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关键词:校内教学基地;田间实验室;建设管理;实践教学质量
Optimization of construction and management of campus field laboratory to improve practical teaching quality
Guo Fengfa, Li Shengfu, Song Xianliang, Han Xiulan, Huo Xuehui, Wang Qibai, Shi Chunyu, Li Anfei
Shandong agricultural university, Tai'an, 271018, China
Abstract: Through the optimizating construction and management of campus field laboratory, a good place and rich materials for practical teaching are provided for students, so that students can participate in open mode of practical teaching without time, space and location limit.In this way, students’enthusiasm for experiment and practice is aroused, and the students' comprehensive quality and innovative ability are improved.
Key words: campus teaching base; field laboratory; construction and management; practical teaching quality
随着高等教育由精英教育向大众化教育的转变,招生规模扩大,一系列教学问题逐渐凸现。突出问题是教学资源紧缺、学生自主学习的意识减弱。而社会发展对大学生综合素质和能力的要求越来越高,学生就业压力越来越大。面对新形势,传统农学类专业如何做好学生知识、能力、素质的培养,如何提高学生的实践能力、创新能力、就业能力成为了教学中的突出问题。教育部教高[2001]4号文件明确指出:“实践教学对于提高学生的综合素质、培养学生的创业精神与实践能力具有特殊作用”。
1 农学类专业加强田间实验室建设的重要性
农学类专业是实践性极强的专业,其专业基础课和专业课部分实验教学、教学实习、认知实习、课程论文、科研训练、毕业论文等实践教学的材料、实验场所必须在田间进行。而作物(植物)生长发育与季节、气候等因素密切相关,实验项目进行的时间存在不确定性。如何准备好各种作物(植物)的实践教学材料和丰富的实验场所,对于提高学生的实践技能显得尤为重要。
2 强化组织领导不断增加田间实验室资金投入
为进一步提高农学类专业实践教学质量,搞好田间实验室建设,成立了以分管院长为组长,以实验教学中心(正、副)主任、分管系主任、专业主任、教学秘书为成员的田间实验室建设领导小组。定期研究、检查、解决田间实验室建设与管理中的工作问题。
田间实验室建设需要大量资金,没有投入就不可能使其得到更好的发展。由于认识到位,各届院领导十分重视田间实验室的建设。多年来,我院先后利用山东省小麦工程中心项目、国家计委大型优质小麦基地项目、教师重大科研项目、国家级省级重点学科建设项目、国家级省级特色专业教学改革项目等重点项目建设经费,结合项目搞建设,先后投入建设经费600多万元,建设300平方米温室大棚2个;全自动防雨棚1个;植物教学标本园10亩;中药教学科研圃20亩;购置小麦联合收割机、全自动播种机、拖拉机等农田机械20余台件,晒场4 000m2,综合教学科研实验楼2 170m2,挂种楼1 000m2,种质库240m2,机械库150m2,种子仓库260m2,实验教学材料田、学生认知田、学生高产竞赛田、教师科研田、科技示范园等500余亩,打机井3眼,铺设地下管道4 000m,使500多亩实验地可在4~5天浇一遍。另外还投资30多万元进行了农田土地改造,实践教学条件达到了全国先进水平。
3 加强田间实验室的分类管理
3.1 实验教学材料田20亩
