新農(nóng)科背景下植物化學(xué)保護實驗課教學(xué)改革探討

陳來 馬樹杰 霍靜倩 安澤秀 劉秀梅 張金林

摘要 新農(nóng)科建設(shè)的提出對地方院校人才培養(yǎng)質(zhì)量提出了更高要求，因此，迫切需要對涉農(nóng)相關(guān)的實驗課程進行深入改革。植物化學(xué)保護實驗課程是植物保護專業(yè)本科生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有很強的基礎(chǔ)性、探索性、綜合性，在當(dāng)前教學(xué)過程中，存在學(xué)生主動性不強、參與度不高以及課堂教學(xué)創(chuàng)新性不足等問題。為此，本研究從優(yōu)化實驗內(nèi)容設(shè)計、融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)方法、改革考核方式等方面進行了探索，旨在全面提升學(xué)生的課堂參與度，提高學(xué)生對實驗知識的認知深度，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和思維方式。

關(guān)鍵詞 新農(nóng)科；植物化學(xué)保護實驗課；專創(chuàng)融合；教學(xué)改革探討

中圖分類號 G624.0 ? 文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2023）11-0168-04

植物化學(xué)保護實驗課程是涉農(nóng)相關(guān)專業(yè)本科生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程是理解和掌握植物化學(xué)保護學(xué)相關(guān)理論知識的有效途徑[1]。課程設(shè)置以實踐為主[2-3]，由農(nóng)藥劑型加工、農(nóng)藥生物活性測定以及農(nóng)藥分析3個部分組成，重點培養(yǎng)學(xué)生的實踐技能和動手能力，是卓越農(nóng)林人才培養(yǎng)的重要組成部分[4]。優(yōu)化和改革植物化學(xué)保護實驗課的教學(xué)對加快農(nóng)林教育改革具有重要意義。本文分析了植物化學(xué)保護實驗課程傳統(tǒng)教學(xué)的現(xiàn)狀，重點圍繞教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式及考核方式等方面探討了教學(xué)改革，以期為培育卓越農(nóng)林人才奠定基礎(chǔ)。

1 植物化學(xué)保護實驗教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 教學(xué)內(nèi)容

1.1.1 實驗內(nèi)容缺乏豐富性 ?當(dāng)前植物化學(xué)保護實驗內(nèi)容主要包括農(nóng)藥劑型加工、農(nóng)藥的毒力測定、農(nóng)藥殘留分析等。實驗內(nèi)容的設(shè)置主要與植物化學(xué)保護學(xué)理論課的內(nèi)容相對應(yīng)，但內(nèi)容的豐富性略顯不足。例如，植物化學(xué)保護學(xué)理論課程內(nèi)容還涉及農(nóng)藥的毒力和藥效的關(guān)系、農(nóng)藥的環(huán)境毒性、其他農(nóng)藥品種如植物生長調(diào)節(jié)劑、植物免疫誘導(dǎo)劑等，而這些內(nèi)容因?qū)W時數(shù)及實驗設(shè)計的周期性問題，在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)難以配置。

1.1.2 實驗內(nèi)容缺乏綜合性 ?為滿足學(xué)時要求，在既定的時間內(nèi)完成實驗所有流程，已設(shè)置的實驗內(nèi)容以檢測和驗證性的實驗為主，實驗之間較為獨立，綜合性不強。另外，基礎(chǔ)性的實驗設(shè)置與最新的科學(xué)研究存在一定差距，難以滿足探索性的設(shè)計需求。

1.2 教學(xué)模式

1.2.1 課前學(xué)生預(yù)習(xí)不夠 ?在實驗課前，大多數(shù)學(xué)生未做好課前預(yù)習(xí)，缺乏對實驗課的規(guī)范性認知。實驗課不像理論課程，具有連續(xù)性，每節(jié)實驗課之間缺乏聯(lián)系，導(dǎo)致很多學(xué)生無法將前后實驗內(nèi)容聯(lián)系起來；有些學(xué)生雖然進行了預(yù)習(xí)，但只是簡單地看一遍實驗方案，了解實驗流程，缺乏對整個實驗的思考。

