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關鍵詞:食品理化檢驗;衛生檢驗與檢疫;項目-微型課題;教學方法
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)49-0268-02
《食品理化檢驗》是衛生檢驗與檢疫專業一門重要的專業必修課,旨在使學生掌握食品理化檢驗的基本原理與操作方法,并能夠熟練運用國家標準方法對食品中主要成分、有害物質及食品添加劑等進行分析與鑒定[1]。該課程具有很強的技術性、應用性、實踐性,所以實驗教學在整個課程的教學中占有重要地位。但目前《食品理化檢驗》實驗教學存在諸多弊端,例如教學內容與其他課程重復,教學方法未充分發揮學生主觀能動性等。因而,積極探索發揮學生主觀能動性的實驗教學方法,對提高教學質量和人才培養水平具有重要意義。
一、《食品理化檢驗》實驗課程“項目-微型課題”教學方法設計思路
“項目-微型課題”教學方法是將項目化教學方法和課題式教學法相結合,用微型課題代替每個項目劃分的若干任務,形成一種新的教學方法。項目化教學方法是一種能夠將理論與實踐緊密結合,基于工作過程的新的教學方法,它是將課程設計成若干個項目,每個項目再劃分成若干個任務,按難易程度遞增的方式,層層加深,逐個完成[2]。而課題式教學法屬于建構性的教學,為現代啟發式教學方法中的一種,是Marx和R.W.等在1997年提出的一種教學方法。它根據課程內容設計出相應的課題,每個課題圍繞著啟發性的問題而展開,學習者通過合作、討論來分析問題、搜集資料、確定方案步驟,直至解決問題[3]。“項目-微型課題”教學方法結合了兩種教學方法的優點,如教學過程中能培養學生的學習興趣,增強學生學習的主動性,鍛煉學生實驗技能,提高學生的綜合素質和團隊協作能力,提高實驗課程教學質量。“項目-微型課題”教學方法以具體食品檢驗項目為導向,從查文獻開始,進而設計微型課題實驗方案,并且在教師的指導下討論實驗方案的可行性,按照可行的實驗方案進行操作,最終得出課題結論,完成實驗教學。
基于“項目-微型課題”教學方法的思路,《食品理化檢驗》課程組首先針對食品檢驗工作內容做大量研究,構建以實際食品檢驗內容為主的實驗項目;參考我國目前存在的食品問題,設計激發學生興趣的微型課題;以微型課題的形式組織教學過程,實現理論聯系實際問題的教學方式鍛煉學生綜合能力。
1.《食品理化檢驗》實驗課程內容的重構。根據食品檢驗實際工作內容確定典型項目,組織課程內容,建立實驗內容與知識、技能的聯系,讓學生在完成具體實驗過程中構建相關理論知識,增強學生的直觀體驗,激發學生的學習興趣。《食品理化檢驗》實驗課程共分為4個實驗項目,分別為食品中農藥殘留的檢測、食品中添加劑的檢測、保健食品功效的檢驗、食品營養成分的檢驗等。每個實驗項目都以微型課題為載體,構成一個完整的食品檢驗項目。在微型課題的選擇上,可參考食品的焦點問題。如食品中農藥殘留的檢測,大家比較關注蔬菜中農藥殘留量,故“市售蔬菜中農藥殘留量的檢測”就是一個不錯的微型課題。所以,微型課題應突出實用性和針對性,以培養學生將所學知識用于實踐的意識和能力。
2.《食品理化檢驗》實驗課程教學方式設計。項目-微型課題教學方法采用集中講解、分組討論、集中評論、獨立操作、集中匯報等課堂形式,將2011級衛生檢驗專業全班42名學生分成7組,每組6人,每小組負責1個微型課題,各小組圍繞自己的課題齊心協力完成實驗內容。第一步,教師集中講解。例如“食品中農藥殘留的檢測”檢驗項目,教師應集中講解學生應掌握的基本原理與基本操作方法、食品中農藥殘留檢測的國家標準方法、實驗室具備的檢測條件和可供選擇的微型課題。如:市售蔬菜中農藥殘留、蒙古黃芪中農藥殘留、種植土壤中農藥殘留等。第二步,分組討論。每組學生根據興趣選擇一個微型課題,通過查閱文獻了解課題并提出可行的實驗方案。第三步,集中評論。教師根據每組提交的實驗方案進行評論,給出建設性建議,并組織學生進行深層次的討論,最終確定實驗方案。最后,教師講解實驗注意事項及要求。第四步,獨立操作。學生根據自己制定的實驗方案獨立完成實驗,教師同步觀察并記錄實驗情況,必要時提出指導意見,但盡量不干預學生操作。第五步,集中匯報總結。每組同學根據自己的實驗結果,給出課題結論。教師根據實驗情況記錄對每組表現進行點評并提出建議。
3.《食品理化檢驗》實驗課程考核設計。突破傳統實驗教學的總結性評價,采用類似于形成性評價的考核方式,綜合評價學生學習效果。課程考核應按照項目分別考核,課程考核成績則是項目考核成績的累計。每個項目成績分別由實驗方案設計、討論成果和實驗成果三部分成績組成。由于在課題完成過程中,實驗方案的設計是關鍵步驟,并且可從中判斷學生獲取知識、主動思考和創新的能力,故實驗方案設計所占權重相對較大。考核可根據學生提交的實驗方案設計、實驗報告、平常表現等方面進行,采用實驗操作和問答等形式。由于課程內容分組完成,應考慮個人在課題中的作用。課程整體成績計算如表1所示。
二、《食品理化檢驗》實驗課程“項目-微型課題”教學方法實施