包括小麦、玉米、棉花、花生等山东主要作物,由实验技术人员和教师科研人员种植管理。主要服务于农学、种子科学与工程、植物科学与技术等本科专业的作物栽培学实验、作物育种学实验、植物生产学实验、耕作学实验、田间实验与生物统计、遗传学实验、种子实验技术、种子质量检验、农业生态学实验、作物病虫及防治等十几门课程的实验、教学实习、课程论文、SRT创新实验训练等实践教学活动。
3.2 作物教学标本园10亩
主要有粮、棉、油、糖、麻、菜、中药材、饲料等作物,每种作物种植量较少。由一名专职实验技术人员种植管理。主要服务于农学、种子科学与工程、植物科学与技术、中药资源与开发等本科专业的认知实验、实习等实践教学活动。
3.3 中药植物园20亩
由中药资源与开发专业教师管理。主要种植中药材植物。主要供中药资源与开发专业学生的中药栽培学、中药育种学、中药资源学等课程的实验、认知实习、课程论文、SRT科研训练等实践教学活动。
3.4 学生认知田5亩
由1名教师指导;农学、种子科学与工程、植物科学与技术等本科专业二年级每个学生根据自己的爱好制订种植计划,不限作物种类、种植方式等,自主种植、管理、调查、总结。
通过对各种植物的种植、观察,培养学生观察现象、发现问题的能力,增强学习兴趣。学生从种植到收获全面地认识农作物的生长过程,调查研究其生长发育规律,了解农作物的生长习性,观察记载作物的农艺性状,加深对专业的认识,激发学生学习热情。
整个作物的生育期结束后要求每个学生提交调查报告,每个班写出全班的总结报告进行交流评比。学院定期和不定期对“实训田”进行田间检查、指导、评比。最后根据学生自评、实验调查报告、指导教师评价、学院评价等评选出优胜班级进行奖励。
3.5 学生高产竞赛田5亩
由1名教师指导,农学、种子科学与工程、植物科学与技术本科专业三年级学生自己设计、种植、管理的小麦高产竞赛田。
在教师指导下,以班为单位,每班0.5亩实验田,学生综合运用专业知识,自主进行小麦高产攻关方案的设计与实施,完成田间小麦种植及出苗期、越冬期、返青期、起身期、拔节期、抽穗期、开花期、籽粒形成期、乳熟期、腊熟期、成熟期等各生育时期的观察、调查及田间整地、施肥、查苗、补苗、划锄、浇水、病虫害防治等田间管理,进一步了解和掌握小麦生长发育规律及麦田管理的各个环节,学习和掌握小麦高产创建的基本原理,综合运用小麦新品种和高产栽培新技术进行高产攻关,经过学院组织专家进行实收测产,评选高产及活动优胜班级进行奖励,不仅增强了学生学农、爱农、服务三农的使命感及团队和竞争意识,而且理论与实践相结合,培养了学生的实践能力和自主创新能力。
3.6 科研田、高科技示范园400亩
主要包括教师和研究生的科研实验,同时兼顾本科生的实践教学。主要由教师负责种植管理。
为进一步提高实践教学质量,落实教改计划,从第五学期开始,让每位教师指导2~3名学生,学生每周用半天时间直接参与教师的科研,进行课程论文活动。在教师的科研田和高新技术示范园中,学生通过亲自参与种植、调查、管理、研究总结,培养科研技能,以培养分析问题、解决生产实际问题的能力。
4 田间实验室建设的成效
通过田间实验室这一实践教学的平台建设,使实践教学坚持4年不断线,进一步研究、探索、实践农学类本科专业4年“连续型”实践教学新模式。大一的认知实习实践教学;大二的“认知田”实践教学;大三的“高产竞赛田”实践教学;寒暑假实践教学;大四的毕业设计;充分发挥田间实验室的重要作用。使不同层次的实验、实践环节内容全面、有机衔接,培养学生的实践技能与创新能力。
多年来,农学院不断加强田间实验室的建设与管理,以校内田间实践教学深入研究、探索、实践农学类本科专业实践教学的新模式,取得了丰硕成果。先后创建了“教学、科研、生产”三结合的教学体制(1993年获国家级优秀教学成果特等奖);“植物生产类人才培养方案的研究与实践”(2005年获国家教学成果一等奖);融“传授知识、培养能力、提高素质”三位一体的本科专业应用型、复合型人才培养新模式(2001年获山东省优秀教学成果一等奖);“农学类专业实践教学改革的理论与实践”(2009年获山东省教学成果一等奖)。
参考文献
[1] 郭风法,王建华.农学专业实验教学改革与实践[J].实验科学与技术,2006,2:88-91.
[2] 毕建杰,王建华.在农学专业实验中培养学生创新能力的实践与探索[J].实验室科学,2006,4:40-42.
[3] 郭风法,宋宪亮,赵延兵,等.建立实验教学质量评价体系提高学生创新能力[J].实验室科学,2007,4:31-33.
[4] 王守义,郭风法,王建华,等.提高作物育种学实验教学效果的实践与探索[J].实验室科学,2005,3:13-14.
[5] 毕建杰,郭风法,王建华.确保农学本科专业实验教学质量的运行管理机制[J].实验技术与管理,2004,5:104-107.
