研究生作物科學研究方法課程教學改革探索與實踐

鄧敏 李瑞蓮 易鎮(zhèn)邪 黃成 陳平平 羅紅兵

摘要 研究生教育是國家培養(yǎng)高層次人才的主要途徑，其課程教學也日益受到國家的重視，要求從教學內(nèi)容、教學方法等方面進行探索與改革，針對目前研究生課程教學過程中存在的課程內(nèi)容陳舊、教學方法手段單一、授課時間和內(nèi)容連續(xù)性難以保證、研究生自主學習意識和學術交流能力差等問題，以湖南農(nóng)業(yè)大學為例進行了摸索。在作物科學研究方法課程教學過程中，結合該課程的特點，從課程內(nèi)容、教學方法方式、教學模塊和學生考核方法等方面進行了探索和改革，提高了課程教學的效率，提升了研究生自主學習和學術交流等能力。

關鍵詞 作物科學;課程教學改革;研究生;創(chuàng)新

中圖分類號 S-01;G642.0? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2022）10-0271-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.10.064

Exploration and Practice in Curriculum Reform of Crop Science Research Methods Course for Graduate Students

DENG Min， LI Rui-lian， YI Zhen-xie et al （College of Agronomy， Hunan Agricultural University， Changsha，Hunan? 410128）

Abstract The postgraduate education is a main way for the country to cultivate high-level talents， and its curriculum teaching is increasingly valued by the country.It requires exploration and reform in terms of teaching content， teaching methods， and so on.Aiming at the problems such as stale curriculum content， single teaching method， difficulty in ensuring the continuity of teaching time and content， poor postgraduate self-study awareness， and poor ability of academic communication in the current graduate course teaching.In order to explore the issues mentioned above，Hunan Agricultural University was taken as an example.In the teaching process of crop science research methods for postgraduates， combining with the characteristics of the course， it was explored and reformed the curriculum content， teaching methods， teaching modules， and student assessment methods， which improved the efficiency of curriculum teaching and promoted the ability of autonomous learning and academic communication for graduate students.

Key words Crop science;Curriculum reform;Graduate student;Innovation

基金項目 湖南省學位與研究生教育改革研究一般項目（2019JGYB131）;湖南省普通高等學校教學改革研究項目普通教育項目（HNJG-2020-0310）。

作者簡介 鄧敏（1986—），男，湖南醴陵人，講師，博士，從事玉米遺傳學及功能基因組學研究。* 通信作者，教授，博士，從事玉米種質(zhì)資源創(chuàng)新與利用研究。

收稿日期 2021-07-27

2015年10月，國務院印發(fā)《統(tǒng)籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案》，《方案》明確規(guī)定：培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才，即著力培養(yǎng)具有歷史使命感和社會責任心，富有創(chuàng)新精神和實踐能力的各類創(chuàng)新型、應用型、復合型優(yōu)秀人才;提升科學研究水平，營造濃厚的學術氛圍和寬松的創(chuàng)新環(huán)境，保護創(chuàng)新、寬容失敗，大力激發(fā)創(chuàng)新活力[1]。這也成為中國高等院校研究生培養(yǎng)教育邁向高水平化、高質(zhì)量化的行動指南。因此，研究生教育創(chuàng)新、綜合改革和整體質(zhì)量培養(yǎng)，已成為當下我國高等教育面臨的急需解決的又一關鍵問題。人才，尤其是具有創(chuàng)新能力的高層次人才是一個國家、一個民族實現(xiàn)創(chuàng)新的基礎。我國農(nóng)村經(jīng)濟的增長依靠的是人才，尤其是創(chuàng)新型人才。農(nóng)業(yè)是弱勢產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)人才資源的缺乏更限制了該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。高等農(nóng)業(yè)院校是培養(yǎng)農(nóng)業(yè)創(chuàng)新人才的基地，而研究生教育作為我國教育結構中學歷教育的最高層次，在創(chuàng)新人才的培養(yǎng)環(huán)節(jié)中發(fā)揮重要作用。培養(yǎng)高級科技人才和為國家輸送科技創(chuàng)新人才都需要不斷提高研究生科技創(chuàng)新能力[2]。

