高等農業院校“三農”人才培養實驗實踐教學改革

趙淑杰 朱鶴 戰楊 陳元暉 洪波 李明堂

摘要 在新農科大類招生和專業分流培養背景下，為充分調動學生的學習積極性，滿足學生個性化發展需要，培養知識技能型人才和創新型人才，本文對農業資源與環境國家級實驗教學示范中心的教學及管理模式進行改革與實踐。具體實踐中，充分利用數字化教學資源，從優化整合多層次實驗平臺、優化完善開放管理、實行分模塊實踐教學以及建立開放式（體驗式）教學模式等方面進行探討和分析。目的在于充分發揮國家級實驗教學示范中心在大類招生人才培養和新農科建設中的示范帶頭作用，助力“三農”人才培養。

關鍵詞 新農科大類招生；農業資源與環境；數字化教學

中圖分類號 G642；S-0? ?文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2024）09-0103-05

Reform of teaching for cultivating talents in agriculture， rural areas and farmers

through experimental practice in higher agricultural colleges

Abstract In the context of new agricultural science enrollment and professional specialization training， in order to fully mobilize students learning enthusiasm， meet their individual development needs， cultivate knowledge and skill oriented talents， and cultivate innovative talents， the teaching and management model of the National Teaching and Demonstration Center of Agricultural Resources and Environment were reformed and practiced， fully utilized digital teaching resources， and from the aspects of optimizing and integrating multi-level experimental platforms were explored and analyzed， optimized and improved open management， implement modular practical teaching， and established an open （experiential） teaching model. The purposes were to fully leverage the leading and demonstrative role of the national experimental teaching demonstration center in the cultivation of talents for major enrollment and the construction of new agricultural sciences， and to assist in the cultivation of talents for agriculture， rural areas， and farmers.

Keywords enrollment of new agricultural science majors; agricultural resources and environment; digital teaching

在新農科建設和鄉村振興背景下，人才培養模式是關系高等院校教育質量的重要方面之一。目前主要有專業招生培養和大類招生培養兩大模式。大類招生培養目標是為社會培養“厚基礎、寬知識、強能力”的高素質“三農”人才[1]。大類招生模式強調非專業知識與專業知識的有效結合，通過1～2年通識課的學習，打破專業壁壘，鞏固基礎知識，再集中學習專業知識，可以使學生拓寬通識知識的廣度，又加深了專業知識的深度，有利于培養適應能力強且一專多能的滿足現代社會需求的人才。不同類型高校按照自身辦學條件和人才培養定位來探索和實踐不同的教學模式[2-3]。王寅等[4]進行了基于院系層面實施大類招生培養的實踐，讓學生按照學院大類進入所報考的學院，大一、大二不劃分專業，是通識教育階段；大三按專業進行分類培養，是專業學習階段。在通識教育基礎課學習階段，不僅要幫助學生打好專業基礎，更要引導學生對各個專業的方向加以了解，使學生能根據自身能力和喜好選擇專業方向。

各專業人才培養中，實驗和實踐教學占有十分重要的地位，實驗教學是學生理解專業及培養興趣的重要手段，實驗室是素質教育的重要基地之一，是培養實用創新型人才的搖籃。為滿足大類招生人才培養需求，實驗教學需要進行相應改革。在數字化時代，本研究依托農業資源與環境國家級實驗教學示范中心，對實驗實踐教學進行一系列改革與探索實踐，對實驗教學及管理模式等改革的必要性和改革與實踐的經驗進行梳理和總結。主要從優化完善多層次實驗平臺、開放管理、分模塊實踐教學和建立開放式（體驗式）教學模式等方面進行探討。

