科研反哺教学的探索与实践——以“现代运动场草坪学”课程为例.pdf

中国林业教育56Forestry Education in China第41卷第5期2023年9月科研反哺教学的探索与实践以“现代运动场草坪学”课程为例宋桂龙（北京林业大学草业与草原学院，北京10 0 0 8 3）摘要：科研反哺教学是创新大学教育的重要路径，对促进、提升课程教学质量和效果具有重要意义。“现代运动场草坪学”是北京林业大学草学专业研究生的专业核心课，本文主要从以下3个方面开展了科研反哺课程教学的探索：挖掘该课程中蕴含的科研成果，为科研反哺教学提供基础；优化课程教学内容，促进科研成果与教学知识的紧密融合；创新教学方法，实施有效的科研反哺途径。教学实践表明，科研反哺教学为学生创造了沉浸式教学体验，加强了学生的创新思维培养，有效提升了课程教学质量。关键词：科研反哺教学；现代运动场草坪学；教学科研型大学多存在重科研而轻教学的现象。这种现象一方面与我国的科研评价体系相关，另一方面与科研和教学之间相互脱节有关。科研反哺教学，就是优先发展起来的科研对发展相对缓慢的教学内容及活动进行行之有效的帮助和补充，以达到科研和教学协同发展、相互促进的目的门。科研反哺教学是创新大学教育的重要路径，通过将最新的科研成果、技术和方法引人到课程教学中，充分利用科研资源提高教学质量，从而促进学生的科学意识和实践能力的培养。“现代运动场草坪学”是北京林业大学草学专业研究生的专业核心课。课程以草坪与运动的相互关系为核心，全面系统地讲授运动场草坪的基本知识、基本技术和前沿进展。教学内容包括草坪与运动、坪用特征与生物学特征的关系、坪床土壤与坪床结构、运动场草坪建造技术及进展、运动场草坪养护技术及进展、运动场草坪质量评测及进展、人造草坪技术及进展、专类运动场特点分析等。通过引人最新的科研成果和技术，提供丰富的科研实践案例，促进课程教学内容与科研发展的同步性，让学生接触到最新的科研知识和研究动态，帮助学生更好地理解和应用所学知识，实现教学和科研的相互融合，从而不断地促进课程教学质量的提升。一、科研反哺“现代运动场草坪学”课程教学的重要意义运动场草坪是一类兼顾自然属性和使用属性的特殊草坪类型，与绿地草坪、公园草坪、护坡草坪等有着明显的区别。自然属性是指草坪作为特定生境下生长的植物，其多数情况下处于不利环境要素本刊网址:http:/ 0 14年巴西世界杯、2 0 18 年俄罗斯世界杯、2 0 2 2 年卡塔尔世界杯、2 0 2 0 年欧洲杯、2 0 2 3年亚洲杯等专业赛事场地上得到了应用；（4)环保型人造草坪产品的更新换代及其技术特点分析，研发适应不同类型运动需求且绿色环保的新产品和新技术一直是人造草坪的创新发展方向；（5)运动场草坪质量检测与评估技术体系的完善，如随着草坪与运动安全的关系研究，需要完善草坪质量评测指标、方法、分级、反馈体系。这些科研创新的内容既是运动场草坪教学中的基本内容，同时也是科研反哺的主要内容。通过将科研创新内容融人到“现代运动场草坪学”的教学宋桂龙：科研反哺教学的探索与实践中，可以使学生不仅学习到基本的理论和技能，还能够了解到行业的最新进展和创新方向。这种科研反哺的教学模式能够促使学生深入了解行业的科研现状，激发学生的创新思维，培养学生在运动场草坪技术方面的科研创新能力。从人才培养规律维度看，基础知识讲授是“固基础”，创新思维培养是“筑高度”。新知识既非凭空产生，也非一成不变，而是遵循“实践一创新一再实践一再创新”的循环。运动场草坪就是在运动竞技水平的提高和人民对美好视觉的追求中不断创新和发展的。