水土保持與荒漠化防治專業(yè)“荒漠化防治工程學(xué)”課程實(shí)習(xí)的改革探索
——以北京林業(yè)大學(xué)梁希實(shí)驗(yàn)班為例

(1.北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，北京 100083；2.寧夏鹽池毛烏素沙地生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站，寧夏鹽池 751500)

為了滿足我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)事業(yè)對(duì)林業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新人才的需求，北京林業(yè)大學(xué)于2007年設(shè)立了梁希實(shí)驗(yàn)班，以期培養(yǎng)一批基礎(chǔ)好、能力強(qiáng)、素質(zhì)高，具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的林業(yè)優(yōu)秀創(chuàng)新人才[1]。2007—2012年，北京林業(yè)大學(xué)開設(shè)的梁希實(shí)驗(yàn)班包括文科類、理科類和工科類3個(gè)班級(jí)[2]。其中，梁希理科實(shí)驗(yàn)班設(shè)置了水土保持與荒漠化防治專業(yè)方向。2013年，北京林業(yè)大學(xué)又專門設(shè)置了水土保持與荒漠化防治專業(yè)梁希實(shí)驗(yàn)班。梁希實(shí)驗(yàn)班單列教學(xué)計(jì)劃，實(shí)行小班教學(xué)，采取多樣化的人才培養(yǎng)模式和個(gè)性化的培養(yǎng)方案，旨在著重培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)和創(chuàng)新能力[2]。

“荒漠化防治工程學(xué)”是水土保持與荒漠化防治專業(yè)的必修課，也是核心課程。長(zhǎng)期以來(lái)，北京林業(yè)大學(xué)“荒漠化防治工程學(xué)”課程教學(xué)在全國(guó)同類高校中一直處于領(lǐng)先地位，2004年被評(píng)為北京市精品課程[3]。由于“荒漠化防治工程學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容具有綜合性、實(shí)踐性的特點(diǎn)[4]，所以如何充分利用寶貴的課程實(shí)習(xí)時(shí)間，強(qiáng)化理論教學(xué)效果，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，成為“荒漠化防治工程學(xué)”課程教學(xué)研究的重要任務(wù)。

近年來(lái)，北京林業(yè)大學(xué)“荒漠化防治工程學(xué)”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)合多年的教學(xué)科研工作經(jīng)驗(yàn)，在系統(tǒng)分析“荒漠化防治工程學(xué)”課程實(shí)習(xí)情況的基礎(chǔ)上，總結(jié)了“荒漠化防治工程學(xué)”課程實(shí)習(xí)存在的問(wèn)題，并進(jìn)行了大膽的改革，以期進(jìn)一步深化“荒漠化防治工程學(xué)”精品課程的建設(shè)，提升梁希實(shí)驗(yàn)班拔尖創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)質(zhì)量，為全國(guó)同類高?！盎哪乐喂こ虒W(xué)”課程實(shí)習(xí)提供參考和借鑒。

一、水土保持與荒漠化防治專業(yè)“荒漠化防治工程學(xué)”課程的教學(xué)安排

“荒漠化防治工程學(xué)”是北京林業(yè)大學(xué)水土保持與荒漠化防治專業(yè)大三年級(jí)春季學(xué)期也就是第二學(xué)期開設(shè)的必修課程。大三年級(jí)的學(xué)生已經(jīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)了“氣象學(xué)”“土壤學(xué)”“植物學(xué)”“樹木學(xué)”“生態(tài)學(xué)”“地貌學(xué)”“地質(zhì)學(xué)”“流體力學(xué)”“水文水資源學(xué)”“土壤侵蝕原理”和“風(fēng)沙物理學(xué)”等前置基礎(chǔ)課程，具備了較好的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。“荒漠化防治工程學(xué)”課程以荒漠化的基本概念和我國(guó)荒漠化概況為切入點(diǎn)，主要介紹荒漠化的類型、成因和危害，并基于荒漠化防治的風(fēng)沙物理學(xué)和生態(tài)學(xué)原理，重點(diǎn)講授荒漠化防治的植物措施和工程措施，系統(tǒng)闡述旱作農(nóng)田、荒漠綠洲、草(牧)場(chǎng)和公(鐵)路沙害防治的措施體系?！盎哪乐喂こ虒W(xué)”課程實(shí)習(xí)旨在通過(guò)實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生進(jìn)一步深入理解課程知識(shí)，并將理論與實(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用課程知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力?！盎哪乐喂こ虒W(xué)”課程共有24學(xué)時(shí)，其中課程實(shí)習(xí)8學(xué)時(shí)(0.5周)，選課學(xué)生約為75～100人。課程實(shí)習(xí)主要在北京及其周邊地區(qū)(如永定河沿岸沙地、懷來(lái)天漠影視公園等)開展。

