新农科背景下植物化学保护实验课教学改革探讨

陈来 马树杰 霍静倩 安泽秀 刘秀梅 张金林

摘要 新农科建设的提出对地方院校人才培养质量提出了更高要求，因此，迫切需要对涉农相关的实验课程进行深入改革。植物化学保护实验课程是植物保护专业本科生必修的专业基础课，具有很强的基础性、探索性、综合性，在当前教学过程中，存在学生主动性不强、参与度不高以及课堂教学创新性不足等问题。为此，本研究从优化实验内容设计、融入创新创业教学方法、改革考核方式等方面进行了探索，旨在全面提升学生的课堂参与度，提高学生对实验知识的认知深度，培养学生创新能力和思维方式。

关键词 新农科；植物化学保护实验课；专创融合；教学改革探讨

中图分类号 G624.0   文献标识码 A

文章编号 1007-7731（2023）11-0168-04

植物化学保护实验课程是涉农相关专业本科生必修的专业基础课，该课程是理解和掌握植物化学保护学相关理论知识的有效途径[1]。课程设置以实践为主[2-3]，由农药剂型加工、农药生物活性测定以及农药分析3个部分组成，重点培养学生的实践技能和动手能力，是卓越农林人才培养的重要组成部分[4]。优化和改革植物化学保护实验课的教学对加快农林教育改革具有重要意义。本文分析了植物化学保护实验课程传统教学的现状，重点围绕教学内容、教学模式及考核方式等方面探讨了教学改革，以期为培育卓越农林人才奠定基础。

1 植物化学保护实验教学现状

1.1 教学内容

1.1.1 实验内容缺乏丰富性  当前植物化学保护实验内容主要包括农药剂型加工、农药的毒力测定、农药残留分析等。实验内容的设置主要与植物化学保护学理论课的内容相对应，但内容的丰富性略显不足。例如，植物化学保护学理论课程内容还涉及农药的毒力和药效的关系、农药的环境毒性、其他农药品种如植物生长调节剂、植物免疫诱导剂等，而这些内容因学时数及实验设计的周期性问题，在實验教学环节难以配置。

1.1.2 实验内容缺乏综合性  为满足学时要求，在既定的时间内完成实验所有流程，已设置的实验内容以检测和验证性的实验为主，实验之间较为独立，综合性不强。另外，基础性的实验设置与最新的科学研究存在一定差距，难以满足探索性的设计需求。

1.2 教学模式

1.2.1 课前学生预习不够  在实验课前，大多数学生未做好课前预习，缺乏对实验课的规范性认知。实验课不像理论课程，具有连续性，每节实验课之间缺乏联系，导致很多学生无法将前后实验内容联系起来；有些学生虽然进行了预习，但只是简单地看一遍实验方案，了解实验流程，缺乏对整个实验的思考。

1.2.2 实验准备参与度低  学生一般不参与实验课前样品准备、仪器调试、方案设计等前期工作，课堂上只是按照已准备好的器材、样品和实验步骤进行机械地操作，导致获得的实验结果难以与前期工作形成关联，例如试剂配制是否准确、样品处理是否得当、仪器调试是否合理等，因而不能深入分析实验结果，不利于学生独立能力和创新思维的培养。

1.2.3 课堂学生缺乏主动性  植物化学保护学实验教学课程内容仍然以农药剂型加工、农药生物活性测定、农药残留分析等基础实验方法进行教学，即教师进行实验展示，学生被动进行实验模仿，缺乏主观能动性，使得植物化学保护专业实践教学成为简单、机械性的重复，虽然学生当下可以掌握实验操作流程，但难以满足其未来研究生阶段的深造需要以及我国当下农业生产实践的需要。

1.2.4 课堂教学创新性不足  传统的实验教学，大多采用“教师先讲授示范，学生重现”的教学手段，教师与学生之间缺乏足够的互动；另外，大多实验方案为经典传统实验，难以满足新型农药发展的创新需求，尤其是计算机辅助药物分子设计逐步应用于新药物创制中，农药分子设计的新技术实验也应跟进。

1.2.5 实验环境缺乏多样性  植物化学保护学的理论课与生产实践密切相关，而植物化学保护学实验则是理论与生产实践应用相结合的重要过程，然而植物化学保护实验的教学环境缺乏多样性，大多数实验在教室完成，难以让学生亲身体验植物化学保护工作环境的复杂性，提升学生的综合能力。

