“植物营养学”的教学改革与实践

张文明，邱慧珍

(甘肃农业大学 资源与环境学院，甘肃 兰州 730070)

“植物营养学”的教学改革与实践

张文明，邱慧珍

(甘肃农业大学 资源与环境学院，甘肃 兰州 730070)

针对农业资源与环境专业学位改革过程中课程课时数缩减，而“植物营养学”教学内容不断拓展，教材陈旧，实验实习少等问题，结合植物营养学今后面临的任务与挑战，根据植物营养学教材和教学过程中存在的问题，对“植物营养学”教学进行了积极改革。主要有：通过整合教材内容，完善教学体系；采用案例教学和讨论式教学，提高学生能动性；紧跟学科前沿，激发学习热情；完成文献综述，提高写作和思考能力；进行社会实践调查，培养分析和解决问题的能力。实践表明，上述改革措施有利于提高“植物营养学”教学的授课效果，较好地实现教学目的。

“植物营养学”课程；教学改革；文献综述；社会实践

DOI号：10.13320/j.cnki.jauhe.2015.0182

“植物营养学”是农业资源与环境专业的骨干课程，也是农学类专业的基础课程，是以植物矿质养分、植物营养的基本原理和肥料的性质及施用为核心，研究植物对营养物质的吸收、运输、转化和利用的规律以及植物与外界环境之间营养物质和能量交换的一门学科[1,2]，也是与生物学、农学、环境科学和生态学等学科紧密相关的一门交叉学科[3,4]。随着植物营养学外延的不断扩展和不同时期的社会需求变化，对“植物营养学”的教学内容和教学手段的要求也不断提高。然而，“植物营养学”的教学改革过程仍存在教材陈旧，实习和实验时间少等方面的诸多问题。甘肃农业大学“植物营养学”课程具有近60年的悠久历史，面对新的教学任务和挑战，近年来在教材内容的整合、教学方法的选择、教学内容的设计和学生能力的培养方面进行了积极探索和改革。本文拟在分析该校“植物营养学”教学改革实践的基础上，探寻“植物营养学”教学的新举措，以期提高同行教师对该课程的教学能力和教学效果。

一、甘肃农业大学“植物营养学”发展历程

甘肃农业大学于1959年在原农学系设立“土壤农化”专业并开设“农业化学”课程，后于1980年正式组建土壤农化系，开设“农业化学总论”课程，先后采用《农业化学(总论)》(北京农业大学彭克明和南京农学院裴保义主编)和《农业化学(总论)》(第二版)(北京农业大学主编)，总学时120学时，实验课30学时。授课内容主要包括植物营养与施肥的基本原理、作物的土壤营养、氮磷钾等大量营养元素和中微量营养元素在植物体内的生理作用、吸收和转化；肥料的合理施用及其在土壤中的转化等。随着全国土化专业及其方向的调整和学科的发展，土壤农化专业多次整合、重组，几更其名[5]。1999年，土壤农化专业更名为农业资源与环境专业，“农业化学总论”课程随之更名为“植物营养原理”，总学时调整为90学时，实验课30学时；2004年，课程更名为“植物营养学”，采用《植物营养学》(上、下册)(中国农业大学陆景陵和南京农业大学胡蔼堂主编)为教材，总学时为72学时，实验学时为16学时。

二、植物营养学的任务和面临的挑战

近些年，我国的植物营养学研究发展迅猛，取得了很大成就，但也面临很多挑战。在面对水资源和耕地资源贫乏、资源耗竭与浪费并存、人口数量与粮食安全威胁、化肥利用率持续下降、肥料增产潜力接近极限、农用化学品对生态环境的破坏和污染日益加剧的大背景下，在国家宏观战略部署和指导下，如何通过“减肥减药”，既保障国家粮食安全，又提高化肥养分资源的利用效率，降低环境风险，是植物营养学今后的重要任务和面临的新的巨大挑战。“植物营养学”课程的终极目标就是要同时实现“作物高产、资源高效、土壤培肥和环境保护”。

