王自奎，杨惠敏，杨宪龙，马景永，王先之，杨 倩，沈禹颖

（兰州大学草地农业科技学院 / 草地农业生态系统国家重点实验室 / 草业科学国家级实验教学示范中心, 甘肃 兰州 730020）

一些自然过程与大气、土壤等环境之间的关系错综复杂，必须通过长期定位观测试验才能比较系统、深入、全面地揭示其规律，从而提出适合当地生产实际的发展生产、防治自然灾害的有效途径和具体措施[1]。所以，野外科学观测研究站是农学、生态学、地理学、大气科学等学科从事科学研究的重要平台。我国一直重视野外台站的建设，目前全国各类野外站有7 000 多个，主要分布在中国科学院、农业农村部、生态环境部、水利部、国家林业和草业局、中国气象局、中国地震局等部门以及有关高校[2]。从1999 年开始，科技部会同有关部门，围绕生态系统、特殊环境与大气本底、地球物理和材料腐蚀等4 个方面，遴选建设了106 个国家野外站, 经过系统建设，这些国家野外站在长期连续基础数据获取、自然现象和规律认知、推动相关领域方向发展等方面发挥了重要作用[3]。2021 年科技部再次批准建设甘肃甘南草原生态系统野外科学观测研究站和甘肃庆阳草地农业生态系统野外科学观测研究站等69 个野外站 (http://www.most.gov.cn/)。

与中国科学院等部门相比，我国高等学校野外观测研究站的建设情况相对落后，建设布局、运行管理等还处于初步阶段，并且主要服务于定位观测与科学研究，服务本科实践教学的功能相对薄弱[4]。兰州大学地处我国西部，虽然该校地理学、生态学、草业科学、大气科学等学科依托西部特殊的自然环境和国家战略需求开展了大量的科学研究，同时依托野外台站积累了较好的研究基础，但是多数野外台站基础条件较为落后、管理制度尚需完善[5]。针对这一现状，兰州大学专门成立了野外科学观测台站管理中心，在已有野外观测台站基础上，以黄土高原、青藏高原和内蒙古高原交汇区为重点，搭建寒区旱区野外科学观测研究网络平台(http://mcs.lzu.edu.cn/)，提供公益性、共享性、开放性基础支撑和科技资源服务，支撑学校一流学科建设。

实践教学是本科教学的重要环节，是提高本科生实践能力、创新能力和综合素质的重要手段。野外台站可为相关专业本科生课程系统的实践教学提供优良的平台[6-7]，以甘肃庆阳草地农业生态系统国家野外科学观测研究站(以下简称庆阳站)为代表的部分台站已将本科生课程实习工作与野外试验站有效衔接。本文以庆阳站为例，对高等学校本科生教育中学生课程实践与野外台站的对接工作现状进行分析，探讨其存在的问题，并进一步提出改进策略，以期为高校农业与环境类野外科学观测研究站的建设与改进提供借鉴，论文思路如图1 所示。

图1 野外台站本科生实践现状及改进对策分析思路框架图Figure 1 Diagram of the analysis on undergraduate practice teaching in a field experiment station and improvement strategies

1 庆阳站简介

庆阳站位于甘肃省庆阳市西峰区什社乡(35.67° N，107.85° E)，海拔1 297 m，坐落在黄土高原中部的董志塬上，地貌为黄土旱塬，土壤为黑垆土，土壤质地为粉壤土。董志塬是黄土高原土壤和气候条件较为适合农业生产的典型旱作农区。任继周等学者针对我国传统的农业生产系统资源利用效率低、化肥农药导致土壤污染等问题，率先提出在农区发展以“粮-草-畜”耦合为核心的草地农业，并于1981 年在甘肃庆阳建立野外定位试验站，系统开展相关研究。庆阳站是我国第一个开展草地农业系统观测研究的农田生态系统试验站[8]。

