以創新創業為導向的草地生態學實驗課程建設與改革

孫盛楠,嚴學兵

(揚州大學動物科學與技術學院, 江蘇揚州 225009)

人才培養是高校的基本任務,提高人才培養質量是高校的核心目標,在人才培養過程中貫穿創新創業教育是國家實施創新驅動發展戰略的基本途徑?！秶鴦赵恨k公廳關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》(國辦發〔2015〕 36號)和《關于進一步支持大學生創新創業的指導意見》(國辦發〔2021〕35號)中對加強創新創業教育都提出了明確要求[1-2]。在將創新創業教育貫穿到人才培養全過程中,不但要提升教師的創新創業教育教學能力、改革教學方法和考核方式,還要加強大學生創新創業培訓、強化創新創業實踐。在創新創業實踐教育中,實驗課程的教學改革成效十分重要,將雙創教育融入實驗課程的建設中,將有助于為國家培養適應產業發展和社會需要的專業人才[3-4]。

草地生態學課程是揚州大學動科學院草業科學專業的核心課程,該專業入選教育部2021年度國家級一流本科專業建設點,所在學科也是“十四五”江蘇省省級重點學科,因此對人才培養質量的提高、教育理念的更新有迫切的需求。近年來,國家對草地生態保護非常重視,無論是政府部門還是企事業單位,都急需大量專業人才。因此,該學科在人才培養方面強調要以創新創業為導向,教師在實踐教學中需將專業內容與創新創業內容相結合,激發學生的學習熱情,樹立正確生態倫理觀,培養科學的創新精神,為將來從事相關工作奠定基礎。

1 以創新創業為導向的草地生態學實驗課程改革與實施

實驗課程是草地生態學教學中非常重要的組成部分,根據揚州大學2021版本科教學大綱,草地生態學理論課40學時,實驗課32學時。理論課以介紹草地生態系統中個體、種群、群落與環境的互作關系為主線,實驗課程的內容是將生態學原理應用到對草地生態系統的觀測中,通過樣品采集、群落調查、指標測定和數據分析完成整個實踐過程(圖1)。

圖1 以創新創業為導向的草地生態學實驗課程建設目標Fig.1 Construction objectives of grassland ecology experimental course guided by innovation and entrepreneurship

1.1 增加實驗學分,提高實踐性教學比例2022年3月30日,習近平總書記在參加首都義務植樹活動時提出“林草興則生態興”。為了踐行這一重要戰略思想,揚州大學在修訂2021版教學大綱時,將原來2018版教學大綱中草地生態學理論課程24學時、實驗課程16學時分別提高至40學時和32學時。草地生態學是一門非常注重理論聯系實踐的課程,如何將生態學原理應用到生存實踐中是課程教學的核心目標。無論是“綠水青山就是金山銀山”,還是“樹立大食物觀”,都表明自然生態系統中動植物資源和微生物資源的重要性。草地生態學是應用生態學和系統學的理論和方法,調查草地生物多樣性、研究草地生態系統的結構與功能,具有很強的理論性、綜合性和實踐性。但是,很多學校對草地生態學實驗課程配備的學時都較少,很多實驗內容局限在實驗室中,與草地生態科學研究和相關行業工作內容脫節,學生興趣不高[5-6]。因此,增加實驗課程學分,提高實踐性教學比例是當前草地生態學教學工作的重點。揚州大學草學學科積極聯系企事業單位,建立大學生課外實踐基地、沿海灘涂草地生態系統野外定位觀測試驗站等,拓展草地生態學實踐教學的空間,帶領學生走出校門,走進企業、自然保護區、天然草地,增強感性認識,激發學習興趣,貼近生產實際,調動創新思維。

