草业科学专业本科实验实践教学改革探索

[摘 要] 实验实践教学改革的主要目的是引导学生主动实践，激发学生自主创新意识与兴趣，培养学生实践创新能力。选取饲草调制加工与利用研究方向的创新性实验实践教学项目建设为案例，围绕建设过程中综合性不强、创新性不足、开放性与重视度不够、老中青教师衔接不到位、实习实践教学软硬件建设不足等方面进行教学改革和探索，力图通过相关研究和实践培养学生的爱党敬业情怀、科学认知、创新思维和实践操作能力，为国家级一流本科草业科学专业建设点提供坚实基础。

[关键词] 草业科学;实验实践教学;饲草调制加工

[基金项目] 2017年度南京农业大学创新性实验实践教学项目（2017sy42）;2020年度南京农业大学国家一流本科草业科学专业建设项目

[作者简介] 刘秦华（1983—），男，重庆人，博士，南京农业大学草业学院副教授，主要从事饲草调制加工与利用研究;邵 涛（1963—），男，浙江宁波人，博士，南京农业大学草业学院教授（通信作者），主要从事饲草调制加工与利用研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）24-0067-04 [收稿日期] 2021-08-17

草业科学属于基础应用型专业，实验性和实践应用性教学是本学科教学的重要构成部分。实践教学质量决定着新型草业人才的创新精神和实际工作能力[1]。目前，草牧业发达的国家其本科教学十分注重实验实践教学。相比之下，我国在草业科学专业开展实验实践教学起步较晚，最早在北方的甘肃农业大学、内蒙古农业大学等高校开展，现已经初步建立了与草学理论教学并行，具有北方地域特色的实验实践教学模式[2]。南京农业大学是中国草学发展的开始，早在20世纪40年代，我国草业科学奠基人王栋教授就在中央大学（1952年经调整后分出南京大学、南京师范大学、南京农学院等多所高等院校）从事牧草学的教学和科研工作，中国工程院院士任继周教授，以及许令妊教授、许鹏教授等著名的草业科学家都曾经在该校学习和工作。2012年10月，为适应国家草牧业发展的需要，成立我国南方首个草业学院，秉承“诚朴勤仁”校训，坚持“世界眼光、中国情怀、南农品质”的人才培养理念，针对南方地区草山草坡、农区人工草地、城市和运动场草坪绿地的特点，坚持“理论教学—科研试验—生产实践”的草业科学专业教学模式，积极加强实验室建设，不断开拓校外实验实践教学基地，搭建了以完善施教对象认知结构为目标的创新性课程群体系，努力提高本科人才培养质量[3]。

以创新性实验实践教学项目建设为例，近年来饲草调制加工与利用研究方向教研组一方面加强引导青年教师将科研项目成果转化为计划内实验实践教学内容，另一方面在教学过程中积极进行教学方法和手段、教材和实验指导书等的系统规划和建设，切实加强对学生动手能力、实践能力和创新能力的培养，进一步推动我校实验教学改革向纵深发展打下坚实的基础。目前，经过多年的打磨，形成了“前沿科研成果引领，高水平师资和科研条件打底，强化思想教育，活跃争先创优氛围”的教学模式，逐步使学生能够综合运用专业知识解决实际生产问题，扩大了我校草业科学专业的社会影响力。

一、创新性实验实践教学项目建设中存在的问题

（一）参与重视度不够

草业学院成立后，本研究方向引进了一批具有较强研究能力的青年教师，在科学研究方面人均一项国家级或省部级科研项目。尽管科研基础较强，但并不能将科学创新理念融入创新性实验实践教学项目，常出现走过场和拉形式等状况，从而导致学生印象不深刻，大多数学生在毕业综合测评上难以回忆起实验过程和研究方法等，教学效果不甚理想。

（二）综合能力不强

青年教师多为博士毕业，在攻读博士期间主要针对饲草青贮领域的科学问题进行探索研究，尚未将其他学科，如微生物学领域的乳酸菌生理生化特性和菌群之间的作用关系解析等知识点与饲草青贮进行融合。由此，他们缺乏对交叉学科与相关学科知识、能力、方法和手段的综合借用，多以讲授饲草青贮领域知识点的教学形式为主，弱化了创新性实验实践教学项目建设中对技能和操作训练的重要性，导致学生综合运用知识的能力偏弱。