经过近40 年的建设，庆阳站现有试验场地面积约14.5 hm2，并已建成较为完善的定位试验区和先进的观测平台。定位试验区主要包括优良牧草引种区、草田轮作试验区、保护性耕作试验区、栽培草地水碳通量试验区、草地水文循环观测区、果-草-畜系统耦合试验区及家畜饲喂基地等。试验站有建筑面积900 m2的综合楼一栋，设有实验室、会议室、教室、师生宿舍、厨房、展示厅等，可同时容纳200 余人在站工作学习。

庆阳站是我国在黄土高原较早成立的野外站之一。建站年来，立足黄土高原旱塬区和黄土丘陵区农牧业生产实际，针对国家需求和草地农业生态学科前沿和国际热点，开展草地农业生态系统结构、功能及其变化过程的观测研究，取得了一系列重要的理论和技术成果。庆阳站是草地农业理论的重要发源地之一，草地农业理论的提出推动了国家“粮改饲”、“振兴奶业”等若干重大工程的立项和实施，也完善了我国草业科学学科体系框架、推动了草学一级学科的建立。在站科研人员依托试验站近年承担了国际合作项目、国家科技基础性工资专项、国家973 课题、国家重点研发计划项目课题、国家自然科学基金、中国工程院院士咨询项目、教育部创新团队、公益性行业科研专项、甘肃省科技重大专项等科研项目，在国际刊物发表论文百余篇，发布行业标准和专利多项，提出的草田轮作、保护性耕作、林下种草、病虫害诊断与防除等实用技术为黄土高原地区草牧业发展提供了重要的技术支撑。

2 庆阳站本科生野外实践服务现状

2003 年以来，兰州大学草业科学专业已经完成专业课课程学习的本科生每年都到庆阳站开展近3 周的课程实习。期间主要开展相关专业课程包括《植物分类学》、《草类作物栽培学》、《草地培育学》、《草地保护学》、《土壤学》、《草类作物育种与生物技术》、《草地资源规划调查》等的实践教学环节。兰州大学其他专业的本科生也在试验站不定期开展短期的实习实践活动。本科生实践教学的主要开展方式有以下几种。

2.1 以庆阳站试验田为基地开展实践教学活动

以庆阳站长期定位试验研究小区为实践对象，直接在试验小区内开展专业课程实践教学。如《草类作物栽培学》和《草地保护学》都是在试验站内开展的。实践教学结合正在进行的大田定位观测试验开展，这种模式最大的优势是科研和教学相结合。依托具体科研实践，结合本科生课程学习内容，向学生讲解试验研究的科学问题和科学目标、试验设计方法、试验测定与分析原理等，本科生在融入课程实践的同时也融入科研实践，既能实践课程知识，又能初步掌握科学研究的规范操作步骤，为部分同学后期开展相关试验奠定了一定的基础。本科生实践教学也能够促进科研观测项目的快速顺利开展，学生们可直接参与试验的环节或解决试验中的问题，另外学生们在实践时针对观测研究的现象也会提出疑问和不同的观点，促进科研项目的不断改进完善。例如《草地保护学》实践教学时，老师带领学生观察记录不同小区的植物病害，并采取相应措施防治病害的继续发展，可以有效解决部分试验田的病害诊断和防治工作。

但是，试验站的定位试验主要以牧草栽培、草田轮作、林草间作等为主，关于牧草育种、牧草病害防治以及其他草学、农学、生态学学科相关的试验研究较少，无法满足草业科学本科生其余课程或其他专业课程的实习。另外，站内实践教学模式的缺点是学生聚集踩踏可能会影响试验小区土壤和植物的一致性和完整性，在实践教学前应做好分组工作，并叮嘱学生有关注意事项，教学中强化秩序管理，以避免相关不利结果的发生。

