基于任务驱动的项目式实验教学改革探索——以高校园林植物保护课程为例

蓝木香，张鲁斌，常金梅，时宇飞

（嘉应学院 生命科学学院，广东 梅州 514015）

项目式教学是指在教学过程中根据教学任务和内容设计研究项目，将项目研究作为教学手段，在课程实施与项目研究的过程中启发学生思考、推动学生实践、提高学生自主获取知识和研究问题能力的一种教学模式[1]。该教学模式可以增强学生独立思考能力，锻炼克服困难的毅力，培养科研能力和创造力，培养基本职业素质，达成学习目标[2，3]，已在资源植物学、作物栽培学等学科中广泛应用[4，5]。国家鼓励和支持开展农作物病虫害防治科技创新、成果转化和依法推广应用，普及应用信息技术、生物技术，推进农作物病虫害防治的智能化、专业化、绿色化[6]。反映到教学实践中则要求学生具有深厚的理论基础和病虫害预测预报、诊断、防治等能力。

目前，在园林专业教学体系中，园林植物保护课程与专业教育具有一定的分离关系，尤其在课程实践环节，存在实验项目形式单一、实验方法传统和模板化、实验时长紧张、实践效果一般等不足[7]。随着农业科技的发展和市场需求的推进，传统的实验教学模式已经不能满足培养具有现代植保专业技术人才的教学目标的需要，亟需教学改革和创新来推动教学质量的提升。

本文针对园林植物保护实验课程，以学生为主体，以完成病原菌和害虫的生活史为目标任务，以植物病害的发生与防治、植物害虫的发生与防治为实践主题，开展了一些教学改革探索，进行园林植物保护课程与园林专业教育的深度融合和探索，旨在激发学生的学习兴趣，提升学生的专业技能，培养学生的创新意识和科学精神，提高教学质量和教学效果。

1 项目式教学的实施方案

1.1 授课背景

园林植物保护课程开设在第6 学期的18 周之前。前置基础课程有植物学、植物生理学、园林生态学等。植物生理性病害的实验项目在前置课程植物生理学中已开设，学生已掌握植物生理性病害的识别与诊断的理论知识及实践技能，故无须在本课程中重复开设。

1.2 园林植物保护课程的教学现状

园林植物保护课程是园林专业学生的必修课，是该专业实践教学体系的重要组成部分。该课程在第6 学期进行，实验部分设置为课内非独立实验，占16 个学时。主要包括：园林植物常见害虫观察识别、园林植物常见病害观察识别、昆虫标本采集和制作、植物病原物的分离培养、农药配制等教学内容。总体上看，当前的实验项目不够丰富、实验过程过于模板化、实验方法较传统、实验时长紧张、实验过程仓促等问题，导致学生的自主学习能力、自主创新能力、专业实践能力等得不到提升，利用专业知识和技能指导实际生产的能力欠缺。

1.3 教学改革思路

（1）将园林植物害虫的观察识别与昆虫标本的采集和制作有效整合成园林植物害虫的危害特点及防治方案项目；将园林植物病害的观察识别与植物病原物的分离培养有效整合成植物病原物的分离培养及柯赫氏法则的应用项目；将“农药的配制”融合进改革后的两大实验项目中。

（2）将园林植物保护课内实验变更为独立实验，增加实验时长到36学时。

（3）以班级为单位分成若干小组，结合实际条件自由选题，分工合作，完成实验项目并总结。

1.4 教学目标

第一，了解常见园林植物生理性病害及病理性病害的症状区别，通过跟踪室外植物病害的发展状况，熟悉常见园林植物病害的识别要点，掌握植物病原物的培养、分离及柯赫氏法则[8]的检验技术，提高植物病害的识别、判断能力及病害的流行规律；第二，了解常见园林植物害虫的识别要点，通过饲养并观察害虫的生活史和生活习性，结合害虫图谱及同步户外跟踪植物害虫的危害状况，初步掌握园林植物害虫的识别、分类方法，了解其为害特点；第三，通过以上两个步骤的实践，初步掌握制定病虫害防治方案的能力；第四，在项目教学的实施过程中，对出现的问题能快速分析、科学应对和客观总结，提升分析问题、思考问题和解决问题的能力。

