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【聚焦“新农科”】新农科背景下现代农业复合型人才培养实验教学平台的建设实践
作者:麦宇红 来源:实验技术与管理 发布时间:2020-06-26 阅读次数:

2019年6月,在由教育部高等教育司指导、教育部新农科建设工作组主办的新农科建设安吉研讨会上,全国涉农高校凝聚形成了《安吉共识》,开启了“新农科”建设的新里程。以多学科深度融合为核心、以实践推动创新发展为第一要义的“新农科”要求高等农业院校在人才培养中既要注重多学科对农科的渗透,又要从广度和深度上加强人才所应掌握的现代农学及其相关技艺、技能的培养与训练。在培养与“新农科”理念内核相适应且具有“创新思维、实用技能的复合应用型农林新才”的过程中,被称为“创新人才摇篮”的实验室发挥着不可替代的重要作用。

作为广东省高水平大学重点建设高校的华南农业大学,百余年的发展历程使其由单纯性农业大学发展为集农、工、文、理、经、管、法为一体的综合性、多科性大学。农学优势为主、其他学科特色发展为辅的多学科协同发展模式,为“新农科”人才培养奠定了精深与广博的学科基础;以学科力量为支撑,覆盖研究生与本科生的多层次实验教学体系又为“新农科”人才专业技能与通识素养的培育提供了科学而又极具针对性的平台依托。现将学校经过不断改革与探索而逐渐成熟与完善的实验教学体系及其管理模式予以详细解构,以期为推动“新农科”人才培养实践提供参考。

一、多维实验教学体系解构

(一)专业实验教学平台与公共基础实验教学平台

“新农科”理念下的现代农业已成为在产业融合基础下发展且兼有科学技术与人文风格的多功能产业,其内涵的丰富性要求相应人才对农业的了解涉及多种途径、多向维度、多个层次。因此,除农学专业外,信息技术以及物理、化学、数学等理工学科的知识与技能也是“新农科”复合型人才必不可缺的素养与能力。学校农学专业性与理工学科广博性实验实践技能的传授分别由国家级、部分省部级科研平台和公共基础课实验教学中心来完成。

学校现有的8个国家级科研平台皆依托农学学科深厚的积淀而建成。平台除辅助教师和研究生完成科研工作外,还承担着全校农学、工学和理学三个学科门类近30个本科专业的专业性实验教学任务。学校国家级科研平台与对应本科专业见表1。学校另外73个省部级实验平台则基本涵盖了全校所有非文科类本科专业的专业实验教学。作为国家科技创新体系重要组成部分的省部级(以上)重点实验室,尤其是国家重点实验室,因是国家组织高水平科学研究和培养优秀科学家的重要基地,其在强化农学及相关专业本科生的实验技能、提高学生科研素养和科技创新力方面功不可没。

除专业实验教学之外,培养与“新农科”理念相契合的、具有“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的农林新才还必须投入扎实而充分的基础性实验教学训练,这不仅是农科创新人才培养的关键,而且还直接影响到人才培养的基本质量甚至学校的办学效益。学校以公共基础资源共享为原则,全力突破实验教学资源壁垒的束缚,2007年将原理学院、生命科学学院、信息学院、外国语学院、艺术学院等相关教学实验室以及实验资源予以整合优化,在东区组建了建筑面积1.68万m2、实验用房178间的基础课实验教学中心。独立建制并作为正处级实体教学单位的公共基础课实验教学中心下设11个实验室、4个教学部,涵盖了基础生物学、计算机、数学、物理、化学、语言、绘画制图及管理训练等8个学科门类的基础实验课程,完成近3万名本科生的公共基础实验教学任务,年均授课逾100万学生人时数。对全校公共基础实验教学资源的统筹与规范化管理,既提升了公共基础实验教学的质量,又避免了因多头管理带来的无序及重复购置造成的浪费,使实验室运行与管理的效益大大提升。公共基础课实验教学中心自成立后还在教学资源、教学平台以及教学课堂环节等方面进行改革与创新,不断强化实验室的信息化、多功能化与规范化。其11个实验室中,国家级实验教学示范中心已有4个,占比36%;省级实验教学示范中心已有7个,占比64%,为培养全面发展的且具有创新思维、创新技能、创新人格的高素质人才创造了条件。

(二)通识性实验实训教学平台布局

适应“新农科”要素的复合型人才必须是既专又博的高素质人才。因此,进一步拓宽专业面向,强化通识教育,注重在通识技能培训中融入通识素养的培育与熏陶,并将创新创业教育、专业教育以及通识教育彼此融通渗透,这是高等农业院校培养现代农业人才的必然之举。华南农业大学2014年成立的通识性管理训练中心、工程基础教学与训练中心两个独立建制的实验教学单位即为通识素养教育、通识技能训练与创新创业教育三方面完美结合的产物。

