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动物科学专业饲料学教学改革途径

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《家畜生态学报》2017年第5期

[摘要]本文从教学内容;教学方式;实验教学;课程考核

方面介绍了饲料学教学改革的具体内容与措施,通过教学改革明显提高了学生理论知识与实践操作能力,培养了学生的创新思维。

[关键词]饲料学;改革与创新;教学;动物科学《饲料学》是动物科学专业的一门必修专业课,主要学习饲料学的基本概念、饲料分类、饲料原料的营养特性、饲料添加剂、饲料配方、饲料加工、饲料营养价值评定等方面的理论知识与实验技能[1]。传统的教学偏重理论,面广量大,学生较难掌握。为实现“基础扎实、知识面宽、能力强、素质高”的高等学校人才培养模式[2],西南大学动物科技学院饲料学教研室对理论与实践教学过程进行了大胆改革,并在实践中不断完善,形成了独具特色的实践教学体系。

1优化教学内容

传统的饲料学课程主要讲述饲料分类、饲料营养价值和特性、饲料资源开发与利用、饲料添加剂、饲料配方的制作以及饲料加工等知识,这些内容是饲料学的基础,但随着相关学科的发展,尤其是生物技术在饲料业的广泛应用,饲料学的教学内容发生了明显变化。因此,结合办学定位、人才培养目标,西南大学动物科技学院饲料学教研组调整了饲料学的知识结构,优化后的教学内容分为以下几个方面:(1)饲料学的发展概况,突出科学技术的发展对饲料学的促进作用;(2)饲料原料的营养价值与特性,突出生物技术在非常规饲料资源开发与利用中的作用;(3)饲料添加剂,强化新型绿色、功能性饲料添加剂的研发与利用;(4)饲料配方的制作,强化特殊生理状态(如热应激、冷应激、运输应激等)下动物的日粮配方特点;(5)饲料营养价值评定,强化瘘管技术、血插管技术、同位素示踪技术、基因组学技术、蛋白组学技术、代谢组学技术等在饲料营养价值评定中的应用;(6)饲料安全与产品品质控制,突出霉菌毒素、抗生素、重金属的危害与控制[3]。同时在教学过程中注重将学科的基础知识与最新研究进展相结合,并介绍相关研究领域的杰出科学家。这一优化方案不仅保证教学内容的时效性与先进性,同时有助于培养学生的科研兴趣与创新思维[4]。我们也尝试着将本学科的知识与其他学科的知识联系起来,培养学生从多视角看问题的能力。例如,在讲到影响饲料吸收率的因素时,我们特别强调了肠道菌群的作用,尽管传统上这一部分属于畜牧微生物学课程的内容。又如,在学习饲料加工时,我们讲述了机械加工、仓储和经济学等相关领域的知识,目的是让学生认识到,在进行饲料加工时,要同时考虑多方面的因素。

2丰富教学方式

除采用常规的教学方式外,西南大学动物科技学院饲料学教研组还采用课程组授课和小组讨论授课方式。教师在授课中分担不同的教学任务,其中一位教师总体负责课程的组织与安排,同时根据教研组老师的知识结构特长,选择性地主讲所擅长的教学内容。此外,安排课程讨论,一般为3~4次。讨论题目通过在线教务系统提前安排,以确保有充足的准备时间。学生自由组合,一般为5~7人一组。组员先查阅、消化资料,然后再进行讨论。课堂上,每一小组挑选出代表发言,其他组员进行补充。教师对各小组的发言进行点评,同学之间则开展广泛讨论[5]。这种方式改变了过去老师授课为主的传统教学模式,充分调动了学生的主动参与意识。西南大学饲料学教研组还采用项目化的教学模式。项目教学法是“行为导向”教学法的一种,通常是老师提出研究问题,学生对此进行深入调研,并制定研究计划和具体的实施方案,最后开展试验。在此过程中,教师会对学生的方案进行审查并给予指导意见。不同于传统的教学方法,项目教学法要求学生在规定时间内完成所设计的研究内容,而不是让研究计划仅仅停留在“纸面上”。项目教学法的优点在于学生会根据自己的能力制定出简单可行的实验方案,而不会“好高骛远”和“纸上谈兵”地设计出不切实际的研究方案。

