“有限自由”模式在土壤學實驗教學中的探索

張 韞 崔曉陽 郭亞芬 鄭 紅

(東北林業(yè)大學林學院,哈爾濱 150040)

高等院校教育教學過程中的實驗教學是以教學形式培養(yǎng)科學技術后備人才的重要途徑,在人才培養(yǎng)過程中發(fā)揮著其他教學形式無法替代的作用［1］。隨著科學技術和社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展,現(xiàn)代社會對實驗教學既提供了物質基礎,又提出了越來越高的現(xiàn)實要求,傳統(tǒng)的土壤學實驗課程體系,已經(jīng)不能滿足培養(yǎng)順應時代發(fā)展、具有基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高等特點的新型人才的需要。我們適時提出將“有限自由”模式引入土壤學實驗課程改革,旨在探索一條與時俱進、科學發(fā)展的人才培養(yǎng)道路。

一、土壤學實驗教學的現(xiàn)狀及主要問題

與許多實驗教學課程一樣,土壤學實驗教學課程受傳統(tǒng)應試教育框架的束縛和實驗場地、資金、人力資源等條件的制約,發(fā)展步伐相對滯后,主要表現(xiàn)在:

第一,由于長期以來受應試教育和實驗課程自身特點的影響,相對于理論課,學生對實驗課程重要性的認識嚴重不足。學生在實驗課程學習的過程中表現(xiàn)出的積極性不高,理論知識與實際問題相結合的能力較差［2］。

第二,雖然各級教育部門對實驗教學改革的重要性有一定的認識,但是由于長期以來對實驗課程的重視程度不足、實驗教學改革資金投入大、實驗教學改革見效周期長等實際問題,這一領域教學改革的力度遠遠落后于理論課程,阻礙了實驗教學改革的發(fā)展。

第三,隨著科學技術的發(fā)展和部分陳舊儀器的淘汰,一些新型高智能化實驗儀器在實驗教學中得以應用。但是由于這樣的儀器價格昂貴,所購臺件有限,在教學過程中教師只能分批次地講解,加大了教師的工作量,浪費了學生的課堂時間,嚴重地影響了學生動手能力和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。

第四,實驗教學受傳統(tǒng)框架的束縛,教學手段單一,教學過程枯燥乏味,完全沿用老師演示、學生模仿的教學方式,不利于學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和個性的發(fā)揮［3］。

第五,教學內容相互聯(lián)系較差?，F(xiàn)有的實驗教學中,學生僅以完成某個實驗項目為目的,既不能站在全局的高度綜合考慮問題,將每個實驗取得的結果相互聯(lián)系,綜合考慮土壤學的問題,也沒有將已經(jīng)取得的實驗結果,聯(lián)系其他學科的知識,綜合考慮實際生產生活的問題;教師也通常以某個實驗項目的完成情況評定教學質量,授課過程中缺乏對學生綜合能力培養(yǎng)的意識。

第六,實驗教學考核方式落后。目前實驗教學成績評定多沿用以實驗報告為依據(jù)的傳統(tǒng)考核方式。這種考核辦法形式單一、缺乏靈活性,學生的實驗報告雷同現(xiàn)象嚴重,教師在評定成績的過程中難辨真?zhèn)?難以確定考核結果的真實性。

二、將“有限自由”模式引入土壤學實驗課程

“有限自由”模式是指在教師的宏觀指導和監(jiān)督下,學生參與包括供試土壤材料的選擇、課程內容的組合、課程順序的調整、具體實驗項目時間的安排、創(chuàng)新性實驗的提出以及考核結果的評定等一系列學習鏈條中各環(huán)節(jié)安排的教學模式。這種教學模式的引入是對土壤學實驗課程改革的探索性研究,在教師宏觀指導教學和學生參與“有限自由”體系的杠桿平衡下,既保證完成教學大綱安排的教學任務,又賦予學生最大的自由空間,激發(fā)他們的主動性和創(chuàng)造力,使他們更加充分地發(fā)揮能力,成為課堂真正的主人。