由于“項目-微型課題”教學方法對學生知識儲備、實驗技能等綜合能力要求較高,所以選擇衛生檢驗與檢疫專業大四第一學期開設的《食品理化檢驗》實驗課程,實施分為三個階段。第一階段,教師向學生介紹“項目-微型課題”教學方法內容和目的,激發學生參與的興趣,并向學生介紹教學計劃及考核方式。在講解實驗項目相關理論課內容的同時講解實驗課程內容,提前向學生布置各實驗項目內容及其微型課題。學生分組并選擇課題,利用課余時間查閱文獻、討論、提出實驗方案設計。教師批閱每組實驗方案設計后,利用理論課時間反饋修改建議,組織學生討論并確定實驗方案。第二階段,每組按照確定的實驗方案獨立完成實驗操作,得出實驗結果。實驗期間,教師和實驗教輔人員應全程陪同,及時糾正學生錯誤實驗操作。同時,記錄每組同學實驗情況及表現。第三階段,實施總結。針對實驗項目完成情況、實施過程中存在的問題、學生對新教學方法適應情況等,課程組成員展開討論、總結并提出解決方案。
三、《食品理化檢驗》實驗課程“項目-微型課題”教學方法總結
對學生而言,該教學方法有利于學生深刻理解理論課知識、培養從查閱文獻中獲取知識的能力、建立基本的科學研究思維。同時,學生在完成課題過程中鍛煉了與人溝通和相互協作的能力。對教師而言,“項目-微型課題”教學方法促進教師不斷提高專業知識水平和把握學科研究最新發展方向和動態,提供持續科學研究的動力[4]。
經過一學期的實踐,課程組也發現了一些問題。由于在教學實施過程中,需要教師篩選和設計課題,指導學生開展和完成課題,完成一個教學任務需較多課時,遠超過現有教學大綱設計的課時,需占用理論課少部分課時及學生課余時間。另外,學生已有的知識儲備、參與程度和閱讀文獻獲取知識能力都會影響實施效果。所以,課題組將“項目-微型課題”教學方法的實施安排在衛生檢驗與檢疫專業的大四上半學期,但還是受到考研找工作的影響,學生參與投入的程度有限,對教學效果有一定的影響。
總之,“項目-微型課題”教學方法對傳統實驗課教學方法進行了改革,為學生創造了積極主動思考的學習環境,使學生在完成每個微型課題過程中,加深對理論知識的理解,提高實踐操作技能和綜合素質水平。
參考文獻:
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[2]崔雪峰.《多媒體實用技術》項目化實施中存在的問題與解決方法[J].時代教育,2014,(16):57.
摘要結合實驗室工作的體會,對農藥學課程實驗教學中存在的問題進行探討,包括改革實驗教學理念、提高實驗人員素質、建立開放實驗室、豐富教學手段、學企結合等幾方面,以為培養適應現代化生產技術需要的農藥學人才提供實驗教學改革建議。
關鍵詞農藥學;實驗教學;改革
AbstractBased the working experience in laboratory,problems existing in experiment teaching of pesticide science were discussed,including innnovating experiment teaching idea,advancing quality of experiment personnel,establishing open laboratories,enriching teaching means,linking university and corprations.The suggestions about innovating experiment teaching were throwed out to cultivate talents of pesticide science adapting the development of modern technology.
Key wordspesticide science;experiment teaching;innovation
農藥學是一門綜合性學科,屬農業、化學和生物學相結合的交叉學科,主要開設的實驗課程包括《植物化學保護》《農藥合成》《農藥分析》《農藥加工與測定》《農藥學概論》《農藥生物測定》等。1997年國務院學位委員會對有關學科專業進行了調整,農藥學上升為植物保護學的二級學科,同時國家在“九五”和“十五”規劃中加大對農藥基礎和應用研究的投入,這對農藥學人才的培養起到積極的促進作用,也說明農藥學在我國現代化農業中的作用和地位不斷提高[1]。
在當前高等農林院校教學工作中,實驗教學是不可或缺的重要組成部分,是培養學生理論聯系實際、實事求是的科學態度、一絲不茍的精神和堅韌不撥的工作作風的重要教學環節。因此,提高農藥學實驗課程的教學質量,以適應新時期國家對農藥學人才培養的要求,是教師和實驗技術人員必須認真思考的問題。
1農藥學課程實驗教學現狀
長期以來,高校實驗教學受傳統的實驗教學模式影響較大,雖然經過多年改革,但仍未徹底擺脫傳統實驗教學模式的束縛,即實驗課附屬于理論課[2]。實驗前由實驗人員預先準備好,包括實驗用品和生物試材,實驗時教師把實驗原理、設備儀器的使用、實驗操作步驟、數據處理方法等詳細講授給學生,學生只是按照規定的實驗步驟操作。實驗多為演示性、驗證性,處于理論教學的附屬地位,實驗課時少,要讓學生在有限的實驗課時里自己動手解決問題幾乎不可能,學生處于被動接受地位,實驗效果較差。實驗課內容跟不上現實形式的發展,這是因為目前培養的畢業生所面對的就業崗位無論是農藥企業、科研單位還是技術服務部門等,都是針對如何科學合理地使用農藥、農藥的理論知識、農藥的具體應用技術、田間藥效及安全性的評價等內容,而目前實驗課內容顯然不能滿足上述要求。
2提高實驗教學質量的幾項措施
2.1 更新實驗教學理念,改革實驗教學思路