二、水土保持與荒漠化防治專業(yè)“荒漠化防治工程學(xué)”課程實(shí)習(xí)存在的問(wèn)題

北京林業(yè)大學(xué)開設(shè)的“荒漠化防治工程學(xué)”是北京市精品課程。經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐，師資隊(duì)伍、課程內(nèi)容體系、教學(xué)管理和教學(xué)條件等日臻完善，并得到了同行的普遍認(rèn)可與好評(píng)[4]。但是，“荒漠化防治工程學(xué)”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)在總結(jié)、反思的過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)了一系列的問(wèn)題與不足。這些問(wèn)題與不足制約了“荒漠化防治工程學(xué)”課程實(shí)習(xí)質(zhì)量的進(jìn)一步提升。

(一)參加課程實(shí)習(xí)的學(xué)生人數(shù)較多，影響了實(shí)習(xí)效果

近年來(lái)，北京林業(yè)大學(xué)水土保持與荒漠化防治專業(yè)學(xué)生規(guī)模不斷擴(kuò)大，現(xiàn)已擴(kuò)招至3個(gè)班，學(xué)生人數(shù)約為75～100人。目前，課程實(shí)習(xí)仍采取大班授課模式。在有限的8個(gè)學(xué)時(shí)(0.5周)里，讓人數(shù)眾多的學(xué)生完成豐富的課程實(shí)習(xí)內(nèi)容，是較為困難的。因此，如何科學(xué)合理的設(shè)置實(shí)習(xí)內(nèi)容，設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)流程，高質(zhì)量、高效率地完成課程實(shí)習(xí)任務(wù)已成為“荒漠化防治工程學(xué)”課程實(shí)習(xí)急待解決的重要問(wèn)題。

(二)課程實(shí)習(xí)的學(xué)時(shí)不足，且缺少適宜的實(shí)習(xí)地點(diǎn)

自20世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)北方風(fēng)沙區(qū)土地荒漠化形勢(shì)嚴(yán)峻，危害強(qiáng)烈。特別是在北京地區(qū)，頻發(fā)的沙塵暴引發(fā)了社會(huì)各界的關(guān)注。因此，國(guó)家和北京市等各級(jí)政府投入了大量的人力、物力、財(cái)力治理荒漠化土地，使我國(guó)荒漠化土地得到了有效治理，且成效顯著。1999—2014年，我國(guó)荒漠化土地面積由267.41萬(wàn)km2下降至261.16萬(wàn)km2，沙化土地面積由174.61萬(wàn)km2下降至172.12萬(wàn)km2[5]。北京地區(qū)土地荒漠化形勢(shì)也發(fā)生了顛覆性的逆轉(zhuǎn)。因此，目前在北京地區(qū)已經(jīng)難以找到適宜開展課程實(shí)習(xí)的地點(diǎn)。如果去土地荒漠化嚴(yán)重的地區(qū)，僅有的8個(gè)學(xué)時(shí)的課程實(shí)習(xí)時(shí)間是無(wú)法滿足的。

(三)大型儀器設(shè)備共享機(jī)制尚未建立，影響了學(xué)生科研能力的提升

北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院科研實(shí)力雄厚，依托水土保持與荒漠化防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、水土保持國(guó)家林業(yè)局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和北京市水土保持工程技術(shù)研究中心等科研平臺(tái)，使學(xué)院擁有了豐富完善的實(shí)驗(yàn)研究設(shè)備。2013年，北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院依托“985”科技創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目和“211”工程建設(shè)項(xiàng)目等，新建了風(fēng)沙物理實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室擁有風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、三維移測(cè)系統(tǒng)等一系列大型儀器設(shè)備，這些研究平臺(tái)和儀器設(shè)備是本科教學(xué)活動(dòng)的重要依托和支撐。但目前，這些研究平臺(tái)和儀器設(shè)備主要用于科學(xué)研究領(lǐng)域，尚未建立起大型儀器設(shè)備共享機(jī)制，學(xué)生實(shí)習(xí)無(wú)法充分利用這些儀器設(shè)備，影響了實(shí)習(xí)效果，也影響了學(xué)生科研能力的提升。