1 大類招生背景下實驗教學管理模式改革的必要性分析

大類招生分流培養模式是指高校在招生錄取時，不再按專業錄取學生，而是將同一學科門類中的相近專業合并，按照學科大類的方式進行招生，學生在高考填報志愿時也無須確定專業，只須填報學校和學科大類即可。入學后，學生經過兩年通識課程和學科基礎課程的學習，在對學科和大類各專業有了進一步了解的基礎上，結合個人的興趣愛好和就業前景，在學科大類范圍內選擇進一步學習的具體專業[5]。

社會對人才的要求越來越嚴格，對高校人才培養模式也提出了更高要求，各大高校積極進行人才培養模式的改革，致力于培養符合社會需求的創新型人才[6-7]。當前的教學模式和硬件設施都實現了很大程度的完善，而在大類招生背景下，存在部分待改進之處，實驗實踐教學改革十分必要。

1.1 根據授課對象的不同優化教學及管理模式

與按專業招生的培養模式相比，大類招生分流培養模式在課程設置、班級人數和班級數量等方面都存在一定差異。對于同一學院來說，學生總人數沒有變化，學生的組成結構發生了變化。按照專業招生培養時，每個專業的班級和招生人數是確定的，每年的變化幅度也較小，實驗課程設計僅針對某專業的學生，專業性較強，基礎實驗所針對的專業有所側重，這些在實驗資源配備和共享利用方面容易操作。大類招生培養模式針對的是做出不同專業選擇的、基礎知識相近的學生，每年學生對專業的喜好和每個專業的學生數可能有較大變化，以往的資源配置和管理模式則可能無法完全滿足需要。如果在現行條件下增加班級數量和班級人數，則可能會影響教學質量，學生參與實踐動手的機會也可能會減少。因此，需要對教學模式進行相應的改革優化，設計側重點，同時有所不同的實驗內容、實驗時間安排和選課方式也要進行相應調整，以適應新的人才培養要求。

1.2 依據預期效果的改變優化教學內容

在教學改革之前，大一大二學生按照專業不同，以各自專業為主，分別開展基礎實驗課程學習。各專業的基礎實驗課程以驗證性實驗為主，通常采用的教學方法是講授法。在學生動手實驗之前，教師先講解實驗目的、原理、步驟和注意事項等，講解完畢后學生開始實驗，教師對實驗的現象、結果以及相關反應的原理等進行解釋，或者根據書本進行相應介紹。在此過程中，學生的學習主動性和學習熱情有待進一步增強，可能僅有部分學生主動參與思考，培養學生的探索精神及探究科學魅力的興趣有待進一步增強。

在大類招生模式下，實驗內容的設定以學科為單位進行分類，同時要滿足學生能夠通過實踐教學環節加深對專業了解的需求，使學生通過實驗了解不同專業，進一步發現自己的興趣及擅長所在，為分流培養時的專業選擇打下基礎。

1.3 根據學生實際情況因材施教

在大類招生背景下，需要探索和建立新的實驗實踐教學體系。大學實行通識教育，部分學生對其重視程度有待提升。對于實驗課程來說，部分學生的實驗經驗不足，可能缺乏基本的實驗技能。由于不同學生的基礎知識和能力水平可能存在差異，進入大學后，不同學生的個人學習需求與意愿也可能具有差異性，因而新的教學體系的探索和建立是教學的重中之重。具體而言，需要建立既能滿足不同學生基本的學習需求，又能因材施教的新教學體系，從而培養和激發學生的實踐能力和創新能力。

2 大類招生背景下基礎實驗課程改進措施探討

2.1 優化多平臺的實驗教學中心

在大類招生背景下，將原來的5個專業整合為自然保護與環境生態類、環境科學與工程類和農藥化肥專業3個大類。在實驗教學示范中心和基礎化學實驗中心的基礎上，進一步對實驗室進行分層次、多平臺的整合，包括基礎技能培訓平臺、專業技能提升平臺、創新平臺和校內實踐基地（圖1）。多層次實驗平臺既充分利用了實驗室資源，又扎實了學生的學習基礎，提升其技能，為其創造更多實踐創新的鍛煉機會。

