新農科背景下“植物營養學”課程教學創新探索

張俊伶 黃成東 程凌云 李曉林

［摘 要］ 為滿足新農科建設培養知農愛農、學農為農、強農興農的人才需求，面對互聯網和信息技術的發展，從教材、教學內容、教學方法和手段及教學評價等方面對“植物營養學”課程開展全方位的教學創新探索。形成了以植物營養發展史為主線、以科技創新和勵志教育為輔線的課程思政；重塑知識架構，形成以植物營養基本原理為核心，應用和探究結合的模塊，注重理論和實踐、前沿和經典、產業發展和技術創新的結合，從科學高度、知識寬度、思維深度、應用廣度方面全方位深化教學內容；利用多樣化教學方法和手段，培養學生自主學習能力，實現科學性和趣味性結合；形成重過程、多元化的教學評價體系。注重學生綜合素質和學習能力的提升，培養精專業、通知識，對行業發展熟悉、能解決生產實踐問題、具備創新創業能力的人才。

［關鍵詞］ 植物營養學；教學創新；新農科

［基金項目］ 2019年度中國農業大學“植物營養學本科核心課程建設”

［作者簡介］ 張俊伶（1970—），女，山西襄汾人，博士，中國農業大學資源與環境學院教授，主要從事根際微生物和土壤健康研究。

［中圖分類號］ G642.0［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）12-0057-04［收稿日期］ 2022-04-20

自李比希1840年提出植物礦質營養學說以來，植物營養學極大地推動了化肥工業的發展。化肥作為糧食的“糧食”，深刻影響糧食安全、農業綠色發展和鄉村振興的國家戰略。“植物營養學”課程包括植物營養原理和肥料兩部分［1］，對植物營養、土壤和肥料等行業的人才培養發揮著重要作用，同時，作為厚基礎、精專業、有情懷、高水平人才成長的入門課程，還應培養學生的世界觀、人生觀、價值觀。

安吉共識指出新農科建設的目標是開創“三條路徑”［2］，積極探索實踐融合發展、多元發展、協同發展新路，加快培養創新型、復合應用型、實用技能型農林人才，高標準建設好農林“金專”“金課”和“高地”。如何滿足新農科建設背景下多元化人才培養的需求，是農業資源與環境一級學科面臨的重大挑戰，也是“植物營養學”課程改革的重要推動力。互聯網和信息技術的發展推動了傳統教學向信息化、多元化轉變，線上和線下的交叉融合成為必然。此外，課堂由以教師為主向以學生為中心轉變，也對教學手段和方式提出新要求。因此，課程教學創新成為必然。面對新形勢和新挑戰，應及時調整課程，開展全方位的課程創新探索。

一、課程目標

課程以學生發展為中心，堅持課程育人、課堂育人，立德樹人。在價值觀層面，加強學生“三農”情懷的培養，培養學生尊重科學、創新求實的科學精神和奮斗精神，成為專業領域優秀人才，為國家脫貧攻堅、鄉村振興、生態文明建設和美麗中國建設貢獻力量。在知識層面，幫助學生深入理解植物營養基本原理，掌握肥料性質和肥料行業發展方向，理解科技創新在植物營養學發展中的作用；同時，促進理論與生產實踐緊密結合，掌握肥料產業的動態，解決我國農業發展中的糧食安全保障、資源高效利用、生態環境保護等關鍵問題。在能力方面，培養學生發現問題、分析問題和解決生產問題的系統思維能力，培養具備自主學習能力和創新創業精神的優秀人才。

二、教學實踐的現實困境

課程教學面臨以下現實困境：第一，學生大多來自城市，對農業農村現狀不熟悉，缺乏專業情懷，對專業認同和專業情懷的認知不高，學習目標不明確；第二，植物營養學內容覆蓋面廣，知識點多，知識更新快，對剛進入專業學習階段的學生來說，普遍存在對復雜的植物代謝和機理過程的畏難情緒；第三，學生還未開展生產實習，缺乏將科學理論和生產實踐相結合的能力，學習知識的動力不足，積極性不高；第四，學生剛剛進入專業學習階段，還未掌握專業課程的學習方法，主動學習能力較差，且對網絡依賴性高，但甄別網絡信息和知識的能力有限，獲取的知識呈碎片化，缺乏系統性和整體性；第五，以教師為中心的課堂教學課堂氣氛和活躍度相對較低，教學手段以多媒體為主，傳統的黑板教學為輔，教學手段相對單一；第六，課程評價體系一考定終身，缺乏對學生知識掌握程度的過程反饋。

三、課程創新思路

教學創新是包含知識的積累與篩選、方案的提出與設計、實踐的探索與創造的復雜系統［3］。針對上述教學困境，本課程以學生發展為中心，堅持“授人以魚不如授人以漁”，將打開知識寶庫的鑰匙交給學生，啟迪學生智慧，形成重過程、重質量的教、學與用交叉融合的全方位浸入式的課程創新模式。課程從以下四個方面開展創新。

