設施無土栽培課程建設探索

□段 曦 郝樹芹 秦永梅 劉 敏 國淑梅 譚素娥

《設施無土栽培》是設施農業科學與工程專業的一門專業選修課程，課程組經過多年建設，該課程目前已經形成“教師授課-學生自主學習-企業研發推廣”的人才培育模式，在校企深度合作之下，建立了以工作流程為主線的課程體系，設計了項目完成成果+栽培質量檢查的考核方式，入選山東省教育廳高校課程聯盟課程，并已登錄“智慧樹平臺”。

一、《設施無土栽培》課程建設思路

(一)構建“自主、合作、探究”式教學新模式。通過“農科教”緊密結合，重塑課程內容；借助線上教學平臺與虛擬仿真實驗教學平臺，充分發揮線上線下教學模式的優勢，拓寬學生的專業視野，強化在設施作物栽培方面的專業知識與技能，以滿足現代無土栽培快速發展對高素質專門人才的需求，同時堅持課程育人、融入思政元素，積極響應安吉宣言，培養愛農業、懂技術的實用技能型卓越農業新人才。并推動教學與科研結合。鼓勵教師建立科研項目，并將其成果引入教學，為畢業生創建新課題，實現教科研融合。

(二)注重學習興趣，拓展學習時間與空間。本課程以開放自主為第二特色。一是以學生自愿建立學習小組，各小組以其共同興趣選擇無土栽培方式方法，以栽培植物名稱命名小組，并采取個性化培養、多元化培養方法的方式，小組之間可以相互交流互動。二是以學生興趣方向提供實驗空間，邀請學生自主參與教師科研項目、參與大學生科技競賽等活動，允許學生自行安排課下活動時間。

(三)虛實結合，提高實踐能力。獨創虛擬仿真技術是本課程的第三特色。課程組開發《設施果樹無土栽培技術虛擬仿真實驗教學項目》教學軟件，以仿真技術平臺為基礎，引導學生在模擬的基礎上練習植物無土栽培的操作與技巧。一方面，可以為初學者提供練習的機會，通過熟練掌握其流程與方式方法，為無土栽培實驗建立技能與經驗基礎；另一方面，可以為學生提供不同實驗方案的效果模擬，檢驗各方案的優勢與缺陷，有利于最佳方案的設計與篩選。此外，還可以解決學生數量過多，實驗設備與栽培空間有限的問題，以及植物材料生長的不可逆性和一次性問題，通過仿真模擬代替前期多次練習的實驗過程，提高了實驗教學的效率。2021年《設施果樹無土栽培技術虛擬仿真實驗教學項目》被國家評為一流本科課程(虛擬仿真)。

二、《設施無土栽培》課程建設措施

(一)課程目標定位。本課程是設施農業科學與工程專業的一門專業選修課程，無土栽培是一項現代農業高新技術，《設施無土栽培》是一門實踐性很強的課程，集農業工程、環境調控、設施作物栽培技術等多學科有機結合，系統介紹了無土栽培技術的發展、現狀和趨勢，系統的闡明無土栽培的基本概念和原理，并結合實踐教學環節，不斷更新授課內容以反映該領域的最新研究進展和生產發展態勢。重點介紹了固體基質、營養液的配置管理以及無土栽培設置形式和主要的設施無土栽培作物的栽培技術等內容。

掌握無土栽培學的基本知識和基本原理，包括無土栽培的發展、無土栽培技術形式、固體基質和營養液的知識。具有無土栽培學的固體基質栽培和營養液管理技術，可以獨立設計簡單的實驗，選擇適合的營養液配方，計算配制和技術管理能力。養成嚴謹認真的科學態度，培養良好的團隊合作協調能力，具備從事無土栽培技術人員的基本素養。

