以高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為導(dǎo)向的生物學(xué)野外實(shí)習(xí)教學(xué)模式的探究

馮 斌，張潤(rùn)鋒，李 今

(湖北師范大學(xué) 生物學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，湖北 黃石 435002)

在當(dāng)今飛速發(fā)展的信息時(shí)代，我們正面臨著“重大的時(shí)代轉(zhuǎn)型”[1]。高等教育正在實(shí)現(xiàn)由培養(yǎng)“知識(shí)人”向培養(yǎng)“創(chuàng)新人”和“智慧人”轉(zhuǎn)變。教育變得越來(lái)越多樣化、終身化、個(gè)性化，教師不再是知識(shí)的二傳手，而是學(xué)生創(chuàng)新精神的引路人[2]?！耙詫W(xué)生發(fā)展為本，著力培養(yǎng)新一代人的責(zé)任感、自主合作學(xué)習(xí)能力、生活能力、科學(xué)精神、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力”是新時(shí)代教師的責(zé)任。

生物學(xué)野外實(shí)習(xí)是高等院校動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)等學(xué)科教學(xué)過(guò)程中的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。它既是教學(xué)活動(dòng)，又是鍛煉學(xué)生的過(guò)程，對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)的鞏固和提高以及動(dòng)手能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作精神等綜合素養(yǎng)的形成有重要作用[3，4]。傳統(tǒng)生物學(xué)野外實(shí)習(xí)往往以教師為主導(dǎo)，以知識(shí)傳授為目的，教師野外細(xì)致講解，學(xué)生被動(dòng)觀察和記錄。實(shí)習(xí)內(nèi)容以動(dòng)植物分類鑒定、標(biāo)本采集制作為主，側(cè)重于基礎(chǔ)理論知識(shí)、基本分類方法的學(xué)習(xí)。這種傳統(tǒng)的“教師教，學(xué)生記”“填鴨式”“走馬觀花式”和“旅游式”的野外實(shí)習(xí)模式，背離了“以學(xué)生為中心”的教育思想，不能滿足培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的教學(xué)目的。新時(shí)代對(duì)于培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的教育期望，要求生物學(xué)野外實(shí)習(xí)，從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核制度等多方面進(jìn)行變革，探索新的教學(xué)模式。

1 創(chuàng)新教學(xué)理念

教師的責(zé)任在于教會(huì)學(xué)生學(xué)，最大化地調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和發(fā)掘?qū)W生的自身潛能。生物學(xué)野外實(shí)習(xí)不同于一般的課堂基礎(chǔ)課程，它涉及資料收集和整理、標(biāo)本采集和制作、問(wèn)題探究、困難解決、實(shí)習(xí)結(jié)果反饋等，其復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)課堂教學(xué)。教師的教學(xué)工作無(wú)法面面俱到，其首要任務(wù)在于使學(xué)生學(xué)會(huì)如何自學(xué)、如何開(kāi)展工作、如何進(jìn)行合作、如何解決困難、如何探究科學(xué)問(wèn)題等。

注重理論聯(lián)系實(shí)際，追求教學(xué)的生活性和生命性。生物學(xué)野外實(shí)習(xí)不能僅僅停留在對(duì)課堂理論知識(shí)的鞏固和深化，應(yīng)該將理論與實(shí)際緊密聯(lián)系起來(lái)，回歸生活，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索熱情；將其提升至生命層次，使整個(gè)實(shí)習(xí)過(guò)程成為學(xué)生一段重要的生命體驗(yàn)歷程。

建立“探究式實(shí)習(xí)”的教學(xué)模式，創(chuàng)設(shè)類似于科學(xué)研究的情景，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、思考和實(shí)踐，讓學(xué)生了解知識(shí)的產(chǎn)生過(guò)程，運(yùn)用科學(xué)的思維方式去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，從而達(dá)到構(gòu)建知識(shí)、培養(yǎng)能力和提高素質(zhì)的目的[5～6]。這就要求教師在生物學(xué)野外實(shí)習(xí)教學(xué)過(guò)程中突破以傳授專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能為主的教學(xué)模式，轉(zhuǎn)而讓學(xué)生成為“探究知識(shí)”的主體，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和能力。