例如,我们安排了“猪对无机磷的吸收率”这一项教学研究内容。经过深入的讨论后,有同学认为应该采用常规研究方法,即分别测定饲料和粪便中磷的含量,然后计算出猪肠道对磷的吸收率。但也有同学对该方法提出异议,认为小肠上皮细胞对磷的吸收受饲料来源与种类的影响,并且由于存在个体差异,要测得相对准确的磷的吸收率需要较大的实验样本,这无疑增加了工作量。有同学认为可以利用细胞培养技术,即通过测定一段时间内细胞中磷的增加量以及培养基中磷的减少量来计算肠上皮细胞对磷的吸收率。在细胞水平上研究磷的吸收率固然降低了工作量,但是培养基中磷的变化量是非常微小的,现有的常规方法无法对此变化进行准确测定。此外,细胞模型试验不仅无法反映出动物机体的生理状态,同时还存在许多弊端。最后大家决定采用尤斯灌流法,即通过体外分离肠黏膜组织并测定组织培养液中磷的减少量来测定肠上皮细胞对磷的吸收率。通过项目教学法,学生分析问题的能力和实践能力都得到了显著提升。此外,我们充分利用了在线教务系统,来提升学生的学习效率,促进学生与老师的交流和学生与学生的交流。通过在线教务系统,教师除布置和评阅作业外,还可以设置提交作业的截止时间,这能有效改变学生拖拉作业的现象。作业的批阅结果和成绩都会立即在网上显示,便于学生及时了解自己的学习水平,也能让学生认识到自己与其他学生的差距。此外,老师和学生之间以及学生与学生之间可通过教务系统随时进行交流。

3创新实践教学内容,注重学生动手能力和创新思维的培养

3.1制订明确的实验课程培养目标

西南大学饲料学教研组将饲料学实验能力的培养分为两个方面:(1)饲料学基本实验技能:包括饲料样品的采集、制备与物理性状检测、营养成分分析、青贮饲料的制作、饲料配方的制作等。通过这一部分内容的培训,学生可以掌握饲料学基本的实践技能。(2)饲料学实验创新实验技能:创新型实验教学是高等教育关注的重要课题,西南大学饲料学教研组在注重基本实验技能培训的同时,也注重培养学生独立进行实验设计的能力,以及对实验结果的分析、总结及讨论的能力[6]。创新实验技能培训的基本路线如下:学生自己或在老师建议下确定题目,然后进行文献查阅、制定研究方案、准备实验材料、开展实验、分析与整理数据,最后得出结论与总结。这一创新能力培养方式能够极大程度调动学生的主观能动性,明显提高学生的创新思维和动手能力。

3.2教学平台与研究平台融合

受仪器设备的限制,饲料学教学实验通常只能开展饲料中粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分等常规营养成分的分析,学生毕业后由于不能应用一些先进的仪器分析设备而受到研究机构与饲料企业的质疑[3]。针对传统实验教学的弊端,西南大学饲料学教研组进行了一项大胆创新,即将教学平台与研究平台相融合。西南大学动物科技学院所建的生物饲料与分子营养实验室拥有大量先进的仪器设备和检测方法。教学平台与研究平台融合不仅能让本科生学习、掌握先进仪器设备的使用,同时能从研究生身上学习到大量的研究技术。通过四年的实践,本科生在毕业之前已熟练掌握饲料成分分析技术、瘘管技术、尼龙袋降解技术、体外发酵技术等饲料学科的传统实验技术,同时初步掌握了细胞生物学技术和分子生物学技术。这一举措将教学实践与综合性研究技能有机结合起来,为实验教学改革奠定了坚实的物质基础,提高了学生的学习兴趣以及研究水平。