【论文关键词】:沙棘资源;开发利用;现状;原则;项目规划;青海湟源
湟源县位于东经100°54′30″~101°24′50″,北纬36°19′27″~36°54′54″,地处日月山北麓、湟水河上游,境内山多地少,沟壑纵横,地形复杂,海拔为2470~4890m,垂直高差2428m,是青海省农牧区的自然分界线。全县总的属于拉脊山地貌,东部部分地区呈现高山峡谷地貌,祁连山的几条小山脉和湟水河、药水河构成全县地形骨架,地势由北、西向东倾斜。湟源县多年平均温度为3℃,最热月均温13.9℃,最冷月均温-10.6℃,≥5℃年积温为1771.7℃,≥10℃年积温为1027.5℃,无霜期27~71d;年平均降水量为400mm,植物生长期降水量为350mm,年蒸发量为1454.3mm,5—9月降水量占全年的86%,11月至翌年3月降水只占14%。冬季漫长干旱,气温日差大,年较差小,结冻期长,无霜期短。湟源县土壤类型较多,根据湟源县第1次土壤普查,境内有8个土类,即石质土、高山草甸土、高山灌丛草甸土、黑钙土、灰褐土、栗钙土、沼泽土、新积土等。全县总面积为15.09万hm2。其中农业用地2.33万hm2,占15.42%;牧业用地4.67万hm2,占30.94%;道路、水域、居民地3333.33hm2,占2.2%,未利用地8060hm2,占5.34%。根据2004年湟源县“二类资源”调查,全县林业用地面积为69534.8hm2,占总面积的46.08%;其中有林地2765.3hm2,占林业用地的3.98%;灌木林地为38924hm2,占林业用地的55.98%;未成林造林地为12233.9hm2,宜林地5472.1hm2,四旁植树1381万株,全县森林覆盖率为26.8%,活立木蓄积量为71.78m3。
1沙棘资源现状
根据2004年“二类”资源调查,湟源县目前有沙棘林地8860.6hm2,其中沙棘灌木林1344hm2,沙棘未成林地7516.6hm2。沙棘灌木林主要分布在湟源县东峡国营林场、波航乡、申中乡及和平乡等地区,沙棘未成林地在湟源县10个乡镇均有分布,且以近几年退耕还林草工程中营造的为主。以前由于没有沙棘开发利用的合适途径,沙棘在湟源县主要是作为水土保持树种进行营造水土保持林,对它的开发利用也仅仅局限于育苗所需的沙棘种子采集。经推算,每年的沙棘结果量约3万t,种子产量在200t,实际种子采集量在2t左右。
2沙棘资源开发指导思想及建设原则
以企业为龙头,以现有沙棘资源为依托,合理开发利用沙棘资源,支持企业做大做强,可持续发展沙棘产业;以优树选择为手段,提高种子品质;以优树的合理配置、林分的集约经营、科学管理为措施,提高沙棘种实的产量和质量;以种子园营造、育苗基地建设为基础,充分发挥区域优势,建设湟源县良种生产基地,更好地为沙棘资源开发利用项目服务。应坚持以下原则:一是科学合理利用,实现可持续利用。沙棘在湟源县发挥着非常重要的生态功能,它的开发利用一定要科学合理地进行,既要满足企业生产需求,又要确保沙棘资源不受破坏,实现沙棘资源的可持续利用。二是有偿使用。湟源县的沙棘林主要分布在天保工程区和重点生态公益林区,国家为保护生态投入了大量资金,利用现有沙棘资源,要合理收取一定费用,并将收取的费用用于沙棘资源的管理和培育。三是因地制宜,统筹规划。根据湟源县的具体情况进行项目规划,要在保护现有沙棘的基础上,开展沙棘资源的合理利用,结合在湟源县实施的各项工程,加快沙棘林的营造。四是科学管理、集约经营。在沙棘种源选择、优树选择、种子园建设、沙棘林营造、沙棘果实采摘等经营管理过程中,以科学的态度,严格的管理培育沙棘,确保沙棘果实的产量和质量。五是以科技为先导。加强沙棘资源开发利用的基础研究,开发沙棘新品种,在沙棘林营造中大力推广先进的种植技术,坚持以科技为先导,依靠科技进步促进沙棘产业的快速发展。
3沙棘资源开发项目建设规划
3.1沙棘采果林基地建设
根据2008年“二类”资源调查,湟源县目前大部分沙棘林为未成林地,因此沙棘采果林建设主要是对未成林地的管护抚育。管护抚育工作包括成林地的轮茬复壮、病虫害防治等和未成林地管护、病虫害防治等[1-2]。规划在2年内全面完成8860hm2沙棘林的抚育工作。
由于湟源县目前剩余的人工造林宜林地分布在全县10个乡,经过几十年的人工造林,大面积的宜林地都已被绿化,而且先前的人工造林都遵循先易后难,由近及远的原则进行,因此现有的宜林地大多分布在离村庄较远的周边地区,并多为阳坡和半阳坡地带。这些宜林荒山荒坡绝大部分海拔高,坡度大,气候寒冷,植被稀少,土壤瘠薄,土壤结构差,管护难度大。因此,在营造过程中一定选择好造林用苗,在栽植中严格按造林技术规程进行,大力推广应用先进的造林技术。项目规划新营造沙棘采果林4000hm2,在项目实施期内每年营造800hm2,项目实施地点分布在湟源县10个乡镇。采果林基地建成后,年产沙棘果实1930t,果汁1400t,种子近27t,可年创产值5500万元,将对湟源县地方经济发展发挥一定的作用。
3.2优质大果沙棘园建设
大果沙棘既具有水土保持、防风固沙、改良土壤的功能[3],是集生态效益、社会效益、经济效益于一身的优良树种,也是最有前景的第3代水果。沙棘全身是宝,根、茎、叶、果种子含有100余种对人体有益的活性物质,各种维生素含量居果菜之冠,具有很强的防癌抗癌作用。此外,大果沙棘与湟源县的中国沙棘相比具有果大、无刺、产量高、易采摘等特点。同时,大果沙棘是多年生灌木,一次定植,多年结实,经济效益是传统作物的几十倍[4]。营造优质大果沙棘园200hm2需大果沙棘苗木66万株。建设地点设在和平乡和申中乡。
3.3沙棘种子园建设
中国沙棘在湟源县一般6~8年开始结果,幼龄后期至中龄进入盛果期,建立实生种子园,周期短,见效快。根湟源县实际情况建设沙棘种子园30hm2。
3.4沙棘育苗地建设
中国沙棘雌雄异株,风媒传播花粉。中国沙棘既能进行扦插无性繁殖,也可用种子进行有性繁殖,两者各有优缺点。但考虑到湟源县培育实生苗有多年历史,简单易行,因此沙棘育苗基地建设采用实生苗育苗。根据湟源县沙棘采果林营造规模确定育苗面积为3hm2。
4参考文献
[1]程小兵.沙棘栽培技术[J].内蒙古农业科技,2006(S1):135-136.