1.3 考核方式

考核方式较为单一，通常按照实验预习和课堂平时成绩占30%，实验报告成绩占70%。由于实验报告成绩占比过高，导致学生仅重视实验报告的撰写，而忽略实验操作过程中亲力亲为的重要性。此外，实验报告内容大部分是教师上课教授的固定实验操作流程，因此同组学生的实验报告内容几乎一样，不同组之间的实验报告仅实验结果有微小差异。教师带学生基本是一对多的教学模式，无法准确观察每一位学生的实验综合能力，因此，这种考核模式难以反映学生真实的实验态度、动手能力和创新素质，无法准确评价学生的综合实践能力。

2 植物化学保护实验教学改革实施与探讨

针对上述存在的问题，结合新农科建设目标和要求，笔者分别从教学内容、教学方法和考核方式等方面进行了教学改革优化。例如，通过增加设计性综合实验和室外实践环节，优化教学实验内容，还可以与教师的科研项目相结合，引入研究性教学，激发学生的创新能力；改革教学方法，充分发挥学生的主观能动性，提高学生的动手能力以及独立分析问题和解决问题的能力；增设多种教学场景，丰富学生亲身实践的环境，进而提高学生的综合素质；改变考核模式，注重过程培养。具体内容如下。

2.1 优化教学内容，融入多层次实验

基于实验课程的特点和新农科发展需求，更新和优化现有的实验内容，适当减少验证性、重复性的实验内容，精简基础性的实验项目；此外，可以增加以农业生产实际为切入点，以大宗作物为对象，探索科学合理的植物化学保护策略的综合性实验；对于探索性和开放性实验，可以与教师的科研项目相结合，利用课堂和走进实验室活动，以追踪研究深度不够或者科学研究的关键问题为主要目标，使植物化学保护实验教学课程形成一个从基础性、设计性、综合性至开放性的多层次梯度实验教学体系。

2.2 改革教学方法，提高教学效率

2.2.1 建设网络教学平台，线上线下混合式教学

在网络时代及新农科建设背景下，课堂教学的知识难以满足学生的学习需求，线上线下混合式课程教学模式是未来教学的重要发展方向，这一模式需要线上配备足够的网络学习资源供学生自主学习[5]，例如慕课、微课、学习通等，充足的网络学习资源可以使学生的学习思维转向“教学课堂不止于教室”，进而让学生由被动接受知识和技能转变为主动探索。与此同时，教师也可拥有更多的时间去开展教学活动的设计、组织和指导工作，充分利用课堂的时间，帮助学生解决课程学习的难点，教师和学生的互动更加有效，最终提高了学生的学习效率。

2.2.2 创新教学方法，专创融合教学  传统的教学方法如“一人言”“满堂灌”等，如今难以激发学生的学习兴趣，教师和学生的互动，学生之间的互动效率很低，实验课程的教学迫切需要创新教学方法。例如，将每个实验录制成微视频，供同学预习和课后反复观看；也可采用专业知识与创新创业思维的相结合，构建新的教学理念和思路，即专创融合教学方法，这一教学方法可以提高学生的学习参与度，进而加强学生的学习深度，实现学生作为课程学习的主角，教师作为学生学习的引导者，充分发挥学生的主观能动性，培养独立操作能力和设计能力。实验课程一般需要团队一起完成一个实验，在实验教学过程中，融入创新创业思维，例如通过团队理念、合作思维、分组讨论法、翻转课堂法、走动交流法、Me-We-Us法、“行动-学习-提升”教学方法融入创新创业思维[6]。专创融合教学不仅仅是教学方法，还包括教学理念、教学内容、教学组织形式、教学手段等环节，但每个环节均需要与实验内容进行巧妙的设计方能实现预期的效果。

2.2.3 双创教学培训，贯穿教师队伍  教学方法改革的前提是需要改革教师的教学思维和观念，因此，对教师创新创业教学的长期培训成为改革教学方法的重要环节。例如，河北农业大学创新创业教学指导中心先后组织了系统的创新创业教学培训，以特定专业教学为背景且易于教学实施的创新教学培训，鼓励教师大胆尝试创新教学方法来活跃课堂，形成以专业为基础的创新教学体系。

