新农科背景下植物营养学智慧课堂教学模式的改革与创新

刘春梅 孙海燕 何淑平 蒋雨州 刘金彪 王孟雪

（黑龙江八一农垦大学，黑龙江大庆 163319）

教学模式是包含了一定的教育理论、教学目标、教学方法、教学环境、教学策略等多种要素在内的教学活动的稳定结构形式[1]。教学模式作为将教学理论付诸实践教学的重要媒介，能在实践中反映出优秀的教学经验[2-3]。高校课堂教学模式日渐成为研究热点，随着信息网络技术的高速发展，尤其近3年的疫情时期，在“停课不停学”的理念下，形成了“慕课堂”“雨课堂”“腾讯直播”“QQ直播”等新的教学情境，“慕课学习+翻转课堂”“在线学习+教师指导”等多种教学模式的出现，在高校的教学过程中发挥了重要作用。

新农科建设是面对新农业、新乡村、新农民、新生态“四新建设”的核心，也是我国发展新高等农业教育的重大战略[4]。植物营养学是黑龙江八一农垦大学涉农专业的专业基础课程之一，结合新农科建设，在教学过程中融入思政元素，构建以学生为中心的“一制、三环、四进”智慧课堂教学模式，并将其应用在课堂教学过程中。

1 植物营养学课程简介

植物营养学是黑龙江八一农垦大学涉农专业的专业基础课，是一门应用性较强的课程。教学内容分为植物营养原理和肥料两大部分，第一部分为植物营养原理，主要阐明营养元素在植物体内如何被吸收、运输和分配的规律，并讲述了氮、磷、钾大量元素和中微量元素及有益元素在植物体内的含量、分布和营养功能；第二部分为肥料，主要讲解氮肥、磷肥、钾肥、中微量肥料的种类、特点以及最优的施肥措施等。学生通过课程学习，明确植物健康生长过程中需要哪些养分，这些养分又如何被植物吸收、利用。学生能根据植物生长状态，选择适宜的肥料品种，进而提高作物产量，改善农产品品质，提高肥料利用效率，减少生态污染等。学生选课时间一般为大学二年级第二学期，农学、植物保护、种子工程和农业资源与环境等涉农专业都需学习此课程，因此选课班级多，学生面广，如2021—2022 年2 个学年，共24个班级选课，学生总人数为758人，基本涵盖了黑龙江八一农垦大学的涉农专业。

2 植物营养学传统教学模式中存在的问题

2.1 忽视了学生的主观能动性

目前，在校的大学生以00 后为主，互联网因其高速、便捷的特点，为大学生提供了更多崭新的、广阔的学习空间，使处于信息时代的大学生们学习方式发生了巨大的变化，因此他们接触的新生事物越多，思考的问题更多，不愿意被动接受一些观点，更愿意提出自己的见解，追求个性。而植物营养学课程教学内容多，学时数少，教师授课过程中更多的倾向于课程中的重点、难点问题，会导致部分学生不能将知识真正吃透，处于一知半解的状态。教师忽视了学生自身的能动性和自主学习能力，缺少有引导性的预习指导、重点难点问题的剖析资料和展示性预习作业，学生缺乏主动性，以“无需思考”“无问题”的状态进入课堂，导致课堂教学效果不理想。

2.2 教师对各教学环节的重视程度不够

部分教师备课时，没有考虑不同专业学生的学科背景和学习基础的差异，备课只是为了完成相应的教学任务和教学工作，课前未能与学生交流沟通，不了解学生对植物营养学课程的困惑和期待，未能建立良好、高效的沟通机制。课堂教学方法上，更多的仍以教师讲述为主，会出现“满堂灌”“一言堂”的现象。教学手段仍以传统的PPT 和板书教学为主，忽视了新媒体的运用，不能迅速地与时代接轨，缺乏亮点和创新。授课结束后，未能与学生及时地交流沟通，未能快速掌握学生对课程内容的掌握和理解程度，未能建立良好的反馈机制。

2.3 重视课本内容，忽略知识的延伸和思政内容的融合

教学过程中，教师只讲解教材中的理论知识，内容枯燥而不易理解，未能从当代大学生学习需求和现实需求结合，理论知识和实践联系不紧密，使学生不能很好地应用所学知识解决生产实际中的问题，从而使学生不能形成专业自信。教师的科研活动成果和学科热点融入课堂程度不够，对于学生今后就业规划及考研专业的选择指导性不强。目前，教材内容中缺少与我国新时代的国情、国策和特色相适应的典型思政元素，影响学科任课教师对思政元素、思政资源的挖掘[6]，使得课程内容与思政内容结合不紧密，思政元素挖掘不够深入。

3 植物营养学课程构建“以学生为中心”的智慧课堂教学新模式

3.1 “以学生为中心”教学模式中教师“身份”的构建

新教学模式下，教师首先是作为“发起者和组织者”，在教学改革过程中，要仔细观察、分析不同学生的性格、气质和表现等，从而形成有效的课程学习组，实现优势互补、取长补短。同时，教师还要不断引导学生具有团队意识和协作精神、奉献精神，增强小组的凝聚力和荣誉感，既保证小组活动的一致性，也促使学生个体的健康成长。其次，教师还作为规则的“制定者”，明确学生个体和小组参与活动的规则，只有在遵守规则的前提下，教学活动才不会出现混乱，才能增强学生的参与意识和效果。