[2]杨彩凤,马进军,许涛,等.半干旱黄土丘陵区沙棘栽培技术初探[J].内蒙古农业科技,2008(5):126.
在形式和操作内涵上高度重视,编写课程指导书、教学大纲和考试大纲,以便教师(特别是新教师和对专业不熟悉的教师)和学生明确整个课程的要求和内容,增强教与学的知情权和透明度。要求教师按2~4学时编写教学日历和教案,任课教师按照作物从种到收整个环节安排课程的理论和实践教学,如播前土地准备技术、种子处理技术、播期选择、精量播种技术、田间管理、标本制作等,以便加强课程理论和实践教学的计划性。
(二)规范教学内容
规范课程教学内容是为了保证教师易于教,学生易于学。主要包括对作物新品种、栽培新技术、新型农具、新型灌溉技术及农业信息新技术等讲授和参观学习,提高学生对现代农业的感性认知,培养学生对专业的认知感;适应新疆现代农业要求的作物播前准备工作,如规模化生产下的工程性整地技术、精量播种下的作物种子包衣技术、作物GPS导航精量播种技术等;结合专业劳动课和农学实践基础课程,把作物形态学观察纳入到农事操作环节中,创新“农事操作”环节,这样,在专业核心课程《作物栽培学》课程实验中,均安排提高学生分析问题和解决问题的综合性和创新性实验,而不像现在《作物栽培学》课程实验中50%的学时为作物形态观察类的验证性实验;建立“作物形态学观察实验室”,有计划地进行农作物生产实践的“启蒙教育”(如包括作物形态辨识,种植主要作物高产田等),使学生对主要农作物有个大致了解,使学生能结合一年级植物学综合实习所掌握的技能,对作物的形态学进行系统了解,实现实践教学从植物学到作物学的科学对接;在实验田种植大面积难以见到的一些小作物,制做作物标本,使同学们对农作物有一定的感性了解,增强同学们对农作物的兴趣,确保学生专业能力和专业兴趣的同步提高。
(三)以学生为中心,着力推行自主式学习方法
以分析、研究和解决农业生产中实际问题的过程为平台,以师生互动和同学合作为形式,将学习知识与研究问题相结合,推行研究性学习方法。面向教师采用直观教学法。利用挂图与实物有机结合认识作物形态器官、解剖结构;利用多媒体课件对主要实验内容、记载标准、操作过程等进行详细说明;利用教学片直观动态介绍生长发育、演示操作过程;教师充分准备教学材料,使学生通过讲述与观察,掌握作物特征特性与动态;教师演示后,学生现场实地动手实际操作,并进行观察与记载,学生通过全过程的操作,系统掌握研究方法及操作技能,并巩固课堂所学理论知识,面向学生采用自主式学习。按兴趣和能力组成科研训练小组、高产创建小组、标本制作小组等,要求学生以案例形式完成一次大作业或讨论课。让学生依据教师提供的题目结合自己的兴趣选择问题,再通过和组员协调完成从资料收集、内容组合、幻灯制作及内容的讲解等过程。在讲解的过程中,教师和学生即是听众又是点评者,通过这种形式,学生能够在一定程度上认识这些问题并提出解决问题的基本途径和方法,在理论与实践的结合上为学生提供了一次极为有益的实战锻炼机会。
(四)建立科学合理的课程考核办法
农学实践基础课由于其上课时间长、持续的周期也长(4~8月),上课的环节多、实践形式多样化,而且多数是在实验站进行。因此,在实践教学中普遍存在学生考核评价指标含糊,成绩评定随意等问题,不能反映学生的实践能力和水平,直接影响学生实践积极性,限制实践教学质量的提高。建立完善的课程考核标准,不仅有助于引起学生对实践教学的重视,激发学生的学习兴趣,提高学习的自觉性和积极性,同时使学生更容易掌握实践技能的操作要点,便于学生在实践教学中发现自己的长处和存在的问题,从而提高学生实践技能。农学实践基础考核方式应包括4部分:(1)平时成绩。根据出勤、劳动态度、劳动技能及作物生产情况进行评定,占总成绩的20%。(2)作物营养器官或生殖器官标本制作,占总成绩的20%。(3)田间管理要点总结。学生对自己种植的小区作物生长发育特点及管理措施进行总结,占总成绩的20%。(4)年终生产实践总结。占总成绩的20%。在作物收获、测产、销售后,结合所记录的数据资料,对自己作物种植管理情况进行系统的总结,提交课程论文,避免了以闭卷考试确定学生成绩的片面做法。
1.建构主义理论的内涵
建构主义理论是当前教育心理学中关于学习的一种新思想,已成为教育领域中的热门话题。代表人物皮亚杰和维果茨基奠定了建构主义的两大流派:认知建构主义和社会建构主义[2],其理论的精髓一是认为学习过程不是个人被动地接受知识,而是根据先前的认知结构积极建构当前事物的过程;二是认为知识是个人主动建构经验的过程,即通过新经验与原有知识的相互作用,来充实和丰富个人的知识经验。