1.5 项目式教学的实施内容

（1）发布项目指南。由任课教师团队发布项目指南，主要包括园林植物病害的发生、发展及防控项目，园林植物害虫的发生、发展及防控项目各2 项。项目实验内容为该门课程独有。完成期限为第六学期1～2周。

（2）分组和选题。学生单班实验周期为2周，单班以宿舍区域为单位分为6～8 小组，其中一半选择园林植物病害的发生、发展及防控项目，另一半选择园林植物害虫的发生、发展及防控项目。根据选择课题，撰写实验设计，包括实验目的、原理、方法、步骤等。完成期限第3～4周。

（3）确定实验计划。教师组审阅并指导学生完善实验设计，确定详细的实验计划。完成期限第5～6周。

（4）完成实验项目。实验小组根据实验计划完成实验内容。完成期限第7～15周。

（5）撰写实验报告，发布实验结果。实验小组根据实验过程和结果撰写实验报告。完成期限第16～17周。

（6）总结实验结论。由实验小组代表系统地整理该项目各组实验数据，得出结论；并且就实验整体思路、操作步骤及注意事项进行分析讨论，加深对实验项目思路的理解，最后由代表发言。完成期限第18周。

1.6 项目式教学的评价与考核

（1）实验设计占实验总成绩的20%。其中完整性和可行性占10%，成员参与度占10%。

（2）实验报告占实验总成绩的60%。各实验小组撰写实验报告，考核动手操作能力、实验报告的完整性和正确性。

（3）实验成果占实验总成绩的20%。各小组代表总结汇报项目实验结论。考核小组成员的配合度、参与度、成果报告的完整性和科学性。

1.7 总结和改进

教师团队针对项目式教学出现的问题，结合下一学期课程的实际情况，提出可行性解决方案，达到持续改进的目的。

2 教学案例

实验设计综合了文献检索、调查研究、科学分析、撰写报告等各项能力，是项目式实验教学体系的核心。本教学设计从专业和便利的角度出发，以3种常见教学案例进行讲解。

2.1 九里香白粉病菌的分离培养及柯赫氏法则的应用项目

2.1.1 实验目的及背景

为认识九里香白粉病菌的形态结构和发生规律，掌握植物病原菌的培养和分离技术，熟悉柯赫氏法则的实验步骤，制定防治方案，选择常见的九里香白粉病为例，开展综合实验项目。

2.1.2 实验原理

①在病株上常伴随有一种病原微生物存在；②该微生物可在离体的或人工培养基上分离纯化而得到纯培养；③将纯培养接种到相同品种的健株上，出现症状相同的病害；④从接种发病的植物上再分离到其纯培养，性状与接种物相同[9]。

2.1.3 实验方案

各实验小组在前期调查的基础上，采集九里香白粉病的病株，在PDA 培养基上进行病原菌的分离和培养，在显微镜下观察病原菌的形态结构。后根据柯赫氏法则，在健康的九里香植株上进行接种病原菌，观察该植株发病与否、发病症状及病原菌的形态结构，结合2次病害的症状特点，初步判断植物病害的种类，制定防治方案。

2.1.4 实验计划

各实验小组应严格落实各自职责，科学记录实验数据，严格按照实验计划完成相应内容，同时注意作必要的调整。园林专业的学生未开设微生物相关课程，故在微生物的实验操作环节面临较大的挑战，应预留一定的实验期限。如病原菌培养过程中发现培养基受污染严重，应及时进行更换并重新进行分离培养。此部分强调合理计划、科学操作、高效完成，充分有效利用实验周期。

2.1.5 结果评价

主要从实验准备是否充分、组内协作是否合理高效、操作步骤是否规范、实验内容完成是否达标、实验报告是否完整及实验结果综合评价等方面进行考评。该项目评价结果见表1。

表1 九里香白粉病菌的分离培养及柯赫氏法则的应用项目评价表Tab.1 Evaluation table for the isolation and culture of the fungus and application of Koch's rule