1.在教學內容上，對課程內容和知識架構進行系統梳理和重構，明確了融入課程思政的教學內容的“五性五結合”整體架構：“五性”即課程理論性、前沿性、實踐性、啟發性和趣味性；“五結合”即將科學家情懷和奮斗史等思政元素與課堂教學緊密結合、將理論和實踐緊密結合、經典理論和前沿進展緊密結合、將產業發展和國家需求結合、將啟迪智慧和探索求真緊密結合，多源挖掘，從科學高度、知識寬度、思維深度、應用廣度全方位深化教學內容。

2.在教學方法上，形成了課前預習—課中解惑—課后反思+互動答疑的模式，通過討論式、案例式、翻轉課堂等讓課堂動起來，讓學生忙起來。

3.在教學手段上實現多樣化，除課堂教學外，還輔以實驗課程、網絡慕課、國際植物營養教學資料、建立微信平臺及時答疑，多途徑激發學生主動學習和主動探索創新的能力。

4.課程評價體系采用多元評價體系，重過程學習，重能力培養。突破期中、期末考試的局限性，多途徑了解學生對知識的掌握程度，依據平時測評結果不斷調整和完善教學內容。

四、課程創新具體措施

1.“課程思政，思政課堂”，以植物營養歷史發展為主線，以科技發展為動力，以家國情懷為榜樣，注重專業情懷培養，提升專業自信，從大處仰望星空，從小處腳踏實地。“植物營養學”是一門理論和實踐緊密結合的課程，在糧食安全和人類社會發展中有重要的作用。為推動思想政治教育融入課程教學，課程梳理出三條線：第一條主線為系統梳理植物營養歷史發展。例如，德國著名化學家李比希創立的植物營養礦質營養學說，不僅在全球催生了化肥工業，其核心理論對指導施肥也具有重要的現實意義。20世紀60至70年代，我國科學家為了生產出中國肥料，艱苦奮斗，從無到有，從自主研發肥料生產技術到創新產品，極大地推動了國內和國際植物營養學的發展。第二條線為科技創新線。以全球植物營養科技發展創新為標桿，及時追蹤國際前沿，站在科技創新的制高點，通過讓學生了解植物營養領域前沿、重大的科技創新，培養學生的探索精神和創新能力，鼓勵學生思考現代農業和可持續發展未來創新的方向和突破口。第三條線以科學家的情懷和奮斗史為榜樣，結合一代代植物營養人的家國情懷，講述其為解決國家糧食安全和農業發展的奮斗故事和奮進精神，展示中國肥料在脫貧攻堅、糧食安全、生態文明建設中的重要作用。另外，以當代農業大學“科技小院”學生在“三農”一線堅守的案例，培養學生的“三農”情懷，使其為國家農業綠色發展和鄉村振興貢獻力量。

2.重構課程內容，重塑知識架構，挖掘多源教學素材，重視教學各個環節，形成全鏈條系統化教學體系，滿足多元化人才培養的需求。針對植物營養知識點多、覆蓋面廣、應用性強的特點，構建了“123”結合的模式：1個中心，即重點抓牢植物營養基本原理；2個模塊，即形成植物營養應用模塊+探究模塊；3個結合，即加強理論和實踐、前沿和經典、產業發展和技術創新的緊密結合。基于此模式形成了“CAKE+”的總體設計：“C”即培養學生的創造力（creativity）、專業能力（competence）和批判力（critical thinking），“A”為學生的能力（ability），“K”為對知識的掌握（knowledge），“E”是培養學生的情商（EQ），而“+”即為結合學生的興趣進行培養。這種設計既保證了課程內容的系統性，也滿足了學生綜合素質提升和個性化的培養要求，為培養多元化人才奠定基礎。

具體做法：在教學內容上多源結合，圍繞《植物營養學》教材和慕課內容，課前展開基本知識點的預習備課，區分重點和難點；課中答疑解惑，以文獻+行業進展+實驗教學為輔助，聚焦重點、熱點問題，開展問題研討、案例分析等，形成解決方案，打通理論和實踐轉化通道；課后反思和完善課堂內容，有針對性地適度擴展。這種全鏈條式教學體現了教學內容的理論性、前沿性、實踐性、應用性、啟發性和趣味性，解決學生對知識點無法活學活用和主線理不清的問題，實現了教學內容的高度、深度、寬度和廣度的有機融合，實現了“五性五結合”。

