陳立明 韓輝林 尹艷豹

摘要 論述了創(chuàng)建林學(xué)野外綜合實驗室的方法和經(jīng)驗，以期對提高林學(xué)專業(yè)人才實驗教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才有所幫助。

關(guān)鍵詞 林學(xué)野外綜合實驗室;實驗教學(xué)體系;管理機制

中圖分類號 S-01 文獻(xiàn)標(biāo)識碼

A 文章編號 0517-6611（2014）33-11996-02

Exploration on the Practice of Building Forestry Field Comprehensive Laboratory

CHEN Li-ming， HAN Hui-lin，YIN Yan-bao* （College of Forestry， Northeast Forestry University， Harbin， Heilongjiang 150040）

Abstract This article discussed methods and experience of building forestry field comprehensive laboratory for the purpose of helping to improve the quality of experimentel teaching and cultivating innovative talents.

Key words Forestry field comprehensive laboratory; Experimental teaching system; Management system

作者簡介 陳立明（1974- ），寧夏吳忠人，工程師，碩士，從事水土保持與生態(tài)恢復(fù)研究及實驗教學(xué)工作。*通訊作者，工程師，博士，從事森林經(jīng)理研究及實驗教學(xué)工作。

收稿日期 2014-10-13

林學(xué)專業(yè)是東北林業(yè)大學(xué)最具特色的優(yōu)勢專業(yè)，隸屬于林學(xué)院，主要開設(shè)課程有植物學(xué)、樹木學(xué)、土壤學(xué)、氣象學(xué)、生態(tài)學(xué)、測樹與測量學(xué)、“3S”技術(shù)、生物技術(shù)、森林遺傳育種學(xué)、種苗學(xué)、森林培育學(xué)、森林保護學(xué)、林業(yè)生態(tài)工程學(xué)、森林病理學(xué)、森林昆蟲學(xué)、森林病蟲害防治、林火管理、野生食用植物資源等。專業(yè)上有很強的認(rèn)知性、實踐性特點?；谶@一特點，2007年林學(xué)院在學(xué)校的大力支持下分別在涼水實驗林場（國家自然保護區(qū)）、帽兒山實驗林場（國家級森林公園）成立了2個野外綜合實習(xí)實驗室，并于同年投入使用。充分利用這一得天獨厚的野外實習(xí)基地，既實現(xiàn)基礎(chǔ)認(rèn)知性實驗，又進(jìn)行綜合性、創(chuàng)新性實驗，保障本科實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的開展，提高了實踐教學(xué)質(zhì)量和管理水平，增強了學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。

1 野外教學(xué)實驗體系

以培養(yǎng)復(fù)合型、研究型、創(chuàng)新型的人才為目標(biāo)，增加提高綜合性、實踐性、研究創(chuàng)新型實驗的比例。實驗教學(xué)采取分層次、分階段、循序漸進(jìn)的模式，由淺入深、由簡單到綜合、課內(nèi)外結(jié)合，并通過開放式實驗教學(xué)，鼓勵學(xué)生自主立項，結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新項目，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，培養(yǎng)科學(xué)的方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。在實驗教學(xué)體系上，分成4個層次，基本實驗技能與驗證性實驗、專業(yè)實驗技能與綜合性實驗、設(shè)計性與創(chuàng)新性實驗、野外綜合實驗（實習(xí)）。通過驗證性實驗，重點培養(yǎng)學(xué)生的基本實驗?zāi)芰?通過專業(yè)主干課程實驗（多為綜合性實驗），重點培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)實驗技能;通過設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗，使學(xué)生掌握專業(yè)科學(xué)研究的基本方法;通過室內(nèi)實驗與野外綜合實驗（實習(xí)）的融合，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐技能以及獨立思考問題、解決問題的能力，鍛煉學(xué)生綜合運用知識的能力，提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，使學(xué)生能夠盡快適應(yīng)生產(chǎn)實際。

