植物營養(yǎng)學(xué)課程建設(shè)及教學(xué)改革的初步研究

劉文菊　彭正萍　廖文華

[摘 要]:植物營養(yǎng)學(xué)是一門理論性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課,該課程的掌握對本科生進(jìn)行其他后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。隨著我國學(xué)位制度的改革與發(fā)展及學(xué)校學(xué)分制的推行,課時數(shù)減少和培養(yǎng)高質(zhì)量農(nóng)業(yè)專業(yè)人才的需求使原來植物營養(yǎng)學(xué)課程的講授面臨很大的挑戰(zhàn)?；诖?植物營養(yǎng)學(xué)課程組對該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等幾方面進(jìn)行了改革探索。

[關(guān)鍵詞]:植物營養(yǎng)學(xué) 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)方法 考核方式

營養(yǎng)物質(zhì)是植物生長發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)。植物營養(yǎng)學(xué)是研究植物對營養(yǎng)物質(zhì)吸收、運(yùn)輸、轉(zhuǎn)化和利用的規(guī)律及植物與外界環(huán)境之間營養(yǎng)物質(zhì)和能量交換的科學(xué),是與生物、農(nóng)學(xué)、資源和環(huán)境等學(xué)科有關(guān)的一門交叉學(xué)科,主要任務(wù)通過養(yǎng)分管理手段為植物提供充足的養(yǎng)分,創(chuàng)造良好的營養(yǎng)環(huán)境,或通過改良植物遺傳特性的手段調(diào)節(jié)植物體的代謝,提高植物營養(yǎng)效率,從而達(dá)到提高作物產(chǎn)量和改善產(chǎn)品品質(zhì)的目的。植物營養(yǎng)學(xué)課程面向的專業(yè)群體是:農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)(專業(yè)骨干課)、環(huán)境科學(xué)專業(yè)(專業(yè)素質(zhì)課),農(nóng)學(xué)、園藝、植保、中草藥學(xué)及草坪學(xué)等專業(yè)(自由選修課)。同時該課程是在本科生修完化學(xué)(普通化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和分析化學(xué))、植物學(xué)、生物化學(xué)、植物生理學(xué)等課程之后所開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程講授的植物營養(yǎng)基本原理,為學(xué)生能進(jìn)一步學(xué)好肥料學(xué)、養(yǎng)分資源管理、植物營養(yǎng)研究法、土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析及土壤污染與防治和環(huán)境生物學(xué)等課程打下了良好的基礎(chǔ)。

一、該課程在校內(nèi)的主要發(fā)展歷程

在河北農(nóng)業(yè)大學(xué)土壤農(nóng)化專業(yè)成立之初,就設(shè)立了《農(nóng)業(yè)化學(xué)總論》這門課程,該課程包括兩大部分:植物營養(yǎng)學(xué)原理和肥料學(xué),前者是現(xiàn)在《植物營養(yǎng)學(xué)》課程的前身。隨著時代的變遷,《農(nóng)業(yè)化學(xué)總論》被《植物營養(yǎng)學(xué)》所代替,上個世紀(jì)90年代的《植物營養(yǎng)學(xué)》涵蓋的內(nèi)容和設(shè)置的課時較多,內(nèi)容包括植物營養(yǎng)基本原理、土壤養(yǎng)分、植物養(yǎng)分和肥料的施用及其在土壤中的轉(zhuǎn)化?？倢W(xué)時80,實(shí)驗(yàn)課15學(xué)時。在1997年,正式出版了第一本《植物營養(yǎng)學(xué)》(上、下冊)教材,由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的陸景陵教授和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)胡藹堂教授主編,當(dāng)時授課的課時為70學(xué)時,實(shí)驗(yàn)學(xué)時為6學(xué)時。2000年,《植物營養(yǎng)學(xué)》被河北農(nóng)業(yè)大學(xué)列為重點(diǎn)建設(shè)課程。經(jīng)過2年的努力,完善了教學(xué)大綱、教案庫、題庫和資料庫的建設(shè)。在2004年,《植物營養(yǎng)學(xué)》的教學(xué)大綱再次修訂,學(xué)時調(diào)整為36學(xué)時,原來《植物營養(yǎng)學(xué)》上、下冊被調(diào)整為現(xiàn)在的《植物營養(yǎng)學(xué)》和《肥料學(xué)》兩門課程。隨著學(xué)校注重人才培養(yǎng)模式和機(jī)制改革,全面實(shí)施311人才培養(yǎng)模式和完全學(xué)分制,著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力,于是,2005年,全校所有課程的教學(xué)大綱統(tǒng)一修訂,要求課程的學(xué)時數(shù)為16的倍數(shù),因此,現(xiàn)在《植物營養(yǎng)學(xué)》的學(xué)時數(shù)為32學(xué)時,沒有設(shè)置實(shí)驗(yàn)課。目前,在教學(xué)學(xué)時數(shù)少、教學(xué)內(nèi)容多而又沒有實(shí)驗(yàn)課的情況下, 既要使學(xué)生掌握植物營養(yǎng)的基本知識、基本原理和基本技能,又要使學(xué)生及時掌握學(xué)科的發(fā)展方向及其應(yīng)用技術(shù)是相當(dāng)難的。因此,植物營養(yǎng)學(xué)課程組為提高植物營養(yǎng)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量,在學(xué)?，F(xiàn)有條件下對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等幾方面進(jìn)行了改革探索。

