植物生理學教學模式探索與實踐
——以植物的抗病性章節(jié)為例

柏素花，劉 新

（青島農(nóng)業(yè)大學生命科學學院 山東 青島 266109）

1 植物抗病性章節(jié)課程教學實踐

植物生理學是青島農(nóng)業(yè)大學（以下簡稱“我校”）植物保護專業(yè)的專業(yè)必修課。根據(jù)培養(yǎng)方案，學生學習本章節(jié)課程后應達到以下幾個目標。知識目標：掌握抗逆生理、逆境蛋白概念、植物在逆境下的形態(tài)變化與代謝特點；掌握滲透調(diào)節(jié)與抗逆性的關系、膜保護物質(zhì)與自由基的平衡、植物激素在抗逆性中的作用等植物抗逆性的基本原理；掌握提高植物抗病性的途徑。能力目標：掌握提高植物抗病性的基本原理及途徑，針對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不同作物、不同季節(jié)發(fā)生的各種病害，能夠理論聯(lián)系實踐進行調(diào)查、分析、判斷，采用適宜的途徑提高植物的抗病性，為解決生產(chǎn)中的實際問題提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。素質(zhì)目標：養(yǎng)成良好的學習習慣，培養(yǎng)自主學習、自主獲得知識的能力，增強社會責任感、使命感，增強學習動力，提高理論聯(lián)系實踐、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

為了使學生更好地學習理解提高植物抗病措施這一節(jié)的知識點，通過引導學生關注農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中由于病害脅迫造成的全球作物產(chǎn)量降低；過度施用農(nóng)藥導致農(nóng)作物產(chǎn)品農(nóng)藥殘留、土壤環(huán)境污染，危害人類健康等的實際問題，使學生能夠理論聯(lián)系實踐，將理論知識應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。課程教學實踐主要分為以下幾方面的內(nèi)容。

1.1 課前引入病害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害問題

我國是農(nóng)業(yè)大國，推進農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展觀的一次重要改變，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐的科技創(chuàng)新提出更高的要求，農(nóng)業(yè)是生存之本，而病害是危害植物生長的主要生物脅迫因子，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的損失，進行植物的抗病研究對作物生產(chǎn)意義重大，解決生產(chǎn)中存在的問題至關重要。

2021―2022第一學期的教學對象為植物保護專業(yè)2020級本科學生，已經(jīng)學習了植物學、生物化學及部分植物保護專業(yè)的相關專業(yè)課，有了一定的農(nóng)業(yè)、生物類相關基礎知識的儲備。運用在上課前“問題導入式”教學方法，提出生產(chǎn)生活中與病害相關的問題，提高學生的學習興趣，使學生能積極參與到教學過程中。闡述病害在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的高發(fā)性、難防治、危害嚴重等問題，引導學生結(jié)合日常觀察到的校園、公園、景區(qū)等植物的病害情況，結(jié)合所學的關于病害的專業(yè)知識、查閱的文獻資料、新聞媒體報道的病害等問題，引導學生了解病害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的危害、病害防治的艱難性及農(nóng)藥殘留超標造成環(huán)境污染、農(nóng)藥過量使用導致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本升高等難以解決的相關問題。闡明作為農(nóng)業(yè)類專業(yè)的學生，應該掌握植物生長發(fā)育的基本生命活動規(guī)律，掌握植物病害發(fā)生的季節(jié)、外界環(huán)境因素、病原物的侵染規(guī)律、危害程度、作用機理等，進而通過學習理論知識，并將其應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中，解決生產(chǎn)中的實際問題。思考在生產(chǎn)實踐中提高植物抗病性的有效途徑有哪些，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。如，課前布置相關的思考題，讓學生根據(jù)自己的興趣，思考或查閱相關文獻資料，了解相關知識點。在我國不同病害的高發(fā)期是在哪些季節(jié)？以1―3種蔬菜、果樹或大田作物為例，介紹其主要病害有哪些。以你熟悉的病害為例，闡明病原物的生物學特性、侵染規(guī)律、危害癥狀及防治措施和方法，思考在生產(chǎn)中如何統(tǒng)防統(tǒng)治植物病害。了解在植物病理學方面的科學家及他們的主要貢獻等問題[1]。