以理論教學(xué)與實驗教學(xué)的結(jié)合、以室內(nèi)實驗與野外綜合實驗的實時融合、以實驗教學(xué)與野外綜合實習(xí)的相互銜接，達(dá)到了在實踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力的目的。例如，林學(xué)專業(yè)在本科第4學(xué)期末安排的林學(xué)綜合實驗，涵蓋了樹木學(xué)、植物分類、土壤學(xué)、氣象學(xué)、森林生態(tài)學(xué)和測樹學(xué)的野外綜合實習(xí)，在第6學(xué)期末安排了涵蓋種苗學(xué)、造林學(xué)、營林學(xué)、林木育種學(xué)、林業(yè)生態(tài)工程學(xué)、森林昆蟲學(xué)和森林病理學(xué)的野外綜合實習(xí)。這使學(xué)生不僅可以在室內(nèi)實驗室對“樹木學(xué)實驗”課程中的早春植物、樹木冬態(tài)、珍稀樹木、校園植物等實驗項目進(jìn)行標(biāo)本識別，而且能夠到野外開展綜合性實驗。

以科研促進(jìn)教學(xué)，鼓勵本科生參與教師的科學(xué)研究工作、社會實踐和大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃，以達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目標(biāo)。自2010年以來，大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃共立項校級以上項目105項，其中國家級創(chuàng)新項目26項。在大量科研課題和經(jīng)費的保障下，林學(xué)專業(yè)本科生的論文都選題于各級各類科研項目。

2 建設(shè)高水平的實驗教學(xué)隊伍

建設(shè)好實驗室隊伍，是搞好實驗教學(xué)的保障。學(xué)校制訂了實驗教學(xué)隊伍建設(shè)規(guī)劃，其目標(biāo)是建設(shè)一支結(jié)構(gòu)合理、教學(xué)與科研能力強的實驗教學(xué)隊伍。實驗教師隊伍由專職實驗教師、“雙師型”實驗教師、兼職實驗教師及實驗教學(xué)輔助人員組成。有29名專職、46名兼職教師，其中專職人員中具有高級職稱17人、中級職稱12人。具有博士學(xué)位教師13人，占44.8%，碩士學(xué)位11人，占37.9%。專職實驗教師中碩士學(xué)位以上人員比例為100%。實驗教師所屬學(xué)科包括林木遺傳育種、森林培育、生態(tài)學(xué)、森林保護、土壤、森林經(jīng)理、水土保持與荒漠化防治、森林植物資源8個學(xué)科領(lǐng)域。

實驗教學(xué)中心定期對實驗技術(shù)人員進(jìn)行有關(guān)實驗室管理、實驗技術(shù)等方面的培訓(xùn)，每年選派5～6名青年教師到國內(nèi)外知名大學(xué)進(jìn)行3～5個月的短期培訓(xùn)，鼓勵他們在職攻讀學(xué)位，不斷提高專業(yè)知識水平。中心每年有20人次參加國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議和教研活動，實地學(xué)習(xí)國內(nèi)外高校實驗教學(xué)的先進(jìn)經(jīng)驗，并邀請25～30名國內(nèi)外學(xué)者來中心講課。通過走出去、請進(jìn)來的方式使實驗教師了解、掌握最新的實驗技術(shù)和實驗教學(xué)手段，學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)的教學(xué)理念和實驗教學(xué)經(jīng)驗，通過實驗教學(xué)、實驗設(shè)備開發(fā)和科研實踐，提高實驗教學(xué)人員的實驗教學(xué)水平、實驗室管理水平。近5年來，已有15人在職獲得博士學(xué)位，目前中心專職實驗人員中有5位正在職攻讀博士學(xué)位。

3 野外實驗教學(xué)方法與手段

實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰?、科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神的重要環(huán)節(jié)。實驗教學(xué)從以前單一的驗證性實驗向綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗轉(zhuǎn)變，即要求學(xué)生在教師指導(dǎo)下，針對某一或某些選定的研究目標(biāo)設(shè)計實驗方案，確定實驗步驟，從而培養(yǎng)學(xué)生在實驗中磨煉、在磨煉中探索、在探索中求變、在變化中創(chuàng)新的精神。為此，實驗中心對實驗技術(shù)、方法、手段以及考核辦法進(jìn)行了全面改革。重視利于提升學(xué)生創(chuàng)新意識的實驗項目選擇和實驗方案設(shè)計，改進(jìn)實驗教學(xué)方法，建立以學(xué)生為中心的實驗教學(xué)模式。