三、“植物营养学”教学中存在的问题

(一)教材陈旧，与植物营养学的迅猛发展不相适应

现用教材是2003年由中国农业大学陆景陵和南京农业大学胡蔼堂主编的《植物营养学》(上、下册，第二版)，由于教材由两个学校合编，难免出现某些内容的重复、重叠和缺位等问题，同时内容十分庞杂，上下册分别包括了11章和10章，在56学时内完成21章的教学比较困难。此外，近十年植物营养学的发展十分迅猛，植物营养学更注重植物与环境的相互作用以及植物对环境胁迫的适应性及其遗传控制机理。所以，当今的植物营养学已经是包括植物营养学、土壤学、微生物学、植物生理学、植物生态学、遗传学和分子生物学等多学科相互交叉、渗透的新领域。同时，农业生产中出现的与植物营养学相关的问题日渐增多，很多新的研究成果以及新技术已被人们广泛接受并应用到生产中，原有的教材有些内容较为陈旧，已经不能完全适应当今植物营养学发展的需求和教学的需要。

(二)实验、实习时间少，学生动手能力差

本科生的实验、实习是高等教育实践教学的重要环节之一，而由于教学改革中植物营养学相关的生产实习无法开展，“植物营养学”的实践教学仅限于实验室实验，且由于实验室条件的限制，一些重要的试验，特别是验证性的实验无法进行，教学实习和“植物营养大实验”也只能依据条件，结合教师的科研项目就近进行，或者让学生通过幻灯片、录像学习，导致学生动手能力下降。

四、“植物营养学”的教学改革与实践

为有效调动学生学习的积极性，激发学习兴趣，使学生掌握“植物营养学”的基本知识和基本技能，达到理论与实践相结合的目的，甘肃农业大学资源与环境学院在“植物营养学”的教学设计和教学方法上进行了探索，采用了多种多样的教学方法和教学手段，融知识传授与能力培养为一体，注重学生兴趣的培养和实践能力的提升。

(一)整合教材内容，完善课程教学体系，提高课堂教学的系统性

针对教材存在的问题，将教材章节进行了大幅度整合，使之更系统化。首先，增加了“植物营养与施肥的理论”一章，将教材中有关植物营养与施肥理论的内容，如必需营养元素的生理功能、必需营养元素的过程与机理、必需营养元素的吸收、利用和分配，以及影响营养元素吸收的内外因素等全部整合到这一章，使学生对植物营养物质的吸收、运输、转化和利用的全过程得到系统的了解和掌握。其次，整合上、下册内容，将上册第2～4章中大量和微量营养元素的植物营养内容分散在下册第2～6章的肥料中，每一章均由4节构成。以氮为例，4节分别是：植物的氮素营养、土壤中氮素的转化和损失、常见氮肥品种的性质和施用、氮肥的合理分配与施用。这种整合的目的在于让学生对每一个必需营养元素从元素在植物体内的作用，到土壤中该元素的含量、形态和转化，以及相关的肥料种类、性质和入土后的化学行为有一个系统的了解和掌握，最后一节是告诉学生如何结合作物、土壤和肥料合理分配和施用肥料。这种内容上的整合注重循序渐进、深入浅出、点线结合、重点突出，收到了良好的教学效果。

(二)教学方法上，注重案例教学和讨论式教学，提高学生的主体能动性

“植物营养学”是一门理论与实践并重的课程，具有很强的实践特点。课堂教学中，应注意以学生为主体，注意调动学生学习的主观能动性和兴趣，采用案例教学，尽量利用数据和图片加深学生的记忆和理解。如在第二章“氮素营养与氮肥”的教学过程中，首先展示我国化学氮肥的生产量、施用量和不同氮肥的价格，然后给出我国的氮肥利用率和损失率，要求学生计算氮肥流失带来的经济损失；同时通过图片展示植物氮素缺乏和氮素过量的营养失调症状，氮肥损失带来的水体富营养化、地下水和蔬菜中硝酸盐超标带来的危害、氮素挥发对温室气体和PM2.5的影响等严重后果，激发学生用植物营养学的知识和手段解决食品安全问题的兴趣和保护环境的责任感。在第四章“钾素营养与钾肥”的教学过程中，在讲述草木灰这一传统农家肥料时，围绕我国钾肥资源短缺问题，根据我国钾肥的生产量、施用量、进口量和钾肥的价格，计算我国钾肥进口耗费的资金；同时通过图片展示秸秆焚烧和农村草木灰贮存和施用中钾资源的浪费问题，以及所带来的环境问题，结合我国粮食生产中产生的作物秸秆数量、含钾量，计算钾资源的损失量；就“农业部的地力提升项目”“我国作物秸秆利用现状、存在问题和解决途径”“秸秆还田中的土壤学和植物营养问题”等问题进行课堂讨论和计算，激发学生的学习热情和积极性，增强学生的行业使命感和责任感。

