新農科背景下現代農業復合型人才培養實驗教學平臺的建設實踐

麥宇紅

（華南農業大學 發展規劃處，廣東 廣州 510642）

2019 年6 月，在由教育部高等教育司指導、教育部新農科建設工作組主辦的新農科建設安吉研討會上，全國涉農高校凝聚形成了《安吉共識》，開啟了“新農科”建設的新里程。以多學科深度融合為核心、以實踐推動創新發展為第一要義的“新農科”要求高等農業院校在人才培養中既要注重多學科對農科的滲透，又要從廣度和深度上加強人才所應掌握的現代農學及其相關技藝、技能的培養與訓練。在培養與“新農科”理念內核相適應且具有“創新思維、實用技能的復合應用型農林新才”[1]的過程中，被稱為“創新人才搖籃”的實驗室發揮著不可替代的重要作用。作為廣東省高水平大學重點建設高校的華南農業大學，百余年的發展歷程使其由單純性農業大學發展為集農、工、文、理、經、管、法為一體的綜合性、多科性大學。農學優勢為主、其他學科特色發展為輔的多學科協同發展模式，為“新農科”人才培養奠定了精深與廣博的學科基礎；以學科力量為支撐，覆蓋研究生與本科生的多層次實驗教學體系又為“新農科”人才專業技能與通識素養的培育提供了科學而又極具針對性的平臺依托?，F將學校經過不斷改革與探索而逐漸成熟與完善的實驗教學體系及其管理模式予以詳細解構，以期為推動“新農科”人才培養實踐提供參考。

1 多維實驗教學體系解構

1.1 專業實驗教學平臺與公共基礎實驗教學平臺

“新農科”理念下的現代農業已成為在產業融合基礎下發展且兼有科學技術與人文風格的多功能產業，其內涵的豐富性要求相應人才對農業的了解涉及多種途徑、多向維度、多個層次[2]。因此，除農學專業外，信息技術以及物理、化學、數學等理工學科的知識與技能也是“新農科”復合型人才必不可缺的素養與能力。學校農學專業性與理工學科廣博性實驗實踐技能的傳授分別由國家級、部分省部級科研平臺和公共基礎課實驗教學中心來完成。

學?，F有的8 個國家級科研平臺皆依托農學學科深厚的積淀而建成。平臺除輔助教師和研究生完成科研工作外，還承擔著全校農學、工學和理學三個學科門類近30 個本科專業的專業性實驗教學任務。學校國家級科研平臺與對應本科專業見表1。學校另外73 個省部級實驗平臺則基本涵蓋了全校所有非文科類本科專業的專業實驗教學。作為國家科技創新體系重要組成部分的省部級（以上）重點實驗室，尤其是國家重點實驗室，因是國家組織高水平科學研究和培養優秀科學家的重要基地[3]，其在強化農學及相關專業本科生的實驗技能、提高學生科研素養和科技創新力方面功不可沒。

表1 學校國家級科研平臺與對應本科專業

除專業實驗教學之外，培養與“新農科”理念相契合的、具有“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的農林新才還必須投入扎實而充分的基礎性實驗教學訓練，這不僅是農科創新人才培養的關鍵，而且還直接影響到人才培養的基本質量甚至學校的辦學效益[4-7]。學校以公共基礎資源共享為原則，全力突破實驗教學資源壁壘的束縛，2007 年將原理學院、生命科學學院、信息學院、外國語學院、藝術學院等相關教學實驗室以及實驗資源予以整合優化，在東區組建了建筑面積1.68 萬m2、實驗用房178 間的基礎課實驗教學中心。獨立建制并作為正處級實體教學單位的公共基礎課實驗教學中心下設11 個實驗室、4 個教學部，涵蓋了基礎生物學、計算機、數學、物理、化學、語言、繪畫制圖及管理訓練等8 個學科門類的基礎實驗課程，完成近3 萬名本科生的公共基礎實驗教學任務，年均授課逾100 萬學生人時數。對全校公共基礎實驗教學資源的統籌與規范化管理，既提升了公共基礎實驗教學的質量，又避免了因多頭管理帶來的無序及重復購置造成的浪費，使實驗室運行與管理的效益大大提升。公共基礎課實驗教學中心自成立后還在教學資源、教學平臺以及教學課堂環節等方面進行改革與創新，不斷強化實驗室的信息化、多功能化與規范化。其11 個實驗室中，國家級實驗教學示范中心已有4個，占比36%；省級實驗教學示范中心已有7 個，占比64%，為培養全面發展的且具有創新思維、創新技能、創新人格的高素質人才[8]創造了條件。