2 “探究式實(shí)習(xí)”教學(xué)內(nèi)容

野外實(shí)習(xí)內(nèi)容由以標(biāo)本采集和物種識(shí)別為主調(diào)整為在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)開(kāi)展以數(shù)據(jù)采集和專題研究為主的綜合性實(shí)習(xí)?！疤骄渴綄?shí)習(xí)”教學(xué)模式根據(jù)實(shí)習(xí)的地點(diǎn)和場(chǎng)所的不同，建立室內(nèi)學(xué)習(xí)、校園及近郊實(shí)習(xí)以及遠(yuǎn)程實(shí)習(xí)等教學(xué)模塊，教學(xué)內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面。

2.1 基礎(chǔ)知識(shí)和基本專業(yè)技能

充分利用工具書、標(biāo)本、網(wǎng)絡(luò)、影像資料、虛擬仿真實(shí)習(xí)系統(tǒng)等各種資源，引導(dǎo)學(xué)生在室內(nèi)自主學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，開(kāi)展校園或近郊實(shí)習(xí)，以鞏固動(dòng)植物名稱、分類、生態(tài)學(xué)理論、野外樣方設(shè)置和調(diào)查處理方法等基礎(chǔ)知識(shí)，并掌握標(biāo)本采集和制作、物種識(shí)別和鑒定、分類檢索、生物攝影等基本專業(yè)技能，此部分主要涉及室內(nèi)學(xué)習(xí)和校園及近郊實(shí)習(xí)兩個(gè)實(shí)習(xí)模塊。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，自主學(xué)習(xí)并基本掌握上述基本技能后，方能進(jìn)入野外實(shí)習(xí)的重要環(huán)節(jié)——開(kāi)展調(diào)查活動(dòng)和小課題研究。

2.2 開(kāi)展調(diào)查活動(dòng)和小課題研究

將全球衛(wèi)星定位(GPS)儀、數(shù)碼攝像和照相設(shè)備、多媒體投影儀、望遠(yuǎn)鏡、光合作用測(cè)量系統(tǒng)(光合儀)、土壤因子測(cè)定儀等設(shè)備充分應(yīng)用于野外實(shí)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展動(dòng)植物數(shù)量統(tǒng)計(jì)、種群和群落結(jié)構(gòu)調(diào)查、生物多樣性調(diào)查、動(dòng)物行為觀察與研究、環(huán)境定性定量分析、植物光合作用測(cè)定與分析、生物與非生物環(huán)境的關(guān)系分析、景觀特征分析、生產(chǎn)生活與生態(tài)保護(hù)等相關(guān)調(diào)查和研究工作。學(xué)生小組初步擬定調(diào)查或研究課題，經(jīng)指導(dǎo)教師審核通過(guò)后，由學(xué)生查閱相關(guān)資料，設(shè)計(jì)調(diào)查或研究方案，在實(shí)習(xí)期間采集數(shù)據(jù)、拍攝照片，再進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，交流和討論。此部分可以采取分散式實(shí)習(xí)和集中式實(shí)習(xí)兩種方式，前者主要適用于校園及近郊實(shí)習(xí)模塊，后者則適用于遠(yuǎn)程實(shí)習(xí)模塊。

2.3 專題報(bào)告學(xué)習(xí)

指導(dǎo)教師在實(shí)習(xí)之前或?qū)嵙?xí)過(guò)程中(主要適用于室內(nèi)學(xué)習(xí)和校園及近郊實(shí)習(xí)兩大實(shí)習(xí)模塊)穿插講解相關(guān)的動(dòng)植物地理分布、系統(tǒng)演化、全球氣候變化對(duì)動(dòng)植物的影響，當(dāng)?shù)厣镔Y源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展等一系列專題報(bào)告。例如，在中美野外生物學(xué)聯(lián)合實(shí)習(xí)的實(shí)踐中，哈佛大學(xué)生物與進(jìn)化系David教授作了關(guān)于新英格蘭地區(qū)植被恢復(fù)的學(xué)術(shù)報(bào)告，向同學(xué)們展示了四百年來(lái)新英格蘭地區(qū)植被的變化歷程，同學(xué)們?cè)陔S后的野外實(shí)習(xí)中能夠真實(shí)見(jiàn)到報(bào)告中提到的一些現(xiàn)象[4]，這在一定程度上可以加深同學(xué)們對(duì)相關(guān)生物學(xué)原理和知識(shí)的理解，增加學(xué)習(xí)興趣。

