农业生物技术实验课程体系的建立与实践

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  摘 要:以某S职院农业生物技术专业的实验课程为例,分析当前实验教学中存在的问题,找出根结所在,再从“工学结合、知行合一”的教学理念入手,把握“理论够用、技能过硬”的设置原则,对实验课程内容和考核方式进行改革,提出了将实验划分为“基础训练型”“应用综合型”“创新竞赛型”3类,考核实施“课堂—报告—期末”三段考核,基本构建了一套以培养“能力本位、理实一体”为目标的农业生物技术专业实验课程体系。
  关键词:农业生物技术;实验课程体系;建立;实践
  中图分类号 G642.0   文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2021)20-0178-05
  Establishment and Practice of Agricultural Biotechnology Experimental Course System
  ——Taking S Vocational College as an Example
  LAI Zengzhe et al.
  (Ecological Engineering Department, Guangdong Eco-engineering Polytechnic, Guangzhou 510520, China)
  Abstract: Take the experimental course of agricultural biotechnology major of an S vocational college as an example, analyze the existing problems in experimental teaching, find out the root cause, and then start with the teaching concept of “combination of work and learning, unity of knowledge and action”, and grasp that "theory is sufficient The principle of “excellent skills,” reforms the content of experimental courses and assessment methods, and proposes to divide the experiment into “basic training type”, “application comprehensive type”, and “innovative competition type”. The evaluation aspect will be implemented. The three-stage assessment of “Classroom-Report-End of Term” has basically constructed a set of agricultural biotechnology professional experimental curriculum system with the goal of cultivating “ability-based, integrated theory and practice”.
  Key words: Agricultural biotechnology; Experimental course system; Construction; Practice
  生物是一门实践性很强的学科,其实验教学部分是整个专业教学的重要环节。重视实验教学即是注重学生技能水平的培养。现代生物技术发展迅速,已全面覆盖了医药卫生、食品安全、农业生产、生态环境和能源利用等行业领域,而如今高职高专所培养出的学生的实践能力还无法满足当前生产所需的技能要求[1]。因此,構建与时俱进的实验课程体系,探索符合学生成长规律的切实路径,提升高职院校学生技能水平的教学研究具有极其重要的现实意义。
  1 农业生物技术实验课程的建设背景
  2015年修订后的《普通高等学校高等职业教育专科(专业)目录(2015版)》在体系结构上作了较大调整,教育部明确提出:要以产业、行业分类为主要依据,兼顾学科分类进行专业划分和调整,原则上专业大类对应产业、专业类对应行业、专业对应职业岗位群或技术领域。这也使得“农业生物技术”正式以专业名称的形式出现在目录上。2016年全国首批开设该专业的院校为37所。截至目前,全国高等职业学校拟招生农业生物技术专业的院校共计21所,数量上有所减少[2]。从创办至今,国内高职院校暂时仍未形成一套相对规范的实验课程体系,也缺少一套系统、全面的指导性教学大纲和系列实验教材,各院校普遍根据自身所在区域发展优势或侧重点,各自设计适合本校学情的农业生物技术实验课程内容。部分办学规范的院校甚至系统编辑了包括实验课程大纲、实验项目指导书、实验报告格式在内的课程教学文件,有完善、配套的实训中心,软、硬件设施皆较为先进,实验教学师资队伍齐备,实验教学也取得了一定的效果,如被教育部批准成为“双高计划”的杨凌职业技术学院农业生物技术专业。但仍有不少院校没有建立相对独立、完整的实验课程体系,而是把实验环节依附在理论课程上,将实验教学作为课堂理论的一项补充或完善。
