“植物病害生物防治学”教学改革与实践创新探索

张树武，薛应钰，刘 佳，徐秉良

（甘肃农业大学植物保护学院 / 甘肃省农作物病虫害生物防治工程实验室，甘肃 兰州 730070）

农田、草地和森林生态系统是满足人们食物结构和品质，生态和生产兼顾的农业生态系统。农业可持续发展和良好的生存环境，影响着食品安全、生态安全、经济发展和社会稳定[1-2]。然而，农田、草地和森林生态系统中，植物病害的防治仍然以化学防治为主，但部分化学农药存在高残留、毒性大和污染环境等一系列突出问题[3]。因此，开展植物病害生物防治，保护生态环境和促进绿色农业健康平稳发展，为牲畜和人提供优良饲草料及安全优质的食品迫在眉睫。

“植物病害生物防治学”是农田、草地和森林生态系统中，植物病害综合治理的重要理论基础，也是植物保护专业植物病理学科知识结构体系的重要组成部分[4-5]，是在传统植物病理学的基础上，紧密围绕绿色农业和可持续发展理念，按照社会和经济发展对传统植物病理学提出的新要求，逐渐产生和发展起来的一门新兴课程[6-7]。同时，“植物病害生物防治学”是研究自然界有益生物生长、发育及其代谢规律，并利用有益生物对病原物的各种不利作用来减少病原物数量和削弱其致病性，以控制病害发生发展的一门生物科学，是一门实践性很强的课程[1]。另外，植物病害生物防治作为一种重要的绿色防治技术，其在植物病害防治和植物产品绿色发展、应用和科研型人才培养中扮演着重要的角色[8]。因此，“植物病害生物防治学”已成为培养该类人才的一门重要课程。然而，由于“植物病害生物防治学”课程起步较晚，发展较慢，故教学方法传统，教学资源匮乏，实践创新薄弱及专业人才不足等问题，已成为限制该课程发展的重要制约因素。同时，该课程在如何提高理论和实践教学效果，突出学生在学习中的主体地位，培养植物保护专业的应用型人才等方面教学成果相对较少。因此，“植物病害生物防治学”课程建设与教学改革已成为植物保护学科建设的重要内容，也是改善农业环境和提高农产品品质的强有力举措之一。

鉴于此，本研究结合我国当前农业生产实际和植物病害生物防治学的发展现状，重点加强课程教学资源建设、教学方法创新、实践能力培养和考核体系改革，为把学生培养成理论与实践俱佳的科研人才，为农田、草地和森林植物病害生物防治工作添砖加瓦。

1 改革前“植物病害生物防治学”教学和实践存在的问题

1.1 课程教学资源匮乏

甘肃农业大学将“植物病害生物防治学”作为植物保护专业学生的专业选修课，该课程是一门知识面广和信息量大的综合性课程，其内容涵盖了“普通植物病理学”、“农业植物病理学”和“微生物学”等多个课程的知识点，但是目前有关该课程的教材资源相对较少，尤其目前全国统编教材的种类较为匮乏，如近年来国内出版的教材仅有《植物病害生物防治学》和《植物病虫害生物防治学》；多媒体课件和教学素材库不完善；网络教学环境和实践教学环境建设不全面。因此，“植物病害生物防治学”课程的教学资源建设，是目前急需解决的重要问题之一。

1.2 教学方法传统

高效的教学模式是提高教学效果的重要前提[9]。在过去的理论和实践教学环节中，主要以任课教师的讲授为主，缺乏以问题和行动为导向的教学方法，主观上忽略了学生在教学中的主体地位、学生主观能动性的发挥及创新思维的培养。同时，“植物病害生物防治学”是一门偏重培养学生专业知识应用能力的课程，但在教学效果考核方式中，淡化了学生实际学习过程的考核，而是采用传统的试卷考核，缺乏培养学生主动思考和自主解决实际问题的能力。

1.3 实践教学创新环节薄弱

实践教学创新对于培养应用型、技能型和创新型人才具有重要的作用。“植物病害生物防治学”是一门对学生实践能力和教师实践教学方法要求较高的课程，但是目前实践教学过程中依然采用以“教师讲、学生听”为主的常规和传统的讲授方式，缺乏规范性和创新性的实践教学方法，进而导致学生对实践课的学习缺乏积极性和主动性，严重影响实践教学效果。