二、教學(xué)內(nèi)容的改革探索

1.植物營養(yǎng)學(xué)與植物生理學(xué)教學(xué)內(nèi)容的協(xié)調(diào)

植物營養(yǎng)學(xué)與植物生理學(xué)關(guān)系密切,一般本科生在二年級修完植物生理學(xué),在接下來的第三學(xué)年學(xué)習(xí)植物營養(yǎng)學(xué)。植物生理學(xué)的教學(xué)內(nèi)容中包括植物礦質(zhì)元素的內(nèi)容,主要講述營養(yǎng)元素植物生理和作物產(chǎn)量生理。該部分內(nèi)容同樣出現(xiàn)在植物營養(yǎng)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容中,為了避免在有限的學(xué)時講授重復(fù)的內(nèi)容,作物產(chǎn)量生理部分作為學(xué)生的自學(xué)內(nèi)容。營養(yǎng)元素生理部分,在植物生理學(xué)課程中包括的內(nèi)容一般不再做重復(fù)講述,如養(yǎng)分在木質(zhì)部和韌皮部中運(yùn)輸?shù)挠绊懸蛩?。在植物生理學(xué)中對植物營養(yǎng)元素缺乏癥狀有一個大概的描述,但是該部分在植物營養(yǎng)學(xué)中卻是重點(diǎn),尤其是典型植物的一些典型缺素癥狀,如缺鈣造成的大白菜的“干燒心”,缺硼造成的油菜“花而不實(shí)”,果樹缺鐵的“黃葉病”和果樹缺鋅的“小葉病”等,并且在授課時應(yīng)明確植物典型缺素癥的原因及其有效的矯正措施,這些內(nèi)容在植物營養(yǎng)學(xué)的教學(xué)中是學(xué)生必須掌握的知識點(diǎn),這是因?yàn)榈湫偷娜彼匕Y狀是實(shí)踐中植物營養(yǎng)診斷最為明顯有效的指標(biāo)之一,也是指導(dǎo)農(nóng)民合理施肥的依據(jù)之一。由此可見,兩門課程相關(guān)內(nèi)容的互相協(xié)調(diào)不但增強(qiáng)了學(xué)生對知識掌握的系統(tǒng)性,又能夠避免課程內(nèi)容的重復(fù),從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和積極性。

2.在教學(xué)內(nèi)容中適當(dāng)穿插學(xué)科發(fā)展動態(tài)