打破傳統的“填鴨式”教學局面,充分發揮學生在實驗教學中的主體地位,推行互動式教學,使學生從“要我學”的心里轉變為“我要學”的狀態,根據現有的實驗條件逐步開設綜合性、設計性實驗。在驗證性實驗中,讓學生提前預習,參與實驗器材的準備、實驗試劑的配制、生物試材的提前培養,帶著問題進行實驗,并在實驗中加以解決,人人動手操作,獨立分析實驗結果,完善實驗報告。在設計性實驗中,由教師指導,學生通過查找資料自主完成實驗設計,并開展相關實驗。通過學生積極主動參與,設計實驗,培養其嚴謹求實、勇于創新的工作作風,并鍛煉獨立思考、分析問題和解決問題的能力。
2.2建設高素質實驗技術隊伍,提高實驗教學水平
長期以來,由于受到重理論、輕實驗的傳統教學意識影響,我國高等院校教育普遍不夠重視實驗技術隊伍的建設,重使用輕培養,實驗技術隊伍往往得不到足夠的關注和重視[3]。實驗人員直接參與開設和設計實驗課程的機會較少,實驗技術人員的專業不對口,工作只是機械的進行實驗用品的準備。高等院校對實驗技術隊伍的建設和培養缺乏有效的機制,給實驗技術隊伍提供培訓和進修的機會少,使得實驗技術人員不能系統地學習新知識、新技術、新方法,難以實現自身理論和技能水平的提高。隨著科學技術的迅速發展,大量新技術、新設備廣泛應用于實驗教學,新的實驗教學內容和實驗方法越來越多地被采用,綜合性、設計性實驗大量增加,現有的實驗技術隊伍已很難滿足需要。
高等院校應轉變觀念,重視實驗技術隊伍建設。引進學歷高、動手能力強、熱愛實驗室工作的農藥學優秀畢業生,還可以考慮引進農藥企業的優秀人才,充實擴大實驗技術隊伍,使實驗技術隊伍梯隊結構建設更加合理。加大對實驗技術人員培訓的投入,建立良好的人才開發利用機制,使實驗技術人員能夠及時充電,了解農藥學實驗課程的發展動態,掌握先進的實驗技術和方法,讓實驗人員直接參與實驗的設計和部分實驗項目的教學工作,這樣才能不斷提高實驗室的競爭力,更好地為本科實驗教學服務。充分調動實驗技術人員從事科研創新工作的積極性和主動性,大力扶持實驗技術人員主持或參與科研創新工作;鼓勵實驗技術人員利用他們豐富的實踐技能融入到科研創新工作中,幫助科研人員解決實際問題,提升學校的科研水平。
2.3建立開放實驗室,培養學生創造力
實驗室要根據學生的基礎、開放的目的和自身的條件選擇適當的開放模式,以達到預期的教學效果。應該有利于培養學生運用所學知識解決實際問題的能力,并把培養學生的創造能力和研究精神貫穿其中[4]。實驗室所有設備和實驗項目等對學生完全開放,允許學生自己安排時間,選定實驗項目并以靈活的方式獨立完成實驗過程,學生可以在任意時間到實驗室做自己準備好的實驗項目。這要求學生必須掌握基本的實驗操作規程,了解實驗的基本方法和實驗儀器的基本使用方法,并根據實驗所要達到的目的以及自己對實驗的理解,選擇實驗方案,設計實驗步驟[5]。鼓勵那些學有余力的學生積極參加教師的科研課題,或與教師一起討論實驗方案,準備試驗。在山東農業大學的植物保護學實驗中心,2008學年農藥學開放實驗10項,在教師和實驗技術人員的指導下,各實驗小組獨立完成實驗設計和操作,并取得實驗結果,撰寫了論文。
2.4充分利用現代化教學手段,積極開展多媒體教學
充分利用電化教學手段改變傳統的教學方式,加大信息量,把農藥相關的實際生產和應用呈現給學生[6]。2008年山東農業大學實驗中心投資10萬元在5個農藥學實驗室安裝多媒體系統,大部分農藥學實驗的授課采用多媒體進行,極大豐富了實驗課的內容。例如,《農藥加工與應用》實驗課室內實驗只能是對配方和原理的簡單模擬,通過多媒體課件能把實際農藥加工企業的操作環境和步驟演示給學生,從而加深學生理解,提高教學效果。再如,可以通過教學片演示農林業生產不同農藥的施用對象和方法,加深認識,把理論和實踐有機的結合起來。多媒體教學可以使學生在有限的實驗空間和時間內了解更多的實際生產現狀和問題。
2.5充分發揮企業在教學中的作用
知識經濟的到來顯示出人才培養的重要性[7]。一方面是企業急需高素質、創新型的綜合性人才,另一方面是高校在人才培養上與社會需求脫節。解決這一矛盾的有效途徑就是實行開放性辦學[1]。農藥學人才的培養尤其要發揮企業在教學中的作用,通過建立校外基地,請基地的技術人員和專家講授實用知識,同時讓學生到基地實習并進行有關實驗,有利于掌握和了解生產實際中存在的問題,不斷提高和鞏固所學理論知識,使學生畢業后能很快滿足生產實際對人才的需要[8]。多年來,山東農業大學植物保護學院植保專業、制藥工程專業與濟南綠霸化學品有限公司、山東勝邦綠野化學品有限公司等多家企業單位建立了校企合作關系,為學生建立實習和科研基地,使學生更全面的了解農藥發展的現狀,為以后走上社會打下良好的基礎。
3結語
農藥學是理論與實踐并重的一門科學,高校相關專業學生在理論學習的同時,沒有重視打牢實驗基礎,在畢業后走向社會和工作崗位,難免會感到所學不能得心應手。在巨大的工作壓力下,動手能力強且富有創新精神的人才才是高校培養的目標。在農藥學實驗教學改革提高的過程中,繼承傳統教學好的方面,同時加大實驗室的投入,提高實驗人員自身素質,不斷更新教學理念,豐富教學手段,搭建多樣化的平臺,讓學生在校能夠充分的施展自己的才能,培養良好的實驗和實踐技能。農林高校實驗教學的改革是一項系統工程,不是一朝一夕就能完善的,需要教育工作者不斷努力,從而提高教學的整體水平。
4參考文獻
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1 IPM理念