(三)教学内容紧跟学科前沿、研究热点以及生产中急需解决的问题，激发学生的学习热情

近年来，植物营养学科与生态环境、食品安全以及人畜健康的联系越来越受到人们的重视。针对目前大量不合理施肥引发的环境污染和食品安全等问题，以及有机类肥料、缓控释肥料和水溶性肥料的研发等前沿热点问题，任课教师结合团队的研究方向及本学科的研究前沿和研究热点，配合氮磷钾肥和有机肥料等章节中的相关讲述内容，鼓励学生关注和参与相关科研课题的研究工作。另一方面，结合国家近些年的重大项目，比如测土配方施肥、高产田创建、耕地地力提升、有机类肥料开发和土壤微生物区系调控、“减肥减药”等重大项目，介绍国内在相关研究方面的优秀团队。比如在资源、环境、粮食安全和可持续发展方面研究成绩突出的中国农业大学张福锁教授团队；在测土配方施肥、高产田创建和作物高产高效方面研究成绩突出的河北农业大学马文奇教授团队；在有机类肥料研发和土壤微生物区系调控方面研究成绩突出的南京农业大学沈其荣教授团队等。通过介绍国内大家们在植物营养学解决国家战略需求和农业生产实际问题方面的工作和成就，使学生了解植物营养学科研究的前沿和热点问题，目前生产中存在的与土壤学和植物营养学密切相关的问题，以及生产中亟待解决的问题。同时结合本团队的科研内容及取得的成果，向学生展示利用植物营养学知识解决甘肃地区特色作物和支柱产业作物(如苹果、马铃薯和蔬菜产业等)的产量和品质、增加农民收入、加快地方经济发展方面的作用，极大地激发了学生的学习兴趣和学习本专业的热情。

(四)要求学生查阅大量资料，完成文献综述，提高学生的科研写作能力和独立思考能力

文献综述的写作是让学生掌握系统知识的重要手段，是学生扎实掌握本专业课程的良好方法。针对目前学风差、学生专业思想不稳固、阅读文献少和写作能力不强等问题，要求学生在期末考试之前完成一篇3 000～5 000字的文献综述，占本课程总成绩的20%。任课教师根据每章教学内容给出文献综述的范围和大题目。如“我国肥料生产和施用现状及存在问题与对策”“农田面源污染对我国水体富营养化的贡献”“我国中低品位磷矿的利用途径分析”“我国作物秸秆利用现状、存在问题和解决途径”“我国规模化畜禽养殖废弃物的处理现状和存在问题”以及“利用生物技术对植物的磷素营养遗传进行改良的必要性和可能性”等。同时对文献综述的规范做出要求：比如文献综述的格式遵照《甘肃农业大学学报》的格式，参考文献要求至少2篇英文文献、中文文献主要参考《土壤学报》《植物营养学报》《生态学报》《应用生态学报》和《中国生态农业学报》等核心期刊上的文章，参考文献不少于20篇，然后由学生根据自己的兴趣和爱好自主选题完成。通过查阅大量相关文献资料，一方面使学生掌握科技文献的检索、查阅和写作技巧；另一方面让学生了解目前我国的农业发展水平和现状，肥料生产和施用、资源利用及开发，以及不合理施肥产生的环境和社会问题，增强学生的使命感和责任感，激发学生学习专业的热情以及利用专业知识解决相应问题的思考。通过文献综述的撰写，所有的学生掌握了科技文献的查询，掌握了如何撰写文献综述、科技论文和项目报告，体现在本专业“SRTP”(大学生科研训练计划)立项数目明显提高，从以前的50%左右提高到了80%左右，并且每年“SRTP”结题优秀项目有所增加。

