POPBL模式在研究生课程植物营养学研究进展教学中的实践研究

摘要 本文分析了在研究生课程植物营养学研究进展教学過程中，教学内容、教学方法和课程考核评价等方面存在的待改进之处，将POPBL模式应用于该课程教学实践效果。具体包括以问题为引导开展课程教学，优化课程教学设计，提供多元化的讨论机会，建立科学、全面的课程评估体系。同时，分析该模式在课程教学中的应用效果。实践表明，该教学模式有利于调动研究生主动学习的积极性，培养其科学精神和品质，为其后续开展科研工作等奠定良好基础。该教学模式可以为其他专业的研究生课程教学提供参考。

关键词 POPBL模式；植物营养学研究进展；农学人才培养；农艺与种业

中图分类号 G642.3；S3-3   文献标识码 A

文章编号 1007-7731（2024）10-0107-05

Practical research of POPBL model in the teaching of Research Progress in Plant Nutrition

in graduate courses

LIU Ying

（College of Coastal Agricultural Sciences， Guangdong Ocean University， Zhanjiang 524088， China）

Abstract This article analyzed the areas for improvement in teaching content， teaching methods， course assessment and evaluation in the Research Progress in Plant Nutrition in graduate courses， applied the POPBL model to the teaching practice of this course included using questions to guide students in course learning， optimizing teaching design， providing diverse discussion opportunities， and establishing a scientific and comprehensive course evaluation system. Meanwhile， analyzed the application effect of this model in course teaching. Practice had shown that this teaching model was conducive to mobilizing the enthusiasm of graduate students for active learning， cultivating their scientific spirit and quality， and laying a good foundation for their subsequent scientific research work. This teaching model could provide reference for graduate course teaching in other majors.

Keywords POPBL model; Research Progress in Plant Nutrition; cultivation of agricultural talents; agronomy and seed industry

植物营养学研究进展是农学硕士农艺与种业领域的重要基础课程之一[1]，该课程内容包括在分子、细胞或群体水平上研究各类作物对营养成分的获取、转运和同化的机理，分析作物与生存环境之间能量物质的交流及其调节，知识点种类较多，内容较新，有一定学习难度，是高校农学硕士研究生的必修课之一[2]。植物营养学研究进展是理论和实际结合密切的课程，其实践教学内容有助于研究生将理论知识应用于实际生产，有利于加深学生对理论知识的理解，让其在实践过程中学习和掌握各种实用技术，增强其应变能力和动手能力。实践中，部分高校设置的植物营养学研究进展课程包含实践部分，实践内容比较分散和不连贯，关联度有待进一步提高。

POPBL教学模式强调以问题为引导，通过项目来开展学习，提倡学科之间相互借鉴和实践，重视多人参与协同合作完成学习任务[3]。该模式依据课程教学内容、人才培养目标以及学生本身的知识层次和水平提出不同的问题，让学生从问题中探究其更深层次的科学问题，再通过独立思考、查找文献资料等方式来找出解决问题的办法，并将相关办法汇总形成可行的实践方案，通过动手实践来验证方案的准确性，最后获得实践结论。采用这种教学模式，可以很好地训练学生独立思考、主动学习和团结协作等能力，有利于学科之间的有机融合，让学生学会运用多学科知识来解决问题，使其知识结构更加系统。刘倩等[4]探索了POPBL模式在微生物学实验课程的教学改革，以小组学习的方式进行教学，有利于培养学生的团队意识和团结协作能力。该教学模式涵盖翻转课堂、研究性学习、自由探索和讨论等教学理念和方法，重视对学生学习过程的考评，在提升学生科研素质和实践能力等方面具有良好的教学效果。

为提高研究生理论知识水平，改进课程配套实践方案，提高研究生的探索精神和创新能力，增加其开展科研的实践机会，锻炼和提升研究生的文献资料获取、合作精神、语言表达和协商互助等综合能力和素质，本文将POPBL教学模式应用于植物营养学研究进展课程教学，以问题为导向，以项目为基础，将课堂理论与植物营养学问题项目有机结合。实践证明，在该教学模式下，教师综合素养有所提升，研究生主动学习和实践创新的能力得到增强，教学质量和效果提升明显。该教学模式可以为其他专业的研究生课程教学提供参考。