（三）创新动力不足

青年教师授课时未能将最新科研成果融入创新性实验实践项目建设，课件内容守旧，流于形式，某些知识点如乳酸菌的分类在当下来看尚有缺陷，尚不能刺激学生的兴趣，提不起探索科学问题的劲头，更谈不上科学思维的创新。

（四）开放思维不够

创新性实验实践教学项目的教学对象主要是本科一年级和二年级的学生。他们基础弱，尚处于科学研究懵懂期。在进行教学设计时，青年教师常常忽视开放性原则，只将草业科学专业本科生作为授课对象，忽视了其他生命科学类专业本科生，造成创新性实验实践教学项目的吸引力不够，选课效果不佳，学生自主创造力提升不明显，其他生命科学类专业本科生往往难以接受，外专业本科生的选修率仅占5%。例如，草业科学专业的学生不懂微生物学及数据统计分析方面的知识，分组设计实验方案、数据分析处理和撰写报告的能力弱。

（五）传帮带不到位

草业学院成立后，饲草调制加工与利用研究方向教研组“60后”老教师的比例显著较低，“70后”中年教师缺失，“80后”青年教师居多，远远超过了老教师和中年教师人数。在科研方面，饲草调制加工与利用研究方向教研组都奉献了大量的时间和精力，5年来论文超过70篇。然而，在实验实践教学方面，青年教师教学经验不足，且在科研上付出过多精力，因此很难有时间和精力学习老教师的教学经验，并创造性地将这些经验融入创新性实验实践项目建设。目前学院的教师结构，以及青年教师的科研情境，决定了青年教师难以有效得到老教师在教学实践上的指导和传带。

（六）软硬件建设不足

在软件方面，创新性实验实践教学项目不仅与专业课程名称重复，而且实验实践内容也存在重复现象。在硬件方面，实验实践基地不稳固。例如，在草业学院成立后，与畜牧结合的实验实践，需要跨学院协调才能落实。

二、创新性实验实践教学项目建设的具体表征

根据南方草牧业的发展需要，草业学院饲草调制加工与利用研究方向教研组将青贮领域最新的研究成果融入创新性实验实践教学项目，形成“前沿科研成果引领，高水平师资和科研条件打底，强化思想教育，活跃争先创优氛围”的教学模式，促进了实验实践内容和体系、教学方法和手段、教材和实验指导书等系列内容的规划和建设，加强了学生的动手能力、实践能力、探索能力和创新能力。

（一）坚持创新品牌为内核

根据现代草牧业发展需要，饲草调制加工与利用研究方向教研组合理地将科研成果融入《乳酸菌添加剂研制及其在青贮中的应用技术》和《发酵饲草料的调制和功能评价》等3项新承担的创新性实验实践教学项目。例如，引导学生以饲草调制加工与利用团队最新发现的3株专利型乳酸菌菌种为核心技术，筛选载体和配方制作适用于西藏低温和高海拔环境的青贮用乳酸菌添加剂;利用混合青贮研究新成果，引导学生根据饲草料的生化特性进行配比，调制蛋白质降解少的优质混合青贮饲料。“133人才工程”教授对创新性实验实践教学项目开题，引领青年教师深入一线教学，将教学体系原有的重讲授、轻操作转变为讲授和操作有机结合的新形式，突出了实践操作中的技术环节，结合视频讲授和现场操作训练，让学生重点掌握操作流程、技术要点和技巧。除此之外，项目以国家林业和草原局重点实验室、江苏省高校重点实验室、南京农业大学饲草调制加工与贮藏研究所等高水平科研平台为依托，着力提高学生对高端仪器设备，如高效液相色谱、气相色谱和冷冻干燥机等的操作能力。总之，在项目中建设中，发挥了草业学院高水平成果、师资和科研基础条件在本科人才培养中的作用。