1.2.2 實驗準備參與度低 ?學(xué)生一般不參與實驗課前樣品準備、儀器調(diào)試、方案設(shè)計等前期工作，課堂上只是按照已準備好的器材、樣品和實驗步驟進行機械地操作，導(dǎo)致獲得的實驗結(jié)果難以與前期工作形成關(guān)聯(lián)，例如試劑配制是否準確、樣品處理是否得當(dāng)、儀器調(diào)試是否合理等，因而不能深入分析實驗結(jié)果，不利于學(xué)生獨立能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

1.2.3 課堂學(xué)生缺乏主動性 ?植物化學(xué)保護學(xué)實驗教學(xué)課程內(nèi)容仍然以農(nóng)藥劑型加工、農(nóng)藥生物活性測定、農(nóng)藥殘留分析等基礎(chǔ)實驗方法進行教學(xué)，即教師進行實驗展示，學(xué)生被動進行實驗?zāi)７?，缺乏主觀能動性，使得植物化學(xué)保護專業(yè)實踐教學(xué)成為簡單、機械性的重復(fù)，雖然學(xué)生當(dāng)下可以掌握實驗操作流程，但難以滿足其未來研究生階段的深造需要以及我國當(dāng)下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐的需要。

1.2.4 課堂教學(xué)創(chuàng)新性不足 ?傳統(tǒng)的實驗教學(xué)，大多采用“教師先講授示范，學(xué)生重現(xiàn)”的教學(xué)手段，教師與學(xué)生之間缺乏足夠的互動；另外，大多實驗方案為經(jīng)典傳統(tǒng)實驗，難以滿足新型農(nóng)藥發(fā)展的創(chuàng)新需求，尤其是計算機輔助藥物分子設(shè)計逐步應(yīng)用于新藥物創(chuàng)制中，農(nóng)藥分子設(shè)計的新技術(shù)實驗也應(yīng)跟進。

1.2.5 實驗環(huán)境缺乏多樣性 ?植物化學(xué)保護學(xué)的理論課與生產(chǎn)實踐密切相關(guān)，而植物化學(xué)保護學(xué)實驗則是理論與生產(chǎn)實踐應(yīng)用相結(jié)合的重要過程，然而植物化學(xué)保護實驗的教學(xué)環(huán)境缺乏多樣性，大多數(shù)實驗在教室完成，難以讓學(xué)生親身體驗植物化學(xué)保護工作環(huán)境的復(fù)雜性，提升學(xué)生的綜合能力。

1.3 考核方式

考核方式較為單一，通常按照實驗預(yù)習(xí)和課堂平時成績占30%，實驗報告成績占70%。由于實驗報告成績占比過高，導(dǎo)致學(xué)生僅重視實驗報告的撰寫，而忽略實驗操作過程中親力親為的重要性。此外，實驗報告內(nèi)容大部分是教師上課教授的固定實驗操作流程，因此同組學(xué)生的實驗報告內(nèi)容幾乎一樣，不同組之間的實驗報告僅實驗結(jié)果有微小差異。教師帶學(xué)生基本是一對多的教學(xué)模式，無法準確觀察每一位學(xué)生的實驗綜合能力，因此，這種考核模式難以反映學(xué)生真實的實驗態(tài)度、動手能力和創(chuàng)新素質(zhì)，無法準確評價學(xué)生的綜合實踐能力。

2 植物化學(xué)保護實驗教學(xué)改革實施與探討

針對上述存在的問題，結(jié)合新農(nóng)科建設(shè)目標和要求，筆者分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面進行了教學(xué)改革優(yōu)化。例如，通過增加設(shè)計性綜合實驗和室外實踐環(huán)節(jié)，優(yōu)化教學(xué)實驗內(nèi)容，還可以與教師的科研項目相結(jié)合，引入研究性教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力；改革教學(xué)方法，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，提高學(xué)生的動手能力以及獨立分析問題和解決問題的能力；增設(shè)多種教學(xué)場景，豐富學(xué)生親身實踐的環(huán)境，進而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)；改變考核模式，注重過程培養(yǎng)。具體內(nèi)容如下。