1.2 啟發(fā)式、討論式教學方法貫穿授課過程

在課前引入病害在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的危害問題的前提下，結(jié)合思考題學習提高植物抗病性途徑這一節(jié)的內(nèi)容。讓學生單獨或分組講解對以上問題的理解，根據(jù)學生對問題的理解，和學生一起深入探討、總結(jié)植物抗病性的途徑有哪些。例如，結(jié)合自己的科研工作，以蘋果輪紋病為例講解如何提高植物抗病性的問題。輪紋病是世界范圍內(nèi)蘋果主要病害之一，在中國、美國、日本、韓國、澳大利亞、南非等多個國家均有不同程度的發(fā)生。輪紋病菌是木本植物枝干上的重要病原菌，其寄主可達200余種，可侵染蘋果、梨、桃、葡萄等各種果樹，也侵染楊樹、柳樹、槐樹等林木。在我國發(fā)病尤為嚴重，發(fā)病時不僅造成爛果減產(chǎn)、死樹死枝，嚴重時還會造成整個果園絕收。研究人員在輪紋病病原鑒定、病原基因組研究及鑒定宿主參與防御輪紋病菌侵染的基因等方面進行研究，但對輪紋病病原的致病機制及病原與宿主的互作機制還缺乏深入的研究。對蘋果輪紋病病原的研究主要集中在對輪紋病病原的確定、病原菌的宿主范圍、致病性及病原菌的基因組結(jié)構(gòu)分析等幾個方面。

對于如何提高植物的抗病性，有以下幾種措施。第一，在生產(chǎn)中通過改善植物的生存環(huán)境來提高植物的抗病性。進行合理的農(nóng)業(yè)栽培管理措施。如改進耕作制度，對不同作物進行輪作、混種減輕或避免土傳病害的發(fā)生；清除病葉、病果、枯枝，利用高效自動化施藥設備對作物進行精準施藥，提高效率，節(jié)約成本；對土壤進行滅菌處理，加強合理的田間管理等，都能使植物有效抵御病害的發(fā)生。山東產(chǎn)區(qū)4―5月遇低溫多雨天氣，促進腐爛病菌在蘋果枝干上大量定殖，需將藥液均勻地噴施到蘋果枝干上，以保護枝干，防止腐爛病菌在蘋果枝干上定殖，并鏟除在蘋果枝干上定殖的部分腐爛病菌。第二，通過培育抗病品種提高植物的抗病性。作物栽培中通過傳統(tǒng)的育種和分子生物學輔助育種等方法手段，培育抗病品種，是提高植物抗病性的有效途徑。可采用抗病品種區(qū)域技術(shù)示范的措施，提高抗病性。本實驗室通過傳統(tǒng)的雜交育種、結(jié)合分子育種等方法，選育出多個抗蘋果輪紋病的優(yōu)系。第三，利用誘導抗病性。誘導性抗病性也是提高植物抗病性的有效方法?？衫蒙锓椒?、物理方法、化學方法處理植株，改變植物對病害的反應，產(chǎn)生局部的或系統(tǒng)抗性。第四，利用植物生長調(diào)節(jié)劑對植物生長發(fā)育有調(diào)控作用的原理，在作物栽培中，可通過合理施用乙烯利、赤霉素、茉莉酸、水楊酸等生長調(diào)節(jié)劑誘導抗病基因的表達，從而提高植物的抗病性。研發(fā)一批綠色高效的低風險農(nóng)藥、施藥助劑、植物免疫誘抗劑、微生物源農(nóng)藥、新型蛋白質(zhì)農(nóng)藥等綠色防控品，有效突破我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中安全、高效等方面的問題，提高農(nóng)藥的有效利用率，節(jié)約農(nóng)業(yè)投入成本[2]。

在學習基本理論知識的基礎上，讓學生課后復習，在超星網(wǎng)絡教學平臺中完成課堂檢測題、章節(jié)練習題等，進一步掌握、鞏固理論知識。通過課前問題導入、課中啟發(fā)式、討論式的教學方法，使學生更好地理解理論知識，同時能將理論和實踐相結(jié)合，為服務農(nóng)業(yè)生產(chǎn)奠定堅實的基礎。

1.3 課后課程教學總結(jié)反思

采用問題導入式、啟發(fā)式教學方法，在學習植物抗病生理章節(jié)時，如提出“如何提高植物抗病性？”這一問題，引導學生思考，提高學習的積極性和主動性，學生參與度大幅提高，提升了教學效果。通過理論知識的學習，使學生進一步認識農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在的嚴重病害問題，深入了解學習的目的是為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務，增強學習動力。在課堂教學中，應結(jié)合專業(yè)知識對學生進行思想政治教育，挖掘本章節(jié)的思政元素。列舉為我國農(nóng)業(yè)事業(yè)做出巨大貢獻的科學家、科研工作者的先進事跡，如帶領太行山人民種植果樹、脫貧致富的李保國教授的先進事跡，激勵了無數(shù)青年學生努力奮斗，不負韶華，增強了為祖國的農(nóng)業(yè)事業(yè)而奮斗的決心和力量。作為普通的教師、科研工作者，針對蘋果輪紋病對蘋果生產(chǎn)帶來的巨大危害，以服務三農(nóng)為己任，多年來結(jié)合生產(chǎn)中的病害，探討防治輪紋病的有效方法、探索蘋果輪紋病的防御機制，為解決生產(chǎn)中的實際問題貢獻自己的力量。