3.3建立本科生导师制

西南大学饲料学教研组老师在新生入学时都会同大一学生进行广泛的交流,介绍本实验室的基本情况以及研究方向,吸引学生进入实验室学习。进入实验室后,首先在老师的指导下学习基本实验技能,这一过程大约需要1年的时间。在掌握基本实验技能后,导师们会根据学生的兴趣确定其研究方向,并在老师的帮助下,进行选题、立项、开展科研。在整个过程中,导师仅限于指导,具体操作则全部由学生自己完成。本教研室老师也指导本科生申报国家、地方、学校、企业的创新基金。此外,鼓励本科生阅读英文文献、撰写英文文章。通过长期的磨练,部分本科生达到甚至超过研究生水平。例如,2011级动物科学的几位本科生从大一开始进入饲料学创新实验室学习,通过1年的学习既已掌握了饲料成分的分析技术以及常规的分子生物学和细胞生物学实验技术,此外,对科学研究也有了较为深刻的认识。在具备以上基本科学素养后,这几位同学在大二期间成功申请到大学生国家创新基金(L-谷氨酸对山羊小肠氨基酸吸收转运的调控作用及机理)。在开展该研究后发现,必需氨基酸和非必需氨基酸的划分是相对的,在山羊小肠吸收转运层面,某些非必需氨基酸如谷氨酸起到重要调控作用。在饲料学创新实验室学习的同学还获得了其他科研项目的资助,例如雅琪创新基金、西南大学本科生科技创新基金等。在取得科研结果后,本科生也积极撰写科技论文,到目前为止,已经有8位本科生以第一作者在《动物营养学报》等期刊上发表研究性论文。西南大学饲料学教研组实行的本科生导师制全面提升了学生的实验技能以及研究水平。

4完善成绩评价体系

传统的饲料学成绩评价体系一般包括期中、期末理论考试成绩、考勤、课堂表现、课程作业、实践五个方面,很显然这一评价体系是不充分的。多样化的课程成绩评价才能综合、客观、公平地反映教学和学习效果。与教学内容、教学方式以及实践相一致,西南大学饲料学教研组对课程成绩评价体系进行了补充完善,现在的课程成绩评价项目包括随堂测试与测验、期中和期末考试、课程作业、论文、课堂讨论、实验操作与报告等。突出随堂测试与测验,这一部分成绩占到饲料学总成绩的50%;淡化期中和期末的理论考试成绩,这一部分成绩仅占总成绩的30%;其他部分占20%。课程成绩通过在线教务系统能及时反馈给学生,使学生能在第一时间了解到自己的学习状况。通过多元化的评价机制,调动了学生的积极性和主动性,能够全面反映学生对知识、实验技能的掌握情况,同时也培养了学生论文写作及口头表达的能力。

此外,我们鼓励学生撰写科研论文、申请专利或提出针对饲料业中存在问题的解决方案,并将学生取得的成果纳入成绩考核中。目前,许多学生仍以获取高分为学习目标,殊不知当代大学的教育目的是培养学生的实践能力、创新能力和科研能力。学生要发表文章,首先得查阅大量的文献,以储备相关知识,此外,在研究方法和研究技术上也需要有所创新。在文章审稿过程中,评审专家会提出许多宝贵的建议或者指出试验中存在的问题。在此过程中,学生能够得到与知名专家交流的机会,从而提升对科学问题的认识能力。在学习与实践过程中,有些学生通过观察与思考,发明了一些很实用的装置,最后获得发明专利。还有些同学利用所学到的知识解决了饲料企业或养殖企业某些生产环节存在的一些问题,或改进了某些生产环节,为企业创造出额外的利润。我们这一成绩评估体系的改革鼓励学生学以致用,将所学的知识广泛应用于科研与生产实践中。

5小结

通过本教研室的不断探索与努力,创新了饲料学的理论与实践教学内容,提高了学生的学习兴趣,培养了学生的创新思维及实践能力。但是,要想取得更为显著的教学成果,还需要在教学过程中探索新的方法和途径。

参考文献:

[1]曾有权,兰云贤,苏军,等.改革《饲料学》教学培养创新型人才[J].畜牧与饲料科学,2009,30(2):69-71.

[2]丁雪梅,张克英,吴彩梅,等.《饲料学》课程实验教学改革与实践[J].畜牧与饲料科学,2013,34(7-8):33-34.

[3]杨彩梅,汪以真,詹勇,等.饲料学课程教学的改革与创新[J].饲料博览,2011(11):51-53.

[4]郑曙明,何利君,吴青,等.建立开放型实验室培养学生能力的研究[J].西南农业大学学报,2005,3(1):137-138.

[5]王平.浅谈美国大学“大班”教学的启示--美国UIUC营养与饲料学课程教学观摩有感[J].家畜生态学报,2013,24(1):90-93.

[6]李敏蒋,高鹏,郭爱玲,等.大学生创新性实验探析[J].现代农业科技,2008(20):343-344.

作者:孙志洪;许庆庆;李貌;张翥 单位:西南大学

家畜生态学报责任编辑:张雨    阅读:人次