創(chuàng)新人才的培養(yǎng)靠創(chuàng)新的教學內(nèi)容、教學方法和教學手段?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》明確提出要把改革創(chuàng)新作為教育發(fā)展的強大動力。教育要發(fā)展，根本靠改革。要不斷深化教學改革，就要從教學內(nèi)容、方法、手段上入手，強化實踐教學環(huán)節(jié)，引導學生參與科學研究，以提高其學習能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。加快解決經(jīng)濟社會發(fā)展對高質(zhì)量、多樣化人才的需要與教育培養(yǎng)能力不足的矛盾，人民群眾期盼良好教育與資源相對短缺的矛盾，增強教育活力與體制機制約束的矛盾，為教育事業(yè)持續(xù)健康發(fā)展提供強大動力[3]。教育部等《關于深化研究生教育改革的意見》也進一步提出研究生教育是培養(yǎng)高層次人才的主要途徑，是國家創(chuàng)新體系的重要組成部分，要創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，加強課程建設，重視課程教學在研究生培養(yǎng)中的作用，增強學術學位研究生課程內(nèi)容前沿性，通過高質(zhì)量課程學習強化研究生的科學方法訓練和學術素養(yǎng)培養(yǎng)，構建符合專業(yè)學位特點的課程體系，改革教學內(nèi)容和方式，加強案例教學，探索不同形式的實踐教學[4]。

1 我國農(nóng)科類研究生培養(yǎng)模式的特點

我國近幾十年農(nóng)科類研究生培養(yǎng)的模式主要有以下特點：一是選拔方式嚴格。經(jīng)過統(tǒng)招、單考逐級考試錄取研究生的過程重視分數(shù)，側重傳統(tǒng)應試教育，而分數(shù)的高低并不能決定實際科研水平的高低。二是教學方式仍以傳授為主。部分高等科研院所研究生課程學習，仍以教師講授理論知識，學生被動接受的方式為主，這種教學一方面不利于學生對課程內(nèi)容的牢固掌握。另一方面，束縛學生的科研個性發(fā)揮。

2 國內(nèi)高校研究生課程教學改革實踐

很多任課教師在教學過程中發(fā)現(xiàn)了問題，并對課程教學等進行了探索和改革。崔喜艷等[5]以分子生物學及實驗技術教學為例，從教學內(nèi)容、教學方式、教學方法、教材建設和考核方式等進行了改革和探索。為了解研究生課程體系存在的問題，吉林農(nóng)業(yè)大學對學術型研究生的課程設置、課程內(nèi)容、授課方法、評價機制、考核方法、深度思考6個方面的問題向?qū)W術型研究生導師、學術型研究生的授課教師和部分學術型研究生進行了問卷調(diào)查。調(diào)查結果表明其中課程內(nèi)容陳舊、教學大綱多年未變、教材缺乏更新和課程主體參與度低，學生的自主參與和研討不夠充分以及考核機制固化，多采用論文作業(yè)驗收方式，缺乏對學術活動的考核等問題[6]。

一些大學對部分研究生課程進行了改革。南京師范大學利用互聯(lián)網(wǎng)對研究生植物分子生物學課程進行了研究，并在教學過程中注重基本教學內(nèi)容的合理安排，利用國外教科書和研究期刊，介紹最新研究成果和研究手段，利用云存儲工具等手段讓學生和教師存儲、分享教學資料，讓學生參與課程內(nèi)容討論，提升了課堂教學效果[7]。從培養(yǎng)研究生創(chuàng)新科研能力的角度出發(fā)，結合西南大學動物遺傳育種與繁殖學專業(yè)研究生學術seminar組內(nèi)例會實踐，探討了學術seminar對培養(yǎng)研究生綜合科研能力的積極作用，提出了學術seminar在實施過程中存在的一些問題及解決對策，旨在為學術seminar在研究生教育中獲得更廣泛推廣及規(guī)范化應用提供理論借鑒與依據(jù)[8]。海南大學對研究生基因工程原理與技術課程，從教學內(nèi)容、了解學生背景、制定相應的培養(yǎng)計劃、教學手段、將科研融入教學和增開實驗課程5個方面進行了改革[9]。

