新農(nóng)科背景下園藝植物營養(yǎng)診斷課程的教學(xué)改革與實踐

吳強盛，徐馥淇，鄒英寧，舒 波，羅 純，張德健

（長江大學(xué) 園藝園林學(xué)院，湖北 荊州 434025）

2018 年12 月教育部召開的研討會上，提出“新農(nóng)科”建設(shè)，強調(diào)要用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)改造和提升現(xiàn)有的涉農(nóng)專業(yè)，要求高等學(xué)校創(chuàng)新鄉(xiāng)村振興人才培養(yǎng)模式。2019 年在浙江安吉縣、黑龍江七星農(nóng)場和北京召開了3 個重要的新農(nóng)科建設(shè)工作會議，發(fā)布了3 個新農(nóng)科建設(shè)文件，包括安吉共識、北大倉行動和北京指南，為地方高校培養(yǎng)“新農(nóng)科”人才提出了新的要求。

園藝學(xué)是農(nóng)學(xué)門類的一級學(xué)科，園藝是農(nóng)業(yè)種植業(yè)生產(chǎn)中的一個重要組成部分，包括果樹、蔬菜、花卉、茶、中藥材等，主要研究這些植物的生長發(fā)育特點、高效栽培及其利用，是一門應(yīng)用性很強的學(xué)科。因此，園藝專業(yè)主要培養(yǎng)具有園藝技術(shù)的人才，其中就包括了園藝植物營養(yǎng)診斷和施肥技術(shù)[1,2]。在減肥增效的背景下，園藝作物的施肥朝著經(jīng)濟化、環(huán)保化的方向發(fā)展，通過合理施肥、提高肥效和配方施肥，減少肥料的使用量而實現(xiàn)增產(chǎn)的目的。同時，也要求根據(jù)種植地土壤、環(huán)境狀況的差異，制定合理的施肥方案，從而減少施肥量。這就決定了園藝植物營養(yǎng)診斷課程在園藝專業(yè)人才培養(yǎng)中具有非常重要的作用。

1 園藝植物營養(yǎng)診斷課程概述

園藝植物營養(yǎng)診斷是園藝專業(yè)人才培養(yǎng)中的一門重要專業(yè)課程，主要為園藝植物生產(chǎn)過程中依據(jù)田間營養(yǎng)診斷提供準(zhǔn)確的科學(xué)施肥依據(jù)，涉及園藝植物對礦質(zhì)營養(yǎng)元素的需求特點，礦質(zhì)元素營養(yǎng)的吸收、分配和再分配，以及常見園藝植物營養(yǎng)缺素癥的癥狀和矯正方法[3]。利用營養(yǎng)診斷進行科學(xué)施肥已成功應(yīng)用到果樹、蔬菜等植物上，并取得了可觀的經(jīng)濟效益。

在國家減肥增效以及新農(nóng)科建設(shè)的背景下，園藝植物營養(yǎng)診斷課程內(nèi)容需要根據(jù)發(fā)展形勢做出相應(yīng)的變化，從一項單純的技術(shù)和方法發(fā)展成為一門較獨立、系統(tǒng)、全面的課程，其影響滲透到包括土壤、植物營養(yǎng)、植物生理、病理、分子等方向和學(xué)科領(lǐng)域。此外，園藝植物營養(yǎng)診斷是一門實踐性強的課程，與生產(chǎn)聯(lián)系緊密，主要講授植物營養(yǎng)基礎(chǔ)知識、植物缺素的潛在原因、各種田間診斷方法、一些典型的缺素癥狀以及營養(yǎng)診斷和施肥的智能化，需要培養(yǎng)學(xué)生田間營養(yǎng)虧缺的識別技能、實驗室的化學(xué)診斷、分子診斷技能。因此，園藝植物營養(yǎng)診斷課程在園藝人才培養(yǎng)中至關(guān)重要，是提高學(xué)生的田間養(yǎng)分虧缺識別能力以及科學(xué)施肥指導(dǎo)能力的重要課程[4]。

長江大學(xué)園藝專業(yè)園藝植物營養(yǎng)診斷課程自1985 年園藝專業(yè)開設(shè)以來，一直作為專業(yè)選修課進行授課。2015 年7月被列為長江大學(xué)研究型教學(xué)示范課程，2019年被批準(zhǔn)為長江大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程。此外，該課程還隸屬于湖北高校省級教學(xué)團隊“園藝專業(yè)系列課程教學(xué)團隊”的課程。2022年在教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目的支持下及新農(nóng)科背景下，對園藝植物營養(yǎng)診斷教學(xué)內(nèi)容和課程體系進行了改革與實踐。