1.2 優化實驗項目,增加創新性實驗內容教育部從“十一五”就開始推動創新性人才培養工作的實施,啟動了“大學生創新性實驗計劃”,該計劃注重興趣驅動、自主實驗、重在過程。高校的創新創業教育必須以激發每個參與者的尊重與自由為特征,提高雙創教育的活力[7-8]。在草地生態學實驗課程教學改革中,要注重人才培養的素質結構、知識結構和能力結構。通過素質結構使學生具備良好的修養,強化知識結構,使學生具備扎實的理論基礎。同時,對傳統“按部就班”的實驗項目進行優化,在保證核心知識點的基礎上,設置一些沒有明確實驗步驟的項目(圖2)。如草地植物根系特征比較研究、草地植物群落多樣性分析、土壤質量評價等,以課題研究的形式,鼓勵學生自主設計實驗,測定數據,分析實驗結果,回答科學問題。這改變了傳統實驗課程教學中給定實驗目的、實驗材料、實驗步驟的方式,不但考察了學生的動手能力,還使學生具備求實創新、踏實肯干的精神,鍛煉了學生主動思考、發現問題、解決問題的能力。

圖2 草地生態學實驗項目對應的課程目標和課程思政融入點Fig.2 Corresponding course objectives and ideological and political integration points of grassland ecology experimental project

1.3 參加學科競賽,鼓勵以理論指導實踐在《關于進一步支持大學生創新創業的指導意見》(國辦發〔2021〕35號)的指導下,2021年11月14日,揚州大學承辦了全國大學生生命科學競賽(2021,創新創業類),旨在推進高校大學生創新創業教育,推動高校創新創業實踐教育的改革與創新。該專業學生利用草坪草生理生態學的知識,設計了“蛋白質組學解析狗牙根匍匐莖和根狀莖適應地上和地下生長的機制”的實驗并發表論文,在大賽中取得了特等獎。通過參加比賽,學生的創新意識、團隊精神和實踐能力都明顯提升,實現了以賽促學、以賽促教、以賽促創。此外,為提高教師指導學科競賽的水平和創新能力,揚州大學還開展了教學改革研究課題(本科生學科競賽專項)的申報工作。該項工作旨在培養教師的責任心和團結協作精神,指導教師對本科生進行選拔、指導和訓練,幫助學生迅速找到創新創業的方向,學以致用。

1.4 融入課程思政,樹立正確生態倫理觀課程思政是將思想政治教育的理論知識、價值理念以及精神追求融入課程中,潛移默化地對學生的思想意識、行為舉止產生影響[4,9]。對于草地生態學教學來說,最重要的課程思政教育就是樹立正確的生態倫理觀。生態倫理,即人類處理自身及其周圍的植物、動物和大自然的關系的一系列道德規范。在草地生態學實驗項目中,如何科學合理地采集植物、土壤樣品是進行生態學研究的首要倫理問題。以土壤樣品采集為例,學生提問:“為了科研在草原上用土鉆取土留下的土洞和嚙齒類動物為棲身而挖掘的洞穴,哪一個對草地生態的破壞大?”這是一個值得深思的倫理問題。科學研究的目的是為了保護草地生態,那么,科學研究的過程,就必須尊重自然、順應自然和保護自然。因此,在樣品采集的過程中,盡量避免破壞性采樣,盡可能維持樣地原貌。在土壤樣品采集時,只取實驗必需的部分,杜絕浪費,并且要對土洞進行回填,減少人為對地表的破壞和干擾。再有,對草地植物根系的研究,傳統方法是將植物整株挖出來進行測量,對原生植物群落組成有較大的破壞?，F在常用的有植物根系生長監測系統、土壤原位多層次旋轉式圖像監測儀等,通過使用先進儀器,可以進行非破壞性原位土壤監測。同時,引導學生思考儀器設備的工作原理、改進空間、優化辦法,在正確的生態倫理觀指引下,開發出更方便、實用、低成本的草地生態實驗儀器,也是學生未來創新創業的方向。

