新形勢下農業氣象學實驗教學改革探索與實踐

摘要通過對教學方法、教學內容和考核方式的改革，探討在農業氣象學實驗課程教學過程中，依據專業特點增設開放性實驗內容，采取綜合考核方式等教學改革措施，對提升學生學習能力、自信心、學習興趣以及創新意識的作用，提出了以專業特點為基礎的專業基礎課課堂教學模式，旨在提升學生學習熱情和教學效果，為專業課學習奠定基礎。

關鍵詞專業特點；農業氣象學實驗；教學改革；探索與實踐

中圖分類號S-01；G642.0文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2015）05-371-03

Exploration and Practice of Teaching Reform about Experiment of Agricultural Meteorology under New Situation

WANG Cui-hua， XU Li-na， GAO Xue-wen et al （College of Plant Protection， Nanjing Agricultural University， Nanjing， Jiangsu 210095）

Abstract By the reforms of teaching methods， teaching contents and examination forms， the roles of open experiment contents according to the professional characteristics and comprehensive evaluation mode in improving students learning ability， self-confidence， learning interest and innovation consciousness during teaching process of Experiment of Agricultural Meteorology were explored. The professional-based classroom teaching model was proposed， the aim is to improve students learning enthusiasm and teaching effect， lay a foundation for professional course learning.

Key words Professional characteristics； Experiment of Agricultural Meteorology； Teaching reform； Exploration and practice

基金項目南京農業大學教學改革項目（2013Y007）。

作者簡介王翠花（1966- ），女，陜西渭南人，講師，博士，從事氣候變化與昆蟲生態研究。

收稿日期2014-12-23

21世紀中國的農業現代化對高等農業教育提出了新要求。培養具有創新精神和實踐能力的德、智、體全面發展的適應社會需要的高等農業專門人才，是高等農業院校的主要任務。要提高農科專業學生的創新能力和實踐能力，必須加強農科專業基礎課實驗教學[1]。實驗教學是高等院校教學工作的重要組成部分，是培養合格人才的基本環節，在學生能力培養和綜合素質提高方面有其獨特的作用。通過實驗，可以培養學生的動手能力、分析和解決問題的能力、正確的思維方法及嚴謹的科學態度和工作作風等[2]。

農業氣象學實驗是農業氣象學教學過程中最為重要的教學環節，是實現理論與實踐、知識與能力相結合的關鍵。通過實驗，可鞏固課堂教學的理論知識和提升對課堂教學內容的理解，培養學生的實際動手能力，鍛煉觀測、分析、統計等基礎科研能力，是學生今后從事專業技術工作的重要基礎。當前隨著對氣候變化及其影響問題關注度的不斷提升，農業氣象學實驗課程也受到了學生們的重視。如何在現代全球氣候變化及現代氣象觀測技術背景下讓學生學有所長，提高學生對這門課程學習的積極性，并在21世紀中國農業現代化背景下培養他們的創新思維能力，教師們根據各自的教學實踐經驗已經進行了多方探索。趙蘭枝[3]和王建勛[4]采取壓縮驗證性實驗，取消了氣壓的觀測、壓縮風的觀測、氣象資料的統計方法讓學生自學，增加了設計性實驗包括農業氣象調查、設計害蟲發育進程研究方案等，與此同時還增加了探索性實驗，如探索昆蟲發育對光的響應等。梅雪英等[5]采取將實驗內容優化整合的方法，將驗證性實驗與綜合性實驗相結合，同時在設計性實驗上采取了與王建勛和趙蘭枝相似的方法。

此類農業氣象學實驗的改革思路是很好的探索，但在高等農業院校對專業基礎課實驗教學的有限時間內，一些探索性的實驗并不能在課堂上完成，這種改革無疑需要花費更多的時間和精力，而高校教師課堂的有效教學是確保教學質量的前提[6]，如何在有限的課堂教學時間內，提升課堂教學的有效性，最大程度達到激發學生的學習興趣，豐富教學內容，增加學生在實驗課上信息的獲取量，培養學生的動手能力及創新思維，并為未來專業課程的學習打下堅實的基礎，是該文探索和實踐的重要方向。

1課程內容的安排及教學現狀分析

農業氣象學實驗課程在南京農業大學的開設歷史悠久，是大農學類的專業基礎課，涉及的專業有農學、植保、園藝、生態、種子、草業、城規等，每學年上課人數近千人。開設的實驗內容有輻射觀測、溫度觀測、水分觀測、天氣分析、農業小氣候觀測、農業氣候資料的分析與應用6個實驗，每個實驗3個學時。課堂教學的安排為實驗內容的講解和學生動手實踐。講解的主要內容是實驗儀器的構造原理、使用方法、觀測程序及注意事項等，資料分析實驗從資料的獲取、組成及分析方法等方面進行講解。這樣的實驗教學模式是否能夠得到學生的認可，教學的效果是否最好呢？在學生實踐過程中筆者發現，課堂上已經講過的儀器操作方法、觀測方法、以及繪圖和資料分析的注意事項，學生在實際操作過程中仍然常常出錯。