2 園藝植物營養(yǎng)診斷課程教學(xué)內(nèi)容和體系的改革

在新農(nóng)科背景下，長江大學(xué)重新擬定的園藝植物營養(yǎng)診斷課程教學(xué)內(nèi)容，見圖1。由圖1 可以看出，重新擬定的園藝植物營養(yǎng)診斷課程重點回答了3個問題：如何進行田間診斷？為什么要這樣診斷？如何施肥矯正？在每個問題中，都設(shè)計了3 個主要知識點。通過植物必需營養(yǎng)元素的介紹、植物對營養(yǎng)元素的吸收、運輸與分配，讓學(xué)生在理論上明白為什么要這么診斷；通過分析可能缺素的原因，指出了營養(yǎng)診斷的方法，總結(jié)出田間營養(yǎng)缺素的診斷步驟，從而讓學(xué)生在實踐上明白如何進行田間診斷；通過介紹田間診斷后的施肥、各種肥料的特點及使用辦法以及植物營養(yǎng)缺素的診斷和矯正，最終回答如何施肥矯正。

圖1 園藝植物營養(yǎng)診斷課程教學(xué)內(nèi)容和體系Fig.1Teaching content and system of Nutrition Diagnosis of Horticultural Plants

為了回答上述3個問題，按照“一個中心、二個體系”的教學(xué)總體布局設(shè)計課程，形成以田間營養(yǎng)診斷識別能力為中心，建立實踐能力培養(yǎng)體系和理論知識學(xué)習(xí)體系的課程體系。如此教學(xué)內(nèi)容和體系的改革，實現(xiàn)了培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的目的，讓學(xué)生明白為什么要這么診斷、如何進行田間診斷、如何施肥矯正這3個問題，使得學(xué)生在新農(nóng)科形勢下可以“下得去、用得上”，為新農(nóng)科建設(shè)提供專業(yè)性的人才。

3 園藝植物營養(yǎng)診斷課程教學(xué)手段的改革

也提高了學(xué)生的課堂組織能力和語言表達能力，實現(xiàn)了學(xué)生參與課程的設(shè)計、親力親為得出認(rèn)知和深刻的反思，達到了主體參與和積極互動的目的。討論式教學(xué)中，教師在課程中設(shè)定專題，讓學(xué)生提前一周準(zhǔn)備相關(guān)材料，于課堂上以辯論賽的形式組成正反方，對設(shè)定的專題展開辯論，既活躍了課堂氣氛又啟發(fā)了學(xué)生的思維和臨場表現(xiàn)能力，實現(xiàn)動靜結(jié)合。趣味式教學(xué)中，教師以某些營養(yǎng)知識點以趣味的形式向?qū)W生展示，如植物能脫離土壤在空氣中生存嗎？為什么陰天的辣椒常發(fā)生頂腐病？為什么高山雪原上的花都為白色的而熱帶植物的花絢麗多彩？一堂課設(shè)定2 個趣味問題，從而提高學(xué)生分析問題的能力，增強學(xué)生的思維發(fā)散，在輕松的環(huán)境中學(xué)習(xí)專業(yè)知識。專題式教學(xué)中，教師就某些營養(yǎng)的知識點以專題的形式向?qū)W生進行介紹，如“菌根與植物養(yǎng)分”，讓學(xué)生在課程中了解該方向的研究進展，提高學(xué)生的認(rèn)知能力和創(chuàng)新能力。

4 園藝植物營養(yǎng)診斷課程改革的評價

長江大學(xué)為了講好園藝植物營養(yǎng)診斷課程，課程團隊實行了多種形式的教學(xué)手段，如現(xiàn)場式、參與式、討論式、趣味式、專題式等，實現(xiàn)了教學(xué)方法和手段的多樣化，寓情于景，師生互動，生動形象。如現(xiàn)場式教學(xué)中，教師講到“柑橘營養(yǎng)缺素的診斷和矯正”以及“植物必需的營養(yǎng)元素及其主要功能”時，把課堂從教室搬到學(xué)校的柑橘園、植物園，指導(dǎo)學(xué)生現(xiàn)場辨認(rèn)各類缺素癥狀，提高學(xué)生的知識應(yīng)用能力，達到了理論聯(lián)系實踐的目的。參與式教學(xué)中，待到需要講“植物對營養(yǎng)元素的吸收”內(nèi)容時，教師在課前指定一個內(nèi)容，如“葉片如何吸收營養(yǎng)”，讓學(xué)生提前至少一周組織指定的教學(xué)內(nèi)容進行多媒體授課，然后任課教師針對學(xué)生的授課情況進行點評。如此的參與式教學(xué)既可以鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，