新理念新技术新品种不断涌现，只有将这些创新进展和创新理念反哺到教学中，才能真正做到科研创新能力培养与课堂教学的相互融合。这既是理论指导实践、实践推动理论创新的客观需要，也是高校知识传承与知识创新的内在要求。二、科研反哺“现代运动场草坪学”课程教学采取的措施实现科研反哺教学目标需要具备一定的条件2 。首先，要具有支撑教学的丰硕科研成果，这是科研反哺教学的基础。其次，科研成果要与教学内容密切相关，具有融入教学的知识点，这是科研反哺教学的关键。最后，科研反哺教学鼓励教师采用创新的教学方法和策略，要选择合适的教学方式，将科研成果融人到课程教学中，使科研反哺教学更科学、更有效。以“现代运动场草坪学”课程为例，主要从以下3个方面开展科研反哺教学的探索实践。（一)发掘整理丰硕的科研成果，为科研反哺教学奠定良好的基础北京林业大学草坪团队在天然一人造混合草坪系统、移动式草坪、智能化地温调控、智能化补光等关键技术上一直坚持自主研发，取得了良好的科研成果。例如，针对北方冬季寒冷和夏季高温高湿的气候特点，研发了智能化地温调控技术，通过毛细管暖水和冷水调控地温，并实时监控和智能化调控，将草坪地温及地表湿度控制在适宜范围；针对封闭式体育场馆遮阴问题，自主研发了LED光质和光强可调的补光草坪补光灯，通过光质和光积累参数调控实现了不同遮阴条件草坪的个性化补光方案，解决了国外高压钠灯产热和光质不适合的问题。同时，获得植丝式混合草坪专利10 余项，研制出国内第一台具有自主知识产权的草坪植丝机，对植丝密度和深度参数、混合草坪的养分和水分运移规律等进行了研究，并自主研发了大规格移动式草坪模块及其移动转换技术。这一以“现代运动场草坪学”课程为例些科研成果都是现代化运动场草坪设计、建造、养护的关键技术，能够为课程教学提供最新的知识和技术。通过将这些科研成果反哺融人到课程教学的相应知识中，能够使教学内容更加丰富，为学生传递最新的知识和技术，激发学生的学习兴趣和创新思维，进一步提升学生的科研和创新能力。(二)优化课程教学内容，加强科研成果与课堂讲授知识的深度融合科研反哺教学的关键在于教学内容与科研成果的密切相关性。教师应选择与教学内容相关的科研成果融人到教学中，使学生能够从中受益并将其运用到实际情境中，这样能够激发学生的学习热情，提升学生的学术素养和创新思维能力。科研成果与“现代运动场草坪学”课程教学内容的融合见表1。表1科研成果与课程教学相关章节的融合教学章节融人的科研成果第一章“绪论”草坪与运动关系研究前沿综述第一章“绪论”思想政治教育第四章“运动场草坪建造技术混合草坪技术、移动式草坪前沿及进展”第五章“运动场草坪养护技术前沿及进展”第六章运动场草坪质量评测前沿及进展”1.融人“草坪与运动关系研究前沿综述”科研成果草坪与运动的关系是运动场草坪学的核心内容。只有充分了解草坪与运动的相互关系，才能理解运动场草坪知识体系中各章节的关系和重要性。草坪对运动安全的影响是近几年的国际研究热点，也是自然科学与生物力学交叉创新的典型代表。通过对草坪与运动安全关系研究前沿的综述，对草坪与运动安全的定性和定量的关系进行梳理和归纳，从而形成对草坪与运动安全关系的全面认识。草坪场地主要通过牵引力（traction）和表面硬度(hardness)影响运动安全。牵引力俗称“抓地力”，是影响运动员跑动、铲球、转向等动作状态的关键因素，也是影响运动员下肢非接触性损伤的主要因素之一。牵引力通常与前十字韧带（ACL)和踝关节损伤相关。牵引力过大会对下肢韧带增加过大压力。当过度的旋转牵引力阻止运动员在转身、跳跃和铲球过程中自由移动时，就会发生损伤风险。英国运动场管理者联盟（PQS)认为足球场上剪切强度最小为2 0 Nm。