王芳 劉超

摘 要：傳統(tǒng)作物學實驗教學中存在實驗項目綜合性不強、教學模式單一、實驗課堂配備不足等問題，影響了學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。華中農業(yè)大學植物科技學院依托現有教學團隊的科研優(yōu)勢，從學科前沿和應用實際出發(fā)，開設了“不同水稻品種的品質鑒定和綜合評價”創(chuàng)新性實驗，并連續(xù)多年面向本科生授課，提升了學生的創(chuàng)新能力和綜合素質。

關鍵詞：創(chuàng)新性實驗;水稻品質鑒定;課程設計;教學實踐

中圖分類號 G642.0文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）07-0163-02

創(chuàng)新性是衡量高校一流本科人才培養(yǎng)的重要指標[1，2]。自2007年開始，教育部就實施了“高等學校本科教學質量與教學改革工程”，各高校陸續(xù)進行了國家大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基金、創(chuàng)新性實驗（實習實訓）項目等嘗試，以項目為中心，開展系統(tǒng)研究，訓練學生的科研素質，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維，形成創(chuàng)新教育氛圍，全面提高人才培養(yǎng)質量[3]。華中農業(yè)大學是教育部立項資助的創(chuàng)新性實驗計劃的60所高校之一，目前已形成了一套科學、規(guī)范的工作流程和運行機制[3，4]，從創(chuàng)新性實驗項目的申請立項、建設驗收到正式開課每個環(huán)節(jié)都有嚴格的審批及監(jiān)督機制。充足的研究經費、開放性的實驗教學條件以及優(yōu)質的師資力量等保證了各項創(chuàng)新性實驗的順利實施。“不同水稻品種的品質鑒定和綜合評價”創(chuàng)新性實驗教學項目是立足農業(yè)發(fā)展，結合學校農科學科特色，以專業(yè)知識為主線，注重多學科交叉融合和多領域知識綜合集成的一門創(chuàng)新性實驗教學項目。筆者對該項目的設計思路、實施方法以及實施效果進行了實踐和探索。

1 傳統(tǒng)實驗課程存在的問題

作物學綜合實驗是面向華中農業(yè)大學植物科技學院農科學生開設的主要專業(yè)核心實驗課程之一。該課程以多種農作物為主要農事材料，通過課堂講授和田間操作，完成育種、栽培、耕作和種子多學科的基礎實驗技能及實驗技術原理和方法的實踐培養(yǎng)。該實驗課程開設時間長，總學時多，涵蓋內容廣泛。學生通過該門課程的學習，能夠加深對專業(yè)基礎知識的理解，提升動手操作能力。但多年來該課程的教學理念、教學內容和教學模式變化不大，已經與當前快速發(fā)展的農學學科培養(yǎng)模式不相匹配，主要表現為：各實驗項目之間相對獨立，綜合性和系統(tǒng)性不強，學生難以在不同實驗項目之間建立有效的知識銜接，難以形成體系化的知識構架;作物的雜交技術、栽培指標測定等演示性和驗證性實驗項目居多，而與農業(yè)生產密切相關的作物品質分析和鑒定等綜合性和研究性實驗項目開展偏少，實驗難度和挑戰(zhàn)度較小，不利于學生綜合素質和科研素質的提升;“老師講課—學生操作”的單一教學模式使學生學習始終處于被動地位，學習的主動性和趣味性不強，影響實驗教學質量;每次實驗課堂人數在30人以上，有限的儀器設備資源以及較低的師資配比使得通過該實驗提高學生動手能力的程度受到很大限制。

2 創(chuàng)新性實驗設計思路

針對以往教學中存在的問題，依托現有教學團隊的科研優(yōu)勢，從學科前沿和應用實際出發(fā)，以提升學生創(chuàng)新能力和綜合素質為目標，設計了“不同水稻品種的品質鑒定和綜合評價”創(chuàng)新性實驗。