1 植物营养学研究进展课程教学中存在的待改进之处

部分高校开设的植物营养学研究进展课程注重对植物营养学领域理论知识的传授，对实践应用的重视程度有待进一步提升，且部分实践活动的针对性和匹配度有待进一步提升，导致研究生在遇到实际问题时可能无法完全将所学理论知识与实际应用有机结合起来。植物营养学研究进展课程教学过程中主要存在以下方面的待改进之处。

1.1 教学内容方面

植物营养学研究进展课程的理论知识不仅要涵盖本学科的最新研究进展，还要重视内容的连贯性和全面性，尤其要重视理论和实践相互结合。实践中，该课程教学内容安排合理性有待进一步增强，教学方案有待进一步完善。该研究生课程与本科课程植物营养学相比，在教学内容的难度上有所提高，其余教学内容差别不大，都是讲授植物营养学领域的理论知识点，将知识点与生产实际进行结合的教学内容有待进一步丰富。该课程的教学目标是以学习、理解和掌握植物营养学领域的理论知识为主，实践课程占据的学时较少，对知识点之间的联系和应用实践有待进一步加强，导致教学内容系统性和创新性有待进一步增强，以有效培养研究生的科学素养和思维，促使研究生学习和掌握开展科学研究的具体方法。

1.2 教学方法方面

在开展研究生课程植物营养学研究进展教学时，所采用的教学方法与本科课程植物营养学的教学方法暂未体现差异性，均倾向于采用以教师为中心的教学方法，由教师通过板书或展示课件讲解课程内容，并在课后规定学习范围、明确查询方法，学生则根据教师的要求查询并获取相应的知识内容。在教学过程中，研究生的参与程度有待进一步提升，不利于培养学生的独立思考能力，其自主学习的积极性有待进一步增强。

1.3 课程考核评价方面

研究生完成课程学习任务，不仅要掌握相关理论知识，还要通过课程学习训练提升科研素养和能力，培养对科学问题的思考方式和方法，以及学会找到应对问题的解决方案，为研究生独立开展科研工作打下基础。实践中，该课程的考核评价方式有待进一步更新，亟须优化以期末考试成绩为主的考核方式，增加对研究生科研素养和能力的评价，以科学、客观地对研究生的真实学习情况进行综合考评。

2 POPBL教学模式在植物营养学研究进展课程教学中的应用

研究生课程植物营养学研究进展已完成多个班级的教学任务，每个班级11～16人。在正式教学前，利用问卷星平台了解学生的基本信息[5]，调查结果显示，部分学生已经学习了生物化学、植物营养学、植物生理学和分子生物学等课程，但在教学过程中未使用POPBL方法；进一步分析发现，仅少数学生在实验室开展科研工作或参与科技竞赛活动；除撰写本科毕业论文外，较少学生在本科期间撰写或者发表过学术论文；学生普遍认为自己在研究方案的准备、独立开展实验操作以及对结果进行总结和分析等方面的能力都有待进一步提高，科研训练和实践经历有待进一步丰富。

2.1 以问题为引导开展课程教学

将POPBL教学模式应用于植物营养学研究进展课程教学中，将具体教学内容设置为一个较宏观的科学问题，即“什么是肥料？肥料与人类生存环境的关系是什么？”肥料指能为作物提供多种营养元素的物质，这些物质具有改良土壤品质和增加土壤肥力的作用效果，在农业生产和植物营养领域大量施用[6-7]。在课程教学过程中，选择具有代表性的肥料作为探究对象，将上述科学问题分解为6个部分：肥料的发展历程，肥料的种类，肥料的使用准则，肥料的贮藏方法，肥料的作用效果，肥料的鉴定方法。这些问题涵盖肥料类型、使用和贮存方法及作用效果案例等经典知识。