国际足联（FIFA)建议在草坪表面上使用铆钉圆盘测试的峰值扭矩阻力不应超过本刊网址:http:/ pitch quality is fundamental to the gameand must be considered a high priority.Not con-tribute in any way to injury,allow players the con-fidence of movement。因此，以运动安全作为课程内容的切入点，通过融入相关的研究进展，为传授草坪与运动的关系提供强有力的素材,能够增强课程的科技内涵，快速吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，加强了学生对运动场草坪的运动功能和保护功能的理解。2.融人“混合草坪和移动式草坪”科研成果植丝式混合草坪技术和移动式草坪技术作为建造技术的拓展内容，是在课程教学的第四章“运动场草坪建造技术前沿及进展”中讲授，主要采用案例教学的方式引导学生学习。作为现代化运动场建造技术的代表，植丝式混合草坪技术和移动式草坪技术是在原有传统建造技术基础上针对不同的需求创新研发的，是目前国际上专业化运动场的主要建造技术，在近3届足球世界杯上均有应用。这2 项技术均由北京林业大学草坪团队自主研发，其中植丝式混合草坪已在广州大学城体育场和云南红塔训练基地等成功示范推广。同时，自主研发的植丝设备为我国首台具有自主知识产权的草坪植丝机。运动场草坪建造技术是运动场草坪教学的关键内容，也是体现其核心价值的主要内容。以植丝式混合草坪为例,研究内容包括植丝机的原理与设计研发、植丝密度和深度对草坪质量的影响、植丝式混合草坪耐践踏分析、植丝式混合草坪水分和养分运移规律等。在授课过程中，教师可以首先以最近一次的世界杯比赛场地为例，深人分析高强度比赛对场地质量的影响以及比赛前后场地的变化情况；接着，引入植丝式混合草坪的概念，探讨其在提升运动质量方面所起到的积极作用，激发学生的学习兴趣，增强他们对专业的认知和理解；最后，导人混合草坪技术的原理、要点分析和科研动态等教学内容，引导学生更加深刻地理解和掌握混合草坪技术，并深刻领悟运动场草坪领域对科技创新的迫切需求。3.融人“草坪地温调控技术和智能补光技术”科研成果草坪地温调控技术和智能补光技术作为养护技术的拓展内容，具有重要的应用价值和发展潜力。本刊网址:http:/ 和 C4植物）、补光灯应用分析等系列内容，将科研成果与教学内容相结合，让学生全面系统地掌握补光技术的原理及技术要点。4.融人思想政治教育在讲解“运动场草坪发展现状与趋势”时，教师可以融人和解读近几年国家体育改革的最新政策，引导学生深刻认识将运动场草坪作为体育强国战略硬件基础的重要性及历史机遇，增强学生的学习兴趣。国家体育改革政策对运动场草坪发展具有重要影响，也是场地发展的核心内容。国家将场地设施的发展纳人了整体发展战略，以促进体育事业的繁荣，提升国民健康水平。例如，中国足球改革发展总体方案（2 0 15）、中国足球场中长期发展规划（2 0 16 2 0 50）（2 0 16）、体育强国建设纲要（2 0 19）、全面健身计划（2 0 2 1）等政策中都重点提出，场地设施作为体育发展的重要保障，应大力发展，并明确了场地设施发展的具体目标和政策支持等。但是如何科学合理地发展和规划，需要科学的指引和数据的支撑。北京林业大学草坪团队研究了北京市足球场空间布局规划，以遥感数据解译为基础，分析了北京市足球场空间分布现状及影响因素，并对未来发展规划提出了具体建议。