2.1 選題的前沿性和應用性 水稻是世界上最重要的糧食作物，其品質優(yōu)劣直接關系到品種推廣和商業(yè)價值[5]。由于產地和來源的不同以及當地栽培氣候條件的影響等，大米品質參差不齊，外觀品質主要依靠人為判斷，而食味品質則需要品嘗后才知道，因此建立科學、客觀和完善的大米評價體系，對指導育種實踐以及正確選購大米都具有較大的理論和實踐意義。水稻品質鑒定和綜合評價已經成為水稻研究團隊的成熟課題，將其合理設計轉化為創(chuàng)新性實驗進行以研助教，體現了實驗教學的先進性。同時實驗選題切合生產實際，具有良好的應用性。

2.2 實驗內容的系統(tǒng)性和綜合性 實驗內容圍繞水稻品質的不同方面展開，包含碾磨品質、外觀品質、蒸煮實用品質、營養(yǎng)品質等的分析鑒定和綜合評價。實驗體系完整，各實驗項目之間有機銜接，內容涉及多學科知識點。

2.3 實驗方案的選擇性和靈活性 水稻外觀品質和蒸煮實用品質測定等實驗項目的實驗方案不具有唯一性，學生可以自由選擇儀器設備或傳統(tǒng)理化方法進行測定，這在一定程度上提升了實驗的靈活度。

2.4 教學模式的自主性和主體性 改變傳統(tǒng)教學方式，以學生為主體，通過查閱專業(yè)資料撰寫實驗方案，審核通過后可進行自主實驗，指導老師全程參與，但僅發(fā)揮引導和輔助作用。

3 創(chuàng)新性實驗的實施方法

3.1 授課對象和時間 “不同水稻品種的品質鑒定和綜合評價”總學時30學時，每學年上學期開課1次，主要面向華中農業(yè)大學農學相關專業(yè)的中高年級學生開設。因為該類選課對象具備了一定的農科理論基礎知識，撰寫過課程小論文，具備初步的文獻資料查閱和總結歸納能力;同時，這部分學生也經過了一些基礎性實驗的培訓和鍛煉，能夠在教師協(xié)助下獨立完成綜合性的小課題。授課時間主要集中在周末。

3.2 授課方式 與傳統(tǒng)實驗課程不同，學生在該實驗項目中發(fā)揮主體和主導作用。

3.2.1 實驗前 選課學生以2～3人自由組合為1個小組，指導教師劃分少量學時將項目內容整體簡單講解，鼓勵小組成員查閱相關課題資料后設計實驗方案。該項目實驗材料種類豐富，來源各異，部分來自該?？蒲袌F隊，還有一部分從全國各地收集，包括了不同品質等級的秈稻、粳稻、旱稻、糯稻、黑米水稻、紅米水稻，每組成員可以從中選擇4種進行測定。部分實驗項目有多種測定方法，如稻米蒸煮實用品質中直鏈淀粉含量測定實驗，可以選擇使用近紅外谷物品質分析儀進行測定，也可以依據農業(yè)行業(yè)標準規(guī)定的理化指標測定等方法進行測定。學生可根據資料查閱及實驗條件等設計出不同的實驗方案，只要經指導教師審核可行后即可根據自己感興趣的材料和方法獨立操作。實驗選題上給予學生很大的自主性和自由度，這在很大程度上激發(fā)了學生的科研興趣。

3.2.2 開始實驗 實驗方案審閱修改后，實驗在作物學國家級實驗教學中心開放性實驗室進行。實驗室管理員可以通過門禁預約系統(tǒng)對學生一卡通進行授權管理，這大大提高了學生實驗時間的靈活性。實驗開始前對學生進行開放性實驗室使用制度的培訓，提醒學生注意實驗室使用和儀器設備操作的規(guī)范性和安全性。實驗的試劑配制等實驗前準備工作要求學生和指導老師一起參與，培養(yǎng)學生獨立完成1個完整實驗項目的能力，為研究生階段從事科研課題奠定基礎。實驗過程中，指導教師除了對一些難度較大的實驗環(huán)節(jié)進行提前演示外，其他操作均為小組成員協(xié)商共同完成。