针对以上科学问题的具体研究内容，指引学生开展独立思考，并研究实施方案。具体包括：（1）选用的肥料具有什么效果？在生产实践中有什么特色？例如，当部分地区的土壤缺乏某些营养元素时，是否可以根据土壤的实际情况进行测土配方施肥？如何构建一整套快速区分肥料类型的方法？得到这些肥料后该如何对其合理使用？通过问题引导学生分析肥料的营养特征和生产肥料所需条件，依据肥料本身的物理特性和化学性质筛选适宜的鉴别方法，并使用分类学的标准分别对其进行命名和归类。（2）农业生产中经常施用哪些肥料？应该依据什么标准选择何种肥料？通过问题引导学生依据肥料类型、作物特性、农业生产目的和条件等选择适合的肥料。（3）为达到作物增产的目的，应如何优化肥料施用方法？应优化哪些参数？通过问题引导学生依据作物的习性和周围条件筛选适宜的施肥方法和参数。（4）如何利用农业废弃物加工成有机肥料？这些有机肥料有哪些特征？依据其特征选择何种方式加工和生产有机肥较为合适？通过问题引导学生根据有机肥的种类、特性和使用效果等筛选适宜的方法来加工和生产有机肥料。

2.2 优化课程教学设计

根据教学内容，选择相应的科学问题，基于课程教学内容的完整性，通过一个重要的科学问题，把每个章节的知识点进行串联和衔接，如通过案例教学让学生掌握肥料的来源、发展、分类和利用及基本特性，植物营养元素及养分的吸收与运输，以及缺素症状与营养诊断等知识，涵盖了植物营养学研究进展课程中的主要内容。另外，开展科学问题的探究一般需要利用多学科知识和基本原理，学科交叉和融合驱动学生提升对知识的综合运用能力[8-9]。植物营养学研究进展课程选择的科学问题具有多种学科相互交叉和影响的特征，如植物营养成分运用了化学和植物生理学知识，植物根系生物学特性与养分吸收涉及植物育种学及植物学知识，植物根系对养分的吸收机制则运用了植物生理学、基因工程等基本原理，通过多学科知识的相互渗透和融合，优化课程教学设计，锻炼学生利用多学科知识和原理来研究科学问题的能力[10]。

2.3 开展多元化课程讨论活动

在植物营养学研究进展课程教学过程中，早期是由教师为学生详细讲解实践方案的内容和具体操作步骤，学生处于被动学习状态，较难自由选择实践方案和方法，其独立思考和探索能力存在较大提升空间。基于此，在植物营养学研究进展课程教学中引入POPBL模式，教师采用問题导向式的教学方法，先提出一个科学问题，引导学生进行独立思考，让学生根据个人意愿对自己感兴趣的问题进行分组探讨。为了完成学习任务，解决相关科学问题，学生需要利用网络、数据库、期刊和书籍等资料进行研究，还可能需要利用实验室设备进行实践探索。在开展课程实践的过程中，教师需要对部分重要实验步骤进行详细讲解，并着重强调安全教育，积极利用网络教学工具或平台[11]，上传相关学习资料和实践操作视频，让学生先通过自主学习，提前熟悉并掌握基本原理、实践步骤和重要仪器的操作流程等。在成果汇报阶段，每个小组根据成员之间的探讨结果、实践结果，针对所选的科学问题制定系统方案，通过PPT展示解决方案和技术路线，向教师和同学讲解这一科学问题的基本原理、研究解决方案以及最终结果；教师和其他学生对其汇报成果进行评价和反馈，小组再根据反馈意见对方案进行讨论和修改，最终形成实践报告方案。此外，学生在实践训练完成后，要归纳总结实践过程中遇到的问题，并进行讨论和分析，明确列出可以改进的地方和具体的改进措施，最后撰写课程实践的研究报告。