為了找到教學失誤的原因，筆者對學生對待實驗課的態度、教師的教學方法、課程內容的安排、實驗報告內容的合理性及考試方式等設置了問卷調查。其中10題為客觀性選題，2題為主觀性問題。調查結果顯示，85%的學生出于對該課程的喜愛，期待通過掌握氣象觀測儀器的使用，了解氣象條件與動植物生長發育的關系，為專業課的學習打下堅實的基礎。因此學生的學習態度端正，學習目的明確。在課堂教學方法上，70%以上的學生要求教師適當講解儀器的構造原理，更多給予學生動手操作的時間。在教學內容的安排上，大部分學生希望氣象實驗能夠更多地聯系農業生產實際，以促進對專業課程的學習。對于考核方式，學生認為用實驗報告做為成績的考核方式，不能真實反映學生對實驗的掌握情況。

基于上述原因，筆者認為農業氣象學實驗需要從教學內容、教學方法和考核方式上進行改革。目前的實驗內容中驗證性實驗相對較多，綜合性實驗太少，設計性實驗幾乎沒有，沒有與專業結合的實驗。這種狀況不利于學生創新思維的培養，也沒能發揮專業基礎課為專業課學習打好基礎的作用。而且在調查問卷中有90%以上的同學認為該課程的實驗內容過多地偏向純氣象，實驗內容與農業的聯系不夠密切，而結合專業特點的實驗沒有，驗證性實驗太多、綜合性實驗太少，并且沒有設計性實驗。在教學方法上，實驗課就是教師怎么說，學生怎么做，死記硬背儀器的使用，而并不探究原理。這樣的實驗教學嚴重阻礙了學生創新性思維發揮，不利于學生動手動腦能力的培養。因此，學生急需教師對此種狀況進行徹底改革。

2教學改革探索與實踐

教學改革需要把課程與教學做為一個有機整體加以考慮[7]。通過對調查問卷情況的分析，筆者總結了農業氣象學實驗課程教學存在的問題：①教學方法不當，導致學生獲取知識的效果差，影響了學生主觀能動性的發揮；②教學內容安排不當，影響了學生學習的積極性，同時也沒能發揮專業基礎課的作用；③考核方式不當，影響了教師對學生實驗能力的把握，考核結果不能真實反映學生對實驗內容的把握程度。基于此，筆者從以下三個方面進行了改革探索和實踐。

2.1改革教學方法，注重學生發現式學習能力的培養

教學方式單一是制約高校大學生創新能力培養成效的重要因素[8]。農業氣象學實驗課的課堂教學歷來多用灌輸式教學，為了讓學生正確使用儀器、掌握儀器的構造、了解觀測的方法和程序。傳統的灌輸式教學不僅沒有強化學生對實驗內容的把握，反而影響了學生對課堂教學內容的獲取，實驗操作過程中，儀器損壞、讀數錯誤、操作程序不規范的現象時有發生。例如，輕便風向風速表的連接實驗中，教師提醒學生不能將風杯部分與風速部分擰開，但每次都有學生將風杯部分與風速表刻度盤部分擰開，儀器損壞，導致實驗無法進行。針對這種現象筆者采用發現式教學法，在講解儀器連接前，首先讓學生仔細觀察，找到儀器結構中關鍵部位存在的螺絲，啟發學生思考螺絲的作用，然后將擰動螺絲后儀器損壞的原因講清楚，與此同時課堂上邊講解邊讓學生操作。通過這樣的教學嘗試，發現儀器幾乎沒有再被損壞，說明實驗課留給學生足夠的觀察時間，通過觀察啟發學生思考的發現式實驗教學方法取得了良好的教學效果，它可以培養學生良好的觀察習慣，也激發了學生上課的興趣，鍛煉了學生獨立思考的良好習慣，在不知不覺中培養了學生科學的研究方法，即通過仔細地觀察，發現問題和解決問題，并獲得實驗的成功，提高學生的自信心和學習的興趣，無形中培養了學生獨立思考和發現式學習的能力。

2.2教學內容的改革，結合專業特點，增設開放性實驗

現有的實驗中，溫度觀測和水分觀測的實驗內容有重復現象，且重復的內容在實際生活中接觸較多，為了充分利用有限的課堂時間，筆者在一次實驗課上完成了溫度與水分觀測，同時為了讓學生體會到氣象條件對植物生長發育的影響，在該實驗中增加了物候觀測。在春季，指導學生對植物發芽、開花進行觀測；在秋季，觀測桂花、菊花等的開放、植物結實或者樹木落葉；鑒于全球氣候變化對物候的影響，讓學生在實驗課后查找與物候相關的資料，將觀測到的物候現象與氣象要素相結合，并分析它們之間的聯系，從中發現當年物候是否正常。這樣的溫度和水分觀測實驗課，不僅完成了實驗內容，也讓學生親身體會到氣象與農業、氣候變化與農業的關系，不僅豐富了觀測的內容，也提高了學生的學習興趣，加深了其對課堂學習內容的印象，同時拓寬了學生的知識面。