因此，基于过去“植物病害生物防治学”课程教学和实践中存在的问题，以加强课程教学资源建设、教学和实践教学方法创新、考核体系改革等方面为切入点，进行“植物病害生物防治学”课程的教学改革与实践创新探索。

2 “植物病害生物防治学”课程教学建设与改革探索

2.1 高效课程知识体系构建

“植物病害生物防治学”授课对象为植物保护专业本科生，以甘肃农业大学为例，理论课程12学时，实验课程4学时，在有限的学时内很难将每个知识点详细讲解。因此，2017年，紧密结合课程学时、学科专业培养方向和生产实际，在不影响教学质量的前提下优化和精简教学的教材内容，删减了教材中的抑病土、果蔬采后病害的生物防治和病毒病害的生物防治等章节内容，并将生产中重要的土传植物线虫病害内容合并到土传病害生物防治章节，制定了合理和高效的植物病害生物防治课程知识体系(表1)。

表1 “植物病害生物防治学”课程知识体系Table 1 The course knowledge system of Biology Control of Plant Disease

2.2 课程教材建设

全国统编的《植物病害生物防治学》教材相对较少，进而限制了该课程的教学与研究[10]。近年来，以甘肃农业大学为例，“植物病害生物防治学”的教学目标和内容主要要求学生掌握植物病害生物防治的理论知识和实际操作技能，学习利用有益生物及其代谢产物防治植物病害的基本方法，为学生今后从事植物病害生物防治和绿色食品生产等方面的科研、教学、生产和开发工作，建立坚实的基础。因此，紧密结合课程的教学目标和内容，在目前使用的教材《植物病虫害生物防治学》(第二版)基础上根据国内外学科的最新发展动态，及时将新知识和新观点补充到教学中，在课程学习内容上紧密跟随学科的发展，为理论课程教学奠定了基础。

2.3 多媒体课件和教学素材库建设

多媒体课件和教学素材库的建设是作为“植物病害生物防治学”教学方法改革的一条有效途径，也是课程建设的重中之重，其不仅能够使传统的教学方法发生本质性的变革，而且能够有力地促进教学效果的显著提高[11-12]。因此，结合国内外相关教学教材、专著、视频、课件及前沿性的科研成果，及时更改和补充多媒体课件内容，完善多媒体电子教案和教学课件的建设，如开展最优教案和教学课件展评，参考Biological Management of Crop Diseases和《植物病害生物防治学》等专著和教材，以及相关的国内外植物病害生物防治学术期刊(Biological Control, BioControl和《生物防治学报》等)。在实验课程教学中针对相关的实验操作过程录制短视频或制作相应的Flash动画，便于学生直观学习、操作、理解和掌握。如在生防菌对植物病原菌的拮抗作用的实验中，通过录制视频展示，并配音解说。

另外，通过利用美国植物病理学会(American Phytopathological Society, APS)、Biological Control和BioControl等网站积极搜集大量教学相关素材，构建教学素材库，如在理论和实验教学过程中，搜集大量典型植物病害生防制剂案例、视频和图片等最新素材，并购买相关的教学光盘及结合实际的科研内容录制大量视频。目前，植物病害生物防治课题组已建立了“植物病害生物防治学”教学素材图片库、视频库和典型案例分析资料库。

2.4 网络教学环境建设

随着教学手段的不断改革和创新，以及网络教学资源需求的增加，借助网络教学资源丰富教学课堂，以及借助网络教学资源促进学生自主学习，已成为一种重要的教学改革手段[13]。在网络教学环境建设中，积极利用网络资源和借助现代网络技术，为学生提供国内外相关的植物病害生物防治信息网站，如Biological Control和国际生防组织学会等网站，要求学生利用这些网站完成资料查阅和课后复习，并及时关注和全面掌握国内外植物病害生物防治的概况和发展的动态，进一步促进学生对本课程学习的兴趣和主观能动性。

