手掌握了實驗儀器，而且還制作了一些簡單的實習(xí)工具，甚至通過實踐和反復(fù)總結(jié)后，對樣本的采集方法、GPS定位、葉面積測量、數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法等提出了改進方案，從而鍛煉了學(xué)生的動手能力和解決實際問題的能力。

（4）學(xué)生團結(jié)協(xié)作和溝通能力顯著提高。由于研究性教學(xué)是以小組為單位進行活動，一般分6～7個小組，每個小組7或8人，小組中每個人的分工也不一樣。無論是在野外調(diào)查研究，還是在室內(nèi)查閱資料、撰寫、修改和網(wǎng)投論文，各小組成員都能全程參與，表現(xiàn)出良好的團隊精神和協(xié)作意識。當論文順利通過答辯或發(fā)表時，他們會感到一種集體成就感和榮譽感。另外，在實踐過程中，通過教師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生以及學(xué)生與社會交流，學(xué)生溝通能力得到顯著提高。

（5）學(xué)生意志品質(zhì)和社會責任感顯著增強。與在實驗室研究相比，野外研究性實習(xí)過程更困難，更復(fù)雜，主要原因是實驗材料、實驗儀器、實驗條件、實驗過程等充滿不確定性。以“開展天目山朱陀嶺主要趨光性昆蟲及種群動態(tài)研究”課題為例，燈誘昆蟲的時間比較長，甚至整個晚上都要進行，部分教師和學(xué)生得不到休息，十分辛苦。但通過這樣的歷練，學(xué)生意志品質(zhì)會得到錘煉，增強了學(xué)生今后人生克服困難和抗挫折能力。另外，學(xué)生親歷祖國的大美河山，一草一木，一鳥一蟲，從而增強環(huán)保意識，樹立可持續(xù)發(fā)展的理念，生態(tài)文明意識和社會責任感顯著增強。

（6）青年教師業(yè)務(wù)水平和教學(xué)能力顯著提高。在研究性實習(xí)過程中，老教師善于傳教，年輕教師虛心請教，達到“傳、幫、帶”目的。同時青年教師之間相互溝通和交流，增強了學(xué)科知識融合和交叉，青年教師研究水平和實踐教學(xué)能力得到顯著提高。另外，老師和同學(xué)們朝夕相處，增強了師生情誼，教師也可進一步增強對“90”后學(xué)生的了解，有利于在后續(xù)教學(xué)中因材施教。

4 結(jié) 語

生物學(xué)研究性野外綜合實習(xí)是一種培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的新嘗試，不僅培養(yǎng)學(xué)生動手、解決實際問題、批判性思維等創(chuàng)新能力，而且能顯著提升學(xué)生團結(jié)協(xié)作、意志品質(zhì)以及人與自然和諧發(fā)展的科研情操。同時也促進青年教師教學(xué)研究水平顯著提高。