  S职院于2014年开设生物技术及应用专业,2016年在依托林业职教集团和林业生态专业群背景下,设置了农业生物技术专业。最初的教学大纲制定只有植物组织培养和苗木繁育与生产2门课程分别单设实训周,其他专业课程实验实训课时不多,学生能进入实验室操作的机会更是较少。最近5年,通过人才培养方案的不断改进以及专业建设的进一步优化,各实验课程的比例在逐年增加,但要做好农业生物技术专业实验课程建设工作,仍任重道远。   2 农业生物技术实验课程建设存在的问题
  2.1 硬件设施不完备 校内实验场地紧张,仪器设备数量不足,部分实验室狭窄,配套还不够完备,无法让学生自主完成一些复杂而综合性的实验。校外实训基地较少,受制于企业生产任务、学生外出安全和经济效益等诸多因素,学生的企业实践难以保证。个体动手操作机会不多,导致学生实际工作能力不足。
  2.2 实验内容单一、滞后 人才培养方案和课程设置缺乏综合考量,没有形成单独的实验教学大纲。实验环节课时偏少,缺少系统的实验教材,内容单一,以传统验证性实验为主,与企业生产有差距。课程间的关联性、衔接性不够。
  2.3 实验师资建设与管理较薄弱 如今高校的师资引进普遍存在一种“固定模式”,即从高校到高校。宁愿要1名刚毕业的硕士,也不会轻易招聘1位具有企业工作经验的本科工程师或技师。部分年轻教师没有经过基层工作锻炼,缺乏一线生产经历,实践分析和技术讲述能力如何,能否给高职学生生动、直白地讲解实验,都是未知数。
  3 构建科学合理的实验课程体系
  2019年国务院印发的《国家职业教育改革实施方案》中明确指出:职业教育与普通教育是2种不同的教育类型,具有同等重要地位。要把发展高等职业教育作为优化高等教育结构和培养大国工匠、能工巧匠的重要方式,使更多城乡新增劳动力接受高等教育[3-4]。因此,高职教育不是学科教育,而是行动教育、过程性教育,是以提高人才技能、培养学生学会工作为主要内容和目的的教育。
  3.1 实验课程体系设计的指导思想 自“三教”改革浪潮袭来,各大高职院校在提升办学质量和人才培养质量方面找到了一个很好的切入点。S职院也抓住机遇,提出以“产教融合、校企合作”为突破口,坚持“工学结合、知行合一”的教学理念。重基础操作规范、重实际能力应用,并聚焦农林牧渔行业的重点、难点和热点问题,以就业岗位为导向,科学合理地设计实验内容和构建模块框架,选择适宜的线上、线下教学方式,让教学活动有的放矢,努力激发学生的学习兴趣,引导学生既要动脑也要动手,手脑并用地完成实验内容。强调“能力本位”意识,教育学生要明确综合职业能力的重要性,明确学习不是为了分数,未来的升学和就业竞争力才是持续锤炼自身能力的目标与动力。
  3.2 实验课程体系设计的基本思路 课程设置的原则是“理论够用、技能过硬”,培养适应行业企业需求的复合型、创新型高素质技术技能人才。这既要求学生务必掌握一定的专业基础理论,又要具备规范、扎实的专业技能,有较强的动手能力和分析能力。根据最新编写的人才培养方案,依托省级生物技术综合实训基地的实验教学资源,对原有的各门课程内容进行调整、优化,压缩个别理论性较强的专业基础理论课时,适当增加部分实践性较强的技能操作课时,努力协调好各课程间的内容衔接和知识渗透,牢牢抓住理论与实践的辩证统一关系。如植物生理学属于理论性特别强的专业基础课,因此在高职层面不宜在课堂上花费大量时间讲解植物微观生理生長原理,而应“点到为止”,教授学生掌握植物在栽培生长过程中应注意的各项生理指标以及如何通过实验或其他手段来判断植物的生长习性。对于无土栽培技术这类实践核心课,可单设实训周,鼓励学生多动手、多实践,熟练掌握无土栽培的各项种植技术,明白“无土”并非只有水培一种方式,还有砾培、沙培、岩棉培等多种形式。植物生理课程讲解的植物缺素外部表征情况和完成的植物缺素实验,恰好是无土栽培营养液配制实验的前置基础,务必做好知识的衔接工作,让学生清楚地认识到课程间的内在联系,学会触类旁通、融会贯通。
  3.3 实验课程体系设计的总体框架 根据新制定的人才培养方案中设置的课程及职业教育评价要求,结合对职业岗位典型工作的相关任务分析,确定人才培养所需的核心能力和职业素质,以职业能力为目的对现有课程体系进行系统化重置[5]。简单而言,即是将农业生物技术课程划分几个序列模块,分别是基本素质模块、专业技能(理实一体)模块和职业综合能力与素质拓展模块[6-7]。其中,专业技能(理实一体)模块着重实现对学生的专业实践技能的提高,又可细分为植物栽培繁育模块和植物营养与病虫害模块(图1)。2种序列方向的不同班级在专业课程学时上可适当倾斜,也为后续分别对应不同侧重方向的就业岗位作培养。模块内的课程在教学实施过程中以项目化进行,贴近岗位工作实际,这样培养出来的学生针对性强,能尽快胜任植物种苗繁育或农药肥料生产等各项工作。另外,所有教学实验室和实验课程由生物技术综合实训基地协调管理,统筹安排,全面整合实验课程内容,统一建设农业生物技术专业课程实验平台,避免实验内容重复、实验时间冲突,让学生能进行全方位的训练。
  4 实验课程体系改革的具体做法