2.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，融入多層次實驗

基于實驗課程的特點和新農(nóng)科發(fā)展需求，更新和優(yōu)化現(xiàn)有的實驗內(nèi)容，適當(dāng)減少驗證性、重復(fù)性的實驗內(nèi)容，精簡基礎(chǔ)性的實驗項目；此外，可以增加以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際為切入點，以大宗作物為對象，探索科學(xué)合理的植物化學(xué)保護策略的綜合性實驗；對于探索性和開放性實驗，可以與教師的科研項目相結(jié)合，利用課堂和走進實驗室活動，以追蹤研究深度不夠或者科學(xué)研究的關(guān)鍵問題為主要目標，使植物化學(xué)保護實驗教學(xué)課程形成一個從基礎(chǔ)性、設(shè)計性、綜合性至開放性的多層次梯度實驗教學(xué)體系。

2.2 改革教學(xué)方法，提高教學(xué)效率

2.2.1 建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，線上線下混合式教學(xué)

在網(wǎng)絡(luò)時代及新農(nóng)科建設(shè)背景下，課堂教學(xué)的知識難以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，線上線下混合式課程教學(xué)模式是未來教學(xué)的重要發(fā)展方向，這一模式需要線上配備足夠的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源供學(xué)生自主學(xué)習(xí)[5]，例如慕課、微課、學(xué)習(xí)通等，充足的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)思維轉(zhuǎn)向“教學(xué)課堂不止于教室”，進而讓學(xué)生由被動接受知識和技能轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹剿?。與此同時，教師也可擁有更多的時間去開展教學(xué)活動的設(shè)計、組織和指導(dǎo)工作，充分利用課堂的時間，幫助學(xué)生解決課程學(xué)習(xí)的難點，教師和學(xué)生的互動更加有效，最終提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

2.2.2 創(chuàng)新教學(xué)方法，專創(chuàng)融合教學(xué) ?傳統(tǒng)的教學(xué)方法如“一人言”“滿堂灌”等，如今難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師和學(xué)生的互動，學(xué)生之間的互動效率很低，實驗課程的教學(xué)迫切需要創(chuàng)新教學(xué)方法。例如，將每個實驗錄制成微視頻，供同學(xué)預(yù)習(xí)和課后反復(fù)觀看；也可采用專業(yè)知識與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維的相結(jié)合，構(gòu)建新的教學(xué)理念和思路，即專創(chuàng)融合教學(xué)方法，這一教學(xué)方法可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度，進而加強學(xué)生的學(xué)習(xí)深度，實現(xiàn)學(xué)生作為課程學(xué)習(xí)的主角，教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)獨立操作能力和設(shè)計能力。實驗課程一般需要團隊一起完成一個實驗，在實驗教學(xué)過程中，融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維，例如通過團隊理念、合作思維、分組討論法、翻轉(zhuǎn)課堂法、走動交流法、Me-We-Us法、“行動-學(xué)習(xí)-提升”教學(xué)方法融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維[6]。專創(chuàng)融合教學(xué)不僅僅是教學(xué)方法，還包括教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)組織形式、教學(xué)手段等環(huán)節(jié)，但每個環(huán)節(jié)均需要與實驗內(nèi)容進行巧妙的設(shè)計方能實現(xiàn)預(yù)期的效果。

2.2.3 雙創(chuàng)教學(xué)培訓(xùn)，貫穿教師隊伍 ?教學(xué)方法改革的前提是需要改革教師的教學(xué)思維和觀念，因此，對教師創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)的長期培訓(xùn)成為改革教學(xué)方法的重要環(huán)節(jié)。例如，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)中心先后組織了系統(tǒng)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)培訓(xùn)，以特定專業(yè)教學(xué)為背景且易于教學(xué)實施的創(chuàng)新教學(xué)培訓(xùn)，鼓勵教師大膽嘗試創(chuàng)新教學(xué)方法來活躍課堂，形成以專業(yè)為基礎(chǔ)的創(chuàng)新教學(xué)體系。