管理训练中心重在以通识性实验教学课程培养学生的现代管理理念和管理技能。其前身为经济管理类专业技能训练中心,后随着学校的扩招、本科生人数的激增以及通识通训实验课成为非管理专业本科生的必修类实验课程,经济管理类专业技能训练中心便已无法满足全校每学年约8万多人时数的通识性管理训练教学任务。依托公共基础课实验教学中心这一实体机构,集合经济管理学院、公共管理学院、人文学院以及校外学术和实践能力兼具的优质师资,建设校级管理训练中心迫在眉睫。管理训练中心目前拥有专用课室7间,仪器设备及培训软件价值逾百万,开设有自我管理、团队管理、大学生涯幸福管理、公共危机治理、公共政策活动与实践等近20个课程模块,为广东省培养了大批管理素养与管理能力俱佳的复合型人才。学校通识性管理训练模块安排见表2。

除管理技能外,工程类的知识与技能亦是现代农业人才在参与乡村振兴以及现代农村建设中不可或缺的,这一部分的实验实训课程则由独立建制的工程基础教学与训练中心完成。工程基础教学与训练中心成立后便将原有的20余个实验室根据所教授的实验内容划归为机械工程、电工电子、力学和制图等4个教学实训部,承担全校所有非工科专业学生的工程基础通识性训练的教学任务;此外,还包括工科专业本科生的工程基础性训练和专业性训练。学校工程基础教学与训练平台体系见表3。

(三)基于共享的高层次创新人才测试实验平台

学校还有一个立足于高层次创新人才培养,集教学、科研、检测服务为一体的,以生物、农业、环境测试为特色的公共测试技术服务共享平台。一批生物技术类、人工气候类、色谱类、光谱类、电镜类等先进、大型的精密分析测试仪器皆存放在该平台。平台设有仪器分析和微区分析两个功能室,从与科研对接的高端仪器设备实操和分析人手,为农业生物、应用生物技术、化学类等高层次创新人才培养提供平台支撑。同时,测试中心还兼任研究生和本科生的仪器分析、质量标准化计量等具有实际操作性和指导性的教学工作,为高层次创新人才的成才成长以及重大科研成果的孵化、培育奠定了坚实的基础。学校测试实验平台功能模块见表4。

二、以信息技术为支撑,联动、开放式的管理模式

(一)职能定位

学校现有的四大公共实验教学平台(公共基础课实验教学中心、工程基础教学与训练中心、管理训练中心和测试中心)以及省部级(以上)重点实验室共同构成一个覆盖本科生与研究生的集教学、科研、社会服务等各项功能为一体的实验教学网络。虽然各实验平台“纵横交错”,但是彼此职责明确,功能定位错落有序。省部级(以上)重点实验室、公共基础性实验教学、管理技能性实验教学、工程通识性实验训练彼此相辅相成,为培养农科学生的“厚基础、强能力、宽专业”夯实了基础;国家、省部级重点实验室又与测试中心相互补充,为高层次、创新型科研人才培养提供条件。

随着学校省部级重点实验室的日益增多,为了增强对其的统筹管理,学校于2009年又成立了独立建制的处级单位——重点实验室建设办公室,将分散于各学院的8个国家级重点实验室和73个省部级重点实验室统一协调管理,与涉及本科生基础课实验教学的公共基础课实验教学中心和涉及通识性实验教学的管理训练中心、工程基础教学训练中心平行建设。

学校根据各实验中心定位与功能的差异,在实验人员的准入机制、仪器配置标准以及经费投入基数等方面予以宏观部署、分类规划:以科研及高层次创新人才培养为主的国家、省部级实验室和测试中心,不仅每年划拨的运行经费是其他实验室的2-3倍,对实验人员的要求和采购的仪器设备也分别设置下限要求,如新进实验人员必须为相关专业的硕士或副教授、在岗实验人员必须承担一定的科研任务、30万元以下的小型设备限制采购等;而以本科实验教学和通识训练为主要任务的公共基础课实验教学中心、工程基础教学与训练中心以及管理训练中心则重在实验教学和仪器设备的管理维护,例行采购的也仅为50万元以下的中小型、常规教学类实验设备,对相关实验人员的要求也降低了许多。各实验平台功能的交叉定位与分类发展,既优化了资源配置绩效,避免了因实验平台功能重复而导致的资源耗费,又通过赋予各独立建制实验中心相当的话语权和决策权,调动与提升了其自我建设与管理的效能。学校实验平台布局见表5。