2.2 蚜虫的为害特点及南方小花蝽对蚜虫的生物防治实验项目

2.2.1 实验目的及背景

为了认识桃蚜的危害特点及发生规律，探索南方小花蝽对其的生物防治效果，制定防治方案，选择校园植物中常见的桃蚜——桃树为例，开展综合实验项目。

2.2.2 实验原理

在前期调查的基础上，采集桃蚜在室内用蚕豆苗进行饲养，观察其危害状、生活习性及发生规律，同步跟踪观察其在户外桃树上的危害特点。同时，开展南方小花蝽对桃蚜的室内生物防治实验。该部分内容考验学生在植物生产中普遍且亟需的害虫防治实践能力。

2.2.3 实验方案

各实验小组在前期调查的基础上，根据调查结果采集害虫，并在室内种植的蚕豆苗上人工饲养，扩大种群，观察刺吸式害虫危害的症状特点；同时，各小组以实验室现有的南方小花蝽在室内开展天敌——害虫的互作实验，观察南方小花蝽——桃蚜的互作方式，根据桃蚜的死亡率初步了解和判断害虫生物防治的效果。

2.2.4 实验计划

同2.1.4。

2.2.5 结果评价

同2.1.5。该项目评价结果如表2。

表2 蚜虫的为害特点及南方小花蝽对蚜虫的生物防治实验项目评价表Tab.2 The damage characteristics of aphids and the evaluation table of biological control experiment of aphids by Orius similis

3 实验教学改革效果

项目式实验教学的初步实践取得了良好的教学效果。学生的信息共享能力、团队协作能力、文献检索能力、统筹项目等能力均得到一定程度的提高，学生的主人翁意识得到了增强，严谨的思维方式和科学研究方法得到一定的锻炼和巩固。

（1）提高了学生的学习热情。在完善实验设计的过程中，通过合理分工，团结协作，大大提高了学生的学习实践热情，促进了其主观能动性的发挥。

（2）提升了学生的分析问题和解决问题的能力。实验小组在制定和实施方案的过程中，及时发现和解决问题，适时调整实验计划和实验步骤，实现了从被动接受学习向主动创新学习的转变。

（3）增强了学生的科学意识和全局意识。通过系统的项目实践，学生能用科学的思维和方法去思考和践行项目内容，用统筹的方法去安排项目的全局，逐渐形成了科学的思维方式和统筹全局的意识。

（4）增进了学生对专业领域的深入了解，帮助学生明确了职业规划方向。随着实践项目的推进，学生对专业领域的知识了解更加广泛和深入，进一步明确了自己的职业规划方向，在一定程度上为其升学和工作的选择提供了指导。

（5）锻炼了学生的专业写作和表述能力。在项目的开展过程中，从实验项目设计、标本采集、病原菌（害虫）培养（饲养）和观察、数据记录和统计、实验结果分析等方面均来源于各小组的原创，促使学生以专业的角度和语言去描述、记录和交流项目过程，锻炼了学生的综合表述能力。

4 结语

园林植物保护项目式实验教学体系探索了项目式教学方式的特征，一定程度上实现了从被动的传统教学向主动的创新教学的转变，明确了项目式教学衔接科普与研究的桥梁作用[10]，教学效果良好，实现了预期目标。作为一门具有较强的专业理论知识和实践技能要求的课程，提升学生的专业实践技能，培养学生的专业素养和科学精神，对培养高素质、高能力的现代复合型植保人才具有重要意义。由于受季节环境、实验周期、操作熟练程度、专业性质及其他因素的限制，个别小组的实验项目结果未达预期。如个别小组在微生物的接种操作方面，动作不够规范，导致部分实验内容需要反复多次进行，延误了实验计划，拉长了实验周期，影响实验分别选取有混合式教学经验丰富的同行教师、督导评价教学设计、教学效果，选取上过机器人技术课程的学生评价专业培养目标达成和学生满意度。最终根据问卷完善评价指标，作为混合式教学评价依据。

5 结语

在研究混合式教学的基础上，研究了以机器人技术课程为代表的教学评价体系，实现了线上与线下、学生与教师、过程与效果的统一与融合，使教师对教学有把控性、学生对学习有把控性、学校对教师有把控性。本文是教学评价体系研究的一个阶段性成果，后续将利用大量的教学数据评价学生的学习效果和学习行为，为应用型本科混合式教学提供更强的技术支撑。