有害生物綜合治理(Integrated Pest Management)是對有害生物進行科學管理的體系。它從農業生態系統總體出發,根據有害生物和環境之間的相互關系,充分發揮自然控制因素的作用,因地制宜,協調應用必要的措施。將有害生物控制在經濟受害允許水平之下,以獲得最佳的經濟、生態、社會效益。如何真正做到有害生物綜合防治,一是要明確有害生物不能徹底消滅,而是要將有害生物的種群數量控制在經濟受害允許水平之下;二是要在生態系統的平衡和穩定的基礎上,掌握防治措施和方法運用。做到這點,最為關鍵的就是對農藥的使用者及技術指導者觀念的轉變,必須向社會輸入具有IMP理念的植物保護人才。《農藥概論》主要講授農用藥劑學概論,其主體是農藥。要培養具有IPM 理念的植物保護人才,應首先從該課程的教學改革上入手。
2 將IPM理念設計于教學大綱、課程設置、教材建設中
根據新的形勢,對農藥學概論課程大綱進行了調整和優化,將傳統課程中的化學部分做了適當精簡和合并,增加了生物、環境、生態等方面的比重,比如增加了生物技術在農藥研發中的進展、農藥抗藥性對生態環境的影響、生物農藥的應用、農藥如何在環境中轉變為友好行為;此外,還針對不同學生的興趣點,為學生提供其他與農藥學概論課程相關的書籍閱讀范圍,諸如基因工程進展、植物生理學、現代生物技術、環境毒理學。拓寬學生知識面,開闊學術視野,更容易產生創新思路,也能更好的將多元化融入農藥學概論課程中,除了科學合理的使用農藥,更能將有害生物和環境之間的相互關系,融入到教學中,將IMP理念深深樹立于每個學生的觀念中,使教學效果及學生的學習興趣度得到提高。
3將IPM理念體系于學生的畢業論文中
畢業論文是對一個本科學生4年學習考量的一個綜合體,畢業論文就是讓學生學以致用,分析運用理論知識,總結問題經驗,鍛煉的是“學中用、用中學”的綜合能力。以往的畢業論文在選題時往往是針對生產實際中某一特定問題,確定研究內容、目的和任務。如“防治草莓根腐病的藥劑篩選試驗”,學生和老師在設計試驗方案及實施試驗過程時,更多的關注防治效果,而忽視了對有害生物進行科學管理及環境友好的這一理念。現今在進行畢業論文設計、實施及答辯中,IMP理念已深深植入每個老師及學生心中。學生在設計畢業論文時,已從原來的單一的防治效果,轉變為對如“抗藥性的初步研究、農藥對傳粉昆蟲的影響、除草劑對雜草生物群落的影響等”不但學生可以更加全面了解農藥,而且能更為完備地進行綜合防治。不但使IMP理念貫穿于學生本科學習,更能使其在進入社會工作崗位上把IMP理念帶入到工作中,成為具有IMP理念的植保人才。
4注重師資隊伍專業多樣性建設,強化觀念碰撞
教師的創新能力及教學理念是培養學生的重要保障。因此,對于新型理念學生的培養,就給教師的教育工作提出了更高的要求。教師要加強學習,掌握國內外對于IMP理念的應用,并能將其通過教育行為直接影響學生。教師要營造寬松的教育環境,激發學生學習的興趣,列舉案例如“DDT的興衰歷史、色質聯用在農殘分析的使用、生防菌研發等”活躍課堂氛圍,在教學中將IMP理念融入進農藥概論課程的每節課中。還積極邀請具有影響的學術名師,開設學術前沿講座及學術沙龍。使學生都不出學校即可學習當前本領域的最新理論、最新知識、最新方法和最新進展。
5將IPM理念應用于農藥概論實驗課設計中
采用必選實驗和任選實驗兩種選課方式。《農藥學概論》實驗項目共設有8個,其中4個必選實驗,4個任選實驗。必選實驗是以基礎實驗為主,所有學生必須獨立或協作完成。基礎實驗主要是為了使學生掌握農藥概論課程的基本理論知識和基礎實驗技能,包括:殺蟲劑的內室毒力測定、殺菌劑室內毒力測定(對峙法、抑菌圈法)、除草劑田間藥效試驗、農藥制劑加工配制和質量檢測。以上4個實驗是為基礎實驗,在對學生實驗考核時,加入了IMP理念的考核,如除草劑田間藥效試驗對天敵生物影響的觀察。完成必選實驗的基礎上,學生可以根據自己的興趣和將來的就業方向,在4個任選實驗中選擇2個實驗,2個實驗老師在設計實驗大綱時,只給出實驗方向,不給出具體內容及步驟,任選實驗的內容具有一定得研究性質,學生主要結合理論所學及在實習中發現的問題,綜合進行實驗。如同學在實習中發現三葉草周圍很少生長其他的雜草,故在任選實驗中,設計對三葉草提取物對雜草的防除效果實驗。這是很好地對IMP理念的理解和研究。將其融合進了實驗中,不但鍛煉了學生的動手能力,也拓寬了學生對課程的認知和理解。
6 IPM理念促進教學方式改變
采用多媒體教學,多媒體教學是現代化的教學手段,它主要通過動畫、表格、視頻、對比等形式把教學中的重難點生動、直觀、形象地表達出來,使學生從原來枯燥的板書及教師說教中更為形象生動對知識的重點難點進行掌握。另外學生也參于了課件制作,實習的時候去農藥廠參觀,學生拍攝了大量的照片,除了對生產設備及農藥制作過程的拍攝,還對農藥廠周邊環境、水體進行了拍攝,這些圖片都在課堂上的多媒體課件上展現,學生除了對農藥加工方法加工劑型的這些知識有了深刻的認識和學習,更對農藥對環境的影響產生了極大的興趣,學生分成2組進行自由辯論,更加深刻的理解農藥是“雙刃劍”這一觀點。提高了學生對農藥概論課程的學習興趣,又加強了學生分析問題,討論問題的能力。更為關鍵的是學生將IPM理念真正的融入了整個理念中。
參考文獻
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關鍵詞:高等農林院校;農藥學課程實驗;教學改革
中圖分類號G423文獻標識碼A文章編號1007-5739(2010)15-0032-04