2.5 实践教学环境建设

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》明确提出，“适应国家和区域经济社会发展需要，建立动态调整机制，不断优化高等教育结构，重点扩大应用型、复合型、技能型人才培养规模”[14]。因此，实践教学环境建设，对于高校培养应用型、复合型和技能型人才具有举足轻重的作用，且作为“植物病害生物防治学”课程教学中不可或缺的关键环节，完善的实验课程设置和教学，既可大幅度提高学生的学习兴趣，加深学生对理论知识的深入理解和掌握，又利于学生动手和创新能力的培养[15]。在完善室内实践教学实验室的建设过程中，重点加强实验所涉及的相关精密仪器和实践设备的配备，如大型发酵罐、高效液相色谱和气质联用仪等，以及根据实验教学实际，不定期开展现场实验观摩和操作教学，从而使学生的感性知识与理性知识有机结合，进一步增强和提高学生的实践技能。在实践教学基地的建设过程中，重点加强学校与企业之间的紧密合作，建立校企实践基地和科技服务小院，将学生所学的知识应用于实践，如在植物病害生防制剂加工和应用过程中，将学生室内研发的生防制剂，借助于实践基地应用于田间病害的防治中，有效培养了学生的实践应用能力。

3 “植物病害生物防治学”课程理论与实践教学创新

3.1 理论教学方法改革

在植物病害生物防治教学过程中，重点改革过去采用的以“教师讲、学生听”为主的满堂灌教学方法和手段，并加大现代化教学手段的应用和推广的力度，如推广和采用“问题式”、“案例式”、“互动式”和“开放式”等教学方法和手段，进而引导学生进行求异思维和发散思维，激发学生发现问题、思考问题的积极性和主动性。

3.1.1 问题式和案例式理论教学方法

在实际教学过程中，针对每一节课程内容，授课过程中首先以问题为导向的方式提出核心问题，然后针对问题解决问题。同时，在讲述过程中采用一些典型的案例分析，加深学生对一些知识点的理解和掌握，如在植物病害生防制剂类型的讲授中，以市场上商品化的哈茨木霉可湿性粉剂作为典型案例进行分析，要求学生通过分析能够明确该制剂的成分、类型、作用范围、效果和作用机理等内容。

3.1.2 互动式和开放式理论教学方法

在课堂上，要求学生积极参与到课堂的小组讨论环节中，加深学生对知识的理解，充分发挥和培养学生的主动思考问题和解决问题的能力，如课堂开展分组讨论。在课后的学习过程中，改变传统布置固定复习内容和作业的方式，实行开放式的复习和完成作业的方法，如要求学生根据自身对所学知识的理解，学生自主选择内容复习，以及课后作业采用自问自答的方式，提高学生对知识的理解和掌握能力。

3.2 实验教学方法创新

3.2.1 规范化和启发式实验教学方法

“植物病害生物防治”的实验课，在实验指导书的基础上，通过规范化的基本操作演示课件(操作视频)、基础性实验教学课件(Flash动画)及网络系统，规范了实验基本操作，并在授课的过程中实行讲解和示范。让学生通过认真观摩和反复训练，养成规范的操作方法。

在加强基础教学的同时，植物病害生物防治实验教学中设计了相关的综合性实验，引入“启发式”、“讨论式”和“问题探究式”等多种新的教学方法，使学生逐步形成以自主式、合作式和研究式相结合的学习方式，将实验教学由“封闭式”变为“开放式”，由“有解实验”变为“求解实验”，由“知识积累”变为“智能开发”。例如：在生防菌对植物病原菌孢子萌发影响的实验中，要求学生自己设计实验方案-分组讨论方案可行性-做实验-实验结果分析-实验报告撰写。最终，通过要求学生独立完成实验全过程，全面锻炼了学生主动思考和实践操作能力，充分发挥学生学习的主观能动性和积极性，有效地提高了学习质量。

3.2.2 实践与研究充分结合的实验教学方法

将实验教学中心与田间试验相结合，建立了产学研基地，为本科生提供实践和研究条件。要求学生走向田间，针对不同病害制定生物防治方案，解决田间病害问题，完成相关的阶段性课程作业。如要求学生将不同类型生防制剂应用到不同病害的防治中，进一步培养学生实践应用能力。

