高等農業院校實驗教學中心教學改革探索

吳惠惠 王金娥 劉海學

摘要：結合CDIO教學模式和工作室管理模式，以轉變教育觀念為先導，以培養學生實踐動手能力為主線，對高等農業院校實驗教學示范中心的教學內容、教學方法和考核模式等方面全面改革，打破傳統實驗課程體系，搭建了教學、科研、社會服務一體的實驗教學平臺，以期實現應用型人才的知識、能力和素質協調發展，理論、實踐和創新有機融合。

關鍵詞：農業院校 實驗教學中心 教學改革 探索

中圖分類號：G642? 文獻標識碼：A? 文章編號：1009-5349（2019）24-0021-03

當今的中國，面對全球科技革命和產業變革，農業、農村和農民的全面發展和進步，迫切需要創新型的農業人才。中國高等農林院校，必須以時不我待的使命感緊迫感銳意改革，培養人才。而農林院校的實驗教學，不僅是高校教學體系的重要組成部分，而且是培養學生的重要教學環節，承擔了培育和提升學生運用學校所學基礎知識、基本理論和基本技能解決實際問題，分析現代農業和林業生產關系的能力，以及培養農林業創新型人才的重要使命。[1][2]2019年《安吉共識——中國新農科建設宣言》要求農林高校著力培養一批愛農業、懂技術、多學科背景、高素質的實用技能型農林人才，培育領軍型職業農民。

天津農學院農業分析實驗教學示范中心緊緊圍繞以學生為本的教學理念，以轉變教育觀念為先導，以培養學生實踐動手能力為主線，引入CDIO教學模式（集構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）與運作（Operate）于一體的教育模式和“工作室”管理模式，打破傳統實驗課程體系，搭建了教學、科研、社會服務一體的實驗教學平臺。

“CDIO”是一種全新的教育理念，是由麻省理工學院和瑞典查爾姆斯理工大學等4所大學經過探索研究，聯合提出的工程教育理念。[3][4][5]CDIO模式的培養目標是提升學生的綜合實踐能力，包括對學科知識和職業技能的學習，人際溝通能力和合作共享意識的養成，以及在社會環境下，系統構思、設計、實施和運行整個實踐過程的能力。然后把培養目標融入整個課程體系中，每一個能力點都具體落實到課程和課外活動中。CDIO提出了系統的能力培養、全面實施指導以及實施過程和結果檢驗的相應標準，具有可操作性，為實驗教學改革提供了模板。[6][7][8]

而工作室管理模式同樣強調“做中學”的教學理念。天津農學院農業分析實驗教學示范中心采用創建“工作室”這樣的管理模式，不同于傳統的教室、實驗室教學，使我們的教學內容更具職業導向，教學成果也更具社會性;不僅使學生掌握了相應學科和課程的知識，而且通過實際項目的參與，完成了綜合專業技術的訓練。[9]“工作室”管理模式為中心提供了面向社會需求的農業分析實踐環境，置于實踐系統中的教師和學生均需培養和提升自己的職業能力，這樣即可促進“雙師型”教師隊伍的建設和培養，又可以促進學生學習與就業的自然融合，從而培養適應社會全面發展的農林業應用型人才。[10][11]

以天津農學院農業分析實驗教學示范中心為例，從相關專業教學體系、管理模式、考核方法等方面，對基于 CDIO 和工作室理念的農業分析實驗教學進行較為詳細的論述。結果表明，運用這種教育理念，對農林業相關專業的實驗教學指導，有助于實驗教學質量的提升，并且學生的創新能力、開拓能力、團隊協作能力都可以得到相應的鍛煉和提升。

一、建立獨立完善的實驗教學管理體系

中心統一規劃、統一建設實驗室，統一管理實驗室人員和實驗儀器設備，統一調用實驗維持經費，通過資源共享，完善中心教學、科研、培訓、技術研發、技能競賽等功能。實驗教學示范中心依循農林業創新型人才的培養規律，對原有的實踐教學體系、教學內容和教學方法進行一系列的改革，成功引入CDIO教學模式，根據其構建原則，建立具有農林院校特點的，體現實驗基本操作能力、綜合技術應用開發能力及科學研究創新能力相結合的的“三能力、三層次、四模塊”實驗教學新體系，見圖 1 所示。