為了解課程改革的效果，連續(xù)4年對學(xué)生進行問卷調(diào)查，一共收集了262份（男生90人，女生172人）答卷。結(jié)果顯示：該課程更加受到女學(xué)生的喜愛；學(xué)生對課程體系的構(gòu)建以及教學(xué)模式滿意度達到了95.80%，其中很滿意達到了58.7%，顯示了學(xué)生對該課程是高度認(rèn)可的；有50.00%的學(xué)生認(rèn)為各種教學(xué)方式給他們留下深刻印象。學(xué)生對5種教學(xué)方式的滿意度情況見表1。由表1 可知，在各類教學(xué)方式中，學(xué)生的滿意度都高于95%，除了專題式教學(xué)和參與式教學(xué)的很滿意度在55%～58%外，其他3 種教學(xué)方式都在62%以上。通過對這5種教學(xué)方式進行排序，結(jié)果顯示：趣味式教學(xué)（32.44%）＞現(xiàn)場式教學(xué)（27.10%）＞討論式教學(xué)（26.34%）＞參與式教學(xué)（10.69%）＞專題式教學(xué)（3.44%）。所以，在2022 年的課程教學(xué)中，專題式教學(xué)由2 個減少為1 個，趣味式教學(xué)由每堂課1個增加到2個。

表1 學(xué)生對5種教學(xué)方式的滿意度Tab.1 Students'satisfaction with 5 teaching methods單位：%

此外，該課程也非常注重園藝學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，這也是新農(nóng)科人才培養(yǎng)的一個核心。問卷調(diào)查結(jié)果表明，有82.06%的學(xué)生認(rèn)為在課程完成后創(chuàng)新能力有所提高，有94.27%的學(xué)生認(rèn)為創(chuàng)新是有趣的，并表明提高了報考研究生的意愿。園藝學(xué)生在經(jīng)過全程的課程學(xué)習(xí)后，96.18%的學(xué)生具備了田間營養(yǎng)虧缺診斷能力，這對于學(xué)生更好地適應(yīng)新農(nóng)科背景下的田間施肥指導(dǎo)提供了幫助。

5 結(jié)語

本課程的教學(xué)改革適應(yīng)了新農(nóng)科人才培養(yǎng)的要求，學(xué)生的創(chuàng)新能力、田間營養(yǎng)診斷能力均有大幅提高。展望未來，本課程還應(yīng)在以下5方面進行完善。

5.1 教學(xué)方式

多展開辯論式教學(xué)，讓辯手以外的學(xué)生也能積極參與；適當(dāng)減少參與式教學(xué)的人數(shù)，畢竟同一個知識點學(xué)生準(zhǔn)備過程中的雷同率相對較高。現(xiàn)場式教學(xué)因季節(jié)和植物種類的限制，植物缺素癥過于單一，學(xué)生無法在現(xiàn)場學(xué)習(xí)更多缺素癥類別的識別，不能彰顯現(xiàn)場式教學(xué)的優(yōu)勢，因此還要進一步完善教學(xué)內(nèi)容的豐富度。

5.2 教學(xué)內(nèi)容

適當(dāng)?shù)卦黾犹镩g營養(yǎng)診斷識別能力的技能以及判斷的步驟，并強化各類肥料的異同點及注意事項，適當(dāng)減少植物營養(yǎng)元素的知識。

5.3 以研促教

課程中設(shè)置的“菌根與植物養(yǎng)分”專題，只介紹了課程主講人的科學(xué)研究進展，其他的關(guān)聯(lián)內(nèi)容還有待加強，更好地讓科研服務(wù)于教學(xué)，一邊科研、一邊進行課程建設(shè)，以課程建設(shè)拉動科研，以科研促進課程建設(shè)，實現(xiàn)教學(xué)與科研的有機結(jié)合。

5.4 考核模式

在今后的考核體系中加入田間營養(yǎng)診斷的識別能力、創(chuàng)新能力、參與式教學(xué)的主動報名、互動式教學(xué)的參與度等，多方面地有機結(jié)合，形成一個有機的考核體系，既能考察學(xué)生的綜合素質(zhì)和專業(yè)技能，又能檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，從而發(fā)揮“指揮棒”的引領(lǐng)作用和考核的反饋。因此，考核模式還有待進一步完善。

5.5 課程思政

課程思政的實施是農(nóng)林高校培育鄉(xiāng)村振興人才的關(guān)鍵所在，讓學(xué)生把所學(xué)的知識運用到鄉(xiāng)村振興的實際問題中，踐行科技興農(nóng)、質(zhì)量興農(nóng)、綠色興農(nóng)，促進農(nóng)民增收和鄉(xiāng)村振興[4]。因此，可以把一些好的思政事跡，如中國農(nóng)業(yè)大學(xué)在河北曲周白寨鄉(xiāng)創(chuàng)建了全國第一個科技小院的由來、發(fā)展、服務(wù)以及后續(xù)的推廣介紹給學(xué)生。通過課程思政讓學(xué)生能夠在新農(nóng)科背景下實現(xiàn)“下得去、用得上、留得住”，以學(xué)農(nóng)愛農(nóng)為重點，實現(xiàn)專業(yè)課是育人課，引領(lǐng)新時代園藝學(xué)生的“三農(nóng)”意識。此外，本課程今后還可以適當(dāng)引入一些優(yōu)秀的短視頻或者在線課程，讓學(xué)生主動去學(xué)習(xí)在線課程，拓展學(xué)習(xí)界限。