(二)師資力量培養。本課程對于教師的專業水平有著較高的要求，因此需要建立師資培訓計劃。一是要建立新教師崗前培訓機制。對于新入職教師實施培訓，通過《高等教育學》《高等教育心理學》《科研方法論》《高校教師職業道德修養》等培訓課程，促進青年教師快速融入角色。二是要建立青年教師導師制。組織教授與副教授為導師團隊，對青年教師進行一對一指導，引導青年教師的教學水平、科研能力發展。三是要建立教師資格審定制度。每學期學校應統一開展開課教師公開課試講活動，通過檢查教師的教學資源準備、授課過程以及效果，通過審定后才能具備授課資格。四是要建立定期教研活動規劃。每周四下午組織教研組成員開展教研活動，各個教師針對當前面臨的教學問題與困境提出有效的改革建議，同時促進教師交流，積極學習先進的教學方法與理論，了解最新的政策動態與新聞等。五是要建立督導聽課制度。學院每學期應開展督導聽課活動，針對教師的教學材料準備、教案設計、講稿內容、教學進度、實訓成果等進行檢查，作為教師考核的關鍵內容之一。六是要打造“雙師型”教師。積極鼓勵教師參與技能培訓與考核競賽，參與校企互聘活動，在實踐中提升操作技能與崗位實踐力，考取多個專業技術資格證書。通過以上培訓計劃，保證本課程師資團隊具有良好的人才結構、師德師風、業務素質以及學術水平。

(三)課程資源內容。

1.線下教學資料。一是本課程以設施農業科學與工程專業的人才培育目標為基礎，根據當前學生就業崗位的技能要求與行業發展趨勢制定教學大綱，并在每年根據各項變動進行調整與完善。二是本課程理論教材選用由郭世榮主編、中國農業出版社出版的《無土栽培學》一書，內容包括無土栽培理論基礎、無土栽培設施沒備、無土栽培的營養液、無土栽培基質、無土栽培方式及配套栽培系統、主要園藝作物的無土栽培技術及無土栽培技術的拓展應用等。既重視對無土栽培基本理論的系統闡述，又融合了近年無土栽培領域的新成果與新技術，同時還有來自生產一線的主要園藝作物無土栽培實用技術提煉總結，根據教學需要，書后還附有相關的實驗指導，是“十三五”規劃教材。此外，本課程還設立了學生推薦書目，并且在后續還會建立具有本校特色的校本教材。三是本課程教案與講稿配套齊全，課程以實驗項目流程為主線設計，結合企業實際案例展開教學，將新技術與新方法融入其中。教案以2學時編制一個單元，包含課時、教學目標、教學重點、教學難點、教學過程、教學方法等板塊。

2.線上教學資源。第一，本課程依托“智慧樹平臺”建立在線課程，由課程組全體教師參與資源建設與錄制，包括課件、講稿、試題、教學大綱、授課視頻等。第二，在線課程目前共四十節課程視頻，共523分鐘，平均每分鐘擁有一個彈題對學生進行測試；同時還包括40個非視頻資源、9次測驗與作業內容、234道測試題、200道考試題，主要呈現為圖片、視頻、作業、案例、習題等形式。第三，本課程擁有獨立線上習題庫。試題難度分為三個等級，由易到難數量占比為30%、40%和30%，試題覆蓋本課程所有知識點，題型包含選擇、判斷等，滿足教學需求。

(四)教學方法手段。本課程以培育應用型人才為基礎目標，教學方法堅持學生主體、能力本位的原則，采用多元化、個性化的教學手段，以提升學生的專業技能與綜合素質。采用信息化教學手段，線上線下、虛擬與現實“雙結合”的教學模式，通過充分挖掘蘊含在專業知識與技能中的德育元素，以專業知識與技能為載體，以社會主義核心價值觀和中華優秀傳統文化教育為靈魂和主線，注重培養學生自主學習能力和創新精神，培養學生愛國主義情懷，科學家精神，工匠精神，堅定學生學農、愛農、興農的理想信念，培養學生社會服務意識，實現全過程育人、全方位育人。

1.落實信息化教學手段。一方面構建了全套圖文課件，另一方面具有真實的企業現場標準化操作流程視頻，形成了以課件為基礎，以視聽資源構建情境案例的教學形態。同時，還具備各類實驗實物、圖表、圖片等輔助教具，通過與多媒體結合，形成多手段融合的靈活教學形式。

2.采取模擬練習教學法。針對學生實驗，課程以仿真軟件平臺為基礎，采取虛擬仿真+模擬練習+實操三階段培養模式，引導學生先建立實驗的基礎認知，熟悉實驗的基本流程與操作標準，通過循序漸進的實驗訓練過程，不僅可以大大降低學生獨立實驗的危險性，還能提升實驗效率，挖掘學生潛能。