2.2.4 增設(shè)教學(xué)場景，完善實踐應(yīng)用 ?隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，虛擬仿真教學(xué)逐步發(fā)展。虛擬仿真實驗教學(xué)可以依托虛擬現(xiàn)實、大數(shù)據(jù)及網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，構(gòu)建植物化學(xué)保護生產(chǎn)實踐應(yīng)用的虛擬實驗環(huán)境和實驗對象，能夠讓學(xué)生在虛擬的場景下體驗實際環(huán)境的復(fù)雜性。例如，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)徐漢虹教授團隊建設(shè)了“滴灌施藥導(dǎo)向控制害蟲虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)”，有效提高了植物保護專業(yè)背景學(xué)生的實踐教學(xué)效果，強化了學(xué)生實踐素質(zhì)的培養(yǎng)[7]。此外，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)擁有多個教學(xué)實踐園，以及相應(yīng)的校企合作創(chuàng)新驛站[8]。可以充分利用教學(xué)實踐園和創(chuàng)新驛站，讓學(xué)生親力親為地去體驗和考慮植物化學(xué)保護工作所涉及的環(huán)境的復(fù)雜性。

2.3 改進考核標準，注重過程培養(yǎng)

加強過程考核力度，更好地調(diào)動學(xué)生的積極性，促進教學(xué)質(zhì)量的不斷提升。對學(xué)生的考勤、操作技能、實驗結(jié)果、實驗報告完成質(zhì)量和創(chuàng)新思維等進行綜合評定，單次實驗課成績由出勤情況、實驗預(yù)習(xí)、實驗操作、互動交流和溝通協(xié)作以及實驗報告共同組成。特別關(guān)注學(xué)生是否能夠獨立認真地開展實驗操作以獲得準確結(jié)果，尤其是實驗報告中實驗結(jié)果的討論與分析，對培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力具有重要作用。規(guī)范書寫實驗報告也是考核的重點，它反映了學(xué)生對實驗課程的態(tài)度，同時這一習(xí)慣的培養(yǎng)對后期學(xué)生科研實驗的記錄具有重要意義。

在評審實驗報告過程中，可以增加一輪同學(xué)之間的互評環(huán)節(jié)，這樣學(xué)生可以從中學(xué)習(xí)到自己與其他同學(xué)在實驗操作、實驗數(shù)據(jù)分析、實驗結(jié)果討論等模塊上存在的思維方式差異。同時學(xué)生也可以相互糾正錯誤，從而達到溫故知新的效果。

2.4 優(yōu)化課程評價，完善反饋機制

為評價實驗課程內(nèi)容、線上線下混合教學(xué)、專創(chuàng)融合實踐教學(xué)、考核標準等系列改革，預(yù)期實踐教學(xué)改革目標的達成以及學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)狀況、相應(yīng)實踐教學(xué)策略的實際有效性，相應(yīng)的課程評價與反饋機制必不可少。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育指導(dǎo)中心與學(xué)院應(yīng)共同構(gòu)建相應(yīng)的實踐教學(xué)改革評價機制，除了明確基本的評價主體外，評價的頻率、獎懲激勵措施、評價的標準和具體內(nèi)容也需要商討。評價結(jié)果反映了真實的實踐教學(xué)改革狀況，以便幫助教師及時發(fā)現(xiàn)實踐教學(xué)改革存在的問題，并及時解決問題，從而達到實踐教學(xué)改革的實際有效性。

3 結(jié)語

經(jīng)歷了2輪的創(chuàng)新教學(xué)改革后，整個教學(xué)過程變得更加生動且富有創(chuàng)意。首先，實驗課堂的教學(xué)氣氛明顯得到了改善；其次，學(xué)生對于專業(yè)知識的理解和運用更加深入和嫻熟；再次，學(xué)生的獨立操作的能力、實驗設(shè)計能力、創(chuàng)新能力得到了明顯提高，主觀能動性明顯增強。以上素質(zhì)的改變和提升，使得學(xué)生在以后的科研和工作上能夠自行發(fā)現(xiàn)問題，并能夠運用創(chuàng)新思維方式去解決問題。植物化學(xué)保護學(xué)實驗創(chuàng)新教學(xué)改革的不斷實施，將加快新農(nóng)科背景下植物保護學(xué)專業(yè)教學(xué)創(chuàng)新的步伐，培養(yǎng)出更多符合社會需求的新農(nóng)科人才。

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（責(zé)編：何 艷）