3 作物科學研究方法課程教學改革的必要性

作物學是一門綜合性很強的學科，同時也是一門實踐性極強的應用型學科。其學科人才既要掌握扎實的作物學基礎知識，了解廣博的其他相關學科知識，又要具備指導作物生產(chǎn)實踐的能力和創(chuàng)新能力，以更好地為作物生產(chǎn)、推廣與管理等領域服務。因此，全日制作物學碩士研究生培養(yǎng)應以培養(yǎng)具備應用性強、綜合性強、技術性強、適應性強等特點的創(chuàng)新型人才為目標，強化專業(yè)素質(zhì)和實踐素質(zhì)的訓練，以適應國家對高層次創(chuàng)新型農(nóng)業(yè)人才的需求[10]。

作物科學研究方法課程為湖南農(nóng)業(yè)大學作物學類學術型碩士研究生專業(yè)必修課，系統(tǒng)總結生物進化論、遺傳學、生態(tài)學、土壤學、氣候氣象學等與作物科學密切相關學科的共性方法，論述作物種質(zhì)資源、遺傳育種、栽培耕作方法演進與基本規(guī)律以及現(xiàn)代科學方法創(chuàng)新對作物科學方法的影響，剖析作物種質(zhì)資源、遺傳育種、栽培耕作方法典型案例，并預測作物種質(zhì)資源、遺傳育種、栽培耕作領域發(fā)展趨勢及前沿方法。作物科學研究方法課程是培養(yǎng)作物學創(chuàng)新型碩士研究生的重要核心課程，對其進行教學改革具有重要意義。

4 作物科學研究方法課程教學中存在的問題

近年來，一方面，分子生物學、農(nóng)用機械和各種組學等技術的發(fā)展日新月異，其理論、實驗技術不斷更新，給作物學研究帶來了新的契機和技術支持。與此同時，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，研究生的學習方式和方法均發(fā)生了巨大變化。學生可以借助網(wǎng)絡，利用各種平臺、公眾號進行學習，通過社交媒體加強師生間、同學間的交流與討論。這都為作物科學研究方法的課程教學帶來了新的視角和挑戰(zhàn)，同時也暴露出現(xiàn)行研究生課程教學中的一系列問題。

4.1 課程內(nèi)容缺乏前沿性和實踐性

分子生物學等學科和技術的發(fā)展，給作物學相關研究提供了更多的可能和方法。但當下作物科學研究方法課程內(nèi)容陳舊，更新速度慢，前沿性知識比重不高，不能及時反映行業(yè)發(fā)展。學生缺乏對該學科前沿知識的學習，則更難以對未知世界進行探索。同時，課程內(nèi)容偏重理性而忽視實踐性，缺乏理論與實踐的相互融合，使得學生很難真正了解社會對本學科人才的實際需求，從而缺乏學習積極性，創(chuàng)新能力得不到培養(yǎng)。

4.2 教學方法傳統(tǒng)單一

目前作物科學研究方法課程的講授模式基本延續(xù)本科教學模式，以教師講授，學生聽課、被動接收的方式為主，課堂討論、教學翻轉等方法手段運用較少，這使得學生所獲得的知識難以超越老師講授內(nèi)容，對課程內(nèi)容缺乏獨立思考，不能提出問題。這種傳統(tǒng)的教學方法不僅已無法適合當下的本科教學，更不適合研究生教學。另外，單純的教師講授形式已無法滿足不斷更新的教學內(nèi)容與學生不同研究背景的需求，無法給學生科研工作帶來幫助。且課程考核方式仍以閉卷考試單一考核為主，不能全面、客觀、真實地反映學生的學習效果。

4.3 研究生科研任務與上課時間沖突

碩士研究生在完成課程任務的同時，也要承擔一定的科研任務，需要外出實地觀察、取樣、調(diào)研等，如果耽誤，將錯過作物生長季，導致實驗推遲一個生長季而延期畢業(yè)。此外，不同作物的生長季節(jié)各不相同，農(nóng)作物的田間調(diào)查、數(shù)據(jù)的測定等均與農(nóng)作物的生長季節(jié)緊密銜接，因此，作物學相關專業(yè)的研究生科研任務與上課時間沖突而導致缺課的現(xiàn)象普遍存在，從而破壞了課程教學的連續(xù)性。