2.建构主义理论在教学改革中的意义
第一,建构主义理论进一步明确了教师与学生在教学过程中各自所处的地位,表明双方各自的责任与义务,也更加明确了教师的职责是促使学生在“学”的过程中,实现新旧知识的有机结合,有助于教学任务高质量的完成;第二,建构主义教学更为注重教与学的过程中学生分析问题、解决问题和创造性思维能力的培养,从而打破了传统的以教师为中心的教学模式,设计以学生为中心的教学模式,使教学形式、内容更加丰富多彩,有利于人才的创新培养。
二、种子市场营销学课程在教学过程中存在的问题
随着农村经济的发展,社会对于种子营销人才的素质要求越来越综合化,既要掌握市场营销的基本技能,又得掌握农村市场与农村社会以及各类种子企业的经营特点,具备为种子企业打开国内国际市场的实践技能。然而,从目前高校种子人才培养现状来看,还存在一些不完善的方面。
1.教学内容陈旧,缺乏实践指导
教学的内容主要与选用的教材有关。教材从组织编写、审定、出版需要一个较长的周期,更新速度较慢,成本也高。因此,教师所选用教材往往是多年使用一本书,容易造成学生所接受的信息是过时的或是跟市场需求不符的。目前,种子市场营销学的教学内容依据的是市场营销学的理论体系,涉及营销的各个环节,比如种子市场营销的基本理论知识、种子营销策略和技能等,教学内容比较固化,而种子企业为适应营销环境变化而创新的营销策略没有体现在教材中,尤其是网络营销知识的缺乏更为突出。然而,随着经济的发展,企业对学生的职业能力和岗位能力的要求越来越高,基本的教学内容显然不能满足职业岗位的要求,相对来说比较落后,缺乏对学生职业能力的培养。
2.教学方法落后,不能充分调动学生学习的兴趣
种子市场营销学课程是目前许多高等农林院校种子科学与工程专业和相关专业的必修课,该课程实践性、应用性很强。由于授课教师实践经验不足,课程没有实践教学环节,教学案例缺乏,导致目前大多院校停留在理论讲授层面。虽然教师采用多媒体授课,但从本质上来看还是以教师单一讲授为主,以教材为中心,以课件为主要内容,学生仍处于被动接受的状态,不能调动学生学习的积极性和主动性,从而影响课程的教学效果。
3.教学过程重理论轻实践,不利于学生的全面培养
种子市场营销学的特点决定了该课程应突出实践教学,实际上虽然教师在教学过程中也会穿插实际的案例进行说明,但在实际过程中出于对理论体系和知识的连贯性考虑,就会安排更多学时进行理论讲授,而对于实践性较强的方法、技巧、策略相对来说安排的学时较少,使学生分析问题、解决问题的能力较差,不利于学生的全面培养。
4.考核方式单一,不利于考核学生的综合素质
课程考核是教学活动中不可或缺的环节,通过考核达到检验教学成果的目的,不但便于检查学生的学业成绩、督促学生系统地掌握所学知识,而且对于检查教师的教学效果、促进教学工作的改进方面也起到了重要作用。然而,从目前的考核方式来看,课程的考核普遍采用考试形式(主要是笔试),而且客观题多、主观分析题少,形式上比较单一。由于对学生的学习过程没有做好监督或考核,导致了大部分学生平时学习松懈,考前突击死记硬背,考后遗忘的不良现象,使考试最终成为学习的目的,违背了教学的初衷,从而不利于学生创新意识和创新能力的养成。
三、基于建构主义理论的课程教学设计
与传统教学模式相比,建构主义理论在教学过程中更加突出学生在学习过程中的中心地位,而教师在这一过程中处于教学引导地位。因此,种子市场营销学课程的教学设计须打破过去传统的以教师课堂讲授为中心的模式,在教学的各个环节的设计要突出以学生为中心,同时加大实训内容的设计,见图1。
1.课程教学目标构想
建构主义理论兼顾了学习的社会目标和学生的个性发展,形成教育目的和形式的有机融合[4],也就是说种子市场营销学课程的教学目标设计既要满足社会对专业人才的需求,同时又要满足学生个性发展的需要。基于此,本文认为种子市场营销学课程的教学目标应实现以下内容:即通过该课程的教学,帮助学生实现对相关种子营销理论知识的意义建构,能够认识、分析种子经济领域内的相关问题,从而运用所学知识来解决实际问题,并能指导学生的社会实践。
2.课程教学内容设计