農藥學是植物保護專業的主干課程和專業課,是植物保護體系中的重要組成部分,是一門具有豐富理論內容的理論課,同時也是植物保護專業中實踐性最強的一門專業課。作為綜合性學科,屬農業、化學和生物學相結合的交叉學科,主要開設的實驗課程包括《植物化學保護》《農藥合成》《農藥分析》《農藥加工與測定》《農藥學概論》《農藥生物測定》等。1997年國務院學位委員會對有關學科專業進行了調整,農藥學上升為植物保護學的二級學科,同時國家在“九五”和“十五”規劃中加大對農藥基礎和應用研究的投入,這對農藥學人才的培養起到積極的促進作用,也說明農藥學在我國現代化農業中的作用和地位不斷提高[1]。
高等農林院校培養的畢業生所面對的就業崗位,無論是農藥的企業、科研單位,還是技術服務部門等,都是針對如何科學合理地使用農藥、農藥的理論知識、農藥的具體應用技術、田間藥效及安全性的評價等內容進行應用[2]。因此,該課程的教學效果和教學質量直接影響到畢業生的就業優勢和競爭力,同時也影響到用人單位對高等農林院校教學效果的社會評估。
農藥學課程實驗教學是農藥學教學的基本組成部分。實驗教學的目的一方面是加強和鞏固學生對理論知識的理解和認識,另一方面對培養和提高學生獨立思考、獨立工作和實踐操作能力具有重要的作用。在當前高等農林院校教學工作中,實驗教學是不可或缺的重要組成部分,是培養學生理論聯系實際、實事求是的科學態度、一絲不茍的精神和堅韌不撥的工作作風的重要教學環節。因此,提高農藥學實驗課程的教學質量,培養新時期的農藥學人才,是教師和實驗技術人員必須認真思考的問題[3]。同時,改革農藥學實驗教學以適應高等農林院校大學生的發展和能力培養是勢在必行的。
1農藥學課程實驗教學現狀
長期以來,高校實驗教學受傳統的實驗教學模式影響較大,雖然經過多年改革,但仍未徹底擺脫傳統實驗教學模式的束縛,即實驗課附屬于理論課[4]。實驗前由實驗人員預先準備好,包括實驗用品和生物試材,實驗時教師把實驗原理、設備儀器的使用、實驗操作步驟、數據處理方法等詳細講授給學生,學生只是按照規定的實驗步驟操作。實驗多為演示性、驗證性,處于理論教學的附屬地位,實驗課時少,學生無法在有限的實驗課時里自己動手解決問題,因而處于被動接受地位,實驗效果較差。實驗課內容跟不上現實形式的發展,學生實踐操作能力無法提高,也無法滿足就業崗位對畢業生基本素質的要求。
2農藥課程實驗教學改革思路
傳統的農藥學實驗教學是教師講授示范為主,學生只需按部就班地按實驗教材完成即可,很少會思考更深層次的問題,在很大程度上壓抑了學生學習的積極性和主動性,使學生缺乏通過實驗探求知識的欲望和勇于創新的意識。這樣的教學模式已遠遠不能滿足現代農藥學教學的需要。按照知識、能力、素質并重的人才培養要求,以培養學生綜合素質和創新能力為目的的專業課研究型實驗教學。
按照實驗教學方式,實驗教學分為以下幾種形式:驗證性實驗、綜合性實驗、設計性試驗和研究創新性實驗。現在在以學生為主體的指導思路下,各任課教師需要進一步優化設計課程實驗方案,增加綜合性實驗和設計性實驗比重,適當精簡驗證性實驗,更新實驗教學大綱。實驗教學做到精講多練,使綜合性實驗和設計性實驗、創新性實驗的比重達到20%左右,不斷補充和增加設計性和創新性試驗項目。任課教師結合自己教學的需要,適當增加或更新一些實驗項目,在保留經典的傳統的實驗項目基礎上,對過去傳統型實驗項目進行認真的篩選和更新。創新性實驗項目不做過高的要求,只要求1組學生選擇1~2個實驗項目。學生可以根據教師提供的綜合性、設計性以及創新性實驗項目進行選擇,除了必做的驗證性實驗項目之外,還可以從綜合性、設計性和創新性實驗項目中選做一部分,優化搭配。
以學生為主體,以實驗探究為核心,培養學生的創新精神和實踐能力。現代大學生一般都身心發育基本成熟,具有普通科學文化基礎知識,受到過基本思維訓練和基本操作訓練,并且具備一定的基礎理論和專業知識,在進行實驗教學時應結合他們的這些特點,以學生為主體,教師為主導,充分調動學生的學習積極性。在實驗教學中,教師從學生實際出發,努力創設好問題情景,鼓勵學生在實驗時大膽嘗試,讓他們獲得學習的樂趣和成功的喜悅,不拘一格地引導學生創造性地學習,使他們的個性得到充分發展。放手讓學生自己去思考、探索,著眼于學生整體素質的提高。做實驗時,自始至終讓學生擔當主角,使其克服依賴心理,教師不是先告訴學生結論,而是在關鍵處加以指導和啟發,讓學生掌握科學的研究方法,變被動為主動。而多元化實驗教學就體現在實驗教學活動中,教師如何引導學生學習如何設計實驗及觀察實驗現象中蘊含的豐富知識信息,掌握科學的實驗方法和實踐操作技能。針對農藥學實驗教學現狀,利用多元化教學手段,對傳統教學模式進行了深化改革[5]。
3農藥學課程實驗教學體系建設
3.1明確實驗教學的目的
通過實驗教學加強學生對理論知識的理解,培養學生動手能力,鍛煉學生觀察和解決問題的能力,是基礎學科實驗教學的基本目的。明確實驗教學目的是構建實驗教學體系的關鍵[6-7]。為培養學生對不同技術的把握能力及用所學知識解決問題的能力,提倡采用綜合性實驗教學體系。在綜合性實驗教學體系中將不同實驗教學內容集成為一個完整的實驗研究項目,以幫助學生理解不同技術應用的相互聯系,明確研究實施過程。綜合性實驗教學體系的主要特征是有確定的實驗教學研究對象、圍繞此對象的連續實驗教學內容。這對培養學生對所學知識的應用能力和提高學生對實驗教學的興趣具有重要價值。
3.2更新實驗教學改革理念
當今,國家提出建立創新型國家,培養創新型人才。高等學校是培養人才的地方,肩負著培養創新人才的任務,高等實驗教學改革必須與時俱進,與時代同步,依據新形勢的要求,更新實驗教學改革理念。