充分利用学校的植物病害生物防治科研团队平台，鼓励学生积极参与和加入团队教师从事的科研项目。如采取网络公布相关植物病害生物防治研究课题，研究方案和技术路线，鼓励学生根据自己兴趣和能力以团队的形式积极选择相关课题研究，并配备相关指导教师，使学生能够及时接触先进实验技术和学科前沿研究问题，培养学生的创新精神。2018-2019年，甘肃农业大学植物病害生物防治课题组建立了苹果树腐烂病生物防治研究团队和生防木霉制剂开发与应用团队，有效促进了理论知识与实践相结合，显著提高了学生对知识掌握水平和实践能力。

4 “植物病害生物防治学”课程考核体系改革

课程考核是检验人才培养质量的重要方式，在以往的考核过程中，课程考试和实习报告的评价是检验学生综合能力的重要指标[16-17]。有效和多样化的教学效果评价方式，是提高学生学习和教师教学效果的有效方式[18]。因此，在实际教学中充分发挥多样化的教学效果考核方式，不断改进传统的教学效果考核方式，主抓学生创新和实践操作能力的培养。近年来，为适应创新性人才培养目标，先后对理论课程和实验课程的考核方式进行了革新，主要淡化单一的考试和实验报告评价体系，逐渐引入多元化考核模块，将学生学习过程中课堂互动、课后思考与总结、实验设计和操作能力等环节纳入了考核指标中。如在理论教学中，重点突出学生的过程考核。具体考核指标包括学生预习、课堂讨论、课后作业、阶段测试和综合作业等。实验教学中，重点突出学生的实验设计和操作能力。如在实验课前任课教师带领学生准备实验，布置课前预习内容；在实验课上，要求学生结合任课教师的讲授，设计实验方案；在实验过程中，通过学生与教师的互动，任课教师针对每个学生的实验情况、操作水平，以及发现问题、分析和解决问题的能力进行全方位评价，分项记录。在完善考试管理制度的同时，突出加强教学和实验过程评价或考核体系的建立，即综合成绩 ＝ 过程考核成绩(出勤、预习、课堂笔记、课后作业、综合性作业和阶段测试等考核指标)×50%+实验成绩×10%+期末考试成绩×40% (表2)。与课程改革前的考核体系相比，改革后的考核方式较好的调动了学生学习的积极性和主动性，考核结果全面体现了学生对知识的理解和掌握水平，避免了一张试卷定成绩的弊端[18-20]。

5 “植物病害生物防治学”教学改革与实践创新探索成效

通过发放调查问卷和分析学生成绩的方式，综合评价了教学改革与实践创新探索成效。调查问卷结果表明，明显增强了学生自主学习能力，激发了学习兴趣，培养了创新精神和意识，提高了学生学习的主动性和对本课程的满意度。成绩分析表明，学生的综合成绩得到显著提高(表3)。

表2 “植物病害生物防治学”课程考核体系创新Table 2 The course evaluation system of Biology Control of Plant Disease

表3 “植物病害生物防治学”教学改革与实践创新探索成效Table 3 The efficiency of exploration the course of teaching reform and practice innovation of Biology Control of Plant Disease

6 结语

总之，随着知识经济时代的来临，积极探索“植物病害生物防治学”课程的教学改革和实践创新，培养具有创新精神和创新意识的学习型人才，是我国高等教育面临的重大课题，也是实现农业绿色和可持续发展理念的必经之路。本文主要基于过去植物病害生物防治学教学和实践中存在的问题，以及结合当前农业生产实际和“植物病害生物防治学”课程教学、科研和产业的需求，在实践中不断摸索，积极完善“以问题为核心，以学生为主体”的教学改革，加强课程教学资源建设，创新教学和实验教学方法，改革课程考核体系，激发了学生对“植物病害生物防治学”课程产生浓厚的兴趣，使学生更加容易理解和掌握基础理论和方法，增强了学生的自主学习能力、实践能力和创新能力，提高了学生的综合能力、满意度和教学质量，培养了学生的创新精神和创新意识。为学生今后从事植物病害生物防治产品开发、研究和应用打下良好的基础，以及为绿色食品生产提供有力保障，但是课程教学改革是一个不断探索、总结和改进的过程，在今后的教学实践中还需要不断的创新和完善[21-23]，在此过程中增加课程理论和实践课时量成为必然趋势。