在课堂讲授中，教师可通过提问“我国运动场草坪场地多年来一直是影响我国体育发展的瓶颈之一，如何科学合理地规划布局各类型的运动场地，如何保证数量和质量同时高质量发展等”，进一步启发学生深人思考。宏观政策与场地规划、专业认知、专宋桂龙：科研反哺教学的探索与实践业学习等息息相关。通过将课程知识与思政教育相互融合，能够更好地引导草坪专业学生认识和掌握草坪场地在国家体育产业发展中的重要性以及对人才的需求。这种融合能够激发学生的学习动力和创新思维，鼓励他们积极将个人的学习成长与产业发展、国家进步紧密结合，帮助学生明确自己已的奋斗方向和目标，使他们积极投身于专业学习和实践中，为个人成长和国家发展作出积极贡献。（三)创新教学方法，探索有效的科研反哺教学途径1.直接引用科研成果对于一些成果鲜明、导向明确的科研成果，教师可直接引用。作为主持人，笔者近3年主持完成了7项足球场草坪地方标准，包括天然草坪足球场场地设计与建造技术规范DB11/T1685一2 0 19、天然一人造混合草坪足球场场地设计与建造技术规范DB11/T1686一2 0 19、人造草坪足球场场地设计与建造技术规范DB11/T1687一2 0 19、天然草坪足球场场地养护与管理技术规范DB11/T1688一2 0 19、人造草坪运动场使用和维护保养技术规范DB11/T538一2 0 19、天然草坪足球场场地质量评价与检测方法DB15/T1840一2 0 2 0、天然草坪足球场场地建造与养护技术规范DB15/T1841一2 0 2 0。这些技术标准内容涉及课程教学的“规划设计”“场地建造”“场地质量检测与评价”等内容，本身就是对科研成果的高度凝练，因此在进行相关知识点教学时可以直接引用。例如,在讲授第4章“规划设计”内容时，可以直接将“天然草坪足球场场地设计与建造技术规范DB11/T1685一2 0 19”中的规划设计内容引入到教学内容中；讲授第6 章“运动场草坪质量评测前沿及进展”时，可以直接将“天然草坪足球场场地质量评价与检测方法DB15/T1840一2 0 2 0”中的质量指标及检测方法加以引用。2.开展启发式研讨对于涉及到国内外前沿热点的教学内容，教师可以采用启发式研讨的方式来引导学生。例如，在讲授“移动式草坪”“天然一人造混合草坪技术”“智能化补光技术”等内容时，教师在课程开始前会询问并记录每一名选课研究生的课题方向或感兴趣的内容。当这些内容与教学内容有重合或相关时，教师通常会采用启发式来引导学生。例如，有研究生的研究选题方向是“天然一人造混合草坪技术”，那么教师就会安排学生提前查询近3届足球世界杯(2010年、2 0 14年、2 0 18 年）草坪场地使用混合草坪一以“现代运动场草坪学”课程为例技术的详细情况。上课时，教师首先会让学生分析世界杯混合草坪技术的应用情况，从而引出天然一人造混合草坪技术；接着教师会通过一系列问题“混合草坪技术诞生的背景如何？它的类型和技术特点有哪些？需要的设备国产化了吗？国内外的发展现状如何？”等，逐步引出教学内容，启发学生深人思考；最后，引导学生之间相互研讨，并安排学生准备相关ppt资料进行展示，研讨完成后教师进行总结点评。这种启发式研讨的教学方式，尤其适合并无明确结论导向的开放式内容，能够启发学生深入思考，,加深学生对知识的理解，激发学生的创新思维。3.实施案例教学对于已经成功应用于工程案例的科研成果，教师可采用案例教学的方式引导学生学习。案例教学能够将科研成果、教学知识点、工程设计三者相互结合，理论联系实际，是一种高效且富有成果的教学方式。