(一)自主選擇供試土壤材料

寒(暑)假前對下個學期開課的學生開展供試土壤樣品采集的動員工作,并講授土壤樣品采集、風干及保存的方法。學生可根據(jù)自己的興趣及個人、家庭或社會團體的實際需要采集土壤樣品作為土壤學實驗課程的供試材料,既可以選擇自家責任田里的土壤,也可以選擇其他地方的土壤。供試土壤材料的專一性、實踐性、廣泛性及其可能產生的經(jīng)濟效益和社會效益將從根本上激發(fā)學生學習土壤學實驗課程的積極性。

(二)靈活編排課程實驗內容

采取“課內選修”的辦法,學生自由選做內容相近的實驗項目。某些實驗項目(如土壤全氮量的測定、土壤全磷量的測定、土壤堿解氮的測定、土壤有效磷的測定等實驗)部分環(huán)節(jié)實驗原理相近、操作內容相似、結果處理相同。針對這樣的實驗項目,給學生自由選擇的權利,以“三選二”或“二選一”的方式完成實驗,避免重復教學,提高教學效率。

(三)自由調整實驗順序、安排實驗時間

充分利用教學網(wǎng)絡平臺培養(yǎng)學生的自學能力,并試行“課內開放性實驗”。每次實驗課程中所有的實驗項目同時開放、實驗輪做,學生根據(jù)具體的情況在開課前申請當次實驗項目并提交預習報告,教師統(tǒng)計申請結果并審閱預習報告合格后,合理調整、統(tǒng)一安排當次實驗小組人員,實驗項目根據(jù)每個學生的申請順序輪流完成。學生能夠自由選擇學習某些實驗項目或實驗技能的時間和內容,有效地節(jié)省了教學時間,增設簡單的創(chuàng)新性實驗項目,發(fā)揮學生的創(chuàng)造力。

(四)搭建學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的平臺

將“課內選修”和“課內開放性實驗”環(huán)節(jié)節(jié)省的少量課堂時間交由學生自由支配,發(fā)揮他們的創(chuàng)造力,完成教學計劃外的實驗項目。由于學生的專業(yè)及成長背景的差異等原因,教學計劃內的實驗項目不能完全滿足學生對采集的供試土壤進行完整的研究。土壤學實驗室的教學資源也不可能完全滿足這些要求。因此教師要充分發(fā)揮橋梁作用,協(xié)調各方面的關系,為學生創(chuàng)新性實驗的順利完成提供實驗設備及技術等方面的支持。

(五)學生參與課程考核評定

發(fā)揮土壤學實驗課程的特點,改小實驗報告為結題式綜合性實驗報告,將原有的教學模式向研究型教學模式引導。每個實驗結束后,要求學生詳細記錄實驗過程和實驗結果,在課程全部結束后,以結題式綜合性實驗報告的形式提交。結題式綜合性實驗報告具有靈活性,同樣的實驗由于選擇供試土壤材料時的目的不同、學生對“課內選修”項目的選擇不同、學生創(chuàng)新性實驗項目設計方案的差異等原因,可能得到不同的研究結論,由此可以激發(fā)學生學習的積極性和參與性。另外,學生參與下的分組互評與教師評定相結合評定課程考核成績,更為民主、公正、準確地說明學生的學習情況。

三、“有限自由”模式引入后的轉變

(一)實驗教學目的轉變

結合土壤學實驗課程的教學特點,通過供試土壤材料的個性化選擇,深化學生學習土壤實驗課程的目的。學生根據(jù)自己的興趣及實際需要自行選擇土壤學實驗的供試土壤,從根本上打破以課堂教學為核心的教學模式,將實驗教學環(huán)節(jié)與學生個人、家庭或社會團體生產實踐相結合,實現(xiàn)了土壤學實驗課程的教學目的從單純完成教學任務向“完成教學任務+指導生產實踐”雙重目的轉變。