2 采用線下線上課相結(jié)合的教學模式

2.1 進行線下課程的同時，充分利用網(wǎng)絡教學資源學習

改變傳統(tǒng)的線下課教學模式，把學生作為教學的主體，教師以問題導入式、討論式、啟發(fā)式的教學方法開展線下課程教學，并充分利用學校在線資源“超星網(wǎng)絡教學平臺”，上傳教學相關視頻、教學課件、章節(jié)檢測題、綜合測試題等，輔助學生預習、復習鞏固課堂知識；利用該平臺進行簽到、發(fā)通知、問題討論、調(diào)查問卷、信息反饋，以及通過微信問答等方式和學生互動，及時了解學生的學習情況；鼓勵學生利用優(yōu)質(zhì)的中國大學慕課教學資源輔助學習[3]，教師采用鏈接國內(nèi)外重要期刊雜志，課下騰訊會議集中解答學生問題等的方法協(xié)助學生學習，明顯提升了教學效果。另外推薦學生課后觀看電影《李保國》、關注三農(nóng)先進人物事跡展播、三農(nóng)人物故事、為農(nóng)業(yè)發(fā)展做出突出貢獻的科學家等，激勵學生奮發(fā)努力。

2.2 課后布置學習任務

課后布置學習任務，引導學生走進圖書館、利用在線資源等進行課下學習，作為學生課外拓展知識的內(nèi)容，使學生拓展知識的深度和廣度，增強對知識的運用能力。學生通過查閱文獻資料、田間調(diào)研、科學試驗等方法對這部分內(nèi)容進行更深入的理解和探索。如探索輪紋病的致病機制及病原與宿主的互作機制？植物抗病機理研究進展？植物病害研究的信號轉(zhuǎn)導途徑有哪些？根據(jù)自己的專業(yè)討論如何提高植物的抗病性等問題，使學生了解國家政策，增強社會責任感和學習動力，將理論知識應用于生產(chǎn)實踐中。農(nóng)科教發(fā)[2018]3號印發(fā)的關于《農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展技術(shù)導則（2018-2030）》的文件指出，重點研發(fā)農(nóng)藥減施增效技術(shù)。如，研發(fā)無人機高效施藥技術(shù)、有害生物抗藥性檢測技術(shù)與風險評估技術(shù)、化學農(nóng)藥協(xié)同增效技術(shù)、農(nóng)藥靶向精準控釋技術(shù)、作物免疫調(diào)控與物理防控技術(shù)等的研發(fā)[4]。學生要更加努力地學習理論知識，提高自己的知識水平和科研技能，為后續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科學研究奠定堅實的基礎。對于這些問題的答案和論點，學生在課堂講解、討論或者以電子版的形式發(fā)給老師，老師精選典型案例進行講解、點評，重點突出、以點帶面，提高了學生的學習積極性，使學生自覺關注農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實際問題，樹立正確的人生觀、價值觀，增強為農(nóng)業(yè)事業(yè)刻苦學習的信心和勇氣。

在講授植物植物生理學課程時對學生進行思想政治教育是不可缺少的教學環(huán)節(jié)，但植物生理學課程內(nèi)容豐富，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐密切相關，并蘊含著豐富的思想政治教育元素。在今后的植物生理學教學中應注重思政元素的挖掘、融入方式、方法，做到潤物細無聲地把科學精神、愛國情懷、生態(tài)文明教育、環(huán)保意識、團隊協(xié)作精神、支農(nóng)愛農(nóng)的思想扎根學生的心里[5]。“育人為本，德育為先”是教師的神圣使命。植物生理學作為一門重要的專業(yè)基礎課和骨干課程，課程中思政元素的挖掘是一項長期的工作，這就要求專業(yè)教師要不斷加強學習，拓展自己的知識面，關注農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要、改進教學方法、提高自己的專業(yè)水平和道德情操，與時俱進，不斷補充課程中的思政元素，在課程教學中注重培養(yǎng)學生的“大國三農(nóng)”情懷，引導學生以強農(nóng)興農(nóng)為己任，增強學生服務農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化、服務鄉(xiāng)村全面振興的使命感和責任感，培養(yǎng)適合社會發(fā)展的新型人才。