在所有的實驗中，只有農業小氣候觀測為綜合性實驗，其中包含了光照、溫度、濕度、風、云、天氣現象、植物發育狀況等要素的觀測，是對學生綜合實驗能力的一次考察。整個實驗的儀器安裝、調試、運行及觀測過程完全由學生自己把握。但實驗觀測的程序由教師提前設計，所以在一定程度上它并不完全是由學生自主設計的實驗，而只是為學生進行設計綜合性實驗起到引導作用的一次實驗。因此，為了能夠為學生提供一次結合專業特點，并能自行設計實驗的機會，筆者在小氣候觀測實驗進行之后，結合專業特點，為學生提供了一次開放實驗的機會。實驗的目的、選題、所需儀器、實驗方案設計、結果分析與總結完全由學生自行設計，教師對學生設計的實驗進行總體把握，并解決學生在實驗過程中的問題。

分析實驗結果表明，不同專業的學生均能夠聯系專業特點開展實驗的設計。例如，農學專業的學生設計了不同稻田環境氣象要素對比觀測，他們選擇了溫室環境中的稻田、露天環境的稻田以及裸地三種環境進行溫度、濕度、風、光照等要素的觀測，比較分析稻田中水稻的長勢狀況及其氣象要素的分布規律；生態學專業的學生則設計了不同生態環境條件下的氣象要素分布特征研究。實驗取得了可喜的結果，學生所設計的實驗，科學嚴謹、內容豐富、步驟合理，對儀器的安裝和觀測都非常熟練，實驗過程井然有序。從實驗報告反映的情況來看，學生對于自己設計的實驗結果的分析認真仔細，對于實驗中觀測到的各種現象解釋有理有據，邏輯性強。通過開放性實驗，學生獨立進行科學實驗的能力得到了培養，激發了學生科學研究的興趣，開發了學生的創新思維和團結協作精神，與此同時也增強了他們探索自然奧秘的自信。

2.3考核形式改革，采用綜合性的實驗考核模式

考試是教育測量的工具，是檢驗教學效果和測定學生學習成績的必要手段，也是檢驗教師教學能力與教學水平的客觀指標[9]。要充分發揮專業基礎實驗課的考試導向作用，培養學生的創新能力，必須對現有的實驗課考核方式進行改革。

多年來，農業氣象學實驗課的考核模式一直是實驗報告占70%，學生參與實驗的情況占30%。學生提交的實驗報告常常千篇一律，不能真實反映學生對實驗的掌握情況。學生在調查問卷中普遍認為這種考核方式不能反映自己把握實驗的能力，而且影響了他們的學習積極性。從教師的角度來看，也無法從中發現教學過程存在的問題，不利于教學質量的提高。因此，筆者首先對提交的實驗報告內容進行改革，要求在實驗報告中增加實驗體會與思考，以及對實驗中存在的不足、對老師的建議，并將這部分內容做為實驗報告考察的重點，規定這部分內容占到實驗報告成績的30%。改革結果發現，實驗報告的內容有了很大改觀，除了客觀性實驗結果外，其他主觀性的內容更加豐富，直接體現了學生對實驗的掌握程度以及存在的不足。通過再次回憶實驗內容，不僅對實驗課提出了自己獨到的見解，而且也對教師提出積極的建議，這些建議成為教師改進教學，提高教學效果的重要依據。

除了改革實驗報告的內容外，還增加了實驗考試的環節。在所有實驗結束之后，采取抽簽方式對學生實驗的把握情況進行考察。每個人抽到一道有關實驗的問題，這些問題可能是實驗進行過程中的某個關鍵環節、或是某個儀器使用過程中的關鍵構造、也可能是資料整理分析的方法等，由于回答的問題不同，因此，這種考核方式既能防止抄襲，又能反映學生對實驗課學習的把握程度。

通過綜合性的實驗考核模式的改革，激發了學生的學習積極性，也充分發揮了考試的導向作用，培養了學生的創新能力。

3結語

通過農業氣象學實驗課程的教學改革探索與實踐，筆者認為：密切結合專業特點的專業基礎課實驗內容，以及綜合性的考核模式，一方面為學生提供了展示自我設計實驗的機會，激發了學生的學習興趣，培養了學生的創新意識和獨立探索科學問題的能力。在實驗設計的探索實踐中，學生科學探索的自信心得到提升，對于實驗課的態度也有了重大轉變。另一方面，在學生積極的學習熱情支持下的教學效果和教學質量也會迅速提高。因此，結合專業特點的專業基礎課教學改革可以真正發揮其為專業課學習奠定基礎的作用。

但是，結合專業特點的專業基礎課教學模式，對教師提出了更高的要求，不僅要求專業基礎課教師精通自己的專業，還要對學生的專業知識廣泛涉獵，只有這樣才能為學生創造良好的實驗背景，以此達到專業基礎課為專業課服務的目的。

參考文獻

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責任編輯盧瑤責任校對李巖