全方位培養學生操作能力、應用開發能力、研究創新能力;在基礎技能層次培養學生的操作能力，在綜合設計層次培養學生的應用開發能力，在科技創新層次培養學生的研究創新能力[12];中心的實驗內容分為土壤肥料分析模塊、海洋水質分析模塊、儀器分析模塊、飼料品質與檢測模塊等4個實驗教學模塊。新的實驗教學體系符合認知規律和教學規律，分類型和層次構建教學模塊，實驗內容由基礎到綜合、由簡單到復雜，實踐形式由被動模仿到主動設計、鼓勵創新，確保教學過程循序漸進，受到學生的普遍歡迎。

二、創建實驗教學“工作室”管理新模式

2013年至今，示范中心建立了基礎實驗工作室、創新創業工作室、大學生技能競賽工作室、農產品質量標準認知工作室及農業樣品檢測服務工作室。“工作室模式”使教學與現實的實踐項目相結合，營造了開放自由式的教育教學環境。[13]在示范中心的工作室，“CDIO”的教學模式可充分發揮其效用，進入示范中心工作室的學生利用自己所學到的學科知識，系統構思并設計工作室的日常運作，培養其個人能力和人際交往能力;而“CDIO”教學模式提供的實施過程和結果檢驗的相應標準，又恰好為“工作室”管理模式的運轉提供參考模板。工作室模式是實驗教學中心“三能力、三層次、四模塊”實驗教學模式的有益補充，它們既相互獨立，又相輔相成，有機組合形成了豐富多樣的實驗教學模式。

通過運行示范中心的工作室，天津農學院的本科生可以提早進入實驗室，提早接受實際科研訓練，享用優質實驗教學資源，面向社會需求的實踐項目和環境，促使學生主動完成學習與就業的融合。

三、完善實驗考核方法

根據實用技能型農林人才培養目標和要求，結合“工作室”管理模式和CDIO教學模式的構建要求，農業分析實驗教學示范中心實驗課程需要引入新的考核方式，需要反映學生解決實際問題的真實能力。學生按實驗內容分組進行示范中心實驗課程考核，考核方式主要包括三個方面：（1）實驗項目基礎知識課前考核，包括組內基礎知識學習情況抽查測試（5%）、試驗設計討論及提綱提交（10%）、實驗態度（包括試驗個體參與度和小組整體完成度）與課堂出勤率（5%），主要考察學生自主學習的能力，外文文獻查閱能力、實驗方法設計的合理性;（2）課中項目過程考核，主要包括實驗內容設計（針對“工作室”研究任務）[實驗項目技術路線和總體實施方案等（10%）]、實驗項目所需儀器設備的預約使用及藥品的自主準備（10%）、實驗具體操作過程（制定詳細打分表）（25%）、實驗項目結束后問題的總結提出及討論（5%），主要考察學生的儀器的選用和使用情況、實際動手能力及團隊協作等能力;（3）課后項目考核，包括實驗報告（10%）和“工作室”任務完成情況（20%），主要考察學生數據處理和分析改進，以及對試驗過程中所遇問題的分析總結能力。其中“工作室”任務非必選項。示范中心的實驗課程考核方式整體綜合把控學生自主學習、團隊合作、自主實驗和自主總結學習的能力，顛覆傳統實驗教學以教師為中心，只重結果不重過程，評價指標單一的考核方式。