3.2 构建“以学生为中心”的智慧课堂教学新模式

2020 年，课程团队在智慧树平台上建立了植物营养学慕课，现已运行了7 个学期，累计选课2 909 人，累计选课学校35 所，互动人数1.45 万次。以此课程平台为基础，构建以学生为中心的“一制、三环、四进”智慧课堂教学模式。

3.3 “一制”——建立课外学习体制

教育理念在不断被革新的同时，信息技术也已经渗透到教学的各个环节。目前，在“互联网+教师”模式下，学生获取知识主要通过自身积极自主的思考和实践来实现，因此，大学生是否具备良好的自主学习能力，是影响教学效果的重要因素。培养大学生的学习能力是大学教育的重要目的，通过建立课外学习体制，即突出师生教与学的互动性，又侧重于培养大学生自主学习、课外学习的意识与能力[6]。课外学习内容以自建的植物营养学课程为平台，在课程资源中除了课程视频外，还划分为学科新动态、科学家先进事迹、教师科研成果、生活常识、思政内容等5 个模块，师生可在资源共享条件下实现互动学习，实现大学教育中的“自由与独立”的学习本质[7]。

3.4 “三环”——注重课前、课中和课后环节

根据班级人数、学生特点将班级分成若干个学习小组开展教学；采用“虚实结合”的课堂模式，在课程思政的引领下，按照教学内容引入、确定学习目标、参与式学习、效果检测和总结5 个模块，并采用线上及线下测试模式。具体教学模式见图1。通过进阶式、多元化的教学活动，多维度激发学生的学习兴趣、多层次提升教学效果；通过交互式学习，充分实现“知”“析”“启”“行”，从知识内化到能力提升，打破传统课堂沉默，建成有内容、有活力、有效率、有深度、有难度、有广度的“六有”课堂。

图1 教学模式

3.5 “四进”——前沿文献、社会热点、教师科研、专家讲坛进课堂

课堂教学过程中，教师注意将前沿文献、社会热点和教师科研成果融入教学内容中，专家讲坛进课堂，拓宽学生的知识面。比如，讲到有益元素Se时，在讲述硒对于缓解重金属胁迫作用时，教师以自己开展的硒对水稻镉吸收的影响科研课题为例，讲述不同形态的硒，如何被水稻吸收、在植物体内形成化合物种类的差异以及缓解镉胁迫的原因，循序渐进介绍硒的营养功能，将有关硒研究的相关前沿文献及时上传到课程资源中，并邀请学生参与相应的试验活动，激发学生的学习热情，让学生能够直观感受到课堂知识与实际应用的紧密结合。在讲到有机肥章节时，关于秸秆如何合理处理的问题，会结合当前碳达峰和碳中和的相关内容，建立相应的讨论题，在养分利用和环境保护层面上，提出秸秆处理的适宜办法，引导学生关注社会热点与学科知识间的关系，增强学生的社会责任感。

4 智慧课堂教学新模式的教学成效

4.1 学生成绩显著提高

植物营养学智慧课堂教学模式应用2 年来，学生成绩有了较大幅度的提升。以笔者授课的农学2019 级（3）+（4）班（59 人参加考试）和农学2020 级 （1）+（2）班（60 人参加考试）学生考试成绩为例，从图2 可以看出，2 学年学生总数接近，2019 级学生成绩主要集中在60～70 分，人数为26 人，占总参加考试人数的44.00%；80～90 分8 名同学，仅占14.00%；优秀的学生只有1名，有2名同学不及格。而2020级成绩不及格人数为0，成绩主要集中在70～80分，人数为30人，占总参加考试人数的50.00%；80～90分有20 名同学，占33.00%，比2019 级增加12 名学生，学生整体成绩显著提高。说明通过教学模式的创新和实践，可以提高学生的学习效果，呈现出良好的课堂效果。

图2 学生考试成绩分布

4.2 课程育人的成效

根据黑龙江八一农垦大学的办学宗旨，主要培养具有应用基础研究与应用技术研究能力，实践动手能力强，富于创新创业意识和能力，以现代化大农业为主要从业背景，能在农业产业领域和科研院所等领域从事推广、科研、经营和管理的复合应用型农业技术人才。因此，本教学团队将“知农爱农，兴农强农”作为植物营养学课程思政的主导思想，将“家国情怀”“使命感”和“责任感”思政元素作为课程思政的建设目标，通过不同案例和相关资料强化思政元素与教学内容相融合。

针对2019 级开设植物营养学课程的农学、植保、种子工程和农业资环与环境专业4个专业373名学生对课程思政开展情况及学生收获进行调查（见图3），其中有效参与306 人，占学生总人数的82.04%。由图3 可知，课程思政对学生影响面较大的是“三农意识”“科学探索精神”“社会责任感”，与本门课程设定的思政模块契合度较高。2022 年植物营养学课程被评选为黑龙江省第二批课程思政示范项目。

图3 植物营养学课程思政调查

5 结语

本文提出以学生为中心的“一制、三环、四进”智慧课堂教学模式，以“一制”为基石，强化学生的自主学习能力，以“三环”为核心，延伸课堂教学过程，实现知识内化和高阶能力提升，以“四进”为导向，引导学生关注学科新动态，关心与学科相关的社会热点问题，建立专业自信和增强社会责任感、使命感。此模式经过2年的教学实践，取得了良好的教学效果。