3.重塑教學模式，利用多樣化的教學方法和手段，培養學生的自主學習能力，兼顧科學性和趣味性，讓學生在課上和課下都動起來。課程創新了教學模式，開展多種教學活動，做到讓課堂活起來，讓學生忙起來：（1）在每節課后開展一課一考，由學生出題、判卷和分析錯題點，教師把關，提高學生的參與度，發揮學生的主觀能動性；（2）案例教學：利用植物營養案例，培養學生勤于思考的習慣和發現問題、提出問題、解決問題的能力；（3）討論式教學：設置開放性問題，引導學生辯證思考，培養學生靈活運用知識的能力；（4）學生分組式教學：培養學生的合作精神，充分調動學生的參與性和創造性思維，提高學生的表達能力；（5）網絡資源的甄選和開發：當前信息化高度發達，在教材之外還存在相關視頻和網站等信息獲取途徑。教師要幫助學生甄別信息的可靠性、真實性和前沿性，滿足不同學生的要求。線上資源包括中國農業大學自制的植物營養課程、華中農業大學慕課和國際上一些優秀的植物營養課件等。此外，還可利用各種科普視頻，提高植物營養知識的趣味性，激發學生的學習興趣，培養學生主動探索和創新的能力。

4.建設重過程多元化的教學評價體系，全面實時了解學生對課程內容的掌握程度，注重學生學習能力的培養。以往的課程考試模式單一，通常采用期中和期末筆試的方式，學生容易出現考前突擊、臨時應付的現象。多元化評價旨在打破“一考定終身”，注重平時的考核（時間維度）。同時，考試內容不再局限于考查學生對知識的記憶，而是更注重考查學生綜合分析問題的能力（空間維度）。課程采取以下方法：（1）一課一結，及時反饋，加強知識點梳理。植物營養學的一個特點是知識點碎片化，某個章節的一個知識點通常貫穿土壤學、植物生理學等多學科的內容。面對傳統的“一考定終身”，學生容易突擊背誦，導致對課程內容無法融會貫通。一課一結即在課程講解結束后，對本節課的知識點進行總結，針對課程內容進行小測，及時發現問題，在下次課程開始時，依據學生對上次課堂內容的掌握程度，及時反饋，形成“單點”突破的高效模式。（2）學生依據課程內容對課堂內容進行提煉和總結，梳理重要的知識點，自主出題，自己打分并分析總結，教師總體把關，保證出題質量。這種模式有助于提高學生的積極性和參與度，也有利于教師了解學生對課堂內容的掌握程度，便于教師發現知識的盲點，有針對性地進行講解，實現“重點”突破。（3）小課題專題報告評價，師生互評，生生互評。學生在準備小課題報告的過程中，需要閱讀大量相關的知識，并進行系統整理。這一訓練拓寬了學生的知識面，而且課題內容的多樣化和可塑性，也提高了學生學習的興趣。同時，以小組形式進行內容匯報，培養學生的合作精神，提高學生的判斷能力和綜合分析問題的能力，有利于交叉系統思維的培養。

結語

通過上述全方位的課程創新，學生的課堂互動效果好，參與度高，課堂氣氛活躍，學生學習主動性和能動性得到明顯提升。同時，重過程、重能力考核的綜合評價方法，系統提升了學生的自主學習能力、理論聯系實際和系統思維的綜合能力。

參考文獻

［1］張俊伶.植物營養學［Ｍ］.北京：中國農業大學出版社，2021：4.

［2］安吉共識：中國新農科建設宣言［J］.中國農業教育，2019，20（3）：105-106.

［3］沈赟.論教學創新［J］.四川教育學院學報，2003（8）：8-10.

Exploration of Plant Nutrition under the Background of Emerging Agricultural Education

ZHANG Jun-ling， HUANG Cheng-dong， CHENG Ling-yun， LI Xiao-lin

（College of Resources and Environmental Sciences， China Agricultural University，

Beijing 100193， China）

Abstract： The construction of emerging agriculture education has put forward the need to cultivate talents who understand and love agriculture， learn agriculture for agriculture， strengthen agriculture and promote agriculture. Facing the development of the Internet and information technologies， In the curriculum of Plant Nutrition a comprehensive teaching innovation in terms of teaching materials， contents， methods， and evaluation is carried out： to develop curriculum ideological and political education with the history of plant nutrition development as the main line and scientific and technological innovation and spiritual education as supplementary lines; to reshape the knowledge structure and form a module that combines application and exploration with the basic principles of plant nutrition as the core， focusing on the combination of theory and practice， frontier and classics， industrial development and technological innovation， to deepen the teaching contents in terms of scientific height， knowledge width， thinking depth and application breadth; using diversified teaching methods and tools to develop students independent learning skills and achieve a combination of science and fun; to form a teaching evaluation system with diversified processes. These innovative measures focus on the enhancement of students comprehensive quality and learning ability， aiming to cultivate outstanding talents who are professional， knowledgeable， familiar with industry developments， able to solve practical production problems， and equipped with innovative and entrepreneurial skills.

Key words： Plant Nutrition; teaching reform; emerging agricultural education