2.4 建立科学全面的课程评估体系

以往的植物营养学研究进展课程评价一般以期末考试成绩和课堂表现为主。采用POPBL模式进行植物营养学研究进展课程教学，依据POPBL模式的基本特征，把植物营养学研究进展评估体系归纳为3个方面：研究方案的科学性、理论学习情况和实践报告撰写质量。其中，研究方案主要评估学生从科学问题中凝练问题，借助工具查阅文献资料，辩证看待问题，与小组成员进行有效沟通和探讨，以及团队协作意识和能力；理论学习从研究生对章节知识的掌握情况、新技术的学习能力和网络数据库应用能力等方面开展评估；课程实践报告撰写质量主要从报告撰写的规范性、分析问题的能力等方面开展评估。这种课程评估体系比较注重考察学生的独立思考能力，能更好地激发学生的创新意识，有利于更加科学、全面地对学生学习和掌握该课程的具体情况开展评估。

3 POPBL模式在植物营养学研究进展教学过程中的实践效果分析

为了更好地掌握学生学习的效果和进度，教师在教学完成后对授课学生展开问卷调查，并对调查结果进行分析。结果表明，大部分研究生认为，植物营养学研究进展课程采用POPBL教学模式后，无论是在内容设置，还是知識点难度及分组规模方面，都更加合理。在研究方案的科学性方面，教师提出科学问题后，会先让学生针对问题开展细致的、有深度的探讨活动，学生依据讨论结果选择最优研究方案，这有利于促使研究方案更加科学和更具可行性。在理论学习情况方面，学生一致认为，经过课程的训练，其在学习过程中会更加注重抓重点、学重点，学会使用数据库和合理安排时间等；在实践报告撰写质量方面，学生对教师提出的科学问题展开广泛讨论，及时分析可能遇到的问题，并总结归纳成一定的研究结果。同时，学生的论文撰写更加科学和规范，分析问题时有更深层次的思考，查阅文献时会更加熟练地使用各类检索工具。例如，为了更好地解决教师发布的科学问题，61.8%的学生查阅了10～15篇学术论文，23.6%的学生仔细阅读了15篇以上的参考文献，14.6%的研究生查阅了30篇以上的文献资料。这说明采用POPBL教学模式有效促进了研究生文献查找及阅读能力的提高。课后进一步调查分析发现，经过POPBL课程训练，参加各类科学技术比赛和发表学术论文的学生人数明显增多。在植物营养学研究进展教学中应用POPBL模式，以学生为教学主体，以科学问题为指引，有利于让教学过程更加生动有趣，促使学生更加积极主动地开展探索和学习，让学生的科研素养得到进一步提升。

4 结语

将以科学问题为引领的POPBL模式引入植物营养学研究进展教学中，教师针对植物营养学领域的实践过程提出科学问题，并引导学生探究科学问题的深层原因，学生通过独立思考、具体实践和小组讨论等对问题进行总结和归纳，完成课程实践研究报告。在这个过程中，学生的自由探索能力和科研精神得到了一定锻炼，并且切实感受到探究科学问题带来的学习乐趣，为其后续从事科学研究奠定良好的基础。在POPBL教学模式下，教师将学生作为课程主角，这就要求学生本身也要具备一定的独立思考、自主学习、自我控制和合理管理时间等能力，教师在教学中要及时关注学生的学习状态，并在合适的时机给予提醒和指导，使其顺利完成课程内容的学习。

综上，本文分析了研究生课程植物营养学研究进展教学过程中在教学内容、教学方法和课程考核评价等方面存在的待改进之处；将POPBL模式应用于该课程教学实践中，具体包括以问题为引导开展课程教学，优化课程教学设计，提供多元化的讨论机会，建立科学、全面的课程评估体系；同时，分析该模式在课程教学中的应用效果。实践表明，该教学模式有利于调动研究生主动学习的积极性，培养其科学精神和品质，为其后续开展科研工作等奠定良好的基础。该教学模式可以为其他专业的研究生课程教学提供参考。

参考文献

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（责编：杨 欢）