2.4 參觀考察與校際交流

選擇合適的標(biāo)本館、博物館、植物園、動(dòng)物園、森林公園、水族館、大學(xué)的生物進(jìn)化或生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)室等供學(xué)生參觀和考察。通過(guò)多種方式如標(biāo)本互換、實(shí)習(xí)模式交流、跨校組隊(duì)研究等，開(kāi)展校際間的聯(lián)合實(shí)習(xí)，促進(jìn)相互學(xué)習(xí)和交流。

2.5 實(shí)習(xí)總結(jié)與匯報(bào)

以小組為單位，小組成員需要合作完成擬定科研小課題的數(shù)據(jù)分析、總結(jié)和匯報(bào)工作，參與交流與討論。每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)習(xí)動(dòng)植物電子圖鑒的制作、野外實(shí)習(xí)總結(jié)與個(gè)人體會(huì)等。此外，選擇部分優(yōu)秀學(xué)生的實(shí)習(xí)作品，充實(shí)學(xué)院的生物學(xué)野外實(shí)習(xí)網(wǎng)站。此環(huán)節(jié)重在培養(yǎng)學(xué)生整理和總結(jié)數(shù)據(jù)、撰寫論文、團(tuán)隊(duì)合作及口頭表達(dá)等方面的能力。

3 “探究式實(shí)習(xí)”教學(xué)方法

3.1 虛實(shí)結(jié)合式教學(xué)

利用現(xiàn)代多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將實(shí)習(xí)基地的動(dòng)植物形態(tài)、分類、分布、經(jīng)濟(jì)和藥用價(jià)值、動(dòng)植物圖庫(kù)、標(biāo)本采集和制作視頻、野外實(shí)習(xí)視頻等方面的內(nèi)容制作成影像資料，構(gòu)建動(dòng)植物資源網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)。學(xué)生可以隨時(shí)登陸數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)實(shí)習(xí)知識(shí)進(jìn)行查漏補(bǔ)缺。將野外實(shí)習(xí)的場(chǎng)景做成三維圖像，將各個(gè)物種的地理位置用GPS定位，指定路線，嵌入網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)庫(kù)，學(xué)生在實(shí)習(xí)前可以進(jìn)行虛擬仿真學(xué)習(xí)。此外，在數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)站內(nèi)設(shè)置討論區(qū)，學(xué)生們可以交流和討論問(wèn)題及疑惑。把虛擬仿真教學(xué)與野外實(shí)習(xí)有機(jī)地整合，延伸課堂教學(xué)、拓展實(shí)習(xí)空間、延長(zhǎng)實(shí)習(xí)時(shí)間[7]。

3.2 啟發(fā)式教學(xué)

啟發(fā)式教學(xué)注重互動(dòng)，強(qiáng)調(diào)啟迪學(xué)生的思維，訓(xùn)練學(xué)生的思維技巧。生物學(xué)野外實(shí)習(xí)中涉及的很多知識(shí)要點(diǎn)學(xué)生已經(jīng)在理論課程的學(xué)習(xí)中接觸到，因此啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考、從新的角度詮釋問(wèn)題是“探究式實(shí)習(xí)”教學(xué)的關(guān)鍵所在。相對(duì)于理論課的單科教學(xué)，生物學(xué)野外實(shí)習(xí)要著重啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)各類復(fù)雜的生命過(guò)程、生命演化的歷程等等。在教學(xué)手法上，可以生態(tài)學(xué)為主線，融合植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)、微生物學(xué)甚至生物地理學(xué)的知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生從宏觀、生物進(jìn)化、生物與環(huán)境相適應(yīng)等角度重新理解周邊的自然環(huán)境。

3.3 討論式教學(xué)