以往每門課程都配有實驗教材，可能會造成部分相近學科的教學內容重復，教材實際利用率有待提高。對此，按大類編寫了5本基礎實驗教材，分別是《農業資源與環境專業實驗技術指導》《應用化學專業實驗技術指導》《環境科學專業實驗技術指導》《環境工程專業實驗技術指導》和《水土保持與荒漠化防治專業實驗技術指導》。每本教材都根據大類專業特點和人才培養需求，將基礎實驗課、專業實驗課及相關實習和實踐內容進行整編，教材內容體現了由基礎到專業循序漸進的特點，更注重相關專業課程實驗內容之間的銜接，適用于對大類招生的學生的培養。這些教材方便管理和查閱，是學生基本的專業實驗和實踐指導書，有利于加深學生對專業實踐基礎知識和技能的理解和掌握。

2.2 優化分模塊實踐教學

在按專業招生時，實驗中心承擔的教學環節按照專業方向進行模塊化分類，并將大類內各專業的實驗實踐教學內容重新分成學科（大類）必修基礎課實驗教學、專業必修課實驗教學和專業選修實驗實踐教學三大模塊。實驗內容的設置能夠滿足學科（大類）所有的專業需求，充分考慮到后續專業分流，所選擇的實驗能滿足各個專業的人才培養目標。

第一，學科（大類）必修基礎課實驗教學模塊，包括公共基礎課實驗和專業基礎課實驗，屬于通識教育階段，旨在通過廣泛領域的學習，培養學生寬厚的知識基礎、開闊的視野、獨立思考的能力及社會責任感。此模塊以驗證性實驗為主，主要是對理論課內容進行進一步驗證，屬于基礎階段，培養學生的動手能力，使其掌握基本實驗技能，為新的實踐教學體系的探索和建立打基礎。指導教師在實驗準備階段給予學生充分指導，在實驗過程中將更多精力放在發現學生的興趣愛好及擅長的方向上，幫助學生做出更好的判斷，并給予一定的指引，為學生的專業方向選擇打好基礎。

第二，專業必修課實驗教學模塊，包括專業核心課實驗和專業方向性實驗，充分利用和發掘各種資源，激發學生的專業學習興趣。一是充分利用實驗中心的資源共享和開放的優勢，挖掘能體現各專業內涵的體驗式實驗，讓學生能夠通過實驗操作來了解各個專業。每個專業選派1～2名實驗技術人員作為指導教師，讓學生進入大學就可以根據自己的興趣和愛好，選擇相應的實驗內容，并在教師和實驗技術人員的指導下自主完成相應的操作。二是將必修課與實踐和實習相結合，如水處理工程，既涉及環境工程專業的核心知識（水處理的原理），又能和濕地相聯系，有利于吸引和指導學生參與該工程的運行和管理實踐，使學生在分析、解決問題的過程中更好地了解相關專業，從實踐層面體驗專業特點，發掘專業愛好程度。三是鼓勵學生積極參與專業教師的科研課題，讓學生了解教師的科研方向和取得的成果，并通過參與實驗，體會實驗與科研及實際應用之間的關系，從而激發學生對知識的渴求和學習的熱情，培養學生的科學思維、科學態度和勇于探索、勇于創新的精神。

第三，專業選修實驗實踐教學模塊，教師根據專業特點和實驗中心的教學條件列出有利于培養學生的大的實驗方向，每個實驗方向都具有一定的教學目標。教師指導學生查閱文獻，學生在課余時間利用所學的理論知識和現有實驗條件獨自設計實驗。在這一模塊，通常設計的都是綜合性和探究性實驗，引導學生對農牧業生產過程中亟需解決的問題進行設計和試驗。例如，農業廢棄物資源綜合利用方向，將畜牧業生產產生的牛糞、豬糞和雞糞等與秸稈等農作物廢棄物進行發酵堆肥，再施入土壤，栽培植物，在整個過程中進行土壤、水、肥力和作物生產力等指標的檢測，相當于將農業資源與環境、環境科學與工程大類的相關專業知識和技能加以整合，使學生對農業生產的全過程有更加直觀的了解，著重培養學生分析問題、解決問題和團隊合作的能力，有利于培養具有創新意識、創造能力的高素質人才。

