多维度改革构建园艺植物病理学课程教学体系

2021-09-12段永波赵丰兰

淮北师范大学学报(自然科学版) 2021年3期

段永波，赵丰兰，薛涛，盛玮

（淮北师范大学生命科学学院，安徽省特色资源植物利用工程实验室，安徽淮北235000）

0 引言

园艺植物病理学为高校园艺园林类专业的一门专业核心课程，是园艺植物保护学科的重要内容.其以果树、蔬菜和观赏植物为对象，主要介绍园艺植物病害的症状、病原物种类和特征、病程、病害流行规律及综合防治措施［1-2］，是一门典型的理论结合实践的专业课程.该课程作为淮北师范大学生命科学学院及信息学院园艺专业的必修课，在大学三年级开设，对于学生的专业知识储备、综合能力甚至未来职业规划都有重要影响.

课程内容繁杂、病害案例过多及综合防治方案制定是教学的难点［1，3］.多个课题组从不同角度开展教学改革，取得一定的效果.杨成德等［4］基于甘肃当地产业结构调整教学内容，以培养符合产业需求的人才.张茹琴等［5］提出基于过程考核的多形式的考核方式，有利于对学生知识能力和实践水平进行综合考查和科学评价，着重培养学生应用能力.陆建新等［6］采用案例教学法将各论部分的大量病害案例进行梳理，进而突出教学重点.基于淮北地区园艺作物分布特征，本课程组在多年的教学实践中构建以病害三角为主线的教学体系［1］，并采用辐射式设计，优化论部分的教学模式［7］.但该课程仍然存在课时限制、教材内容滞后于研究进展、理论知识与实践教学脱节等问题［7-8］，针对性地进行多维度的改革与探索，取得较好的效果.

1 多维度教学体系的构建

为扭转当前所谓“向课堂45 min要质量”较为单一的教学局面［9-10］，引入多维度教学模式.多维度模式是指在网络数据信息的支持下，从课堂教学、实践教学和网络教学等多方面进行改革，构建课堂内外、线上线下，多时空、多角度和多系统的新型教学模式［11］.在分析课程当前存在问题的基础上，设计“课前+课堂+课后”以及“线上+线下”的全面拓展模式（见图1）.

图1 《园艺植物病理学》多维度教学体系

1.1 线上线下结合拓展教学时长

《园艺植物病理学》教学内容涵盖病理学基础及各类园艺植物主要病害知识，但教学时长仅为48学时，难以满足课程内容教学需求.在信息化背景下，结合线上线下教学是突破课堂教学实践限制的可行措施［12-13］.本课程组以超星学习通或钉钉等软件，建立在线教学班级，开展课前及课后的教学工作，有效地拓宽课前和课后的教学及实践，大幅度延长课程教育时长.

病理学基础和重要病害知识是课程的重点内容，通过线上线下结合的设计，可在有限的教学时长内完成课堂上这部分知识的讲授和集中学习，而其他需了解内容则置于课后完成.

1.2 量化师生主体各自任务

设置可量化的师生各阶段任务是各阶段教学手段有效实施的保证.课程组在融合线上线下教学方法的基础上，明确教师和学生在课前、课堂、课后各阶段的任务并进行量化.课前，教师需要认真备课，结合当节课程内容，将最新前沿进展或本课题组研究课题融入教学课件，并将与其密切相关的内容或研究论文上传至在线班级群，利用钉钉等软件的统计功能检查学生阅读情况；学生则需要认真学习相关内容并在群里回复讨论.课堂中，教师在讲授基础内容的同时，注意课堂纪律管理，设置问题或讨论题目；在讲授重要词汇的概念等基础知识点时，留出相应时间要求学生记录，并将笔记内容当成作业的一部分，定期检查；学生则要积极参与课堂互动，做好笔记并回答教师的提问或讨论的题目.课后，教师负责作业批改和指导学生参与科研项目；学生认真完成作业及进入科研实验室，积极参与申请大学生创新创业等项目.

1.3 改进期末成绩评价模式

在期末测评中，将各环节表现计入期末综合评价成绩，取代单一依赖期末考试成绩的模式.期末考试成绩占60%，课堂发言（包括回答提问和讨论）、作业（包括笔记记录和作业）、出勤、兴趣小组（包括参与大学生创新创业训练）各占10%.严格按照各项标准给分，以此改变完全依赖期末突击的“背多分”式成绩赋予模式.

2 课堂教学

2.1 注重思政元素的融入

传递社会主义核心价值观为新时期中国大学的重要使命.在专业课程中融入思想政治教育资源元素可协助培养大学生家国情怀、法治意识、社会责任和人文精神.园艺植物病理学是一门应用性极强的专业课，在培养园艺植物病害防治专业人才中有重要作用.融入思政元素将有效促进这些专业人才的成长和价值观形成.

在讲授各知识点时，选择相应的内容融入课堂.例如，关于植物水平抗性部分，引入植物病理学家朱有勇院士在利用作物多样性控制病害方面的工作，讲解其在Nature杂志发表的论文“Genetic diversity and disease control in rice”［14］，并介绍朱有勇院士将科研成果免费用于扶贫以及其获得“时代楷模”的事迹.讲授过程中播放朱院士接受采访的相关视频资料，可有效激发学生兴趣.在讲授真菌准性生殖时，针对病菌生理小种演化过快造成的抗病育种困难，引入“道高一尺魔高一丈”的谚语，提示同学们要有不断战胜困难、不断追求的精神.以此类推，在课堂讲授中融入思政元素，在潜移默化中培养学生正确的人生观和价值观.