2.2.4 增设教学场景，完善实践应用  随着现代信息技术的发展，虚拟仿真教学逐步发展。虚拟仿真实验教学可以依托虚拟现实、大数据及网络通信等技术，构建植物化学保护生产实践应用的虚拟实验环境和实验对象，能够让学生在虚拟的场景下体验实际环境的复杂性。例如，华南农业大学徐汉虹教授团队建设了“滴灌施药导向控制害虫虚拟仿真教学系统”，有效提高了植物保护专业背景学生的实践教学效果，强化了学生实践素质的培养[7]。此外，河北农业大学拥有多个教学实践园，以及相应的校企合作创新驿站[8]。可以充分利用教学实践园和创新驿站，让学生亲力亲为地去体验和考虑植物化学保护工作所涉及的环境的复杂性。

2.3 改进考核标准，注重过程培养

加强过程考核力度，更好地调动学生的积极性，促进教学质量的不断提升。对学生的考勤、操作技能、实验结果、实验报告完成质量和创新思维等进行综合评定，单次实验课成绩由出勤情况、实验预习、实验操作、互动交流和沟通协作以及实验报告共同组成。特别关注学生是否能够独立认真地开展实验操作以获得准确结果，尤其是实验报告中实验结果的讨论与分析，对培养学生分析问题和解决问题的能力具有重要作用。规范书写实验报告也是考核的重点，它反映了学生对实验课程的态度，同时这一习惯的培养对后期学生科研实验的记录具有重要意义。

在评审实验报告过程中，可以增加一轮同学之间的互评环节，这样学生可以从中学习到自己与其他同学在实验操作、实验数据分析、实验结果讨论等模块上存在的思维方式差异。同时学生也可以相互纠正错误，从而达到温故知新的效果。

2.4 优化课程评价，完善反馈机制

为评价实验课程内容、线上线下混合教学、专创融合实践教学、考核标准等系列改革，预期实践教学改革目标的达成以及学生的创新创业能力培养状况、相应实践教学策略的实际有效性，相应的课程评价与反馈机制必不可少。河北农业大学创新创业教育指导中心与学院应共同构建相应的实践教学改革评价机制，除了明确基本的评价主体外，评价的频率、奖惩激励措施、评价的标准和具体内容也需要商讨。评价结果反映了真实的实践教学改革状况，以便帮助教师及时发现实践教学改革存在的问题，并及时解決问题，从而达到实践教学改革的实际有效性。

3 结语

经历了2轮的创新教学改革后，整个教学过程变得更加生动且富有创意。首先，实验课堂的教学气氛明显得到了改善；其次，学生对于专业知识的理解和运用更加深入和娴熟；再次，学生的独立操作的能力、实验设计能力、创新能力得到了明显提高，主观能动性明显增强。以上素质的改变和提升，使得学生在以后的科研和工作上能够自行发现问题，并能够运用创新思维方式去解决问题。植物化学保护学实验创新教学改革的不断实施，将加快新农科背景下植物保护学专业教学创新的步伐，培养出更多符合社会需求的新农科人才。

参考文献

[1] 徐汉虹.植物化学保护学[M]. 5版.北京：中国农业出版社，2017.

[2] 董红强，万传星，张萍.《植物化学保护》教学实习初探[J]. 中国科教创新导刊，2009（7）：18.

[3] 曾鑫年，徐汉虹，胡美英.农药学教学实践与改革的探讨[J]. 高等农业教育，2003（1）：73-74.

[4] 李保同，熊忠华，熊件妹，等. 植物化学保护学实验教学改革的探索与实践[J]. 实验室研究与探索，2011，30（3）：107-109.

[5] 马树杰，康占海，张利辉，等. 微实验用于线上线下混合教学的实践探索——以农药学基础实验课为例[J]. 安徽农学通报，2021，27（14）：172-175.

[6] 涂硕，余乐涵，揭克敏，等.“教-赛-训-赛-改”模式促进本科实验教学持续改进的探索与实践[J]. 生命的化学，2021，41（3）：602-607.

[7] 伍欣宙，吴瀚翔，张志祥，等. 滴灌施药导向控制害虫虚拟仿真教学系统的设计与应用[J]. 高教学刊，2021，7（15）：105-108.

[8] 王景山. 河北保定：将联合农业大学共同打造“太行山农业创新驿站”[J]. 中国食品，2017（17）：64.

（责编：何 艳）