三、水土保持與荒漠化專業(yè)梁希實(shí)驗(yàn)班“荒漠化防治工程學(xué)”課程實(shí)習(xí)的改革措施

“荒漠化防治工程學(xué)”是梁希實(shí)驗(yàn)班的必修課程，開設(shè)于大三年級(jí)秋季學(xué)期也就是第一學(xué)期。因?yàn)榱合?shí)驗(yàn)班單列教學(xué)計(jì)劃，所以，與水土保持與荒漠化防治專業(yè)普通本科教學(xué)相比，梁希實(shí)驗(yàn)班的“荒漠化防治工程學(xué)”課程提早一學(xué)期開設(shè)，此時(shí)梁希實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生已學(xué)習(xí)了“氣象學(xué)”“土壤學(xué)”“植物學(xué)”“樹木學(xué)”等前置基礎(chǔ)課程。從人數(shù)上看，梁希實(shí)驗(yàn)班僅有16～20人，人數(shù)遠(yuǎn)少于水土保持與荒漠化防治專業(yè)的本科班級(jí)，屬于小班授課模式。從授課時(shí)間看，梁希實(shí)驗(yàn)班“荒漠化防治工程學(xué)”課程實(shí)習(xí)學(xué)時(shí)為16學(xué)時(shí)(1周)，明顯高于水土保持與荒漠化防治專業(yè)普通本科的實(shí)習(xí)時(shí)間。從授課內(nèi)容來(lái)看，梁希實(shí)驗(yàn)班講授內(nèi)容更豐富，難度更高，更加側(cè)重學(xué)生科研素質(zhì)和綜合能力的培養(yǎng)。因此，采取傳統(tǒng)的面向普通本科教學(xué)的“荒漠化防治工程學(xué)”課程實(shí)習(xí)的教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足梁希實(shí)驗(yàn)班的教學(xué)目標(biāo)和人才培養(yǎng)的需求。

(一)依托教學(xué)科研基地開展課程實(shí)習(xí)

針對(duì)梁希實(shí)驗(yàn)班學(xué)生人數(shù)相對(duì)較少，小班制授課，課程實(shí)習(xí)學(xué)時(shí)較為充足的特點(diǎn)，任課教師打破了傳統(tǒng)的“學(xué)校課堂講授+北京地區(qū)實(shí)習(xí)”的教學(xué)模式，將課程實(shí)習(xí)的地點(diǎn)搬進(jìn)了在北方風(fēng)沙區(qū)建立的教學(xué)科研基地。梁希實(shí)驗(yàn)班先后赴寧夏鹽池毛烏素沙地生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站(毛烏素沙地)和中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院沙漠林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心(烏蘭布和沙漠)等科研基地開展實(shí)習(xí)活動(dòng)。在教學(xué)科研和防沙治沙實(shí)踐工作的第一線，其自然條件和基礎(chǔ)設(shè)施不僅能夠充分滿足課程實(shí)習(xí)的基本需求，給予學(xué)生直觀的環(huán)境感知和學(xué)習(xí)體驗(yàn)，而且任課教師還能充分利用教學(xué)科研基地的資源，采取班級(jí)討論、小組研討和“一對(duì)一”交流的授課模式，培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知能力和開展科學(xué)研究的能力。

(二)課程實(shí)習(xí)與荒漠化防治的實(shí)際問(wèn)題緊密結(jié)合

烏蘭布和沙漠和毛烏素沙地位于我國(guó)北方風(fēng)沙區(qū)的核心地帶，在此開展“荒漠化防治工程學(xué)”課程實(shí)習(xí)，比在北京及其周邊地區(qū)開展課程實(shí)習(xí)更具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。在防沙治沙的第一線，可以讓任課教師就地取材、因地制宜，將“荒漠化防治工程學(xué)”課程理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐活動(dòng)，通過(guò)設(shè)置一系列與防沙治沙和生態(tài)環(huán)境建設(shè)工作密切相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，有效提升學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在防沙治沙的第一線，學(xué)生首先可以對(duì)荒漠化土地有一個(gè)綜合性認(rèn)識(shí)，其次可以對(duì)常見沙生植物特征進(jìn)行辨識(shí)，對(duì)荒漠化地區(qū)土壤和水資源進(jìn)行調(diào)查，對(duì)防沙治沙技術(shù)措施進(jìn)行評(píng)價(jià)，開展風(fēng)沙地貌和風(fēng)沙流觀測(cè)，進(jìn)行流動(dòng)沙丘工程治理的實(shí)踐。同時(shí)，通過(guò)與一線防沙治沙工作人員的交流座談，學(xué)生切實(shí)了解了防沙治沙工作的實(shí)際情況，了解了水土保持與荒漠化防治專業(yè)的重要性，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)于專業(yè)的認(rèn)同感和自豪感。

(三)建立大型儀器設(shè)備共享機(jī)制，加強(qiáng)學(xué)生科研能力的培養(yǎng)