教学内容设计的好坏直接影响着教学的质量。建构主义理论指导下的课程教学内容设计既要考虑到学生已构建的知识框架(如学生的认知能力、前期认知程度),同时又要考虑到学生对新信息的接受与容纳能力以及学生对输入信息的反馈。市场经济条件下,对种子市场营销人才的专业能力要求越来越全面,这就对课堂教学内容提出更高的要求,而不再是简单的教材中的基本内容。在建构主义理论指导下,种子市场营销学的教学内容应是围绕教学目标,将教学内容在原有基础上进行适当调整,并补充大量的必要信息。因此,在改革教学内容过程中,要注意处理好以下内容。(1)多渠道提高教师专业理论水平一方面通过参加国内高水平的学术交流来扩大教师的视野,拓展教师的知识领域;另一方面给予教师创造便利条件,让教师亲自到企业中去体验,真实地感受实际工作中对于专业能力的要求,找出目前教学内容中的不足,从而更有针对性地改革教学内容,也有利于教师学术水平的提高。(2)突出实际工作岗位要求,做到学以致用按照种子市场营销工作的具体内容与职业能力要求设计教学内容,确保学生所掌握的内容与实际岗位能力要求一致;同时,注重学生职业能力的训练与培养,使其具备营销工作的基本技能。(3)注重理论联系实际,保证理论体系的完整性从高等教育角度,一门专业课程必须要有完整的理论体系。根据种子市场营销学课程的特点,在保证完整的理论体系的前提下,还需要有一定量学时的实践内容作为支撑。比如通过种子营销工作中的案例教学启迪学生的职业思维,促进其经验性知识的形成。
3.课堂教学方法设计
在传统课堂教学过程中,是教师主动教与学生被动学的互动过程,教学方法单一,教学效果不佳。根据建构主义理论要求,在教学过程中要突出学生的中心地位,必须采用灵活的教学方式、方法,教学主体由过去教师如何教变为现在学生如何学,使学生学会运用所学知识,达到教学的目的。在实际教学过程中,注重多种教学方法的有机组合,以达到提高教学质量的目的。(1)理论教学法任何一项实践工作的开展都须在一定的理论知识的指导下进行,也就是说理论知识是专业能力的基石。理论教学法也就是充分发挥了课堂教学优势以及教师的主导作用,通过系统的理论知识学习,使学生具备一定的专业理论分析能力。同时,在理论教学上强调必需、够用、适用的原则[5],在此前提下,提高学生对专业相关文献的阅读能力,通过多种渠道了解掌握最新营销领域的理论前沿问题,不断丰富和完善学生的理论知识。(2)案例教学法案例教学法是一种以案例为基础的教学方法,是培养学生实践能力中较经典的方法,起源于二十世纪初美国哈佛商学院的案例教学形式。由于案例内容是企业在发展过程中真实的经历而区别于教材中理论性内容,从而可以对理论教学内容进行有效补充。因此,学生在分析案例过程中,经历了从发现问题、分析问题到最终解决问题的过程,最终达到提高学生解决实际问题的能力。(3)情景教学法情景教学法是教师设计一个营销环节的场景或借助于营销模拟软件,将课堂变为营销活动的现场,要求学生分别扮演场景中的各个角色。通过亲身体验角色,学会运用所学理论知识对实际问题进行独立分析和判断,由学生当评委给出成绩,由教师就学生在这一环节的表现给出综合评价,指出不足。这种方法能极大地提高学生学习的积极性,同时也培养了学生的团队协作和创新意识。比如在帮助企业推出新品种上市这一情景中,学生可以从企业角度向潜在客户分析新品种的相对优势和所产生的效益最终达到销售的目的,从客户角度着重分析新品种可能产生的效益,通过讨价还价达到降低成本的目的。(4)实践教学法实践教学是检查课堂教学效果的有效手段,通过学生在实践活动中的表现,检验学生对理论知识的掌握程度。实践教学应包括校内实训和校外实习。校内实训主要是根据教学内容安排,借助实验室进行专业软件的实际操作。一方面,借助系统仿真软件可以锻炼学生处理信息的能力,如网络查询种子营销信息,进行网上的询价、议价、最终达成交易的目的。另一方面,通过软件的全过程操作流程,训练学生对市场的预测和决策能力,掌握种子营销的技巧,了解种子营销的账务处理。校外实习主要是利用课外的时间,统一组织学生真正体验社会实践,主要包括两方面。第一,市场调查。市场调查是做好一切工作的基础。教师事先向学生布置调查专题,明确调查目的,通过有效的组织形式让学生深入市场,培养其发现市场机会、搜集市场有效信息、进行数据信息分析和处理的能力,最终形成市场调查报告。第二,直接向目标客户进行种子营销活动。由学校或种子企业向学生提供一定数量的商品,由学生分析潜在目标客户群体,最终实现商品的销售,培养学生适应社会岗位的能力。
