薛應(yīng)鈺,楊成德,陶 飛,徐秉良
(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院,甘肅 蘭州 730070)
自然界中,農(nóng)作物、果樹、蔬菜、牧草和林木等植物經(jīng)常受到菌物、細(xì)菌、病毒和線蟲等各種病原微生物的危害,嚴(yán)重影響了農(nóng)、牧、林業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展和生態(tài)安全。據(jù)統(tǒng)計(jì)中國(guó)農(nóng)作物常年發(fā)生的病、蟲、草、鼠等有害生物達(dá)1665種,發(fā)生面積4-5.3億hm2,若不用農(nóng)藥平均每年可造成糧食損失15%-25%,其中病害占46.5%,達(dá)775種[1-2]?!爸参锊≡瓕W(xué)”是研究植物病害發(fā)生原因的學(xué)科,該課程是甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)植保、森保、園藝、農(nóng)學(xué)、草業(yè)和林學(xué)等本科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,通過該課程的學(xué)習(xí),讓學(xué)生更加系統(tǒng)深入地掌握各類病原生物的基本特性、分類鑒定和常見屬的特征等知識(shí),為以后學(xué)習(xí)“農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)”“園藝植物病理學(xué)”“牧草病理學(xué)”和“林木病理學(xué)”等課程打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
2019年,教育部通過“安吉共識(shí)”“北大倉行動(dòng)”和“北京指南”新農(nóng)科建設(shè)三部曲明確指出,新農(nóng)科建設(shè)就是要為農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系變革提供新型人才[3-4]。課程作為大學(xué)教育的基本單元,是人才培養(yǎng)的重要途徑,更是解決“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”這一根本問題的具體抓手[5]。中國(guó)是個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),“三農(nóng)”工作具有特殊的重要性[6]。目前,隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)施和以科技為支撐的現(xiàn)代化農(nóng)牧業(yè)的發(fā)展,急需大量?jī)?yōu)秀的新型農(nóng)業(yè)人才,特別是高素質(zhì)的應(yīng)用型農(nóng)科高校畢業(yè)生[7]。因此,從我國(guó)農(nóng)業(yè)高等教育的本質(zhì)和現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)發(fā)展國(guó)情來說,通過課程教學(xué)改革,培養(yǎng)“學(xué)農(nóng)、懂農(nóng)、愛農(nóng)、為農(nóng)”的高素質(zhì)創(chuàng)新型應(yīng)用人才勢(shì)在必行!
課程教學(xué)改革是教育改革進(jìn)程中永恒的話題。一門課程的教學(xué)改革對(duì)于促進(jìn)該課程內(nèi)容持續(xù)生成與轉(zhuǎn)化、課程意義不斷構(gòu)建與提升具有重要的作用[8]?!爸参锊≡瓕W(xué)”課程具有內(nèi)容多、涉及面廣,疑難點(diǎn)多,實(shí)踐性強(qiáng),與農(nóng)、牧、林業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系緊密的特點(diǎn),但是,在實(shí)際教學(xué)過程中存在內(nèi)容陳舊、方法傳統(tǒng)、資源匱乏和實(shí)踐創(chuàng)新薄弱等問題,已經(jīng)不能很好地支撐新農(nóng)科背景下對(duì)人才培養(yǎng)的內(nèi)在要求,成為限制該課程積極發(fā)展的重要制約因素。因此,結(jié)合“植物病原學(xué)”課程特點(diǎn)、存在問題以及教育部“取消水課,打造金課”的要求,進(jìn)行課程教學(xué)改革,著力解決教師“教什么”“怎么教”和學(xué)生“學(xué)什么”“怎么學(xué)”等問題,進(jìn)一步提升課程生命力迫在眉睫。
鑒于此,本論文以甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)專業(yè)本科生為對(duì)象,以新農(nóng)科為背景,圍繞“植物病原學(xué)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀,通過教學(xué)資源、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐體系和考核方式“五維一體”教學(xué)改革模式的構(gòu)建和實(shí)踐,以期為培養(yǎng)具有扎實(shí)專業(yè)功底和“三農(nóng)”情懷的高素質(zhì)的應(yīng)用型人才提供參考。