植物營養(yǎng)學(xué)主要講授和營養(yǎng)元素有關(guān)的基本概念、基本原理和基本技術(shù),并且不可避免要涉及一些陳舊的概念和理論,這樣講和聽的效果都不會好。筆者認(rèn)為,在講授教學(xué)內(nèi)容時恰當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充一些與學(xué)生專業(yè)密切相關(guān)的最新研究成果和研究動態(tài),這樣,既可以活躍課堂氣氛激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又可以使學(xué)生接觸到更多的新知識。例如,在講授植物磷素時,針對不同專業(yè)的學(xué)生穿插和磷素有關(guān)的不同研究方向的發(fā)展動態(tài)。給農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境的學(xué)生介紹華南農(nóng)業(yè)大學(xué)嚴(yán)小龍教授多年來一直從事大豆適應(yīng)酸性缺磷紅壤的遺傳育種工作,已經(jīng)培育出適應(yīng)南方酸性低磷土壤的耐低磷的、高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的國審大豆優(yōu)良品種7個,并在南方的廣東、廣西、云南、四川和湖南等地進(jìn)行了推廣示范,效果非常好。這是植物營養(yǎng)學(xué)和作物遺傳學(xué)、育種學(xué)交叉研究結(jié)出的碩果,也是充分挖掘作物自身的遺傳特性節(jié)省磷肥資源的最佳途徑。給環(huán)境科學(xué)的學(xué)生應(yīng)側(cè)重介紹磷素施用過多對水體環(huán)境的影響,從而造成水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象方面的研究動態(tài)及國內(nèi)該方向研究比較前沿和比較系統(tǒng)的研究小組。此外,在講解土壤養(yǎng)分生物有效性時,介紹中國農(nóng)業(yè)大學(xué)李隆教授發(fā)表在國際知名刊物《PNAS》(美國科學(xué)院院刊)上的文章“Diversity enhances agricultural productivity via rhizosphere phosphorus facilitation on phosphorus-deficient soils”(多樣性增加生產(chǎn)力的機(jī)制—缺磷土壤上種間根際磷營養(yǎng)促進(jìn)作用),這篇文章在國際上首次闡明了間套作可以提高土壤養(yǎng)分資源利用效率,利用不同作物的根際效應(yīng)和養(yǎng)分空間有效性充分挖掘根系增產(chǎn)效應(yīng)。使學(xué)生認(rèn)識到歷史悠久的間套作種植體系在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中并沒有過時,它不僅對提高養(yǎng)分利用效率有重要意義,而且還是減少集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥、農(nóng)藥的使用,保護(hù)生物多樣性所生物學(xué)新途徑。

此外,除了給學(xué)生提供必要的

參考書和中英文科技期刊外,還給學(xué)生介紹我國及國際上植物營養(yǎng)學(xué)的研究較系統(tǒng)較前沿的學(xué)校和科研單位,這樣學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)瀏覽和搜索自己感興趣的學(xué)校和研究內(nèi)容,從而開闊學(xué)生視野和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

三、教學(xué)方法的改革探索

目前,大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)難這是人所共知的,尤其是農(nóng)業(yè)院校的畢業(yè)生,為此大部分學(xué)生選擇報考研究生作為暫時緩解就業(yè)壓力的一條途徑。從近年來授課的經(jīng)歷筆者總結(jié)出學(xué)生上課時的規(guī)律性表現(xiàn):一部分是充分利用課堂的時間盡量掌握老師講解的內(nèi)容;一部分學(xué)生不聽老師在講什么而是按照幻燈片機(jī)械地抄筆記以備戰(zhàn)考試;第三類學(xué)生是為了考研而戰(zhàn),只對考研的專業(yè)課感興趣,對其他的專業(yè)課置若罔聞。為了改善這種狀況,植物營養(yǎng)學(xué)課程小組在教學(xué)方法上嘗試了如下改革措施:

1.充分利用多媒體課件調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

植物營養(yǎng)學(xué)課程建設(shè)初期制作的課件以文字形式為主,不可否認(rèn),這類課件有利于教師對課程內(nèi)容的講解和學(xué)生筆記的記錄,但是不利于學(xué)生對課程重點(diǎn)和難點(diǎn)的理解及掌握,沒有表現(xiàn)出多媒體課件直觀易懂的功能,也沒有達(dá)到加深學(xué)生課堂知識印象的效果。為了改善多媒體課件授課效果,首先我們把大量植物營養(yǎng)元素缺乏癥圖片,尤其是典型植物的典型缺素特征展示給學(xué)生,并穿插詳細(xì)的講解。同時,在課件中還穿插教學(xué)短片和FLASH以直觀表示養(yǎng)分吸收、運(yùn)輸和缺素癥狀,盡量以生動、直觀的手法形象地將教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容表達(dá)出來,以吸引學(xué)生的注意力提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。此外,課件內(nèi)容應(yīng)不斷改進(jìn),補(bǔ)充新概念、新理論和新進(jìn)展,并較多地運(yùn)用動畫、自制示意圖和實(shí)物照片來演示和講解課程的難點(diǎn)和要點(diǎn)以吸引學(xué)生的注意力。