4.课程考核设计
科学合理的考试不仅能对教学起到反馈、调节、评价、促进作用,而且对培养学生良好的学习方法和学习习惯,调动学生学习的积极性、主动性,对培养学生的创新意识、创新精神和创新能力具有重要意义[6]。因此,建构主义理论下的课程考核应遵循以考促学的原则,将教学过程考核与期末考核有机地结合起来,真正起到检验学生学习效果的作用。(1)采用多元化的考试方式考试方式多元化,是高等教育大众化背景下教学改革的发展方向和必然要求,更加注重考试结果的信息反馈,即教学过程中最终考核的结果是多种考核形式的综合。一是“平时+期中+期末”方式。在这种方式下,将考试贯穿于整个教学过程。平时成绩由课堂小测、课堂提问、课堂出勤等综合评定;期中和期末成绩由卷面笔试进行评定。这种方法还是沿用了传统的考核方法,综合成绩主要是由笔试成绩构成。二是“调查报告+期末”方式。在这种方式下,通过撰写调查报告,考查学生运用所学理论知识独立完成专项调查的能力,并用以考核学生对理论知识点的掌握情况,根据调查问题的设计、完成情况给出成绩;期末成绩仍由笔试成绩构成。这种方法既考查了学生对课程的掌握情况,同时也锻炼了学生分析问题和解决问题的能力。三是“平时+课程论文”方式。在这种方式下,平时成绩主要由课堂作业、案例分析、学生互评等方式综合评定;以课程论文形式作为课程考核的最终形式,通过专业论文的撰写,一方面提高了学生的专业分析能力,另一方面为写毕业论文奠定一定的理论基础。(2)加大平时成绩所占比例如前所述,平时成绩可以采用课堂讨论、作业、出勤、论文等形式的综合,从多方面、多角度对学生进行综合的评价。因此,只有加大平时成绩在综合成绩中的比例,才能实现对学生的综合性、动态性的考核目的。(3)给予学生创造性表达的机会考试改革最重要的就是实现对学生的综合评价,不仅是对理论知识的熟练掌握,更重要的是将理论知识用于实践,能够与他人进行交流。教师通过开展课堂讨论、课堂答辩等环节的设计,给学生创造自我展现的机会,增强学生的自信心,有利于促进教学改革的发展。
5.课堂教学质量评价
课堂教学评价是提高教学质量不可或缺的重要环节,其直接目的就是发现教学过程中存在的问题,促使教师不断地改进,提高教学效果。建构主义理论指导下的课堂教学评价,应注重学生在评价过程中的主体地位,充分发挥学生的主导作用。因此,在教学质量评价过程中,应注意以下方面的问题。第一,建立以学生为主体,多方参与的综合评价主体。综合评价主体是包括学生、教师、领导、用人单位、家长等在内的多方参与教学评价过程的主体,从多方面、多角度对课堂教学进行综合评价,更有利于教学质量的提高。第二,建立完善的质量评价指标体系。评价指标体系的设置应符合建构主义理论指导下课程教学目标的要求,具有可操作性,符合科学性原则。
四、结束语
在西安交大种下科研理想的种子
1990年,陈皓勇考入西安交通大学少年班,并在这里学习、工作长达16年,度过了人生成长最关键的时期,也在这里种下了此生与科学研究相守的理想的“种子”。西安交通大学“起点高、基础厚、要求严、重实践”,为他日后的科研道路奠定了坚实的基础。
1992年,陈皓勇以优异成绩选择了本校电力系统及其自动化专业,1994年,他结识了刚从日本归国的著名电力系统学者、中国科学院院士王锡凡教授,从此跟随王锡凡教授学习、工作长达12年,在王锡凡教授的引领下真正跨入了电力科学的大门。
1995年,陈皓勇以优异成绩成为王锡凡教授的研究生,从事电力系统优化调度、优化规划和电力市场等领域的研究,王锡凡教授强调创造性的培养,对研究方向的把握更重于具体指导,对学生科研工作的启发更重于直接参与,使他的创新精神和独立科研能力得到了真正的锻炼。
2000年,在王锡凡教授的鼓励下,陈皓勇博士毕业并留校任教,除担任专业主干课“电力系统分析”等的教学工作外,还作为主要研究人员参加了王锡凡教授所主持的国家自然科学基金重点项目、国家重点基础研究发展计划(973计划)等一系列国家重点项目,并且自己也主持了国家自然科学基金青年基金项目、国家社会科学基金青年基金项目等国家级项目,参与了《电力市场基础》新教材的编写。