2 以培養創新創業能力為目標的大學生實踐基地建設

2.1 推動鄉村振興,落實創新創業人才培養點草地生態學專業人才培養面向的是我國廣大的草原牧區、農牧交錯帶、草地農業區,這些地區一般處于不發達、欠發達狀態或是寸土寸金、土地利用效率亟待提高的地區。為這些地區培養專業人才,一方面是我國鄉村振興的需要,一方面也是落實創新創業新落腳點的需要。揚州大學位于江蘇省中部,在長江與京杭大運河交匯處,地理位置的特點使得學校草學學科的校外實踐基地設立在沿海灘涂草地、草地農業區。2018年,學科在江蘇省鹽城大豐國家級麋鹿自然保護區設立了灘涂草地農業系統野外定位觀測站,主要為大學生開展草地生態學研究提供平臺。在草地生態實驗課程教學中引入創新創業教育后,教師引導學生利用所學的生態學知識思考如何幫助自然保護區防治物種滅絕、生物入侵和生物多樣性消失,包括集合種群、邊緣效應、種間關系、食物鏈等原理。同時,在南方發展草地農業的過程中,會遇到很多生態倫理問題,如有限的土地到底是種糧還是種草?為豐產到底是多施肥還是要休養生息?草田輪作、藏糧于草的概念是否能夠推廣?要回答這些問題,就要培養具備專業草地生態學知識的人才,習近平總書記曾強調,鄉村振興,人才是關鍵。因此,積極設立實踐基地,落實創新創業培養點是教學改革工作的延伸。當學生能夠在實踐中靈活應用所學知識,在推進鄉村振興的工作中學以致用、發揮所長,才能做創新創業舞臺上的主力軍。

2.2 促進產學研融合,助力專業人才一展所長教育部提出的“三結合、四協同”產學研深度融合育人機制的重要優勢就在于可以共享多方創新資源,為產業發展輸送創新型人才[10]。讓本科生參與科研項目已是國內外高校教學的常態,科研立項的實踐教學是培養創新創業人才的有效措施[11]。以往的草地生態學實驗教學已經將依托科研項目作為重要的支撐。隨著專業課程的學習,教師會引導本科生參與相關科研項目實施的各個環節,鼓勵學生與研究生、導師一起討論實驗中遇到的技術問題、分析研究過程中涉及的理論知識,通過科研輔助教學,培養了學生的科研素養和探索創新的精神。目前的問題是多數教學改革進行到學、研結合就止步了,如何將“產業”引進來,才是今后教學改革的關鍵[12]。首先,教學、科研的成果一定要貼近市場和行業需求,激發學生的創新精神,能夠為企業解決疑難雜癥。比如,揚州市一些茶園在培育幼齡茶苗時,常被瘋狂生長的雜草困擾,導致茶苗生長情況不佳。草地生態學任課教師將該情況講給學生,讓學生思考解決辦法。學生在查閱文獻后提出用生物防治的辦法,通過種植覆蓋作物來抑制雜草。經過選種、實驗,目前以白三葉為主要覆蓋作物,有效抑制了雜草的生長,同時,將刈割后的白三葉翻埋在土壤中,也提高了土壤肥力和質量,減少了化肥的使用,一舉兩得。其次,鼓勵學生創業熱情。在創新創業教育中聘請校外企業家作為創業導師,給學生講述創業機遇、政策支持、組織架構、問題解決等企業創建過程方面的知識。充分引導學生利用專業背景和校企實踐資源,發展新技術,創辦新企業,提高行業從業人員水平,在行業發展中獨樹一幟,成為國家戰略性新興產業中的中堅力量[13]。

3 課程建設和教學改革的成效

通過增加實驗學時、優化實驗項目、融入課程思政、建設實踐基地等改革措施,明顯提高了學生對草地生態學實驗的興趣和熱情。一方面,學生能夠將課程中學習到的草地生態學基本知識和實驗操作技能,應用到各級大學生創新創業項目、學科競賽、其他課程學習以及后續科研工作中。另一方面,在實驗課程中鍛煉的探索精神和創新思維,有效地幫助學生拓展了創業方向。在實驗和實踐過程中遇到的各種問題,實際上也是社會上、產業中容易面臨的瓶頸和難題,很多學生希望未來從土壤修復、生物肥料開發、生態評價和防控等方面進行創業,不斷豐富和升級草地生態產業鏈。此外,由于在課程改革中強調了生態倫理觀的重要性,學生在獲得知識的同時,更加深入地領會了“尊重自然、順應自然、保護自然”的生態文明理念。通過草地生態學實驗課程的建設和改革,為國家培養出專業扎實、人格高尚、價值觀正確的草地生態保護人才,在未來的創新創業中不斷調整和改善人與自然的關系,實驗人與自然、人與人、人與社會的全面和諧,這也是高校教書育人的根本目標。