(二)运行机制

学校的四大实验中心及重点实验室建设办公室均作为处级单位独立建制而存在,在实验室资源的调配与管理方面具有独立的管理权与支配权。但是其与学校其他职能部门如教务处、设备处之间,与学院之间,以及各实验中心彼此之问却并非因独立建制而壁垒森严。它们不仅通过信息系统将彼此资源予以全方位对接,而且建立起协同联动共建共管的良性互动运行机制。从排课的具体流程可一斑窥豹:教务处将经过学校确定的人才培养方案传达给学院;学院根据培养方案制定课程计划并予以反馈;教务处根据学院反馈的课程计划统一排课,并将实验课程的课时、时间、专业、年级等信息指令发至各实验中心;实验中心接到指令后将其传达给下设的具体教学部,落实相关实验室和实验人员,然后最终再反馈至学院。在此过程中,教务处负责排课的教务系统、资产管理处的仪器设备系统与各实验中心的实验管理系统予以无障碍对接。其间,实验中心若发现实验室或有关设备出现故障,亦可同时链接资产处的仪器设备管理系统予以报修。

通过建立这种“学院—教务处—实验中心”多方协同以及“实验中心—教学部—实验室”多层联动的运行管理机制,将学校现有的实验资源联结成一个整体运行、高效共管的良性循环系统,推进了全校实验教学工作的高效有序进行。学校实验教学平台体系见图1。

(三)建立涵盖预约、使用、管理、维护等全方位的实验信息化系统

各实验中心均利用Browser/Server多层体系结构和SQLServer 2000数据库,建立了实验室开放预约和信息发布系统。该系统与教务系统对接后,教师和学生便能实时了解各实验中心乃至每个实验室的当前使用情况,并根据具体情况及时调整自己的实验计划和安排[]3-151。线上实验室管理大大提高了教学双方利用实验室资源的自主性和积极性,既避免了实验室资源的闲置与浪费,又在兼顾师生与实验室双方利益需求的同时使实验室资源效益达到最大化。同时,也突破了以往线下预约空间与时间的限制,为师生使用实验室带来了诸多便利。

仪器设备管理是实验室建设的重要内容。学校通过“设备家具软件管理系统”“大型仪器设备管理系统”“采购管理系统”“仪器设备维修系统”4个在线信息系统分别对仪器设备固定资产、开放共享、采购和维修进行统一管理。同时,借助学校智慧校园建设的契机,各学院、各实验中心的管理系统均自动接入学校“信息门户”,实行统一身份认证。实验室管理人员、仪器设备管理人员、教师、学生等各身份人士均只需输入一次用户名和密码,便可登录信息平台共享平台的所有应用。尤其是因“大型仪器设备管理系统”与实验室开放预约系统的无缝对接使实验室的教学、使用与大型仪器设备的管理维护之间可以协同、联动,既提高了教师的科研工作效率和仪器设备使用率,又推动了实验室的智能化管理进程。

(四)建设丰富的网络实验教学资源

学校各大实验中心依托虚拟云技术建设了云平台,通过“泛在化、融合化、智敏化”的开放实验教学模式,建设有“农林植物学”和“现代农业经营管理”2个省级虚拟仿真实验教学中心,借助多媒体(音频、视频、图像)技术、虚拟仿真技术、传感技术、输入输出技术等现代化手段,使抽象的实验课程生动化、形象化,并在高度虚拟仿真的实验教学环境中进行互动实验,最大限度地激发了学生自主实验的兴趣,帮助学生拓展逻辑思维和发散性思维。不仅如此,各实验中心还结合教务处、现代教育技术中心建设有“压花艺术基础”和“生态文明之路”等2个国家精品视频公开课、“畜产食品工艺学”国家精品在线开放课程、“遗传学”国家级精品课程以及“植物学”“生物化学”等省级精品课程的课程网站,以实验中心为载体,推进信息技术与教育教学的深度融合,在重构课程体系与教学模式的基础上推动创新型、应用型、复合型人才培养目标的实现。

三、结 语

学校网状式、全覆盖的实验教学体系及日益科学化、智能化、人性化、规范化的实验教学管理模式为培养符合“新农科”内涵的现代复合型农业人才提供了平台与依托。全方位、系统化、多层次、多维度并兼具基础性、专业性与通识性的实验教学体系在助推本科生及研究生自身实践能力与创新能力不断提升的过程中发挥着重要作用。自2014年学校四大实验教学中心构建完成后,学校以实验平台为支点的多学科交叉融合能力显著增强;多学科的深度交融又促进了平台综合实力的持续攀升。近5年,从学校实验教学中直接受益的学生达到80 000余人,实验室开放人次共400多万,开放项目合计达2000多项,辅助学生自主设计和完成科技创新项目约316项(其中国家级30项、挑战杯21项、省级62项)。创建的2个省级虚拟仿真实验教学中心和10余个智慧创新实验室,在服务22个学院98个专业约4万名本科生及近6000名研究生的同时,用科学化、学科化与专业化的实验教学为学校现代农业复合型人才培养添砖加瓦。(2020年6月 作者系硕士,华南农业大学助理研究员,主要从事学科建设发展规划与实验教学发展规划工作。)

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