實驗教學理念是實驗教學工作的指導思想,也是決定未來實驗教學工作導向的方向盤。更新實驗教學改革理念,應從培養學生創新精神,提高學生實踐能力為主題,從改革實驗教學的課程體系、教學內容、教學方法、師資隊伍為抓手,以現有實驗教學弊端為突破口。確立以學生為主體,以創新意識、能力、個性培養為核心的實驗教學新理念。學生培養要突出思維能力、觀察能力、動手能力、綜合分析能力、科研能力、實踐和創新能力的培養;課程體系要突出綜合性、設計性、研究性和創新性實驗課程的設置;教學方式要突出開放性、互動性、實戰性和個性化;教學手段要突出現代信息技術的應用、實驗案例分析、診斷等。通過更新實驗教學改革理念來指導實驗教學實踐,提高實驗教學水平,使實驗教學更有利于創新型人才的培養[8]。
3.3調整農藥學課程內容結構,優化實驗教學體系
隨著高等教育由傳統的應試教育向素質教育的轉變,加強學生綜合素質和創新能力已經成為高等教育的主要培養目標。根據社會對農藥學方面人才的需求,滿足農業生產對綠色食品、無公害食品和生態環境等發展趨勢的要求,使教學內容適應人才培養的需要,按照知識基礎化、綜合化、前沿化、先進化和實用化等思想,對農藥學課程內容體系和結構進行了調整。
課程體系的設置可以設計為一個課程群,包括基礎驗證性實驗、綜合設計性實驗、研究創新性實驗、工程訓練性實驗(圖1)。通過4個門類課程的有機組合和合理的課時配比以及相關的實驗內容,給予學生一定的理論知識和實踐訓練,以達到完善學生的實驗技能結構和培養學生創新能力[8]。
農藥學課程教學時數由原來的92學時減少至80學時后,又調整為72學時,盡管教學時數減少了20學時,但是教學內容不但沒有減少,反而還有相應地增加和補充,尤其是在講授農藥的發展趨勢、農藥的劑型、農藥的新類型和新品種、農藥的新技術以及抗藥性有害生物綜合治理方面通過查閱最新的文獻和參考書進行了大量更新和補充。另外,在實驗課相應減少8學時的情況下,實驗課仍然占總學時的32.5%。同時,實驗內容和實驗方法上也有明顯地增加,實驗手段也有顯著的提高,新開設了1個驗證性和1個綜合性實驗,并改進原有驗證性實驗為設計性實驗,取得了理想的教學效果,增強了學生動手操作的能力,培養了學生靈活思維的能力,調動了學生進行實驗和從事科研的興趣[2]。
3.4變革實驗教學的方式與手段
變革實驗教學方式與手段的目的是激發和培養學生自己學習、自主實踐和自主創新。一是充分利用現代化實驗教學設備,讓學生熟練運用各種常規實驗儀器,提高動手操作與獨立思考能力[5]。二是學以致用,理論與實踐相結合,重視企業在實驗教學中的作用[3,9]。每年定期向農藥企業推薦實習人員,加強校企合作關系,為學生今后的發展打下良好的基礎。
3.5建立學生自我評價體系
農藥學課程實驗教學效果的評價是改革的關鍵目標,而建立學生自我評價體系則是最行之有效的途徑之一。可以借鑒華北煤炭醫學院成功的改革經驗[10],設計一種農藥學基礎實驗課程分級式教學整體模式,建立完善的學科知識與技能體系、提高學習和思維能力、培養創新精神和綜合素質三大目標融為一體。學生學習效果的自我評價,一是知識與技能掌握。評價為學習內容更多,知識與技能總量增加;學科理論與實驗技術知識體系更完整;知識與技能的掌握更牢固;知識與技能要素間的聯系加深;對知識和技能內涵的理解加深;將知識和技能應用于分析與解決實際問題的能力提高;自主學習意識和能力增強;搜尋和利用學習資源的意識和能力增強。二是學習和思維能力。評價為研究和把握學習方法的意識與能力增強;通過反思和自我診斷發現自身存在問題的意識和能力、寫作能力、溝通交流、互相協作、發現和提出問題的意識和能力增強。三是創新精神與能力。評價為尋找和確定分析思路的能力增強;獨立分析、推理和總結能力增強;產生獨到見解的愿望和能力增強;四是學習觀念與態度。評價為學習觀念與態度;學習目標更為明確;學習過程更加主動積極;學習的興趣增強;對自己的學習信心增強;對什么是學習理解加深;心態更樂觀積極,進取心增強。因此,總體評價該模式的教學效果優于傳統實驗課程教學模式。
4開放化實驗室的建設與管理
實驗室要根據學生的基礎、開放的目的和自身的條件選擇適當的開放模式,以達到預期的教學效果。西北農林科技大學園藝學院[11]的實踐證明,開放式實驗教學可以更好地培養學生動手能力和科研開發實踐能力,全面激發學生自覺創新的主觀能動性,對學生創新意識和能力的培養起著重要的積極作用。
4.1加快農藥學實驗室硬件建設
實驗儀器設備是科學研究的重要物質基礎,是衡量實驗教學水平的重要標志,是培養創新人才的重要支撐。2000年以前,實驗室投入較少,儀器數量不足,設備陳舊,缺乏代表先進技術的實驗設備。近幾年來,湖南農業大學生物安全科學技術學院以學校投入為主,多渠道籌集資金,加大實驗儀器設備投入力度,購置了氣相色譜儀、高效液相色譜儀、倒置顯微鏡、熒光定量PCR儀、凝膠成像系統、雙向電泳儀、分子超純化凈水儀、酶標儀、微量點滴儀、高速冷凍離心機、智能人工氣候培養箱等先進設備。同時,實驗室還采取了廠校聯合的方式,先由實驗儀器生產廠家提品樣機供學生使用,實驗室再將使用情況及改進意見反饋給廠家組織儀器銷售公司,每年還舉辦新儀器、新性能的技術講座,全方位、立體化創建開放實驗的新環境。
4.2建立多樣化的開放模式
4.2.1完全開放實驗室。實驗室所有設備和實驗項目等對學生完全開放,允許學生自己安排時間、選定實驗項目,并以靈活的方式來獨立完成實驗過程,學生可以在任意時間來實驗室做自己準備好的實驗項目。這要求學生必須掌握基本的實驗操作規程,了解實驗的基本方法和實驗儀器的基本使用方法,并根據實驗所要達到的目的以及自己對實驗的理解,選擇實驗方案,設計實驗步驟。湖南農業大學生物安全科學技術學院的農藥生物測定技術、農藥劑型加工等課程均采用了這種完全開放的模式[12]。