該課程知識(shí)體系由理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分構(gòu)成,其中理論教學(xué)24學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)教學(xué)8學(xué)時(shí),具體內(nèi)容見表1;通過此課程的學(xué)習(xí),以達(dá)到相應(yīng)的價(jià)值、知識(shí)、能力和素質(zhì)目標(biāo)(表2)。
表1 “植物病原學(xué)”課程知識(shí)體系
表2 植物病原學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)
圖1 新農(nóng)科視域下《植物病原學(xué)》課程教學(xué)改革模式的建立
教材是課程的主要承載體,是教師和學(xué)生進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的材料和主要媒體[9]。目前植物病原學(xué)課程使用的教材是張國(guó)珍主編的《植物病原微生物學(xué)》,該教材對(duì)于病原生物的分類闡述相對(duì)比較簡(jiǎn)單,另外病原生物的分類系統(tǒng)不斷發(fā)展變化,因此,推薦學(xué)生課外學(xué)習(xí)《菌物進(jìn)化系統(tǒng)學(xué)》《Plant Pathology》(the fifth edition)、《Plant Virology》《Microbiology:An Introduction》《Dictionary of theFungi》《Berger’s Manual of Determinative Bacteriology》等教材和工具書以及《植物病理學(xué)報(bào)》《Plant disease》《Phytopathology》等期刊,以拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。
1.實(shí)行模塊化設(shè)計(jì),增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)性,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容嚴(yán)格按照教材中的編排體系執(zhí)行,也就是按照菌物、原核生物、病毒和線蟲分門別類逐一介紹各自的概念、形態(tài)、結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)繁殖、遺傳變異、分類和利用,這樣的教學(xué)內(nèi)容體系從教師授課的角度來看,條理清晰,便于講授;但是,從學(xué)生的角度考慮,這樣的課程內(nèi)容編排模式缺乏系統(tǒng)性、針對(duì)性和目的性,很容易混淆。因此,在教學(xué)過程中對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模塊化處理,將以前相對(duì)比較零散的課程內(nèi)容劃分為4個(gè)模塊(表3),在模塊2中可以對(duì)菌物、原核生物、病毒和線蟲的概念、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)繁殖和遺傳變異等進(jìn)行相互比較介紹,便于學(xué)生理解和接受;模塊3在“三域”分類系統(tǒng)下對(duì)植物病原微生物的分類進(jìn)行講解,一脈相承,可以達(dá)到對(duì)分類知識(shí)的系統(tǒng)性,方便學(xué)生的學(xué)習(xí)。通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整,可以培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)總結(jié)能力和主動(dòng)學(xué)習(xí)能力,使學(xué)生真正做到了“樂學(xué)、善學(xué)、會(huì)學(xué)、活學(xué)”。
2.列舉典型事例,增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容鮮明性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。興趣是最好的老師[10]。然而,目前很大一部分學(xué)生對(duì)于課程的學(xué)習(xí)缺乏濃厚的興趣,主要是由于他們認(rèn)為農(nóng)學(xué)類專業(yè)又臟又累,即使參加工作,也是工作薪酬較低、遠(yuǎn)離城市、工作艱辛等,導(dǎo)致他們出現(xiàn)專業(yè)學(xué)習(xí)“無用論”的思想。針對(duì)這一問題,在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)中,重視緒論部分對(duì)整個(gè)課程的教學(xué)起到重要的引導(dǎo)作用,列舉了近代國(guó)內(nèi)外植物病害流行的主要事例(表4),讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到由病原生物引起的植物病害對(duì)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、糧食安全和生態(tài)建設(shè)具有重要的影響,而這些病害的流行最終都需要大量的科研工作者去解決。通過這些病害流行事件的介紹,讓學(xué)生重塑專業(yè)價(jià)值觀,認(rèn)識(shí)到自己所學(xué)專業(yè)的重要性,體會(huì)到自己所學(xué)專業(yè)的高尚性,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對(duì)“植物病原學(xué)”課程乃至專業(yè)學(xué)習(xí)的熱情和激情。