（二）彰显课程思政理念为导向

在创新性实验实践教学项目建设中，教研组十分注重教师的传帮带效应与课程教学理念相结合，开发课程的思想政治教育内涵与品味。在具体教学实践开展过程中，老教师悉心向青年教师传授课程思政教学方式方法，指导科学设计课程思政教学内容，使青年教师明确草学专业是要培养服务于社会主义现代化建设，服务现代草牧业发展的专业型人才。在教学内容中，增加了课程思政案例，通过生动的图片和视频资料展示，着重介绍王栋先生的爱国情怀，带领任继周院士等人开创和发展中国草业的动人事迹，以及当下草业学院饲草调制加工和利用方向的师生长期在西藏开展科学研究和实验实践，帮扶西藏农牧民脱贫致富的现实写照。课堂讲授过程中，学生聚精会神，积极提问互动，情绪高涨，气氛热烈，纷纷表示愿意扎实学习，努力奋斗，投身于社会主义建设和实现中华民族伟大复兴的浪潮，达到了课程思政的教学目标。

（三）凸显教学方法与手段为推手

在创新性实验实践教学项目建设中，改进了教学方法和手段，增加了分组和小组比赛环节，激励学生对知识点和实验原理、实践计划进行抢答，有奖对擂各自的实验实践方案，点评后让学生认识到创新性实验实践项目涉及的科学问题、实验实践目的和意义，培养学生能够提出科学假说，构建合理科学研究思路和实验方案，以及运用多种统计软件和统计方法进行数据分析和结果展示的能力，最终使学生能验证科学假说和解决科学问题，形成争先创优的氛围，使教学形式和内容久留学生脑海。

三、创新性实验实践教学项目的建设效果

（一）课程吸引力强，增强了学生实验实践能力

创新性实验实践教学项目的吸引力有了很大提高，非草业科学专业本科生的选课率从5%上升到45%。5年来，饲草调制加工与利用方向培养了近40名草业科学专业的本科生。这些学生在SRT项目、毕业设计开题报告和毕业论文中思路清晰，参与实验的频率、掌握知识点的能力、操作技能和获取实验结果的精准度均显著高于未参加创新性实验实践教学项目的学生，取得了良好的成绩。相比于未参加项目的学生，参加项目的学生申报国家级和省级“大学生创新性实验项目”的成功率高出175%;承担的国家级和省级“大学生创新性实验项目”各2项，3名学生的本科毕业论文被评为南京农业大学优秀本科毕业论文，在学校和学院的实验实践项目中多人获奖，参与发表中文核心期刊论文2篇，申请专利1项。而且，多数学生因实验实践技能强被知名企业，如正大集团和新希望六合聘用，约有70%的学生成功被南京大学、东南大学、浙江大学、兰州大学等录取继续攻读硕士学位。社会各界对这些学生的评价是，专业知识扎实、实践能力出众。

（二）传帮带理念升华，促进了教学科研融合发展

5年来，饲草调制加工与利用方向的青年教师，认识到培养的本科人才需要受到社会各界的广泛认同，开展实验实践教学是关乎草牧业从业者脱贫致富，提高草学学子社会地位的利器。在草业学院积极倡导的“老中青教师帮带”的模式下，青年教师深入创新性实验实践教学项目建设一线，形成了一套符合当下学生心理的教材和实验指导手册。它们不仅在本科教学中能促进学生创新思想的形成，更是教师指导学生做好科学研究的利器，尤其有助于非南京农业大学本校生源的硕士生更好地融入南京农业大学的科研创新环境，对教师和学生具有双赢效果。

此外，青年教师在创新性实验实践教学项目建设中找到了科研灵感，坚持从实验实践教学中来，在科研中升华，回到生产实践的模式。例如，从饲草青贮过程中易发生维生素损失的现象入手，深入研究维生素损失的机制和抑制其损失的技术措施，帮助草牧业企业获得优质的青贮饲料，减少外源维生素的添加量，节约养殖成本;从牦牛耐粗饲、能消化农作物秸秆的现象入手，筛选出能够消化木质纤维素的乳酸菌，应用于优质青贮饲料的生产，提高西藏农作物秸秆和饲草的发酵品质和消化率。据统计，参与创新性实验实践教学项目建设的青年教师均获得了国家自然科学基金面上和青年项目、博士后面上项目的支助，其项目支助率比没有参加创新性实验实践教学项目建设的教师高出150%，发表了10余篇高水平SCI论文，申请了5项专利，间接和直接转化的经济效益约800万元。