2.課堂上的互動和討論課調(diào)動學(xué)生的積極性

過去學(xué)時數(shù)充足,安排有實(shí)驗(yàn)教學(xué)。目前,由于課時大幅度壓縮,實(shí)驗(yàn)課被取消,但是課程組在教學(xué)環(huán)節(jié)中加入課堂討論(互動環(huán)節(jié))+學(xué)生課程答辯+課程論文,從而培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力、組織材料能力和應(yīng)變能力。

因?yàn)橹参餇I養(yǎng)學(xué)是合理施肥的基礎(chǔ),在課堂上經(jīng)常采用提問和討論的方式分析目前農(nóng)民施肥存在的一些誤區(qū),這樣可以調(diào)動學(xué)生的積極性以參與到課程的學(xué)習(xí)和應(yīng)用中。更為重要的是,在課程內(nèi)容講解過程中任課教師根據(jù)教學(xué)大綱給出可以涵蓋本門課程的一系列題目,三個人為一組,以所給題目為基礎(chǔ),結(jié)合該學(xué)科研究的前沿動態(tài)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在的問題分別從三個不同的方面搜集、整理資料,并總結(jié)前人的研究結(jié)果和闡述自己對該問題的觀點(diǎn),最后撰寫成三篇課程論文。本部分不僅鍛煉學(xué)生搜集、整理和消化資料的能力,并能加深學(xué)生對相關(guān)知識的理解和提高學(xué)生綜合分析問題能力、概括總結(jié)能力。并以小組為單位,把三篇課程論文中所包涵的內(nèi)容整合在一起做一個5～10張幻燈片的微型報告,選一名代表上臺講述(5～8分鐘/組)。本部分培養(yǎng)了同學(xué)之間的協(xié)作綜合能力及團(tuán)隊精神。在報告的整個過程中要求每個同學(xué)必須有一次提問,旨在培養(yǎng)學(xué)生專心聽講、積極思維的能力。實(shí)踐證明我們采取的這種方式普遍被學(xué)生所接受,并收到了很好的效果。

四、考核方式的改革探索

眾所周知,閉卷考試多年來一直是高校評定學(xué)生學(xué)習(xí)成績和教師教學(xué)效果最常用的一種方法,同時考核結(jié)果作為信息反饋給學(xué)校的教務(wù)部門,作為評估教學(xué)效果,調(diào)整教學(xué)計劃的依據(jù)。以往的課程考核方法多以單純的理論知識考試為主,考試形式單一,并且閉卷考試成績并不能完全衡量學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的質(zhì)量,不能真正達(dá)到教育培養(yǎng)目標(biāo)。為此,我們對植物營養(yǎng)學(xué)課程考核的形式和內(nèi)容都進(jìn)行了改革嘗試。

課程考核分為平時成績的考核(30%)和期末閉卷考試(70%)。平時成績的考核包括:課堂提問與回答(分為兩部分,首先每堂課開始教師根據(jù)上堂課講授的重點(diǎn)內(nèi)容結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行提問,學(xué)生或者自薦答題或者教師點(diǎn)名回答;其次,每堂課結(jié)束前十分鐘請學(xué)生對講述內(nèi)容對教師進(jìn)行提問。要求是每個學(xué)生在課程學(xué)習(xí)期間都必須有一次問和答的經(jīng)歷,教師根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)給出成績);課后作業(yè)與小測;課堂討論及學(xué)生的微型報告。期末閉卷考試(要求主觀題不能少于60%):基本的概念和基本原理以名詞解釋和填空題的形式出現(xiàn);簡答題結(jié)合農(nóng)業(yè)實(shí)踐中存在的問題或現(xiàn)象采用植物營養(yǎng)學(xué)的理論進(jìn)行解釋;論述題主要考察學(xué)生的主觀能動性和科學(xué)創(chuàng)新能力,并不是單純考核學(xué)生“死記硬背”的功夫。

綜上所述,改革措施的探索與實(shí)施,充分調(diào)動了學(xué)生的積極性,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。尤其是在課堂討論及學(xué)生的微型報告過程中,不僅鍛煉了學(xué)生表達(dá)自我的能力,而且培養(yǎng)了同學(xué)之間的協(xié)作能力及團(tuán)隊精神。大部分同學(xué)課件制作美觀,講解清晰,踴躍提問和回答。以上的改革措施對學(xué)生牢固掌握基本概念和基本理論,提高實(shí)踐能力起著很重要的作用。但在改革探索中發(fā)現(xiàn)的一些問題仍需要課程組教師和同學(xué)們共同努力去解決和完善。

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