表3 植物病原學(xué)課程內(nèi)容模塊化專題設(shè)置
表4 近代國(guó)內(nèi)外植物病害流行的主要事例
3.跟蹤研究前沿,增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容新穎性,開闊學(xué)生的學(xué)術(shù)視野。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該緊跟學(xué)科前言動(dòng)態(tài),反映學(xué)科的最新發(fā)展趨勢(shì)。目前采用的教材,現(xiàn)有的部分教學(xué)內(nèi)容相對(duì)陳舊,尤其是微生物的分類系統(tǒng)不斷地發(fā)生變化,因此,在模塊3植物病原微生物分類及代表屬教學(xué)過程中,及時(shí)更新各類微生物的分類系統(tǒng)。如植物病毒的分類系統(tǒng)以前采用傳統(tǒng)的5級(jí)分類階元目、科、亞科、屬和種,截至2014年,國(guó)際植物病毒分類委員會(huì)(ICTV)將植物病毒分屬于3個(gè)目23個(gè)科3個(gè)亞科104個(gè)屬1204種。但是,2019病毒分類系統(tǒng)全面采用了域、亞域、界、亞界、門、亞門、綱、亞綱、目、亞目、科、亞科、屬、亞屬、種的十五級(jí)分類階元,其中植物病毒主要?dú)w屬在單鏈DNA病毒域和RNA病毒域2個(gè)域中,包括3個(gè)界、7個(gè)門、2個(gè)亞門、13個(gè)綱、16個(gè)目、31個(gè)科、8個(gè)亞科、132個(gè)屬、3個(gè)亞屬、共有1608種。在以往教學(xué)內(nèi)容中細(xì)菌采用《伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊(cè)》第一版的分類系統(tǒng),涉及植物病害的細(xì)菌包括薄壁菌門(有細(xì)胞壁的G-細(xì)菌)、厚壁菌門(有細(xì)胞壁的G+細(xì)菌)和軟壁菌門(無細(xì)胞壁的細(xì)菌);但2012年出版的《伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊(cè)》第二版把原核生物分成古細(xì)菌域(Archaea)和細(xì)菌域(Bacteria)兩個(gè)域(domains),細(xì)菌域包括23個(gè)5007個(gè)種,而涉及植物病害的病原細(xì)菌包括薄壁菌門、厚壁菌門和放線菌門,在這個(gè)系統(tǒng)中,支原體屬(Mycoplasma)、螺原體屬(Spiroplasma)和芽孢桿菌屬(Bacillus)歸屬厚壁菌門;棒性桿菌屬(Clavibacter)、短小桿菌屬(Curtobacterium)和鏈霉菌屬(Streptomyces)歸屬放線菌門,與第一版的系統(tǒng)比較有較大差別。通過這些內(nèi)容的更新,有助于開闊學(xué)生學(xué)術(shù)眼界和思路,養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣,為以后學(xué)術(shù)能力發(fā)展奠定良好的專業(yè)理論基礎(chǔ)。
1.運(yùn)用案例教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)。在模塊1中,介紹病毒的發(fā)現(xiàn)時(shí),以煙草花葉病為材料,麥爾(A.E.Mayer)發(fā)現(xiàn)病毒的傳染性、伊萬諾夫斯基(D.Ivanowski)發(fā)現(xiàn)病毒的濾過性,他們的實(shí)驗(yàn)方法完全正確,富有創(chuàng)新,且有很好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,但在當(dāng)時(shí)細(xì)菌占統(tǒng)治學(xué)的時(shí)代,他們都認(rèn)為引起煙草花葉病的致病因子是細(xì)菌或細(xì)菌毒素。然而,貝杰林克(M.W.Beijerinck)不但重復(fù)了他們的實(shí)驗(yàn)也得到了同樣的結(jié)果,而且設(shè)計(jì)了瓊脂擴(kuò)散試驗(yàn),得出了煙草花葉病的致病因子是一種傳染活液,與細(xì)菌有本質(zhì)的區(qū)別,最終發(fā)現(xiàn)了病毒而成為“病毒學(xué)之父”。通過病毒發(fā)現(xiàn)過程這個(gè)案例的介紹,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)研究中嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和嚴(yán)格的科學(xué)方法是非常重要的,但是面對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果能不能通過嚴(yán)密的科學(xué)思維做出客觀的科學(xué)判斷,得出合理的科學(xué)結(jié)論,進(jìn)一步闡述“科學(xué)家永遠(yuǎn)要敢于或勇于向傳統(tǒng)挑戰(zhàn)”的道理。