在開(kāi)展小課題研究的自主選題環(huán)節(jié)，小組成員可自由地提出自己的想法，闡述課題的出發(fā)點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其他同學(xué)和老師對(duì)這個(gè)課題的科學(xué)性、可行性等進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。在討論環(huán)節(jié)，本著師生平等的原則進(jìn)行，教師應(yīng)尊重學(xué)生的觀點(diǎn)，并在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)方面給予提示和幫助。討論式教學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究興趣、獨(dú)立思考的能力和與人交流的能力。

3.4 研究式教學(xué)

在野外實(shí)習(xí)過(guò)程中，以小組為單位通過(guò)多種形式開(kāi)展科研小課題研究。教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行文獻(xiàn)閱讀，并根據(jù)興趣初步確定選題；也可以結(jié)合指導(dǎo)教師相關(guān)的科研項(xiàng)目設(shè)立小的科研題目；還可以與本科畢業(yè)論文相結(jié)合，構(gòu)建貫穿整個(gè)大學(xué)生涯的科研綜合訓(xùn)練體系。在教學(xué)過(guò)程中，本著以學(xué)生為主體的原則，學(xué)生自己完成資料文獻(xiàn)資料收集、查閱、整理，設(shè)計(jì)調(diào)查和研究方案，實(shí)施研究方案，以及后續(xù)數(shù)據(jù)分析、PPT制作和匯報(bào)交流等過(guò)程，教師則扮演指導(dǎo)、把關(guān)、協(xié)助的角色?？蒲行≌n題研究和調(diào)查活動(dòng)可以通過(guò)多種形式開(kāi)展，包括在校內(nèi)、近郊的分散式實(shí)習(xí)以及在遠(yuǎn)程實(shí)習(xí)基地的集中式實(shí)習(xí)[8]。開(kāi)展科研小課題研究和調(diào)查不僅能大大激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，還能提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，把野外實(shí)習(xí)打造成學(xué)生科研的起點(diǎn)和平臺(tái)，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的[8]。

3.5 聯(lián)合實(shí)習(xí)式教學(xué)

我國(guó)很多高校的生物學(xué)野外實(shí)習(xí)往往以學(xué)院為單位展開(kāi)，基于單個(gè)院系資金、師資、物資等資源的限制，很難將野外實(shí)習(xí)教學(xué)提高到一個(gè)較高的層次，因此，聯(lián)合實(shí)習(xí)顯現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。一方面，可以開(kāi)展校內(nèi)多個(gè)院系聯(lián)合實(shí)習(xí)。除了生命科學(xué)學(xué)院的相關(guān)專業(yè)需要開(kāi)展生物學(xué)野外實(shí)習(xí)以外，其他某些院系如藥學(xué)院可能需要開(kāi)展藥用植物野外實(shí)習(xí)、農(nóng)林學(xué)院可能開(kāi)展林業(yè)資源野外實(shí)習(xí)，這些院系的野外實(shí)習(xí)內(nèi)容存在著交融和重合之處，可以建立聯(lián)合實(shí)習(xí)基地、共同開(kāi)展實(shí)習(xí)教學(xué)活動(dòng)。其次，與國(guó)內(nèi)其他高校組成實(shí)習(xí)聯(lián)盟。視情況組織合適規(guī)模的學(xué)生參加全國(guó)其他高校的聯(lián)合野外實(shí)習(xí)，有助于學(xué)生掌握不同地區(qū)的植被分布特色和差異[8]。多年來(lái)，蘭州大學(xué)邀請(qǐng)包括四川大學(xué)、山東大學(xué)等十幾所高校參加國(guó)家理科基地生物學(xué)野外聯(lián)合實(shí)習(xí)，取得良好的實(shí)習(xí)效果，得到一致好評(píng)。最后，在有條件的情況下，某些高?？砷_(kāi)展國(guó)際聯(lián)合實(shí)習(xí)。當(dāng)前，高等教育國(guó)際化是世界教育發(fā)展的主流趨勢(shì)，也是發(fā)展中國(guó)家建設(shè)世界一流大學(xué)的基本途徑之一[4]。為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化和高等教育國(guó)際化趨勢(shì)，我國(guó)少數(shù)高校，如北京大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、南京師范大學(xué)等，已經(jīng)走在了國(guó)際野外聯(lián)合實(shí)習(xí)的前列，如浙江大學(xué)與美國(guó)、加拿大等國(guó)的高等院校近年來(lái)開(kāi)展的野外生物學(xué)課程[9]，南京師范大學(xué)與奧地利維也納大學(xué)開(kāi)展的以問(wèn)題為導(dǎo)向的地理學(xué)聯(lián)合野外實(shí)習(xí)[10]，2016年華東五校(浙江大學(xué)、南京大學(xué)、南京師范大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)和上海交通大學(xué))與美國(guó)北卡州立大學(xué)、威斯康辛大學(xué)和哈佛大學(xué)標(biāo)本館開(kāi)展了海外生物學(xué)野外聯(lián)合實(shí)習(xí)[4]，都取得了不錯(cuò)的實(shí)習(xí)效果，獲得不少實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。