科研工作離不開大型儀器設(shè)備，它是科研人員完成科研工作任務(wù)必不可少的硬件條件。建立大型儀器設(shè)備的共享機(jī)制，可以讓科研促進(jìn)教學(xué)，是推進(jìn)研究型教學(xué)的重要途徑。因此，“荒漠化防治工程學(xué)”授課團(tuán)隊(duì)積極與風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)等大型儀器設(shè)備的相關(guān)負(fù)責(zé)人聯(lián)系，協(xié)調(diào)時(shí)間、場(chǎng)地、材料、助教等，本著“源于基礎(chǔ)知識(shí)，貼近科研實(shí)踐，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)”的教學(xué)理念，在任課教師的指導(dǎo)下，將學(xué)生化整為零，讓學(xué)生“自己設(shè)計(jì)、自己制作、自己觀測(cè)、自己計(jì)算、自己總結(jié)”，開展風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)研究，徹底改變了以往“參觀式”的課程實(shí)習(xí)模式。通過(guò)共享大型儀器設(shè)備，拉近了學(xué)生與科學(xué)研究的距離，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，形成了“科教互促、參與共享”的大型儀器設(shè)備開放運(yùn)行機(jī)制和新的課程實(shí)習(xí)模式。

四、水土保持與荒漠化防治專業(yè)梁希實(shí)驗(yàn)班“荒漠化防治工程學(xué)”課程實(shí)習(xí)改革的成效

(一)提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師，通過(guò)改革，學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中的學(xué)習(xí)興趣和參與熱情明顯提高，實(shí)習(xí)出勤率始終是100%。更重要的是，學(xué)生能夠在實(shí)習(xí)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，并在教師的指導(dǎo)下思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。同時(shí)，在教師和學(xué)生之間形成了良好的教學(xué)互動(dòng)，達(dá)到了“自由開放，求實(shí)創(chuàng)新”的課程實(shí)習(xí)效果。

(二)培養(yǎng)了學(xué)生的科研素養(yǎng)

在課程實(shí)習(xí)的過(guò)程中，學(xué)生針對(duì)遇到的一些學(xué)術(shù)問(wèn)題和有趣的自然現(xiàn)象，能夠積極思考探索，部分學(xué)生還基于這些問(wèn)題申報(bào)了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃，如“四種典型沙區(qū)植物幼苗蒸騰速率對(duì)風(fēng)的響應(yīng)”“基于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的農(nóng)田防護(hù)林優(yōu)化配置研究”和“毛烏素沙地掘穴蟻筑丘活動(dòng)對(duì)土壤質(zhì)量的影響”等。這些項(xiàng)目先后獲得國(guó)家、省市等各級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃立項(xiàng)，學(xué)生按照研究計(jì)劃有序開展了研究工作，部分項(xiàng)目已經(jīng)通過(guò)專家評(píng)審，順利結(jié)題。梁希實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的科研素養(yǎng)和科研能力的提升，為研究生階段的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(三)強(qiáng)化了課程實(shí)習(xí)的效果

教學(xué)評(píng)價(jià)是量化評(píng)價(jià)課程授課效果的重要依據(jù)。改革后，“荒漠化防治工程學(xué)”課程實(shí)習(xí)的教學(xué)評(píng)價(jià)得分始終位列學(xué)院、學(xué)校前列。2015—2016學(xué)年、2016—2017學(xué)年和2017—2018學(xué)年，梁希實(shí)驗(yàn)班“荒漠化防治工程學(xué)”課程實(shí)習(xí)教學(xué)評(píng)價(jià)得分連續(xù)3年進(jìn)入學(xué)生教學(xué)評(píng)價(jià)排名前5%，見表1。

表1 2015—2018學(xué)年北京林業(yè)大學(xué)梁希實(shí)驗(yàn)班“荒漠化防治工程學(xué)”課程實(shí)習(xí)教學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果

教學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果表明，梁希實(shí)驗(yàn)班“荒漠化防治工程學(xué)”課程實(shí)習(xí)的教學(xué)效果得到了學(xué)生的肯定。此外，在北京林業(yè)大學(xué)“梁希實(shí)驗(yàn)班”創(chuàng)辦10周年紀(jì)念活動(dòng)中，“荒漠化防治工程學(xué)”被評(píng)為梁希實(shí)驗(yàn)班優(yōu)秀課程，相關(guān)任課教師被評(píng)為梁希實(shí)驗(yàn)班優(yōu)秀教師。

實(shí)踐能力是創(chuàng)新能力形成和發(fā)展的重要前提條件[6]。梁希實(shí)驗(yàn)班“荒漠化防治工程學(xué)”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)從專業(yè)知識(shí)和職業(yè)技能的角度出發(fā)，結(jié)合梁希實(shí)驗(yàn)班人才培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)“荒漠化防治工程學(xué)”課程實(shí)習(xí)進(jìn)行改革，形成了較為完善的“荒漠化防治工程學(xué)”課程實(shí)習(xí)教學(xué)體系，推進(jìn)了“荒漠化防治工程學(xué)”精品課程建設(shè)，促進(jìn)了水土保持與荒漠化防治專業(yè)拔尖創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)工作，為同類院校“荒漠化防治工程學(xué)”課程實(shí)習(xí)改革提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。