2.堅(jiān)持問題導(dǎo)向教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生思維能力。在模塊3中介紹各個(gè)屬的病原生物時(shí),改變以往的教學(xué)模式,都是按部就班地逐個(gè)屬給出名稱、形態(tài)圖、介紹形態(tài)特征和引致的代表性病害特點(diǎn)等,這種流水線的模式對(duì)于學(xué)生來說感覺古板、無味,學(xué)生只是被動(dòng)的學(xué)習(xí);因此,在現(xiàn)在的教學(xué)過程中,針對(duì)每個(gè)屬的講解,首先展示其引致的病害癥狀圖片或播放預(yù)先錄制的該病害田間發(fā)生情況視頻,然后反問學(xué)生“這個(gè)植物到底怎么了”,形成懸念;接著,展示病原圖片或視頻,描述該屬的典型特征,并講解其侵染致病的過程。通過此種教學(xué)方式,以實(shí)際生產(chǎn)為出發(fā)點(diǎn),讓學(xué)生充當(dāng)“偵探”,突出了課程的實(shí)用性,增加了課程的趣味性,培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力。
3.實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。在模塊4“4大類微生物在農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥和生態(tài)保護(hù)中的利用”的教學(xué)中,預(yù)先將該部分內(nèi)容分解為10個(gè)知識(shí)點(diǎn),在上課前一周予以發(fā)布,讓學(xué)生自由組成5-6人的小組,每個(gè)小組1名同學(xué)擔(dān)任組長(zhǎng),共10組隨機(jī)抽取知識(shí)點(diǎn)任務(wù),課后每個(gè)小組的同學(xué)查閱文獻(xiàn)并收集整理資料,制作高質(zhì)量的PPT或制作小視頻;課堂上,每個(gè)小組講解10分鐘,集體討論10分鐘,點(diǎn)評(píng)5分鐘,要求課后查缺補(bǔ)漏。在這種模式下,學(xué)生始終處于主導(dǎo)地位,他們自行查閱資料、準(zhǔn)備課件和集體備課等環(huán)節(jié)的實(shí)施,有助于知識(shí)的消化,查漏補(bǔ)缺,互相影響帶動(dòng),對(duì)所學(xué)的知識(shí)掌握比較牢固,培養(yǎng)了學(xué)生合作學(xué)習(xí)能力,鍛煉了學(xué)生的獨(dú)立思考能力,也提高了學(xué)生的理解和表達(dá)能力。
1.打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的觀念,提高研究創(chuàng)新性、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的比例。傳統(tǒng)教學(xué)模式中,課程教學(xué)大綱所列的4個(gè)實(shí)驗(yàn)均為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),一般內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單,用時(shí)短、容易完成。特別是菌物、細(xì)菌和線蟲病原形態(tài)的觀察實(shí)驗(yàn)中,大部分都是利用永久玻片,學(xué)生按照玻片的名稱在顯微鏡下直接觀察,“照葫蘆畫瓢”完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。為了提高學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐操作能力,安排學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇某一種植物,采集其病害標(biāo)本,在室內(nèi)進(jìn)行癥狀描述、臨時(shí)玻片制作、在顯微鏡下觀察病原形態(tài)并繪圖。這種開放性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),讓學(xué)生改變傳統(tǒng)被動(dòng)接受式學(xué)習(xí)為主動(dòng)發(fā)現(xiàn)式的學(xué)習(xí),有利于培養(yǎng)學(xué)生們發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。
2.以賽促學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。結(jié)合課程的教學(xué)內(nèi)容,鼓勵(lì)有興趣的同學(xué)積極參與老師的科研項(xiàng)目,申報(bào)國(guó)家級(jí)大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目和學(xué)校大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃(SRTP),進(jìn)行一系列探究式的研究,形成的科研成果參加“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽,近4年來,植物保護(hù)專業(yè)學(xué)生榮獲國(guó)家級(jí)二等獎(jiǎng)2項(xiàng),省級(jí)一等獎(jiǎng)4項(xiàng);同時(shí),依托學(xué)校社團(tuán)“綠盾協(xié)會(huì)”,自2015年開始每年舉行“明察秋毫-植物病原標(biāo)本鏡檢大賽”,先后300余名學(xué)生參與,榮獲一等獎(jiǎng)35人,二等獎(jiǎng)70人。通過這種以賽促學(xué)的方式,提高了學(xué)生的實(shí)踐能力,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造力,對(duì)促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)動(dòng)力起到了積極作用。