3.1 實驗技術(shù) 為滿足野外實驗教學(xué)需要，學(xué)校為林學(xué)野外實驗室投入大量資金購置儀器設(shè)備，投入到實驗教學(xué)中。結(jié)束了以前野外綜合教學(xué)實習(xí)時，由學(xué)生從學(xué)校攜帶各實習(xí)課程所需的常規(guī)實習(xí)工具，攜帶不便，儀器損壞嚴(yán)重的情況;解決了涼水自然保護區(qū)和帽兒山實驗林場缺乏一些必備較大體積教學(xué)儀器設(shè)備（如烘干箱、SPOT影像等）和精密儀器（如常規(guī)調(diào)查儀器、土壤測定議、電子天平、光合測定儀等）的問題，使得一些實習(xí)項目得以正常開展。通過野外綜合實驗室的建設(shè)，可以基本保證教師和學(xué)生在野外采集的樣品得到及時的工藝處理，避免了經(jīng)艱難跋涉而采集的野生樣品，尤其是珍稀植物、菌類樣品因沒有相關(guān)設(shè)備，無法進(jìn)行工藝處理而損壞遺失、帶不回來的尷尬局面。例如一些野生菌類，可以在最快時間進(jìn)行相關(guān)工藝處理或即時分離純化。通過野外綜合實驗室的建設(shè)，可以大大提高野外教學(xué)實驗實習(xí)的效果，所購儀器設(shè)備也將有極大的利用效率，為本科生基礎(chǔ)認(rèn)知性實驗、綜合性實驗和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到重要作用，達(dá)到教育教學(xué)目的。

3.2 方法和手段 根據(jù)專業(yè)特點，將實驗教學(xué)的重點放在對學(xué)生的基本實驗素養(yǎng)和動手能力的培養(yǎng)上。組織教師進(jìn)行實驗教學(xué)方法和手段改革的研討，建立從驗證性到綜合性、設(shè)計性及創(chuàng)新性實驗的教學(xué)模式。綜合性、設(shè)計性實驗的開設(shè)可以激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。不僅加深了學(xué)生對所學(xué)理論知識的理解，也培養(yǎng)了學(xué)生的設(shè)計性思維和綜合運用各種實驗技術(shù)的能力。

基礎(chǔ)性實驗注重與實驗基本理論的結(jié)合。學(xué)生通過對基本實驗方法的學(xué)習(xí)開展驗證性實驗，重點培養(yǎng)基礎(chǔ)實驗技能。綜合性實驗注重專業(yè)實驗技能訓(xùn)練，實驗過程中教師講解實驗內(nèi)容、目的和方法。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自己動手進(jìn)行實驗設(shè)計，實驗報告要求闡述綜合性實驗的設(shè)計方案及思路，以及分析基于設(shè)計思路所得到的實驗結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實驗?zāi)芰?。設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗重在培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計實驗?zāi)芰?、?chuàng)性能力及團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)，由學(xué)生自己組成實驗小組（3～5人一組），經(jīng)過分析討論形成可行的設(shè)計方案和研究技術(shù)路線，并與教師進(jìn)行交流后開展實驗，形成實驗技術(shù)報告。野外綜合實驗注重學(xué)生生產(chǎn)實踐能力的培養(yǎng)，充分發(fā)揮自身的創(chuàng)新能力、綜合應(yīng)用知識能力、解決實際問題能力以及組織協(xié)調(diào)能力，實驗過程中每班組成5～6個實驗小組（5～6人一組），組長安排組內(nèi)各人的具體分工，在老師的監(jiān)督下自主開展野外實習(xí)，將測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，以小組為單位對計算結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)。