2.2 以庆阳站周边典型自然资源为依托开展实践教学活动

庆阳站位于董志塬上，台站周围有大面积的栽培草地和长期放牧的天然草地，为《草地培育学》的野外实践提供了良好的实践场所。试验站周边董志塬塬边的天然沟壑，是认识和研究黄土土壤剖面的天然样本，非常便于《土壤学》专业学生的野外实践。距离试验站60 km 处的子午岭是黄土高原保存较好的天然植被区，植被覆盖度高、植物种类丰富，涵盖了多种树木和草类品种，是《植物分类学》专业学生野外实践教学的天然场所。因此，台站周边丰富多样的自然资源为相关专业课程的实践教学提供了良好的条件。与试验站内田间试验不同的是，野外实践的对象多为天然植物和土壤样本。通过野外的实践，学生们可以学习针对天然草地和森林等的野外试验的设计与布设方法，以及野外土壤和植被等一手资料的采集和分析方法等。这类实践教学选择的地点距离台站较近，可以实现当天往返，所以实践教学条件也较为便利，实践教学效率较高。主要的优势是学生可接触到天然的自然条件，能够在真实的环境中领会和实践所学到的知识，激发学生学习、实践和将来从事环境类工作的热情。

目前庆阳站周边关于天然草地和森林的长期定位试验较少，本科生实习以植物分类及植物和土壤的采样为主，野外长期试验的布设和实践教学科学理论的提升还有待加强。另外，野外实践可能存在一定的安全隐患，比如突遇恶劣天气、黄土塌陷、危险动物等。这就要求在野外实践活动开展前做好准备工作，关注天气预报、叮嘱学生注意事项，带队老师要观察现场状况、备齐相关保障物品、提前做好应急准备工作。

2.3 以庆阳站周边企业为依托开展实践教学活动

实践性较强是草业科学专业的主要特色之一，学生学习了饲草栽培与加工利用、家畜饲喂、草业经济等专业课程。在课程实践教学环节中，安排学生参观试验站周边与草业和畜牧业相关的企业，可增进学生对课程知识的理解，帮助学生认识草业在农牧业生产实践中的重要地位。例如，在庆阳站实习的本科生都要到庆阳宁县焦村镇的海升集团实习，海升集团通过在苹果园种草改善果园生态环境、增加土壤肥力、减少化肥施用，实现苹果生产的全程机械化。同学们通过学习果园生草知识、果园生草管理、草产品与苹果销售管理等，一方面认识到牧草的生态生产价值及其与绿色有机农业的密切联系，一方面了解大型企业的创新理念及其服务国家重大战略需求的实际行动。企业实践锻炼也会引导毕业后将参加相关工作的学生认识企业生产和管理基本流程。

目前庆阳站在企业实践教学方面安排的时间较少，固定挂牌实习实践基地的企业也较少，今后将加强这类基地的建设，挂牌基地将包括当地大型农牧业合作社及甘肃庆环肉羊制种有限公司等龙头企业。这类实践教学中，也要提前做好组织工作，一方面引导学生积极交流，一方面防止学生违反企业规定、影响企业正常生产。

3 野外台站服务教学实践工作改进对策

野外台站是面向依托单位甚至全国相关学科科研单位的重要科研和教学平台，其辅助教学、促进教学实践水平的功能还未充分挖掘和利用。野外台站不能简单地成为单一学科或少数几个团队的研究平台，应该面向多个学科、多个单位，聚焦有区位特色的研究和教学工作，既服务国家科技发展战略需求，又促进一流学科与一流高校建设进程[9]。目前，庆阳站试验学生住宿、就餐、文体锻炼设施等较为落后、容纳量较小，难以满足未来面向多个院校多个专业的学生举办暑期学校或开展实践教学的规划；另外，实践教学主要以兰州大学草业科学专业的学生为主，学生来源、实习内容和实习方式较为单一，台站开放程度不够，站内和台站周边资源挖掘程度不够。针对这些问题，以甘肃庆阳草地农业生态系统国家野外科学观测研究站为例，提出几个改进对策。