2.2 注重最新前沿研究成果的融入

园艺植物病害相关研究进展极为迅速，知识更新很快.研究模式已从早期关于病原菌分离鉴定发展到致病机理和综合防控方面，涵盖生理生化、遗传学、分子生物学甚至表观遗传学领域.目前使用较多的教材主要包括普通高等教育“十一五”国家级规划教材《园艺植物病理学》（李怀方主编）和面向21世纪课程教材《园艺植物病理学》（高必达主编）.但这2套教材出版时间都是在10年以前，书中的数据资料与相关领域的前沿进展脱节严重.因此，引入最新研究进展是该课程教学的必然需求，同时最新知识点的融入能有效地提高学生的兴趣.

在课前备课过程中，根据本节内容查阅相关研究并融入课件，并将重点文献或公众号链接上传至班级群.教学过程中，选择部分发表于Nature/Science/Cell系列顶级期刊的植物病理学研究的最新进展详细讲解.关于病原学部分，关注新近发表的病原菌并选择重要内容介绍；植物病程部分，引入揭示病原菌入侵寄主植物机理的论文；植物病害流行学部分，介绍相关行政部门最新作出的病害预警提示及相关依据；病害管理部分，重点关注农药施用以外的其他防治措施的应用相关论文.

通过将相关研究前沿融入课堂教学，可实现学生对抽象知识的形象化理解，提升其主动学习的兴趣.例如在讲解真菌病程章节时，附着孢是真菌入侵植物组织必需的结构，该内容相对比较抽象，难以给学生直观的理解.在2020年教学中引入四川农业大学陈学伟教授团队在Nature Microbiology杂志刚发表的“Discovery of broad-spectrum fungicides that block septin-dependent infection processes of pathogenic fungi”的研究论文［15］，介绍稻瘟病菌超长链脂肪酸通过影响附着胞发育阶段Septin环的组装以调控侵染钉形成，调控病原菌致病能力，可有效抑制稻瘟病菌等病原真菌对农作物的危害，通过展示和讲解文章中重要的数据及图片，很好地完成相关内容的教与学.同时学生还能了解科研课题设计的过程和研究方法，提升综合实验设计能力.

3 课堂外教学

3.1 实践教学培养学生科研素养

针对实验课程教学不够系统的问题［16］，在教学中引导同学进入相关科研实验室参与老师科研项目.在此过程中，能在病害症状观察、资料收集、实地考察、病原菌采集及鉴定方面得到较为系统的科研训练，将课程理论知识在实际研究中得以验证和应用.同时，通过融入科研实验室，参与实验室的学术讨论会，培养学生的学术思维.

3.2 注重兴趣小组个性化培养

通过班级群和线下沟通讨论，让同学们根据自身职业规划和方向自由组成兴趣小组.对于有意愿报考植物病理相关专业研究生的学生，指导其积极申报省级和国家级大学生创新创业项目，以获得较为系统的科研训练.对于毕业后拟从事专业工作的同学，引导其将重点放在教学农场中病害观察、病害流行规律与防治方面，培养从事病害综合防治的实际操作能力.对于有意从事农业管理方面的同学，引导其将重点放在病害防治原则及相关法律法规，尤其是当前我国园艺产品出口贸易中面临的农残和有毒物质检测方面问题.

4 教学改革效果

通过《园艺植物病理学》多维度教学体系的构建和实施，结合课程组前期建立的辐射式教学设计［1-2］，较好地在有限的课时内完成教学，做到突出重点、精讲难点，培养学生主动学习的习惯和兴趣，包括以下3方面.

4.1 学生成绩大幅提高

经过对该课程进行多维度改革，学生平均成绩达到80.83分，比改革前提高14.9%.由图2可知，优秀（＞90）和良好（80～89分）等次学生比例大幅提高，分别为改革前的2.6倍和2.0倍，中（70～79分）等次略有变化，而及格（60～69分）和不及格（＜60）2个等次学生比例均显著降低.这表明应用多维度改革的教学体系较好地激发学生学习主动性，提高考评成绩.

图2 改革前后学生成绩对比

4.2 学生科研素质明显提升

应用多维度教学体系，很好地改变原来“填鸭式”和“背多分”的学习模式，激发学生的科研热情.学生进入科研实验室参与科研训练的比例超过80%，掌握园艺植物病理学基础的实验技能并系统地了解科研实验的方案设计.园艺专业超过75%的学生参与申报省级和国家级大学生创新创业项目，显著提高学生在科研项目选择、项目申请书撰写、实验总结和结题材料准备等方面的能力.近3年来，课程组指导学生获批相关国家级和省级大学生创新创业项目10项，参与发表核心期刊以上科研论文12篇，十余人考上高水平大学及科研院所植物病理及植物保护方向研究生.

4.3 教师教研能力明显增加

参加线上和线下教学会议、观看教学名师讲座并积极参与交流是教师提升教学能力重要的途径.课程组教师采用多种方式积极参加“中国植物病理学会学术年会”等相关的学术会议以及植物保护相关课程教学研讨会，提升自身学术视野和教学技能.在教学过程中，发表教学研究论文5篇，主持完成安徽省和淮北师范大学教学研究项目各1项，同时园艺植物病理学课程入选省级高校示范课程建设项目.