2.3 強化基礎化學等基礎技能實驗課程教學改革

基礎化學實驗課程是高等農業院校多數專業的必修基礎課之一，學生所形成的自主學習能力和扎實的實驗技能，都十分有利于其更好地去學習各專業的后續課程。實踐中，部分基礎技能實驗類課程的知識內容體系龐大，涉及的操作復雜，且具有一定的危險性，而化學課程的教學時數存在減少的趨勢。因此，有必要對基礎化學等基礎技能實驗課程進行教學改革與創新，實現有效教學，切實增強學生基本的知識和實驗技能，培養學生的科研素質和創新能力，為其專業學習打下堅實基礎，為培養本領過硬的知農愛農學農的創新型“三農”人才奠定基礎。

基于“互聯網+教育”數字化教學平臺，對基礎化學實驗課程進行線上線下混合式教學模式的改革與探索。構建數字化的教學資源，利用超星學習通平臺開展教學實踐，主要通過以下方式促進學科創新和學生綜合能力提升。

第一，線上教學設計。教師通過超星學習通平臺向學生布置學習任務，發布教學視頻，明確學習目標，規劃學習時間。學生按照教師的規劃有的放矢地自主安排學習，提升自主學習能力。化學類課程實驗操作種類多元而復雜，因此教師可以將部分經典的、必須掌握的實驗操作錄制成教學視頻，編輯好后發布到線上平臺，讓學生根據各自需求進行觀看學習，實現因材施教。另外，在數字視頻后設置相應的練習題，幫助學生及時檢測學習成果，并對其學習情況做出判斷，再根據需要重復觀看視頻，以解決相關問題。同時，教師線下指導學生實際動手操作，強化其對基本實驗技能的掌握。

第二，線下教學設計。基礎化學實驗類課程較為重要的部分是學生在線下實驗室動手實驗，并輔以教師演示，通過師生討論、學生質詢和教師答疑等方式進行教學。基礎化學實驗課程的內容既需要理解，也需要記憶，更需要動手操作。因此，教師在課堂上可利用學習通平臺適時發起測驗、討論等教學任務，更好地引導學生明晰“為什么學，怎么學，學了有什么用”等問題。這是學生將理論知識內化的過程，也是增強其實驗技能的過程。

第三，優化考核方式。借助學習通平臺實現考核數字化、實時化，吸引學生全程參與課程教學，并用心學習相關知識。

第四，強化課程思政。新農科建設目標是為農業振興培養“懂農業、愛農村、愛農民”的“新三農”人才。因此，要設計能形成以知識和技能的獲得和內化為中心，學生自主學習能力和化學學科素養、專業素養、良好的社會責任意識和情感素養都得到發展的課程思政內容。

2.4 優化集中與開放并行的管理模式

實行大類招生培養時，每年各專業的學生人數可能有較大變化，資源配置和管理模式需要及時更新。例如，采用集中與開放相結合的預約實驗管理模式。集中，是把在大類專業中學生所需掌握的基本實驗知識和技能加以整合，設置成學科（大類）必修基礎課實驗模塊，并設置為學生必選的實驗，要求其在規定的時間和空間內在教師的指導下完成，以鍛煉學生基本的實驗技能。開放，是在完成學科必修基礎課實驗模塊的基礎上，設置更多可選的專業必修課實踐教學和專業選修實踐教學模塊，側重不同的專業方向。每學年初期將所有的可選實驗項目公開發布在網絡上，并對每個項目做好詳實的介紹，學生利用課余時間，根據個人愛好進行網絡選課，并配有專業教師加以指導，以增強學生的學習自主性，鍛煉其動手能力，使其對專業有更多了解。