1.2 通識性實驗實訓教學平臺布局

適應“新農科”要素的復合型人才必須是既專又博的高素質人才。因此，進一步拓寬專業面向，強化通識教育[9]，注重在通識技能培訓中融入通識素養的培育與熏陶，并將創新創業教育、專業教育以及通識教育彼此融通滲透，這是高等農業院校培養現代農業人才的必然之舉。華南農業大學2014 年成立的通識性管理訓練中心、工程基礎教學與訓練中心兩個獨立建制的實驗教學單位即為通識素養教育、通識技能訓練與創新創業教育三方面完美結合的產物。

管理訓練中心重在以通識性實驗教學課程培養學生的現代管理理念和管理技能。其前身為經濟管理類專業技能訓練中心，后隨著學校的擴招、本科生人數的激增以及通識通訓實驗課成為非管理專業本科生的必修類實驗課程，經濟管理類專業技能訓練中心便已無法滿足全校每學年約8 萬多人時數的通識性管理訓練教學任務。依托公共基礎課實驗教學中心這一實體機構，集合經濟管理學院、公共管理學院、人文學院以及校外學術和實踐能力兼具的優質師資，建設校級管理訓練中心迫在眉睫。管理訓練中心目前擁有專用課室7 間，儀器設備及培訓軟件價值逾百萬，開設有自我管理、團隊管理、大學生涯幸福管理、公共危機治理、公共政策活動與實踐等近20 個課程模塊，為廣東省培養了大批管理素養與管理能力俱佳的復合型人才。學校通識性管理訓練模塊安排見表2。

表2 學校通識性管理訓練模塊安排表

除管理技能外，工程類的知識與技能亦是現代農業人才在參與鄉村振興以及現代農村建設中不可或缺的，這一部分的實驗實訓課程則由獨立建制的工程基礎教學與訓練中心完成。工程基礎教學與訓練中心成立后便將原有的20 余個實驗室根據所教授的實驗內容劃歸為機械工程、電工電子、力學和制圖等4 個教學實訓部，承擔全校所有非工科專業學生的工程基礎通識性訓練的教學任務；此外，還包括工科專業本科生的工程基礎性訓練和專業性訓練。學校工程基礎教學與訓練平臺體系見表3。

表3 學校工程基礎教學與訓練平臺體系

1.3 基于共享的高層次創新人才測試實驗平臺

學校還有一個立足于高層次創新人才培養，集教學、科研、檢測服務為一體的，以生物、農業、環境測試為特色的公共測試技術服務共享平臺。一批生物技術類、人工氣候類、色譜類、光譜類、電鏡類等先進、大型的精密分析測試儀器皆存放在該平臺。平臺設有儀器分析和微區分析兩個功能室，從與科研對接的高端儀器設備實操和分析入手，為農業生物、應用生物技術、化學類等高層次創新人才培養提供平臺支撐。同時，測試中心還兼任研究生和本科生的儀器分析、質量標準化計量等具有實際操作性和指導性的教學工作，為高層次創新人才的成才成長以及重大科研成果的孵化、培育奠定了堅實的基礎。 學校測試實驗平臺功能模塊見表4。