  4.1 独立设置实验课程 以往受传统教育理念的影响,专业教学普遍存在“重理论、轻实践”“重知识、轻技能”的现象。实验环节依附于各理论课程上,实验教师多为课程教学的辅助,以准备实验为主,工作积极性不高。强调理论教学与实践教学并重的新思路,落实“理实一体”的教学模式,是突破传统“知识本位”意识的一种有效方式。对于部分核心专业课,可将实验部分从理论教学中分离出来,单独设立课程代码,分配学时学分,编辑实验教学大纲和实训任务指导书。在设计实验教学环节,实验教师除了要与理论课教师保持一定联系外,可全部主导实验环节,既做到相互联系又保证了相对独立。
  4.2 建立多层次的实验教学体系 农业生物技术专业实验一般涉及植物组织培养、食用菌栽培技术、无土栽培技术、微生物学、基因工程操作技术、生物分离技术和植物生理学等课程。为了使学生更好地适应企业需求,实验设置要从学生对岗位的职业胜任力出发,给予学生最新、最实用的知识和能力,按层次构建实验项目,合理分配“基础训练型实验”“应用综合型实验”和“创新竞赛型实验”,使学生既能掌握基本规范操作,又能提升综合实践能力,还能培养一定的科研能力和创新能力。   4.2.1 基础训练型实验 基础训练型实验是一切实验的基础,核心是规范和强化实验操作技能,锻炼学生熟练掌握仪器设备的使用;以验证性实验为主,着重培养学生掌握教材理论的基本原理和方法,学会对部分简单实验问题进行分析,为后续的综合实验、创新实验奠定基础(表1)。
  4.2.2 应用综合型实验 应用综合型实验是实验教学的重要环节,也是培养学生灵活运用多项基本操作完成“大实验”必不可少的核心部分,内容通常与社会职业岗位生产的需求密切相关,使用仪器设备的频率较高,主要突出专业实验的应用性、综合性与关联性,使学生能综合运用知识和自身动手能力去完成具体的实践任务(表2)。
  4.2.3 创新竞赛型实验 创新竞赛型实验需要师生经过一段时间的探索,并结合教师的科研、大学生创新创业项目和对标国家级、省级职业技能竞赛内容,逐步完善、丰富而得到。此类实验的最终目的是为了强化学生的职业能力,激发潜能,提升专业兴趣,增强学生独立思考问题的能力。要实施创新竞赛型实验,首先就要改革实验室的管理机制,由实验教师主管,专职教师和学生助管或协管;每周定期开放实训场地,安排教师或实习生值班;鼓励学生自行查阅文献资料,小组讨论、研究,明确实验目的,制定可行的实验步骤,提出实验并独立完成。如果完成的实验结果与预测的差距较大,可再询问相关教师,师生一起研讨,并针对实验的可行性作进一步优化和修改。另外,鼓励学生积极协助实验教师准备日常教学实验,既能加强学生实践操作能力,也能减轻实验教师的工作负担,提高准备工作的效率。当然,随着这种开放式实验教学模式的实施,实验教学和实验室管理的新问题也会接踵而来,譬如实验场所开放时间长、仪器药品使用量增多、设备损坏风险提高、日常教学开支增加、教师工作量加重等。但是从实验资源利用率来看,这种模式可充分发挥相关实验室的使用率,有助学生技能水平的提升。
  4.3 实施科学的实训考核手段 实验考核对于实验教学而言至关重要。科学的考核方式不仅可以全面检验学生的知识与技能水平,还能客观反映教师的实验教学效果,提高实验教学环节的质量。以往实验教学不被重视,仅凭实验数据、实验结果和实验报告内容的条理性作为实验考核的标杆,存在不少弊端和不合理性。学生实验报告抄袭成灾,千篇一律,根本无法判断原创。学生意识不到实验的重要性,得过且过、敷衍了事,给实验教学造成诸多负面影响。为改进此类不良作风,客观考察学生的实际掌握情况,可实行“课堂—报告—期末”三段考核。课堂教学阶段:课前要求学生通读实验指导书,熟悉实验原理、目的、仪器、试剂与操作步骤等内容,讲解前进行点名抽查;授课过程中,完成示范性操作,再根据学生执行情况作进一步考核。实验报告阶段:不再把实验报告的考核重点片面地放在实验数据和结果上,而是根据实验类型灵活判断。比如,基础訓练型实验以简单实验为主,考核的依据应该是报告内容的完整性、规范性和条理性;应用综合型实验和创新竞赛型实验多为复杂实验,考核的重点应放在实验结果分析、异常现象记录和实验新问题提出及作答等方面。期末独立考核阶段:为考核学生的实操技能情况,期末可选取部分操作模块作现场考核。以基础化学为例,开展的实验内容包括蒸馏、萃取、冷却过滤、离心分离、结晶与重结晶、滴定分析等,让学生现场抽签决定期末实操内容,从而让学生逐步意识到实验不再是浑水摸鱼、马虎应付的环节,而是验证自身专业技术掌握程度的重要指标。
  5 结语
  高职教育作为高等教育的重要组成部分,既有高等教育的共性,也有职业技术的特点,而突出实践教学、狠抓学生技能水平是把握高职教育核心的关键[8]。因此,学生综合职业能力的培养离不开实验教学,要在思想上正确认识职业教育与普通教育的区别,行动上逐步改进传统教学模式,努力开创新的实验课程体系,做好理论课程与实验课程无缝衔接,完善校内、校外的实训条件,优化实验室管理机制,提升师资队伍水平,让学生在良好的大环境下,学习兴趣能得以激发,个性想法能得以展现,创新思维能得以训练,真正融合知识、素质、技能为一体,成为当今社会急需的德技兼修的高素质技术技能人才。
  参考文献
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