2006年,陈皓勇受聘为华南理工大学“百人计划”,在这里又得到了中国工程院李立浧院士等老一辈电力科学家的关心和支持。除继续前沿理论研究外,更找到了科研成果的良好应用平台。在华南理工大学,陈皓勇除继续担任“电力系统分析”的教学工作外,还创造性地开设了“电力市场概论”、“电力经济与管理导论”等一系列新课程。承担了国家自然科学基金项目、国家高技术研究发展(863)计划重大专项(子题)、教育部科学技术研究重点项目和国家优秀青年科学基金等一系列国家和省部级重点项目,并且获得了教育部“新世纪优秀人才”称号。陈皓勇还承担了南方电网有限责任公司、广东电网公司等企业的一系列重点项目,促进了科研成果的实际应用。
期间,陈皓勇拓展学科领域,融合华南理工大学电力和能源相关学科的优势,先后参与筹建华南理工大学“能源研究院”、“新能源与环境协同创新中心”等的筹建,也翻开了个人事业新的一页。
身处改革开放的前沿,陈皓勇仍然不忘母校,和西安交通大学电力工程系保持着长期和紧密的科研合作,联合申请了国家重大项目,和王锡凡院士等共同获得教育部高等学校科学研究自然科学一等奖,并即将进一步拓展海上风电等领域的科研合作。
在电力系统优化领域奋勇开拓
严谨的科学态度、力求卓越的学术精神,一直是陈皓勇的科研准则,而重视交叉学科发展和基础前沿研究,则是陈皓勇的科研特点。
陈皓勇在国际上首次提出电力系统机组组合的协同进化算法等人工智能算法,并将其推广于电力系统规划、运行和电力市场决策等多个领域。
协同进化算法借鉴自然界中的协同进化机制,引入生态系统的概念,生态系统中多个物种相互作用,共同进化,从而使整个系统不断演进。将工程应用领域待求解的问题映射为生态系统,以生态系统的进化来达到优化问题求解的目的。协同进化算法为电力系统优化提供了新途径,也为解决一般复杂工程系统优化问题提供了一种基础算法。电力系统机组组合问题的协同进化算法引起国内外广泛关注,普遍认为该方法作为传统进化算法的扩展,具有解决更复杂问题的能力。陈皓勇将“协同进化算法”进一步拓展应用于电力系统的无功优化问题并获得了国家发明专利,他还将协同进化算法应用于寡头垄断电力市场的模拟和分析,并在国际权威期刊上发表了系列论文,开辟了电力市场仿真建模的新方向。
电力系统作为典型的分布式大系统,其规划和运行中的很多优化问题都是大规模、离散、非线性的,用常规的方法很难求解。陈皓勇系统地研究了基于大系统随机与离散优化理论的电力系统规划、运行的模型及算法。
在电力系统规划方面,他提出了基于改进Lagrangian松弛法和随机生产模拟的电源规划模型和算法,发展了基于多目标(协同)进化算法的输/配电网规划;在电力系统优化调度方面,除提出机组组合问题的协同进化算法外,在国际上较早地提出基于鲁棒优化思想的多风电场并网条件下的电力系统安全约束机组组合模型和算法,研究了基于退火选择遗传算法和内点法的含整数变量最优潮流,建立了基于协同进化计算的配电网重构算法;在电力系统无功优化方面,提出基于退火选择遗传算法的大电网无功优化,研究了基于退火选择遗传算法的配电网多时段无功/电压控制等问题。陈皓勇作为国际上鲁棒调度思想的首先提出者之一,在2012年IEEE电力与能源学会年会上宣读了相关论文,引起与会者的热烈讨论。
专注基于博弈理论的交叉学科研究
当今学科分工越来越细,不同领域间日渐形成壁垒。在自然科学与社会科学间是否存在不可逾越的鸿沟?陈皓勇的回答是否定的。他认为,当代科学发展越来越依赖多种学科的综合、渗透和交叉,学科交叉有利于学术思想的交融,有利于人类所面临重大问题的综合性解决,已成为科技创新的重要途径。陈皓勇是国内少数主持过国家社会科学基金的工程领域学者之一。
“博弈论”是陈皓勇经常挂在嘴边的一个学术名词。博弈论有时也称为对策论,属应用数学的一个分支,目前在经济学、政治学、计算机科学、生物学、国际关系、军事战略及其他很多领域都有广泛的应用。陈皓勇对博弈论的兴趣起于电力市场的研究。
在现阶段不断开放的市场环境下,电力系统中存在不同的利益主体,在规划和运行决策中通常以自身利益最大化为目标,传统的统一优化模型难以适用。作为一类先进的数学工具,博弈论通过建立电力系统中多方优化决策模型并求解均衡策略,使得各方均能获得最佳收益。陈皓勇长期从事基于博弈理论的电力市场建模、分析与仿真研究,提出了运用多项式方程系统求解电力市场均衡的方法,首次形成了基于实验经济学的电力市场博弈分析系统理论和方法。并在国际上首次结合基于协同进化计算的智能模拟和实验经济学方法,研究了电力市场主体的交易策略和市场均衡问题。这些研究工作得到国际同行的一致认可,并被认为在工程科学和基础科学之间架起一座桥梁。