园艺学实验教学的改革与创新

园艺学实验教学的改革与创新

在深化高等教育改革中，培养学生的全面素质和创新能力是一项基本的指导思想思想。实验教学过程是实现素质教育和创新人才培养目标的重要环节之一,是提高学生创新能力、实践能力不可缺少的途径。园艺学教育中开设的多门课程(如生物化学、植物生理学、遗传学、园艺植物育种学、园艺植物组织培养学等)之间紧密联系,不可分割。园艺学作为一门应用型学科,实验教学是人才培养过程中重要且不可替代的内容之一,在目前教学课时中占30%以上。为使“厚基础、宽口径、高素质、强能力、偏应用、塑个性、求创新”的人才培养理念得到充分体现,在园艺学专业的实验教学中开设综合设计性实验很有必要。目前,多数高等农业院校中,实验类型以基础型和验证型为多,教学方式仍沿袭“预习—讲解—示范—实验—报告”的模式,传授知识多,培养能力少;注入封闭式教学方法多,启发开放式教学方法少。忽视了学生在实验教学中的主体地位,学生的思维能力、科研能力、创新能力得不到体现,主观能动性得不到发挥。实验成绩多根据学生上实验课的次数及实验报告进行评定,无可比性,难以评价学生对理论知识的理解程度、实验技能的掌握程度、发现问题分析问题和解决问题能力、动手能力以及实验教学效果。因此,笔者通过不断探索,根据园艺学教育的特点就如何提高园艺实验教学质量与高素质创新人才的培养进行了探讨。1专业学习阶段园艺学专业是培养适合当前社会需要,具有园艺学的基本理论知识和基本技能,为社会输送能从事与园艺有关的教学与科研、技术推广与开发、经营与管理等工作的应用型复合型高级专门人才。根据培养目标,园艺学专业学生大学二年级下学期即开始进入专业学习阶段,结合理论课程将陆续开设园艺植物栽培学、园艺植物栽培生理学、园艺植物育种学、园艺植物组织培养学、园艺植物病虫害防治、设施园艺学、园艺学综合性设计性大实验等实验课程。每门课程均由多个综合性和设计性实验组成,每个实验又涉及多个课程的知识点。例如,园艺植物育种学包括杂交育种、多倍体育种、辐照育种等多个综合设计性实验,就杂交育种来说,又涉及栽培学、组织培养学、育种学、病虫害防治等多门学科的多个知识点。因此,这就要求学生根据实验目的,综合应用不同课程的理论知识,设计出合理的实验方案,再将基础课上所学的实验技能应用于具体的实验过程中,在实验过程中不断完善实验方案,完成实验。2综合设计和实验建设的目的和要求2.1综合能力的培养调动学生学习的积极主动性,促进学生将理论知识和基础实验技能进行有机结合,培养学生知识的综合能力、综合知识的应用能力、独立思维和创造性思维能力,以提高学生综合分析问题、解决问题的能力和创新能力。学生通过自己独立动脑从设计实验思路到实践完成一个完整的实验,达到素质与能力的综合培养目标。2.2研究项目内容的安排实现不同学科间的综合,体现项目的设计性,通过项目培养学生的综合能力,关键在于实验项目的确立。实验项目应具有一定的探索性,可将教师的科研项目融入其中,项目从理论和实验方法上都应有据可依;项目内容的安排应体现解决园艺学科实际问题所需知识技能的综合性;项目的可操作性和难度应适中。例如,“早熟桃杂种胚离体培养”实验项目要求学生掌握桃杂种胚的选择时期、杂种胚培养基的配制与灭菌、杂种胚离体培养的无菌操作技术、杂种胚离体诱导培养技术等,至于早熟桃杂交育种中亲本的选配及杂交育种等工作无需纳入,这部分内容可在园艺植物育种学实验中单独安排。由于园艺学实验易受物候期的影响,每年根据实际情况作相应调整,以增强学生的应变能力。除此之外,还应注重培养学生查阅、分析文献、设计方案、处理数据、组织、沟通、协调等各方面的能力。