(五)结合“三下乡”社会实践活动进行社会调查，培养学生分析问题和解决问题的能力

针对植物营养学实验、实习时间少，特别是生产实习无法开展的问题，将与植物营养学相关的社会实践纳入到课程体系中。任课教师根据测土配方施肥、高产高效创建和“减肥减药”等一系列国家重大战略，根据甘肃省不同地区的主要种植作物，结合暑期大学生“三下乡”社会实践活动，由任课教师和社会实践指导教师共同设计和制定调查表，要求每位学生(农业资源与环境专业的生源主要在农村，城市户口的学生可以就近到所在县市的农村开展调查)调查自己家乡主要作物的施肥现状、产量水平和限制产量提高的因子，并进行作物产量差分析和限制因子的剖析，分析当地主要作物的产量潜力和节肥增效的空间，并根据调查结果和所学知识，制定当地主要作物的施肥计划，并完成调查报告。任课教师和社会实践指导教师组织农业资源与环境专业的相关教师组成专家组，对每位学生的调查报告进行评阅，评阅成绩作为大学生“三下乡”社会实践活动的主要考核指标；同时，对完成较好的调查报告由学院“三下乡”社会实践活动工作小组上报学校，由学校“三下乡”社会实践活动工作小组进行表彰。系里将学生调查完成的主要作物的产量差和限制因子、施肥计划制成展板，一方面用以展示学生的调查成果，接受广大师生的监督和检查；另一方面，学生调查完成的成果也可作为系里相关老师从事指导农民施肥的参考依据。通过“三下乡”社会实践活动，不仅完成了教育部和团中央倡导的大学生“三下乡”社会实践活动精神，更重要的是通过社会调查让学生更加了解我国农业和农村发展的现状，培养了学生分析问题和解决问题的能力。通过“三下乡”社会实践活动，学院每年完成30篇左右的社会调查报告，2～3篇获得校级优秀调查报告，2～3人获得校级优秀社会实践者，本专业的省级优秀社会实践者也获得了零的突破。

五、结语

教学质量是学校的生命线，提高教学质量是学校工作永恒的主题。只有不断地充实和更新教学内容，探索和采用创造性的教学方法和手段，才能培养学生的创新能力，从而适应新时期本科教育人才的培养目标和社会发展的需要[6]。本文根据近年来植物营养学教学过程中出现的问题，从教学内容的整合、教学手段和教学方法的改进、激发学生学习热情、培养学生分析和解决问题的能力等方面进行了有益的探索与尝试。然而，随着科学技术的进步和农业生产水平的提高，今后对植物营养方面人才的要求将会更高。因此，继续加强植物营养学教学内容、教学方法和学科体系的改革，提高教学效果，培养出适应社会发展需求的专业人才是植物营养学教学肩负的重任。

[ 1 ] 王天一,夏之莲,朱美玉.外国教育史[M].北京：北师大出版社,1993.

[ 2 ] 陈孝彬.外国教育管理史[M].北京：人民教育出版社.1996.

[ 3 ] 叶优良,王文亮,韩燕来,等.植物营养学教学改革与实践[J].科技咨询导报,2007(28):186-188.

[ 4 ] 李保同,吴建富.农业资源与环境专业应用型人才培养模式的研究与实践[J].教育教学论坛,2015(35):58-59.

[ 5 ] 李江遐.“植物营养学”教学改革与实践[J].中国电力教育,2012(26):92-93.

[ 6 ] 周鑫斌,刘峰,赖凡,等.《植物营养学》课程教学改革的探讨和实践[J].安徽农业科学, 2010,38(32):18 504-18 506.

(编辑：王 佳)

2015-04-07

甘肃农业大学教学研究项目“植物营养与土壤学系列课程实践教学体系构建”和“土壤肥料学重点建设课程”资助。

张文明(1980-)，男，甘肃会宁人，在读博士，讲师，主要从事植物营养与营养生态方面的教学和科研工作。

G642

A

1008-6927(2015)06-0101-04