5 課程教學改革實踐與探索

以當前作物科學研究方法課程教學中存在的問題為出發(fā)點，借鑒其他高校對碩士研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)和研究生課程改革的有益探索，結合本教學團隊近年研究生教育的實踐和探索，在作物學碩士研究生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系設計的基本原則上，以培養(yǎng)研究生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力為核心，從作物科學研究方法課程的教學內(nèi)容、教學框架、教學方式和考核方式4個方面進行了改革和探索，期望為作物學創(chuàng)新型碩士研究生核心課程的教育改革提供可參考的范例。

5.1 更新課程內(nèi)容

作物科學研究方法是作物學研究生的必修課程，也是基礎課程，對學生的課題開展和研究中遇到問題的解決都有指導意義，因此課程內(nèi)容的安排尤為重要。作物科學研究方法課程內(nèi)容包括緒論、作物科學研究的共性方法、作物種質(zhì)資源研究方法、作物遺傳育種研究方法和作物栽培耕作研究方法5個章節(jié)。雖然作物科學研究方法課程有32課時，但涉及的教學內(nèi)容充實且多樣，所以課程教學進度仍比較緊湊。對課程內(nèi)容進行調(diào)整：①調(diào)整原有課程內(nèi)容，學生提前預習，教材上有的內(nèi)容，不作為講授的重點，重點講授作物科學研究的基本特性、理論、設計原理和設計方法;②增加課程所涉及的案例內(nèi)容，如與課程相關的最新研究進展，從實際問題中學習作物科學試驗方案的設計能力，以及分析和解決作物科學問題的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新設計能力;③引導學生應用現(xiàn)代設計方法和技術進行作物科學研究的設計，逐步具有應用先進設計方法解決作物科學研究中實際問題的能力;④增加作物科學研究的項目設計、實施方案的設計，獲得試驗設計和實驗技能，以及項目總結的基本訓練。⑤增加培養(yǎng)和鍛煉學生在項目研究過程中的研究能力、表達能力和團隊合作精神。此外，作物科學研究方法涉及的內(nèi)容較廣泛，涵蓋遺傳學、耕作栽培學等不同內(nèi)容，將繼續(xù)沿用不同課程內(nèi)容由來自不同研究方向的老師進行授課，如此，能將課程知識進行擴展，及時解決學生在實際生產(chǎn)和科研中遇到的問題。

5.2 構建課程框架

作物科學研究方法是一門理論與實踐緊密聯(lián)系的課程，要求學生在學好理論知識的同時能將其應用到自己的科學研究中。此外，該課程的學生具有不同的研究背景，以課程內(nèi)容為基礎，以個性化教學為原則，構建4大教學模塊。

（1）教師講授模塊。根據(jù)不同課程內(nèi)容，采用啟發(fā)式教學和互動式教學等對其進行講授，以水稻、玉米、油菜、棉花等主要作物為對象，將方案設計、結果分析、小結討論等教學過程有機融合串聯(lián)，提高學生的理解能力，應用所學知識、方法與先進技術解決作物科學問題的實踐能力和團隊合作能力。

（2）學生講解、討論模塊。讓學生結合自己研究的課題或針對某一作物的實際生產(chǎn)問題講解研究課題的試驗設計方案、研究方法等，大家進行討論。不能在課堂上進行講解的以書面形式呈交授課教師。

（3）教師引導、學生選題模塊。學生從教師給定的研究題目中選擇或自主選題，以小組為單位進行，每個人的分工與責任需明確;撰寫研究報告，并進行陳述與答辯。

（4）學生分享、匯報模塊。要求學生課后自行檢索并閱讀作物科學研究方法最新相關文獻，教師指定或?qū)W生自薦在課堂進行PPT分享匯報，沒有在課堂上進行分享和匯報的同學通過錄制視頻的方式進行匯報。

5.3 豐富教學方法

研究生教育有別于本科生教學，要加強學生自主學習、獨立思考和相互交流的能力，而傳統(tǒng)的講授式教學模式是以教為中心，以“滿堂灌”的方式進行授課，容易忽略學生個性和能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的教學方法已很難滿足研究生的學習要求，制約了課程知識的傳遞，影響教學質(zhì)量。對教學方法、方式進行如下改革[11-12]。