(二)實驗教學手段的轉變

“課內選修”和“課內開放性實驗”等教學改革措施需要借助于先進的教學手段才能實施。隨著科學技術的發(fā)展,多媒體教學已經(jīng)不是新鮮的教學手段,但是由于實驗課程自身的特點,多媒體教學在實驗課程中還沒有得到廣泛地應用。即使有些課程中采用多媒體教學,也多半是以理論知識和實驗步驟的文字內容為主的教學課件。要利用多媒體教學設備、教學軟件將實驗教學內容(特別是實驗操作過程中的重點、難點、實驗現(xiàn)象及危險過程的注意事項等)展現(xiàn)于實驗課堂,實現(xiàn)教師演示實驗與學生實際操作的同步完成。將傳統(tǒng)的土壤學實驗教學方式的精髓與現(xiàn)代教學技術結合,實現(xiàn)從“黑板+粉筆+描述”的單一教學手段向更為“快速、直觀、明確”的多樣化教學手段轉變。

(三)教師角色的轉變

“課內開放性實驗”的開展就意味著必須采取“實驗輪做”的方式。課前學生要充分利用教學網(wǎng)絡平臺培養(yǎng)自學能力,并通過教學錄像在實驗課堂上的應用及教師對實驗項目的具體指導,實現(xiàn)教師演示實驗與學生實際操作的同步完成。多媒體實驗教學的同步性和直觀性減小了教師在課堂上的工作壓力,教師更加注重掌握學生課前對實驗項目的了解程度,有針對性地安排實驗,實現(xiàn)了教師的角色由講授、演示向指導、監(jiān)督方向的轉變。

(四)教學資源配置方式的轉變

最大限度地將實驗項目在整個學期的每次實驗課程中同時開放,合理搭配高級儀器的使用頻次,使學生在課堂上有充足的時間接觸為數(shù)不多的高級儀器,掌握其使用方法;減少低值易耗品的購置數(shù)量,節(jié)省資源,使實驗室條件得到最大限度地利用。這樣,既能解決因高級實驗儀器數(shù)量不足造成的實際困難,又能保證在現(xiàn)有實驗室技術設備條件不變的情況下,實現(xiàn)教學資源配置方式的合理轉變。

(五)實驗結果意義的轉變

將“有限自由”模式引入土壤學實驗課程,極大地調動了學生學習土壤學實驗課程的積極性,提高了學生學習實驗課程的興趣,培養(yǎng)了知識創(chuàng)新能力。由于高等院校生源的廣泛性,將土壤學專業(yè)基礎實驗教學與生產實踐相結合,實驗項目成果的長期積累,將對我國農林業(yè)生產和城市鄉(xiāng)村建設等相關領域的發(fā)展提供持續(xù)性的理論指導和技術支持。土壤學實驗教學的意義從單純?yōu)閲遗囵B(yǎng)高層次農林業(yè)技術人才的層面擴展到為國家農林業(yè)生產和社會經(jīng)濟建設服務的新層面,并且這種服務因人才培養(yǎng)的需要具有長期持續(xù)的特點。

“有限自由”教學模式在保證實驗教學水平的同時,把有限的課堂教學時間交給學生自由安排,充分發(fā)揮了他們的主動性和創(chuàng)造力。特別是在課內搭建知識創(chuàng)新的實踐平臺,嘗試性地開展由學生自由選題的創(chuàng)新性實驗小項目,將傳統(tǒng)的土壤學實驗教學模式向研究型教學模式引導,培養(yǎng)了學生獨立提出問題、思考問題,利用所學理論分析問題,從實際出發(fā)解決問題的能力。將基礎性實驗的課堂教學成果服務于農林業(yè)生產實際和社會經(jīng)濟建設,能為相關生產生活領域提供持續(xù)性的理論指導和技術支持。

［1］申海燕.高校實驗教學的新理念與新體系［J］.高教論壇,2007(2):104-106.

［2］李越.高校實驗教學改革的思考與實踐［J］.高校實驗室工作研究,2009(2):6-8.

［3］李一峰.高校實驗教學改革的思考［J］.實驗室研究與探索,2008(27):111-112.