通过多年的课程教学实践，笔者总结归纳的教学案例如下：我国不同气候区运动场草种选择案例；移动式草坪技术分析与应用一一以“鸟巢”国家体育场为例；天然一人造混合草坪系统技术分析与应用一一以大连一方体育场为例;冷暖季型草坪草转换技术分析与应用一一以北京工人体育场为例；社区绿地与公众运动场结合模式分析一一以海淀公园中心草坪为例；智能补光技术分析与应用一一以亚洲杯场地设计为例。其中,案例均为科研成果的应用案例。以移动式草坪技术为例，在课程教学时，教师首先播放2008年北京奥运会开幕式视频，接着向学生提问“奥运会开幕式时场地中央有一个升降台，那么传统的运动场草坪建造方式可以满足开幕式需求吗？”答案当然是否定的；随后，教师会自然地引出移动式草坪的创新性方案，分析移动式草坪的特点、研究进展、国家体育场移动式草坪建造过程和技术总结分析等；最后教师引导学生针对移动式的优缺点及应用场景进行研讨，如移动式草坪设计适用什么场景、移动式草坪技术如何创新升级、整体移动式和模块移动式的适用性以及移动式草坪技术未来发展前景等。通过引人这些真实的案例来加强学生的学习和理解，从而培养学生解决实际问题的能力。三、科研反哺“现代运动场草坪学”课程教学的实践效果（一)提升了课程教学质量科研反哺教学模式充实了教学内容、丰富了教本刊网址:http:/ 0 2 3年足球亚洲杯10 个赛区的场地设计中均涉及植丝式混合草坪技术、智能化补光技术、场地通风技术、地下加热技术等内容，选课的研究生中大多为草学专业的研究生，部分学生的研究内容与上述技术相关。学生对新技术的前沿动态、创新发展产生了浓厚的兴趣，能够积极参与互动式研讨，增强了学生的科研创新意识和动力。（三）培养了学生的科研创新思维教学内容以构建系统性、逻辑性知识体系为主，而科研往往以创新为导向，学科间的交叉和融合性更强。科研反哺教学能够有效促进学科知识点的交又融合。例如，植丝式混合草坪技术的原理，融合了人造草坪、力学、机械自动化等知识，而传统建造技术主要以农艺学知识为主。欧洲最早发明的智能化补光技术，光源以热光源高压钠灯为主，而国内自主研发的LED光源，其红蓝光谱可根据植物需求进行光质的组合设计。另外，草坪草分为C3和C4植宋桂龙：科研反哺教学的探索与实践以“现代运动场草坪学”课程为例物，其光合途径和需光特性差异较大，因此补光技术必须将原有植物光合生理与补光光源、补光需求、建筑遮阴的光模型分析等内容紧密结合，才可以将补光技术科学地应用到实际案例中。因此，通过将不同学科领域的知识和方法相结合，能够开阔学生的科研思维，引导学生跨越学科边界，有效提升研究生的科研创新能力。（四)逐步完善了产学研协同的人才培养体系科研和教学本身就是相互依存、相互促进的关系。科研不仅可以提升课堂教学质量，同时还可以促进完善人才培养方案、人才培养方式和教材建设等。例如，随着科技的不断发展，将上述科研成果纳人新编现代运动场草坪学规划教材中，为教学提供了更新颖、更前沿的素材，这些新的内容就是科研的反哺3。同时，申请将植丝式混合草坪实践基地作为研究生的教学实习基地，能够促进产学研融合，丰富人才培养模式，从而满足现代化人才培养的需求。资助项目：北京林业大学科研反哺人才培养研究生课程教学改革项目“科技反哺研究生培养教学改革运动场草坪建植与管理”，项目编号JXGG19003。参考文献1谷明霞，包继华.“科研反哺教学”模式的研究与实践J.教育教学管理，2 0 14（3）：2 5-2 6.2王争录，张博.高等院校科研反哺教学路径研究.北京城市学院学报，2 0 18（6）：40-42.3唐萍萍，胡仪元.科研反哺教学的实践困境与完善对策.陕西理工大学学报（社会科学版），2 0 2 0，38（4）：6 6-7 0.（责任编辑、王莉莉）本刊网址:http:/