创新能力培养下种子学实验改革探析

创新能力培养下种子学实验改革探析

摘要:学生对《种子学》实验教学积极性不高,兴趣不大,造成学生创新性思维能力普遍偏低。海南大学热带作物学院《种子学》课程团队进行了为期3年的改革,提出了以培养学生创新能力为基础的实验课程教学改革措施。具体包括改进实验教学内容、革新实验教学方法设置多样化考核方式以及利用自媒体平台和知识竞赛手段,强化实验教学内容。

关键词:《种子学》;创新能力;实验教学;教学改革

近年来,部分用人单位反映农学专业的毕业生存在动手及创新能力差的问题[1],这种负面评价在一定程度上影响了农学专业的声誉和就业率。那么,如何提高农学专业学生的动手意识及其创新能力?实验教学在提高学生的综合素质,培养学生的创新精神与实践能力方面具有特殊作用[2],同时还可以引导学生发现问题、解决问题,深化对理论知识的理解,培养学生的科研兴趣[3]。《种子学》是农学专业的必修课程,它是联系《作物育种学》和《作物栽培学》的桥梁,兼具理论性和实践性。然而,该课程的实验教学长期处于从属地位,实验教师多以满足教学要求和完成教学大纲任务为目的,并按照固定的上课时间、固定的实验内容、固定的实验仪器、固定的实验操作、固定的考核方法的“五个固定”模式开展教学[4],这种教学模式难以培养出具有创新性思维能力的学生。鉴于此,为了培养具备创新能力的种业人才,海南大学热带作物学院《种子学》教学团队在该课程理论教学改革获得成功的基础上[5],以海南大学作物学一流学科、农学部级一流专业和《种子学》校级精品网课建设为契机,又从实验内容、教学方法及考核方式等方面对《种子学》实验教学进行了连续3年的改革尝试,并取得了一定的成效。

1改进实验教学内容

《种子学》实验共16学时,5个实验项目。长期以来,老师都遵照教学大纲的规定安排实验,几乎都是最基本的验证性实验,较少涉及综合性实验和设计性实验。为了让实验内容先进、新颖,课程团队进行了如下改革。首先,开课前认真梳理《植物学》《作物育种学》《作物栽培学》等课程的实验项目与内容,避免出现重复。其次,将验证性实验改为创新性实验或综合性实验。种子物理性的测定实验引导学生分析测定种子静止角、自流角传统装置的缺陷,自制出更佳的静止角和自流角测定装置[6-7];找出测定种子比重方法的不足,并提出相应的改进措施。种子净度分析实验在常规的净度分析内容外,增设了种子扦样,要求学生对扦样方法“找茬”并提出解决方法,还引导学生对种子净度复杂的计算进行编程或利用Excel软件简化计算。电导率法测种子活力实验更新为涉及种子老化、种子发芽、种子活力测定及其计算、活力指数相关分析等内容的综合性实验。种子平衡水分测定实验综合种子水分测定和曲线方程的DPS软件模拟方法等。最后,增设电泳法测定种子纯度实验,让学生掌握垂直电泳的基本操作,理解4种种子贮藏蛋白的提取、分离及分析方法。具体实验项目见表1。从表1中可知,《种子学》实验内容涵盖了种子生理、种子加工和种子检验等领域。

2革新实验教学方法

传统实验教学多采用“一讲课二巡视”的教学方法,准备工作也基本上由老师完成,学生只需按照老师的讲解按部就班操作即可。这种教学方法虽然可以确保教学效率,但学生创新思维受限,积极性不高,兴趣不大。课程团队采取以“学生探索为主,老师提点辅助”的教学方式,让学生全程参与实验。学生课前参考实验指导书设计实验步骤,课中既当导演又当演员,课后反思总结。老师课前审核实验方案,课中不讲解基本理论,不预设实验步骤,只进行指导和答疑,课后对共性问题进行归纳讲解[8]。实施新的教学方法后,学生的创新意识明显增强,动手操作能力也有了质的提升。

3设置多样化考核方式

考核是检验课程效果的一个有效手段,考核成绩直接影响教师的教学和学生的学习。传统实验考核常采用单一的实验报告方式,以致实验课堂动手操作者少、旁观者多,且不记录实验过程、异常现象和结果,实验报告照抄实验教材或老师板书,按预设结果处理,无视实际的实验结果,更别谈实验失败的原因分析和解决思路。导致学生的实验报告几乎是千篇一律,老师批阅和评分特别困惑。课程团队设置多样化考核方式。总评成绩由3部分构成,即第1部分课中实时考核,观察学生实验操作并评分;第2部分期末测试,以随机抽题的形式进行操作考核和原理测试;第3部分提交实验报告,改进实验报告格式,设计性实验报告写小论文,综合性实验报告写综述。小论文要求包括实验设计、数据表格、实验图片、统计分析、讨论或思考;综述要求包括综合实验内容及其关联分析、教材测定方法中可能存在的缺点及其解决方法。总评成绩第1部分占40%,第2部分占30%,第3部分占30%[9]。多样化的考核方式使学生感到压力,进而产生动力。课前、课中争当主角,争相操作,亲身体验,抄袭实验报告现象明显减少,报告各具特色。总之,实验课的气氛与效果明显好转,学生的书面表达及分析总结能力也得到明显提升。

4利用自媒体平台和知识竞赛手段,强化实验教学内容

验证性实验更改为创新性或设计性实验后,老师投入的精力与实际教学学时完全不匹配,学生会因问题不能及时解决而草草结束实验,为了妥善解决这些难题,课程团队选择利用自媒体平台和知识竞赛方式。比如,老师将仪器操作和学生在实验过程中可能遇到的问题拍成视频,学生将实验过程中实际遇到的问题、解决方法和实验成果录成视频,在微信或QQ等自媒体平台进行互动,通过评论、点赞等方式交流心得[10],这些视频也可为日后的教学提供参考素材。另外,在《种子学》实验课程开设期间举办1~2场知识竞赛和实验操作的抖音或快手视频评选等校园文化活动,以提高学生的参与积极性,强化学生对实验内容的理解。我国种子产业处于不断变化、迅速发展的阶段,对专业人才的实践操作技能及创新能力要求不断提高。实践表明,基于创新能力培养的《种子学》实验教学模式有利于学生理论知识的夯实和实践创新能力的发展,有利于培养学生的综合素质。

作者:刘子凡 王英 马启林 罗文杰 单位:海南大学热带作物学院