4.2.2部分開放實驗室。根據教學計劃的安排,在某一特定時間段向學生全面開放。對于那些專業基礎性較強的實驗,則采用部分開放式的教學方法。主要針對大三的本科生,讓他們通過實驗室的開放鞏固實驗操作基本方法,培養獨立實驗的能力和滿足個性化發展的需要,同時向實驗室師兄、師姐耐心請教,為以后撰寫本科畢業論文打下良好的基礎。
4.2.3科研課題實驗室。湖南農業大學生物安全科學技術學院在多方的支持下組建了農藥學實驗室,配備齊全的儀器設備,為申請科研課題奠定了基礎。近幾年來,在導師的帶領指導下,成功主持并完成了數項國家自然科學基金科研課題,培養了10多名優秀的農藥學研究生。此外,每學期可完成3~4個研究性小課題,目前有10人次參加全國學術研討交流會并發表文章,對培養學生的創新意識、創新精神和開拓能力發揮了極其重要的作用。
4.3開放式實驗教學管理與效果
4.3.1建設高效的領導班子和一批業務素質高的實驗隊伍。開放式實驗教學體系的構建與實踐成功的關鍵是建立一支精干高效的領導班子和一批業務素質高的實驗隊伍[13]。為了加強開放式實驗室建設與管理,學院任命具有博士學位、豐富實驗室管理經驗和管理能力的教授擔任常務主任,同時在全院范圍內擇優招聘實驗技術人員,實驗人員競爭上崗,組建了一支精干的業務素質較高的實驗技術隊伍。學院實驗管理中心制定了每位實驗人員的崗位職責、培訓計劃以及考核辦法,并制定了實驗隊伍5年長期建設規劃。鼓勵實驗技術人員在職攻讀碩士和博士學位,要求實驗技術人員跟班聽課;定期舉辦實驗技術人員培訓班;通過參加各種技術講座、學習班,有計劃地對實驗技術人員進行技術培訓,使每人熟練操作自己所管理的儀器設備,全面提高業務素質;并組織實驗人員到其他高校實驗室參觀學習,選拔部分技術人員到其他高校進行脫產培訓。通過以上措施,實驗技術人員的理論水平和實驗技術能力有了明顯提高,使得一批有才華的教師和實驗技術人員脫穎而出,更好地健全完善了開放實驗室的功能,達到了培養大學生的創新能力、實踐能力和創業精神的目的。
4.3.2開放式實驗教學實驗過程的規范化。開放式實驗教學的工作過程包括:學生預約實驗項目;在進行實驗前寫出可行的實驗計劃;實驗項目完成后,向實驗室提交實驗報告或論文等實驗結果。實驗指導老師對學生的實驗進行指導,檢查實驗數據的真實性,啟發學生如何整理實驗結果、如何分析數據、如何撰寫科研論文[14]。實驗人員進入開放實驗室后,必須嚴格遵守實驗室的各項規章制度。如實驗室成員遵行嚴格的指紋考勤制度;實驗時必須穿戴白大衣和防護手套,及時做好實驗記錄;每個月底進行1次實驗進展匯報與學術討論;建立獎罰制度,每月發放400元科研補助,鼓勵發表高質量的科研論文和申請國家專利。
4.3.3開放式實驗教學效果考評。雖然開放式實驗教學實現了實驗時間、實驗項目、實驗場地、實驗人員的開放,但并不是說學生和實驗指導教師在開放式實驗教學過程無所約束,還必須對開放式實驗教學的質量和效果進行綜合考評[15-16]。
學生實驗成績的綜合考評應該客觀、全面反映學生實驗過程的真實情況,特別是學生動手能力及解決問題的能力。實驗成績的給定,主要應依據學生實驗態度、實驗記錄、實驗操作的規范性、準確度以及實驗報告完成情況等因素綜合進行綜合評定,偏重于動手能力及數據的準確性。把實驗課也列為考核的一部分,計入期終總成績,充分調動學生學習的主觀能動性。實驗考核可分兩部分進行:一部分是學生平時參加實驗操作的情況和實驗報告的成績;另一部分是期末考核,采用現場答題與操作相結合,以抽簽方式隨機抽取問題。
關鍵詞 制藥工程 微生物學實驗 教學改革
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
西北農林科技大學植物保護學院制藥工程專業始建于2002年,屬于農林院校新上的一個工科專業。但是經過近十余年的發展,農藥學系已儲備了大量的師資力量、形成了梯隊合理的農藥學教學團體;具備了雄厚的實驗、實習和實踐條件;制藥工程專業課程建設也日趨完善。為了與國家的人才培養目標“寬口徑,厚基礎”相一致,學校在2008年制定了新的教學大綱與培養方案,微生物學作為制藥工程專業的一門專業基礎課,其總學時從原先的54學時銳減到40學時,課時量大大減少,為了與制藥工程專業大的培養目標相一致,在微生物學的課堂講授和實驗教學過程中都較以前有了較大的改革,經過近幾年的改革和實踐,在實驗教學內容、教學方法以及實驗室管理方面都具有了一定的穩定性,取得了良好的教學效果。
1 調整課程內容和結構
微生物學是制藥工程專業的一門專業基礎課,開設其課程的目的除了要讓學生掌握基本的微生物學理論、知識和技術,了解國內外微生物學的研究進展,具備解決微生物學研究、生產領域中實際問題的基本能力,其重點是為學生學習制藥工程專業的一些專業課如生物藥物化學、農藥生物技術、農藥毒理學、農藥生物測定等打下堅實的基礎。微生物學作為一門應用及實踐性很強的課程,其課程內實驗包含了大量的基本操作技能,如油鏡的使用、制片、染色、無菌操作、培養基的配制及消毒滅菌、微生物的培養及分離純化、微生物與微生物相互關系的鑒定等等技術。實驗內容很多并且很雜,需要大量的課時作為保證才能夠做完,但是新的培養方案出臺后由于課時量的壓縮,其微生物學的實驗內容也相應做了調整,在保證學生掌握基本的微生物學實驗技能的前提下,力求進一步培養學生的動手能力和創新思維能力。①