3.采取小組合作教學。以學生自愿為基礎建立小組，各小組保持5～8人，根據課程內容、學生興趣、培養材料等設計組名。根據課程內容設計實驗項目，小組設立組長負責組員協調、溝通與任務分配，同時要傳達教師的活動安排、提示、要求等信息，并協助教師完成組內的實驗觀察記錄。課下，小組自主結合興趣繼續實驗探索或開發，積極參與教師科研項目及學科競賽。

4.采取案例教學法。以企業實際生產工作案例為基礎，一方面要求學生在案例中了解企業實際情況、崗位職責、工作內容與形式等，另一方面則要結合所學知識，解決實際案例中的問題，設計可行有效的實驗方案。此外，邀請行業企業專家現場講座的方式，拓展課堂理論知識，激發學生學習興趣和增強學習效果。在課后作業批改與輔導答疑環節，本課程采取QQ群、微信群、智慧樹平臺、釘釘直播等途徑與方式展開，取得了良好效果。

(五)課程建設特色。

1.通過“農科教”緊密結合，重塑課程內容，打造雙師團隊。本課程針對現代農業新熱點、新技術，不斷對授課內容進行更新。結合人才培養方案修訂，通過交流溝通了解產業新動態和新進展；同時每年組織青年教師帶領學生參加農業博覽會。在通過組織課程組集體研討，將這些內容增加到課程理論和實踐教學中，以案例分析、課堂討論、創業路演等形式展開教學。課程組結合科研項目，一方面可以促進科研成果轉化、為企業解決生產問題，另一方面了解企業需求、搜集相關教學資料，增加青年教師行業從業經驗，實現農科教深度融合。

2.充分發揮線上線下教學模式的優勢。針對“新農科”建設和新型農林人才培養的重要教學內容，課程組成員充分利用了現代教育技術，錄制了500分鐘的線上教學資源，并建設了設施果樹無土栽培虛擬仿真實驗教學項目，整體實現了本課程的教學資源網絡化，大大提高了學生的學習效率，也為教師的講授提供了很好的智能化平臺。

3.堅持課程育人、融入思政元素。把思政教育融入教學過程。如通過了解傳統文化中古人進行無土栽培的萌芽，培養學生文化素養和愛國主義情懷；生產過程中注意將農業廢棄物處理循環再利用，培養學生生態環保意識；通過介紹農業科技工作者、優秀企業家等，培養學生新時期工匠精神和科學家精神；結合科研院所科研成果，以企業先進的生產技術為依托，采用高校聯合、校所聯合和校企聯合的人才培養模式，培養愛農業、懂技術的復合應用型實用技能型新農業人才。

(六)課程考核方式。本課程以考查為主要考核模式，以教學大綱為基礎，設計考核命題與審核標準。理論課程以課程論文與開卷考試等形式展開考核。成績評定分為兩部分，平時成績占比40%，主要包括考勤、作業、實驗報告、網課成績等，期末成績占比60%；此外還要求論文具有一定實踐與研究意義，符合格式、字數要求，并通過開題、中期以及結題答辯。實驗報告成績要求完整、真實；項目考核應達到考核標準，即保證任務完成度、產品質量達標、符合考核標準；具體包括操作流程、標準、熟練程度、完成質量與成活率幾個方面。同時，本課程強調過程性評價，采取逐級考核的機制，由教師、組長、組員逐層遞進，針對學生的態度、出勤、素質、創新等方面作出綜合評價。開卷考試則設計為簡答、論述、案例分析等主觀題，試題重復度保持低于10%，難易程度為適中。

三、結語

在高校的設施農業科學與工程專業中，《設施無土栽培》課程建設具有非常重要的意義與價值。雖然目前該課程還缺少自主開發的校本教材，教師在實踐經驗方面有待加強，線上課程還需要不斷完善與更新，但隨著課程組科研成果、企業標準以及實踐經驗的逐步融入和結合，在校企合作和線上課程體系建設下，該課程將不斷優化與完善，以達到更高的品質。