2.5 建立體驗式實驗教學模式

在按照實驗內容實行分模塊實踐教學的基礎上，針對專業必修實驗課和專業選修實踐課建立參與式（體驗式）實驗教學模式，指導學生獨立進行實驗選題、實驗方案設計、實驗器材選用、實驗操作和實驗數據分析等。為了使學生能夠更大程度地參與實驗，可以在每個實驗前期招募一定數量的學生參與實驗準備活動，學生可以自主報名感興趣的實驗，充分了解實驗目的及實驗過程，并掌握其中要注意的重點內容，這在一定程度上能調動學生的學習主動性。學生根據自身的知識水平、能力和興趣愛好等來選擇學習內容和方式，較好地體現實驗教學的主體性和實驗的開放性。

2.6 構建多學科融合實驗平臺

大類招生和專業分流培養的目的是培養厚基礎、寬知識和強能力的高素質人才。因此，多學科的交叉、融合對開闊學生專業視野，激發學生的專業興趣具有積極作用。在推動大類招生、專業分流培養和就業相互協調的模式改革中，要協調和融合相關專業、交叉學科知識，建立知識點相互聯系的理論教學模式，配套多因素的實驗教學體系，形成大類本科教學特色培養機制。

在進行多學科實驗教學時，要明確大類本科人才培養的方向，統籌大類相關交叉學科，綜合考慮研究方向需求，對現有實驗儀器性能及操作進行合理性分析，針對大類招生進行適當改革，在改革過程中綜合考慮研究方向與需求，充分利用同一平臺開展多學科實驗，為多學科融合實驗方案提供儀器支持。同時，優化實驗教學方法，由傳授式教學向啟發式教學轉變，特別是對于多學科交叉實驗，由教師制定合理的教學執行大綱，讓學生充分了解學習目的和方法，通過理論聯系實際，激發學生的學習興趣，拓展其專業視野。構建多學科融合的實驗平臺，有利于服務大類招生下本科生的理論教學[7]。

3 結語

在高等教育內涵式發展的要求下，人才培養目標十分重要。大類招生與培養制度處于起步階段，須在吸收相關高校辦學經驗的基礎上，根據自身實際情況，對教學模式進行不斷探索，并加以完善。

綜上，本文依托農業資源與環境國家級實驗教學示范中心，進行實驗教學改革，通過大類招生培養，滿足學生的個性化和全面化發展需要，以及發揮培養創新型人才的作用。未來，在科學合理的實驗內容設置、實驗管理機制和學生實驗能力評價體系方面仍須進行進一步完善。

參考文獻

[1] 趙菊梅. 傳統與變革：我國本科院校大類招生培養模式與分類體系[J]. 現代教育管理，2020（8）：43-52.

[2] 桑曉光，王錦霞，韓義德，等. 大類招生背景下工科無機化學實驗課程教學改革探索與實踐[J]. 科教導刊（中旬刊），2020（26）：44-45.

[3] 陳士夫，王瑛. 關于地方高校大類招生培養模式的思考[J]. 中國大學教學，2008（1）：64-65.

[4] 王寅，沈成君，高強，等. 大類招生背景下農學類專業“一主多輔”實驗教學體系建設研究[J]. 實驗技術與管理，2021，38（12）：203-207.

[5] 劉占柱，梁春花，戴海燕，等. 大類招生模式下專業分流的研究[J]. 中國林業教育，2020，38（2）：16-19.

[6] 劉圣勇，申富華，青春耀，等. 產學研用協同創新背景下農建專業本科生人才培養模式改革[J]. 安徽農學通報，2023，29（20）：140-142.

[7] 石定芳，吳能表. 新農科建設驅動下農林人才培養模式的改革路向研究[J]. 中國農業教育，2021，22（1）：44-50.