3.3 實驗考核方法 注重學(xué)生實驗?zāi)芰己耸墙虒W(xué)質(zhì)量管理與評價的重要內(nèi)容，既能使教師掌握學(xué)生對實驗課程的學(xué)習(xí)狀況，又能總結(jié)和發(fā)現(xiàn)實驗教學(xué)中存在的問題，利于教師改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。根據(jù)實驗教學(xué)體系的4個層次采用4種考核方式：①實行基礎(chǔ)實驗技能與實驗基本理論相結(jié)合的考核，考核方式是根據(jù)實驗報告以及理論考試中一定比例的實驗內(nèi)容打分;②主要對專業(yè)實驗技能進(jìn)行考核，考核方式是由實驗報告、實驗操作及考試試卷3部分組成;③針對學(xué)生的自主設(shè)計和創(chuàng)性能力進(jìn)行考核，考核方式是由實驗設(shè)計、研究性實驗論文和考試卷面組成;④野外綜合實驗主要對學(xué)生的生產(chǎn)實踐能力進(jìn)行考核，考核方式由現(xiàn)場綜合考核和野外實習(xí)報告組成。

3.4 實驗教材 實驗教學(xué)中心重視實驗教材的建設(shè)，鼓勵使用先進(jìn)的實驗教學(xué)教材和編寫、出版具有鮮明特色的實驗教材。在開課前，由課程建設(shè)負(fù)責(zé)人及相關(guān)教師共同商討教材的選用情況并在實驗教學(xué)過程中征求學(xué)生意見，以便于及時調(diào)整和更新教材。為了滿足實驗教學(xué)改革的需要，實驗教學(xué)中心組織具有豐富教學(xué)經(jīng)驗的教師，編寫系列實驗指導(dǎo)和實驗講義，總結(jié)成熟的實驗方法，提出了符合學(xué)生培養(yǎng)和中心實驗教學(xué)條件的綜合性、設(shè)計性實驗內(nèi)容。

近幾年來，正式出版與實驗相關(guān)的理論教材23部，實驗教材8部。編寫實驗指導(dǎo)書、實驗講義、野外實習(xí)指導(dǎo)書等計15本，這些教材對提高人才培養(yǎng)質(zhì)量發(fā)揮了積極的作用。

4 實驗室運行管理機制

4.1 開放的方法和手段 為了提高實驗設(shè)備的利用率，達(dá)到資源共享，充分利用的目的，學(xué)院與實驗中心采取了多種手段，制訂了實驗室開放管理制度，保證實驗室在空間、時間和項目上的開放運行。在野外綜合實習(xí)期間有實驗中心專任教師全程統(tǒng)一管理實驗室，全面開放實驗室，每天開放時間為8：00～21：00，面向參加課外科技實踐活動的學(xué)生全天開放。

4.2 制定健全的管理制度 為了保證實驗室的正常運行，實驗室制定了一系列的管理制度，包括儀器設(shè)備管理、實驗人員管理等。儀器設(shè)備管理包括儀器設(shè)備的的保管、使用、借用、維護、維修等。實驗中心設(shè)有專門負(fù)責(zé)常用實驗材料和各種低值易耗品的采購。

4.3 完善質(zhì)量保障體系 建立了由實驗教學(xué)過程質(zhì)量管理、實驗教學(xué)資源管理、教學(xué)督導(dǎo)、學(xué)生評教、實驗室評估、實驗教學(xué)信息采集與反饋等組成的實驗教學(xué)質(zhì)量保證體系。下達(dá)野外綜合實驗教學(xué)任務(wù)書，實驗教師根據(jù)實驗教學(xué)任務(wù)書，填寫實驗教學(xué)日歷和實驗項目卡，按時保質(zhì)保量完成實驗教學(xué)任務(wù);實驗教師必須填寫工作日志、設(shè)備使用情況登記表和維修紀(jì)錄，作為年終考核的一項重要依據(jù)。

5 結(jié)論

通過嚴(yán)格的開放式的管理措施和方法的實施，林學(xué)野外綜合實驗室利用率大大提高，為全校師生提供了一個優(yōu)良的教學(xué)、科研和創(chuàng)新環(huán)境，滿足了各類教學(xué)、科研服務(wù)的需要。通過野外綜合實驗室的建設(shè)，提高野外教學(xué)實驗實習(xí)的效果，為本科生基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到重要作用，達(dá)到教育教學(xué)目的。

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