3综合设计实验项目的建设和销售3.1综合设计实验项目的建设3.1.1个人项目设计综合设计性实验项目的编写不同于一般的实验教材,内容包括项目名称、项目目的与要求、参考文献等。项目编写过程中,应组织相关课程组教师共同商讨,避免重复编写。项目实施过程中学生应明确实验目的,提出问题,分析、解决问题(实验研究内容),最后撰写实验报告。实验所需的仪器、药品、耗材及具体实验过程则由学生根据实验目的在查阅参考文献的基础上设计实验方案,分析预期结果,然后予以实施。结合自己实验心得总结实验报告。3.1.2实验室建设与培养模式的改变积极筹建园艺学实验中心,以应对实验室分散和设备不足对多课程综合设计性实验实施的限制。实验教学对仪器设备依赖性较大,教学效果在很大程度上取决于实验室装备水平的高低。例如,过去受以课堂理论教学为中心的教育思想的影响,高等农业院校园艺学院实验室大都按课程设置,果树栽培学、果树育种学、蔬菜栽培学、蔬菜育种学、花卉栽培学、花卉育种学、园艺植物组织培养、园艺植物病、虫害等实验室建设小而全面,管理分散,大部分资金都用于仪器设备重复添置上,有限的资金得不到有效利用,造成资源浪费,实验室档次低,很大程度上限制了多课程综合设计性实验的顺利开展。随着高校教育改革及“专才”培养模式向“通才”培养模式的转变,安徽农业大学园艺学院在建立实验中心后,打破了旧的实验室管理体制,树立大实验观念,实现实验室整合、资金融合、资源共享,完善以能力培养为主线,分层次、多模块、相互衔接、科学系统的实验室管理体系。经过整合后设园艺栽培、园艺育种、园艺综合、园艺工程4个功能性实验室。各实验室主要功能如图1所示。3.1.3建立和完善为实验教师提供的激励机制和支持综合设计性实验对授课教师提出了更高的要求,教师在不断提高自身业务水平的同时,还需要花费大量时间和精力进行实验项目优化、实验内容精选和安排等工作。鼓励教师将自己的科研成果融合其中。为了增强教师的积极性,建议学校制订相关措施,肯定指导综合设计性实验教师的工作量,并对组织和实施效果好的教师给予表彰奖励。例如,安徽农业大学“大学生科技创新基金”不仅给予积极参与项目的学生一定的经费支持,而且对指导教师的工作量进行了适当的肯定。由于综合设计性实验分布面广,应加强与兄弟单位及院系的合作,主动进行实验项目的研发。3.2研究型和探索型实验根据实验特点可将综合设计性实验分为整合型综合设计性实验和探索型综合设计性实验。整合型综合设计性实验是在综合园艺学多门基础课程、专业基础课程知识和实验技能之上,由教师根据需要提出跨越多课程知识和实验方法的综合性实验课题,学生通过查阅资料、设计方案、实施、分析总结完成(图2)。教师以园艺植物育种学和园艺植物栽培学为立足点,将遗传学、生物化学、植物生理学、植物营养学、生物统计、微生物学、园艺植物病虫害防治等各科内容分别融入其中,从宏观到微观不同水平进行研究。整合型综合设计性实验有助于学生对各学科在园艺学中的地位有统一的全新认识,将各课程内容融会贯通。探索型综合设计性实验着重培养学生的独立研究能力和创新能力,可结合教师的科研课题进行,使学生置身于科研氛围中,学生通过自查文献,提出实验目的、设计实验方案、预期实验结果(图3)。实验完成后,按照科研论文的格式要求提交论文,在论文中学生须认真分析实验结果,提出观点,有助于培养学生的科研兴趣、创新思维和探究能力,培养学生独立发现问题、分析问题和解决问题的能力。4实验室管理水平的提高综合设计性实验是实验教学的发展趋势,但在具体实施过程中仍面临一些问题,如学生对新教学模式的适应性,教师业务能力的提升,实验设施的进一步完善,实验室管理水平的不断加强,加