3.2.3 實驗后 實驗操作完成后，每組學生需對自己的實驗數據進行整理，對選定的水稻材料品質進行綜合評價，并與相關實驗小組結果進行比較分析，完成書面實驗報告。整個實驗過程中學生都是實驗的探索者和研究者，教師只發(fā)揮了輔助的配角功能。這種教學模式不固化學生的想象力和創(chuàng)造力，為學生提供了一個真正開放的實驗課題和實驗環(huán)境，對其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)大有裨益。

3.3 考核方式 創(chuàng)新性實驗的考核模式要與教學模式相匹配，才能體現出考核評價結果的公平公正，同時客觀真實地反映課程的授課效果。因此考核不再局限于對實驗結果的考核，而是將整個實驗流程按照合理的比例進行劃分，全部納入考核體系。最終的考核方式為：滿分100分，實驗方案設計占20%，實驗操作規(guī)范性占20%，實驗結果占20%，實驗報告分析與撰寫占20%，實驗協(xié)作占20%。這樣的考核模式降低了實驗結果的考核占比，更注重考核學生的創(chuàng)新能力、動手操作能力、科研寫作能力以及團結協(xié)作能力等，與創(chuàng)新性實驗的設立宗旨一致。

4 創(chuàng)新性實驗的教學成效

創(chuàng)新性實驗教學項目著力在實驗課堂教學中讓學生從被動訓練轉化為主動實踐，為學生今后開展科技創(chuàng)新作好角色轉變，有力促進了學生的自主學習[4，6]。該創(chuàng)新性實驗已連續(xù)開設3年，取得了較好的成效：（1）創(chuàng)新性實驗項目由科研項目演化而成，有利于本科生在今后進行研究生學習時快速融入新課題，開展科學研究。（2）學生通過該項目學習，將以前多學科的基礎理論知識運用到綜合性、系統(tǒng)性更強的實踐操作，加強了知識之間的融會貫通，提高了學生的綜合素質。（3）自主的實驗設計和獨立的實驗操作使學生從“被老師牽著鼻子走”的被動學習中走出來，真正成為課堂的主體和主人，大大激發(fā)了學生對實驗課程的興趣;同時，學生自主選擇不同的實驗方案，獲得不盡相同的實驗結果，再分析這些差異產生的原因，大大激發(fā)了學生進行探究式學習的樂趣，而在探索的過程中又能迸發(fā)出新的科研思維，繼續(xù)進行開放性的嘗試，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神。（4）指導教師也從該項目的教學模式中獲得教學啟發(fā)，開始嘗試在更多的實驗項目中進行有效的教學改革，以實現創(chuàng)新性人才培養(yǎng)目標。今后的實驗教學中，還應繼續(xù)對創(chuàng)新性實驗的教學環(huán)節(jié)進行補充和完善，力求不斷提高實驗教學質量，提高學生的創(chuàng)新能力，完善高校的創(chuàng)新學習氛圍。

參考文獻

[1]石景龍，汪雨冰，于永江，等.“雙一流”背景下的創(chuàng)新人才培養(yǎng)與實驗課建設融合創(chuàng)新[J].實驗室科學，2020，23（4）：219-225.

[2]龔洪，陳亮.“雙一流”建設下大學優(yōu)勢特色學科的發(fā)展理路[J].現代教育管理，2019（7）：60-65.

[3]王春潮，徐躍進，王平祥.強化實踐，推進大學生創(chuàng)新性實驗計劃[J].實驗室研究與探索，2009，28（6）：7-10.

[4]成協(xié)設，劉薇，王立金.開展創(chuàng)新性實驗教學，實現理論到創(chuàng)新的有效對接[J].實驗室科學，2011，l4（1）：200-202.

[5]何秀英，廖耀平，程永盛，等.水稻品質研究進展與展望[J].廣東農業(yè)科學，2009（1）：11-16.

[6]劉薇，王立金，成協(xié)設，等.構建創(chuàng)新平臺，完善過程管理，培養(yǎng)創(chuàng)新性人才[J].高等農業(yè)教育，2010，8（8）：40-42. （責編：徐世紅）