表4 學校測試實驗平臺功能模塊

2 以信息技術為支撐，聯動、開放式的管理模式

2.1 職能定位

學校現有的四大公共實驗教學平臺（公共基礎課實驗教學中心、工程基礎教學與訓練中心、管理訓練中心和測試中心）以及省部級（以上）重點實驗室共同構成一個覆蓋本科生與研究生的集教學、科研、社會服務等各項功能為一體的實驗教學網絡。雖然各實驗平臺“縱橫交錯”，但是彼此職責明確，功能定位錯落有序。省部級（以上）重點實驗室、公共基礎性實驗教學、管理技能性實驗教學、工程通識性實驗訓練彼此相輔相成，為培養農科學生的“厚基礎、強能力、寬專業”夯實了基礎；國家、省部級重點實驗室又與測試中心相互補充，為高層次、創新型科研人才培養提供條件。

隨著學校省部級重點實驗室的日益增多，為了增強對其的統籌管理，學校于2009 年又成立了獨立建制的處級單位——重點實驗室建設辦公室，將分散于各學院的8 個國家級重點實驗室和73 個省部級重點實驗室統一協調管理，與涉及本科生基礎課實驗教學的公共基礎課實驗教學中心和涉及通識性實驗教學的管理訓練中心、工程基礎教學訓練中心平行建設。

學校根據各實驗中心定位與功能的差異，在實驗人員的準入機制、儀器配置標準以及經費投入基數等方面予以宏觀部署、分類規劃：以科研及高層次創新人才培養為主的國家、省部級實驗室和測試中心，不僅每年劃撥的運行經費是其他實驗室的2～3 倍，對實驗人員的要求和采購的儀器設備也分別設置下限要求，如新進實驗人員必須為相關專業的碩士或副教授、在崗實驗人員必須承擔一定的科研任務、30 萬元以下的小型設備限制采購等；而以本科實驗教學和通識訓練為主要任務的公共基礎課實驗教學中心、工程基礎教學與訓練中心以及管理訓練中心則重在實驗教學和儀器設備的管理維護，例行采購的也僅為50 萬元以下的中小型、常規教學類實驗設備，對相關實驗人員的要求也降低了許多。各實驗平臺功能的交叉定位與分類發展，既優化了資源配置績效，避免了因實驗平臺功能重復而導致的資源耗費，又通過賦予各獨立建制實驗中心相當的話語權和決策權，調動與提升了其自我建設與管理的效能。學校實驗平臺布局見表5。

表5 學校實驗平臺布局

2.2 運行機制

學校的四大實驗中心及重點實驗室建設辦公室均作為處級單位獨立建制而存在，在實驗室資源的調配與管理方面具有獨立的管理權與支配權。但是其與學校其他職能部門如教務處、設備處之間，與學院之間，以及各實驗中心彼此之間卻并非因獨立建制而壁壘森嚴。它們不僅通過信息系統將彼此資源予以全方位對接，而且建立起協同聯動共建共管的良性互動運行機制。從排課的具體流程可一斑窺豹：教務處將經過學校確定的人才培養方案傳達給學院；學院根據培養方案制定課程計劃并予以反饋；教務處根據學院反饋的課程計劃統一排課，并將實驗課程的課時、時間、專業、年級等信息指令發至各實驗中心；實驗中心接到指令后將其傳達給下設的具體教學部，落實相關實驗室和實驗人員，然后最終再反饋至學院。在此過程中，教務處負責排課的教務系統、資產管理處的儀器設備系統與各實驗中心的實驗管理系統予以無障礙對接。其間，實驗中心若發現實驗室或有關設備出現故障，亦可同時鏈接資產處的儀器設備管理系統予以報修。通過建立這種“學院—教務處—實驗中心”多方協同以及“實驗中心—教學部—實驗室”多層聯動的運行管理機制[10-12]，將學?，F有的實驗資源聯結成一個整體運行、高效共管的良性循環系統，推進了全校實驗教學工作的高效有序進行。學校實驗教學平臺體系見圖1。