（1）啟發(fā)式教學法。激發(fā)學生主動學習的興趣，培養(yǎng)學生獨立思考、分析問題和解決問題的能力，引導學生主動通過實踐和自學獲得自己想學到的知識。

（2）電子教案法。多媒體教學與傳統(tǒng)板書、教具教學相結合，提高課堂教學信息量，增強教學的直觀性。

（3）案例教學法。理論教學與科研項目申報相結合，引導學生應用生物進化論、遺傳學、生態(tài)學、土壤學、氣候氣象學的基本原理，采用現(xiàn)代設計方法和手段，進行作物科學研究項目申報書的案例分析。

（4）互動式教學法。每個章節(jié)講授結束后進行1次課堂討論，并進行答疑，同時通過網(wǎng)絡交流工具進行課外答疑，達到學生能及時解決與課程內(nèi)容相關和自己課題設計上的問題。

5.4 變革考核方式

為解決考核方式單一的問題，促進學生自主學習和交流，將原來的閉卷考試加考勤的考核方式改變?yōu)榻Y合4個不同的教學模塊進行考核，給定每個部分不同的分值：理論知識考試40%、學生課題匯報與課題討論20%、課后作業(yè)20%、最新文獻匯報10%、考勤10%。其中，理論知識考試以開卷考核的形式，將所要考查的知識點放在具體問題中進行出題。

6 課程教學改革成效

通過多年的探索，將上述教學改革內(nèi)容應用于作物科學研究方法的課程教學中，提高了學生對課程核心內(nèi)容的掌握程度，也提高了老師的教學效果和質(zhì)量，通過實際操作和討論在一定程度上鍛煉了學生獨立思考、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，增強了學生綜合運用知識的能力。比較2018年和2019年學生對作物科學研究方法課程講授的評價發(fā)現(xiàn)，2018年和2019年參加評價的學生中認為“研究生創(chuàng)新素質(zhì)和研究能力得到了培養(yǎng)”“有助于學生自主學習能力的提升”的學生分別為89.2%與86.7%和90.1%與87.3%，且2019年比2018年高。而對教師講授的內(nèi)容是否注意了典型問題設計、分析、解決，組織學生進行研究性學習，教學內(nèi)容能否及時反映最新研究成果和先進技術，是否形成了基本的理論體系，課程深度廣度是否適當，進度是否適中，是否及時給予課程學習上的指導，是否能理論聯(lián)系實際，能適當補充相關材料等評價為優(yōu)秀的學生比例2019年均高于2018年，特別是在是否注意了典型問題設計、分析、解決，組織學生進行研究性學習，教學內(nèi)容能否及時反映最新研究成果和先進技術，是否及時給予課程學習上的指導，是否能理論聯(lián)系實際，是否積極改革、改進教學方法和教學手段等的比例提高較多（圖1）。

通過不同教學模塊的構建，學生不再是被動地接受知識，而是主動地將自己在課題研究中遇到的問題帶到課堂，使學生對作物科學研究方法課程的學習印象深刻，基本掌握了該課程的基本原理、方法等主要內(nèi)容，提高了學生學習的效果，為后續(xù)課程學習和科學研究奠定了良好基礎。

7 小結

作物學是湖南省一流學科，也是湖南農(nóng)業(yè)大學的優(yōu)勢學科。作物科學研究方法是作物學研究生的核心課程，對該課程的教學改革是作物學創(chuàng)新型高層次人才培養(yǎng)的有效探索。提高了學生對該課程的興趣，提高了學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力等，基本達到了對該課程改革的目標。隨著互聯(lián)網(wǎng)等信息技術的發(fā)展，不同的教學方式、教學手段和網(wǎng)絡資源不斷涌現(xiàn)，如何利用這些資源，實現(xiàn)優(yōu)秀教育資源的有效整合，提高研究生自主學習動力和能力，增強教學效果等方面還在不斷的探索，繼續(xù)改進，以滿足國家對“雙一流”和“金品課程”建設發(fā)展的需要。

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