4 多元化考核

我國(guó)很多生命科學(xué)學(xué)院一直把野外實(shí)習(xí)作為一門專業(yè)必修課，獨(dú)立算學(xué)分[10]。鑒于此，應(yīng)改革考核方式，每位學(xué)生的實(shí)習(xí)成績(jī)=個(gè)人成績(jī)(50%)+小組成績(jī)(50%)。個(gè)人成績(jī)包括平時(shí)表現(xiàn)成績(jī)、實(shí)習(xí)心得體會(huì)撰寫及電子圖鑒編制等幾個(gè)方面的成績(jī)，其中平時(shí)表現(xiàn)成績(jī)包括考察積極性、自主學(xué)習(xí)情況、團(tuán)隊(duì)貢獻(xiàn)率等；對(duì)于在科研小課題研究方面提出創(chuàng)新性想法(包括新的小課題方向、新的研究方法、創(chuàng)新性的課題實(shí)施組織方式等)的個(gè)人，經(jīng)教師研究后，其個(gè)人成績(jī)給予滿分。小組成績(jī)包括小課題研究方案、科研小論文、PPT展示3個(gè)方面的成績(jī)，每位小組成員的小組成績(jī)一致。具體考核分值舉例如表1所示。

表1 考核分值舉例

最后，設(shè)置獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，評(píng)選出實(shí)習(xí)先進(jìn)個(gè)人和優(yōu)秀小組，加以表彰，如授予個(gè)人成績(jī)排名前30的同學(xué)獲實(shí)習(xí)先進(jìn)個(gè)人榮譽(yù)；成績(jī)排名前5的小組獲優(yōu)秀小組稱號(hào)。由于生物學(xué)野外實(shí)習(xí)成績(jī)本身就列入了年度學(xué)習(xí)綜合測(cè)評(píng)中，實(shí)習(xí)成績(jī)?cè)礁?，學(xué)習(xí)綜合測(cè)評(píng)相應(yīng)分?jǐn)?shù)就越高。生物學(xué)野外實(shí)習(xí)還可理解為一項(xiàng)實(shí)踐活動(dòng)，因此也可通過(guò)增加活動(dòng)綜合測(cè)評(píng)分對(duì)先進(jìn)個(gè)人及優(yōu)秀小組加以表彰。比如獲得先進(jìn)個(gè)人的同學(xué)可加活動(dòng)綜合測(cè)評(píng)分2分，先進(jìn)小組中的每位成員可加活動(dòng)綜合測(cè)評(píng)分2分，兩項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)可以累計(jì)加分。

圖1 生物學(xué)野外實(shí)習(xí)的“探究式實(shí)習(xí)”教學(xué)模式

5 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的生物學(xué)野外實(shí)習(xí)存在著教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核形式單一等弊端，學(xué)生自主能動(dòng)性較差，收獲有限，更不用說(shuō)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)了。為此，經(jīng)文獻(xiàn)調(diào)研，我們提出了一種新的生物學(xué)野外實(shí)習(xí)教學(xué)模式如圖1所示，即在更新教學(xué)理念基礎(chǔ)上，通過(guò)構(gòu)建科學(xué)合理的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核體系，進(jìn)行“探究式實(shí)習(xí)”，可以充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。