圖1 學校實驗教學平臺體系

2.3 建立涵蓋預約、使用、管理、維護等全方位的實驗信息化系統

各實驗中心均利用Browser/Server 多層體系結構和SQL Server 2000 數據庫，建立了實驗室開放預約和信息發布系統。該系統與教務系統對接后，教師和學生便能實時了解各實驗中心乃至每個實驗室的當前使用情況，并根據具體情況及時調整自己的實驗計劃和安排[13-15]。線上實驗室管理大大提高了教學雙方利用實驗室資源的自主性和積極性，既避免了實驗室資源的閑置與浪費，又在兼顧師生與實驗室雙方利益需求的同時使實驗室資源效益達到最大化。同時，也突破了以往線下預約空間與時間的限制，為師生使用實驗室帶來了諸多便利。

儀器設備管理是實驗室建設的重要內容。學校通過“設備家具軟件管理系統”“大型儀器設備管理系統”“采購管理系統”“儀器設備維修系統”4 個在線信息系統分別對儀器設備固定資產、開放共享、采購和維修進行統一管理。同時，借助學校智慧校園建設的契機，各學院、各實驗中心的管理系統均自動接入學?！靶畔㈤T戶”，實行統一身份認證。實驗室管理人員、儀器設備管理人員、教師、學生等各身份人士均只需輸入一次用戶名和密碼，便可登錄信息平臺共享平臺的所有應用。尤其是因“大型儀器設備管理系統”與實驗室開放預約系統的無縫對接使實驗室的教學、使用與大型儀器設備的管理維護之間可以協同、聯動，既提高了教師的科研工作效率和儀器設備使用率，又推動了實驗室的智能化管理進程。

2.4 建設豐富的網絡實驗教學資源

學校各大實驗中心依托虛擬云技術建設了云平臺，通過“泛在化、融合化、智敏化”的開放實驗教學模式，建設有“農林植物學”和“現代農業經營管理”2 個省級虛擬仿真實驗教學中心，借助多媒體（音頻、視頻、圖像）技術、虛擬仿真技術、傳感技術、輸入輸出技術等現代化手段，使抽象的實驗課程生動化、形象化，并在高度虛擬仿真的實驗教學環境中進行互動實驗，最大限度地激發了學生自主實驗的興趣，幫助學生拓展邏輯思維和發散性思維。

不僅如此，各實驗中心還結合教務處、現代教育技術中心建設有“壓花藝術基礎”和“生態文明之路”等2 個國家精品視頻公開課、“畜產食品工藝學”國家精品在線開放課程、“遺傳學”國家級精品課程以及“植物學”“生物化學”等省級精品課程的課程網站，以實驗中心為載體，推進信息技術與教育教學的深度融合，在重構課程體系與教學模式的基礎上推動創新型、應用型、復合型人才培養目標的實現。

3 結語

我校網狀式、全覆蓋的實驗教學體系及日益科學化、智能化、人性化、規范化的實驗教學管理模式為培養符合“新農科”內涵的現代復合型農業人才提供了平臺與依托。全方位、系統化、多層次、多維度并兼具基礎性、專業性與通識性的實驗教學體系在助推本科生及研究生自身實踐能力與創新能力不斷提升的過程中發揮著重要作用。自2014 年學校四大實驗教學中心構建完成后，學校以實驗平臺為支點的多學科交叉融合能力顯著增強；多學科的深度交融又促進了平臺綜合實力的持續攀升。近5 年，從學校實驗教學中直接受益的學生達到80 000 余人，實驗室開放人次共400 多萬，開放項目合計達2000 多項，輔助學生自主設計和完成科技創新項目約316 項（其中國家級30項、挑戰杯21 項、省級62 項）。創建的2 個省級虛擬仿真實驗教學中心和10 余個智慧創新實驗室，在服務22 個學院98 個專業約4 萬名本科生及近6000 名研究生的同時，用科學化、學科化與專業化的實驗教學為學校現代農業復合型人才培養添磚加瓦。