微生物學實驗以前開展的大多是一些驗證性實驗,學生被動學習,學生學習興趣不高更無法啟發學生的創新思維能力,更顯著的缺點在于與其專業特色相脫節,其教學效果平平。隨著大學生培養目標的更新,在微生物學實驗開設過程中我們除了開設一些經典的驗證性實驗外,還開設了與制藥工程專業特色緊密結合的一些綜合性和設計性的實驗。
1.1 綜合性實驗
讓學生根據前面的驗證性實驗中所學到的實驗技能(染色、制片、無菌概念、不同類型微生物培養基的制備、消毒與滅菌、不同類型微生物菌落形態及結構的特點等),綜合運用到一個實驗(土壤微生物拮抗菌的分離純化)之中,通過不同實驗技能的綜合運用,讓學生領悟和掌握一種連續的、完整的微生物技術方法和手段,加強學生在實驗過程中的整體訓練,有利于學生對微生物技術的整體認識和培養學生解決問題的能力和創新思維能力。
1.2 設計性實驗
設計性實驗是一個相對比較連續、系統的研究實驗,實驗內容之間相對比較的獨立。我們為學生開設的設計性實驗是“微生物與微生物的拮抗關系”。②本實驗與開設的綜合性實驗遙相呼應,進一步加強了學生對綜合性實驗的認識與理解,并且此設計性實驗與制藥工程專業的特色緊密結合,為學生初步認識藥物對微生物的影響以及微生物與微生物的相互關系,并且使學生在理解后續課程的內容上起到了一個引導性的作用。③此實驗要求學生根據前面所學實驗技術設計不同的實驗方案,將不同的實驗技術綜合運用。這不僅有利于鞏固所學的實驗技術,激發學生的興趣,而且有利于培養學生綜合運用知識的能力、解決問題的能力和創新能力。從近幾年的教學效果來看,大大提高了學生的學習興趣,教學效果也很好。
2 改進實驗教學方法
傳統的實驗教學模式是學生上課前預習,教師上課講授做實驗的要領,然后就是學生進行做實驗。整個教學過程以教師為主體,學生的主動性、能動性和創造性無法充分發揮出來,再加上在理論和實驗教學過程中無法充分調動學生的自主學習興趣,學生無法自覺和主動地進行課前預習,實驗效果往往不甚理想。我們為了充分調動學生的學習興趣,在實驗教學方法上進行了大量的改革,融入了新的教學元素。④
2.1 傳統教學與多媒體教學相結合
在以往的實驗教學過程中,主要是采用傳統的教學模式,整個教學過程顯得比較枯燥,隨著西北農林科技大學本科實驗教學條件的提高,多媒體逐漸融入了實驗教學過程中,多媒體教學與傳統的教學模式相結合,使二者相輔相成,圖文并茂,學生學習興趣高,教師在講授以及實驗示范方面都較以前更加方便和直接,學習氛圍更加濃厚。
2.2 發揮學生的能動性,突出學生的主體地位
在實驗教學過程中更加突出學生的主體地位,充分發揮學生的學習能動性。在開設的綜合性和設計性大實驗中,更加突出了學生自主與開放的特點。學生必須在做實驗以前對實驗進行認真的預習、設計,并對實驗過程中可能出現的問題進行提前預見并想好應對措施,才能順利完成實驗,所以整個實驗的前前后后學生都要自己把握整個實驗的開始、開展和結束,其認真程度、準備是否充分、實驗操作是否得當,團隊是否合作無間等等綜合因素對實驗結果都會產生影響。這樣無疑調動了學生學習的主動性和學習興趣,并且也充分挖掘了學生的想象空間,提高了學生的創新思維能力。
2.3 采用引導式教學
在教學過程中我們以學生為主體,教師采用啟發式和引導式教學,當學生遇到困難的時候我們及時加以引導,并不直接給出答案,教師只是引導學生去尋找答案。在每次實驗結束后,我們都會給出實驗過程中學生可能會出現的問題,并讓他們在下次實驗前將問題的答案給教師。在下次實驗開展前教師再將這些問題進行總結,加深學生對實驗的整體認識和把握。
3 加強實驗教學管理
從近幾年學生對開設綜合性和設計性大實驗的教學效果看,學生普遍認為開展綜合性大實驗提高了學生對實驗的整體把握,有利于把課堂中學到的知識有機結合到實驗中去,提高了學生的實驗操作技能;設計性大實驗的開展顯著提高了學生的自主學習能力,提高了學生的團隊合作精神,并對學生發現問題、解決問題的能力有顯著的提高,鞏固了學生學習的理論知識,整個實驗過程中培養了學生的科研素質,為今后學生從事科研之路打下基礎。為了實驗能夠順利開展,無疑要求我們要加強對實驗室以及實驗整個過程的管理,主要體現在以下幾個方面。
3.1 要求學生參與準備實驗
設計性實驗由于其自主開放的特點,學生對其實驗過程和結果往往無法預知,實驗員對實驗的準備工作由于學生個體差異的不同,實驗準備起來也會有所差異。這就要求學生參與到設計性實驗的準備過程中去并盡可能地做些預實驗,培養學生嚴謹的工作作風。
3.2 學生要具有團隊合作精神
在開展綜合性和設計性大實驗前,要求學生自主分組,每5到6個人一組,選出組長一名,共同制定實驗方案,并對實驗進行分工。要求其小組中的每個成員都要服從組長的安排,進入到實驗室中要井然有序,組間與組內協調得當,培養學生的團隊合作精神。
3.3 嚴格要求學生實驗操作的規范
設計性實驗在開展效果上雖然比較好,但對實驗條件、學生和教師的要求方面也更加高。首先,實驗室要提供給學生做實驗的平臺,在實驗儀器,時間方面要求教師與實驗室管理方協商好;其次,綜合性和設計性實驗從預習到結束持續的時間會比較長,學生必須保證有充足的時間才能完成實驗;最后,要求教師在解決臨時問題能力方面要做好充分的準備,因為設計性實驗在開展過程中會出現一些不確定的問題。
基金項目:西北農林科技大學教學改革研究項目(項目編號:JY1102014)
注釋
① 吳方麗,魏薇.制藥工程專業微生物學教學改革與探討[J].陜西農業科學,2010.4:181-182.
② 張孝林,馬世堂,俞浩.淺談藥學專業《微生物學》教學中創新型應用人才培養[J].中國科技信息,2012.7:229.