3.1 科学布局，突出学科和区位特色

野外台站的设置应考虑学科特色和区域代表性，整合资源、合理布局，避免低水平重复建设，形成功能完善、特色鲜明，能够支撑科学研究和本科教学的野外台站网络[10]。以兰州大学为例，学校在已有野外观测台站的基础上建立了17 个野外台站，可为地球环境、大气科学、农业科学、生命科学等学科本科生的实践教学实践提供平台，但某些台站道路、住宿、水电、网络等基础设施薄弱，难以容纳规模较大的本科生同时生活和学习。所以，针对本科生野外实践教学，学校可进一步整合资源，暂时将基础条件无法满足实践教学的台站定位为定点科学研究站，而将基础条件完善、有实践教学经验的台站定位为教学兼科研平台，进一步完善相关基础设施。

3.2 扩大开放，促进学科交叉融合

具备实践教学功能的台站应该扩大开放程度，实现资源共享，充分利用实践平台。庆阳站基础设施完善，但实践教学主要以兰州大学草业学院草业科学专业的全部本科生和其他学院的少数本科生为主，开放利用程度有限。因此，建议试验站一方面要加强对本校其他学科的开放，因为庆阳站的科学研究内容和区域地形、地质、植被、气象等条件可以为生态学、自然地理学、水文学、大气科学等学科本科生的部分课程都的实践教学。另一方面，试验站也可以为其他学校相关学科学生的课程实践提供条件，这样不仅可以提高试验站的利用效率，还可以加强院校之间的合作交流。多学科、多专业的实践教学也会进一步促进草学、生态学、作物学及水文学、自然地理等地学相关学科的交叉与融合，推动观测平台的不断完善和科学研究的不断创新。

3.3 以点带面，充分利用台站资源

以庆阳站为基点，充分利用试验站周边野外自然资源条件，建立长期稳定的观测样地和实践平台。一方面加强野外长期实践基地的建设，架设长期观测设备，保存本科生实践长期观测数据。例如《草地培育学》实习每年在同一个沟壑区天然草地上开展，本科生分组每年观测大量数据，但是并没有进行长期试验数据的保存和分析，另外对于植被和土壤的观测手段过于原始，缺乏先进的仪器设备的演示。另一方面，可以加强与试验站周边其他试验站的合作，例如兰州大学环县试验站和子午岭试验站均以天然草地和原始森林相关的监测研究工作为主，可以安排部分课程的野外实践。

3.4 固本强基，依托试验站建立系统的实践教学基地

以野外台站为依托，针对不同学科课程和实践内容，加强与当地政府部门和企业的合作，建立一系列稳定的校外实践教学基地。校外教学实践基地是高校与校外组织协同育人的重要平台，是开展好实践教学的重要抓手[11-12]。目前，虽然很多高校已与校外单位合作建立了本科生实践基地，但是一方面基地的分布都比较分散，学生难以开展集中系统的实践教学，另一方面由于合作单位基础条件限制只能容纳一少部分学生实践教学。因此，依托野外台站建立一系列野外实践基地，可有效利用台站资源，方便系统开展野外实践教学。以草业科学的本科生为例，可以围绕庆阳站在当地农业合作社、种植业公司、畜牧业公司、农产品销售公司等合作建立系统的实践教学基地，不但有助于学生系统地实践不同课程的知识、增强学生的实践能力，还能与当地政府和企业建立稳定的联系，提升毕业生的就业质量和就业率，增强学校服务地方的能力。同时，稳定的校地合作还可促进试验站的定位科学研究工作，保障科技成果的落地生根。

4 结语

野外台站是野外科学长期定位观测研究的重要平台，也是培养学生实践能力和科研创新能力的重要基地。但是目前诸多野外台站仍以科学观测研究为主，在本科生实践能力教育方面的功能还未充分挖掘和发挥。在教育部强调高校应当“以本为本、固本强基、回归本科教育”的背景下，应加强高校野外台站服务本科生实践教学条件的建设，科学布局台站、突出学科和区位特色，扩大开放、促进学科交叉融合，以点带面、充分利用台站及周边资源，并且依托试验站建立系统的实践教学基地，提高本科生综合素质和实践能力。同时通过野外台站的有效利用与创新建设，提高学校整体教育教学能力。