一門課程的考核方式在一定程度上是學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的旗幟和驅(qū)動(dòng)力。傳統(tǒng)的考核方式相對(duì)比較簡(jiǎn)單和片面,基本是“一考定成敗”,僅以上課出勤、實(shí)驗(yàn)課成績(jī)和期末考試成績(jī)按一定比例構(gòu)成,這種考核方式下的期末卷面成績(jī)占比較高,學(xué)生只是按部就班上課,期末考試前突擊復(fù)習(xí),卷面成績(jī)過關(guān)基本就保證了該門課程的順利通過,課堂學(xué)習(xí)效果卻無法體現(xiàn)。采用多元化的綜合考核方式,細(xì)化考核指標(biāo),在傳統(tǒng)模式的基礎(chǔ)上,增加了課堂筆記、提問、討論和開放性實(shí)驗(yàn)等過程性考核環(huán)節(jié),降低期末考試成績(jī)的比例(表5),充分重視學(xué)生的過程性學(xué)習(xí)效果,改變了學(xué)生長(zhǎng)期以來形成的“重理論、輕能力;重知識(shí)、輕實(shí)踐”的認(rèn)識(shí),發(fā)揮學(xué)生的主觀學(xué)習(xí)能動(dòng)性,極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)植物保護(hù)相關(guān)課程的興趣,提高了學(xué)生的思辨思維、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力,培養(yǎng)了學(xué)生的科研綜合素質(zhì)。
表5 植物病原課程教學(xué)改革前后考核方式差異比較
表6 植物保護(hù)專業(yè)近4年學(xué)生考研和工作簽約情況
通過對(duì)植物保護(hù)專業(yè)本科生4年的教學(xué)實(shí)踐,由表6可以看出:學(xué)生的課堂出勤率連續(xù)4年均在95%以上,這說明通過一系列教學(xué)改革措施,學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度發(fā)生了較大的轉(zhuǎn)變,由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向了主動(dòng)學(xué)習(xí),由“厭學(xué)”轉(zhuǎn)向了“樂學(xué)”;同時(shí),在課程的教學(xué)過程中,通過案例教學(xué)、綜合性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施,極大地提高了學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣,近4年來本科畢業(yè)生攻讀研究生的積極性持續(xù)增加,尤其2017級(jí)學(xué)生中60%考取了研究生,表明學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)的自信心和認(rèn)可度得到了增強(qiáng),進(jìn)一步樹立了學(xué)生“學(xué)有所為,學(xué)有所用”的專業(yè)學(xué)習(xí)價(jià)值觀。
常言道“欲給學(xué)生一滴水,老師需備一桶水”[11]。教師作為課程教學(xué)改革的實(shí)施者和踐行者,直接影響著教學(xué)改革效果。通過教學(xué)改革的實(shí)施,教師及時(shí)掌握學(xué)科研究前沿動(dòng)態(tài),廣泛涉獵專業(yè)知識(shí),精心設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié),極大地促進(jìn)了教師的專業(yè)成長(zhǎng);同時(shí),教師的教學(xué)行為發(fā)生了“質(zhì)”的改變,由主演轉(zhuǎn)成了主導(dǎo),從臺(tái)上走到了臺(tái)下,達(dá)到了教學(xué)相長(zhǎng)的效果。
通過對(duì)“植物病原學(xué)”課程教學(xué)的改革,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)精神,達(dá)到了應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。但是,教學(xué)改革是一個(gè)長(zhǎng)期的過程,在今后的教學(xué)中,應(yīng)建立高素質(zhì)的教師隊(duì)伍,集思廣益,不斷優(yōu)化和完善教學(xué)改革模式,充分發(fā)揮課程的育人陣地和“主渠道作用”,從而為培養(yǎng)“用得上、干得好”的創(chuàng)新性應(yīng)用人才奠定基礎(chǔ)。