四、建設配套的師資隊伍

工作室管理模式直接面向社會，具有職業導向性，配合CDIO教學模式，強調了實踐和項目導向的作用，而示范中心配套的師資力量則是各個教學環節的關鍵連接點。基于此，天津農學院農業分析實驗教學示范中心加大教師隊伍建設，積極引進和培養“雙師型”教師。“雙師型”教師是指具備良好的師德修養、教學與科研的能力，又具備良好的職業態度、知識、技能和實際操作能力的專業教師。[14][15]示范中心兩年來增設三個實驗實習基地，涵蓋農產品質量標準檢測企業和研究所，對本中心教師進行實踐技能培訓。中心每年邀請現代農林企業生產和管理者給中心教師講授經驗，并要求教師到一線鍛煉，了解農林企業生產和管理過程，提升教師專業技術素質。中心鼓勵教師聯合企業申報國家、省部級科研課題，并大力引導教師將各類教學、科研、社會合作項目引入中心教學實習實踐、科學試驗等環節。建設“雙師型”教師隊伍，配合實驗示范中心教學體系改革。

五、結語

將CDIO教學模式和工作室管理模式有機結合，運用到天津農學院農業分析實驗教學示范中心的建設過程中，對原有的實驗課程體系，教學內容，教學方法及考核方式進行改革，強化基礎知識儲備，關注基本操作和基本技能培訓，培養學生理論聯系實際，實現了天津農學院能力為本的本科教育理念。學生參與實際項目，面對和解決來自生產一線的問題，強化自己的實踐能力，為將來就業和進入社會奠定堅實基礎。天津農學院農業分析實驗教學示范中心經過長期的教學改革和探索，摸索出以工作室為管理模式，引入CDIO理論制定相應教學模式的改革思路，這里的學生不僅需要扎實的基礎知識，極高的個人素質和能力，還需要團隊協作能力、創新能力、溝通表達能力和綜合職業素養，“學以致用”“與社會需求無縫對接”“落地開花”是示范中心學生的真實表現。

參考文獻：

[1]劉永，李紅鏑，秦昊.基于教學科研平臺的實驗項目設計與實踐[J].實驗室研究與探索，2015，34（3）：202-204.

[2]鞏建閩.以改革促地方高校人才培養質量提高[J].中國高等教育，2012，43（18）：40-42.

[3]Schedin S，Hassan O.Work integrated learning model in relation to CDIO standards[J].Journal of Applied Research in Higher Education，2016，8（3）：278-286.

[4]Masvosve T，Muller E.An exploratory study of how scholarship of teaching and learning（So TL）inspires the use of the CDIO framework in engineering education[J].Journal for New Generation Sciences，2016，14（1）：92-106.

[5]王存，鄒曉川，范亮，等.新建應用型本科院校分析化學實驗教學改革探討[J].化學教育，2015，36（20）：37-39.

[6]許春根，孫和軍，王為群，等.在大學數學教學中應用“專業引導、理工融合”模式的研究與實踐[J].工業和信息化教育，2017（10）：35-40.

[7]楊韌，謝海英.基于CDIO教育理念的數學實驗課程教學改革[J].實驗室研究與探索，2012（4）：121-123.

[8]李平，高東鋒.推動大學實驗教學資源的開放共享[J].實驗技術與管理，2014，31（7）：1-5.

[9]伍揚.校企聯合實驗室合作模式的實踐與探索[J].實驗技術與管理，2014，31（10）：235-237.

[10]王璟瑤，金炳堯.工作室模式在高校實驗教學中心的應用探索[J].實驗室研究與探索，2016，35（4）：162-165.

[11]劉洋，倪芳.教學科研一體化在面向本科素質教育實驗教學改革中的探索與思考[J].教育教學論壇，2014（10）：167-169.

[12]王存，陳紹成，熊政委，等.“翻轉課堂”與實驗項目模塊設計在儀器分析實驗教學中的應用[J].中國藥房，2017，28（24）：3441-3444.

[13]齊建家，劉財勇，閆雪梅，等.CDIO教育模式下應用型本科院校“雙師型”教師培養的關鍵因素[J].科技與管理，2011（5）：127-130.

[14]王宇昕，付穎，高爽，等.基于CDIO培養模式的高等農業院校儀器分析教學改革的研究與實踐[J].實驗室研究與探索，2018，37（7）：237-239.

[15]周江林，鄧惠君.高職高專院校“雙師型”師資隊伍建設新探[J].社會科學家，2009（8）：121-123.

責任編輯：楊國棟