分子植物病理學實驗課教學模式探索與實踐

摘" 要：在新農科背景下，結合吉林農業大學植物保護學院分子植物病理學實驗課實際情況，分別從教學時間安排、教學內容、教學模式、考核方式和課程思政5個方面存在的問題進行分析，并構建“1+6”教學模式。同時，通過明確課程目標、重構課程內容、改變考核方式和融入課程思政，為課程的創新和教學改革提供方向，為推進卓越農林人才的培養，引領未來農業發展和鄉村振興提供支撐。

關鍵詞：分子植物病理學實驗；教學模式；教學改革；考核體系；課程思政

中圖分類號：G642" " " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-9902（2023）24-0125-04

Abstract： In the context of the New Agricultural Science， combined with the actual situation of the \"Molecular Plant Pathology\" experiment course in the School of Plant Protection， Jilin Agricultural University， the existing problems were analyzed from five aspects： teaching schedule， teaching content， teaching model， assessment method， and ideological and political education in the course. The \"1+6\" teaching model was constructed; at the same time， the course objectives were clarified， the course content was restructured， the assessment method was changed， and the ideological and political education was integrated. This paper is supposed to provide a direction for curriculum innovation and teaching reform， and provides support for promoting the cultivation of outstanding agricultural and forestry talents and leading the future agricultural development and rural revitalization.

Keywords： Molecular Plant Pathology experiment; teaching model; teaching reform; assessment system; ideological and political education

分子植物病理學是在分子水平上研究并解釋植物病理現象、討論和解決植物病害防治理論及其途徑的科學[1]。近年來，隨著分子生物學技術迅猛發展，分子植物病理學成為植物保護專業的重要課程，其知識體系、技術原理、實驗方法已經滲透到植物保護學科的各個領域，成為植物保護學中的最前沿的課程之一[2-4]。同時，與分子植物病理學理論課配套的實驗課程是不可或缺的，通過實驗課程的學習可以加速對新知識的理解和掌握，調動學生學習理論知識的積極性，有助于提高學生分析問題和解決問題的能力，培養學生綜合素質的同時鍛煉學生的思維能力、創造能力，因此分子植物病理學實驗是課程的重要組成部分[5]。吉林農業大學植物保護學院面向植物保護專業開設了該門課程。通過分子植物病理學實驗課程的學習可以提高學生對分子植物病理學基礎知識的了解及掌握。隨著實驗技術的發展，一些新型的分子生物學技術也滲透到課堂中，由于學生就業和繼續深造的需求，該實驗課程的教學研究和改革一直受到植物保護學院師生的重視和喜愛。

吉林農業大學植物保護學院最初開設的分子植物病理學理論課和實驗課是碩士和博士研究生的高階課程，隨著人才培養的需要，為完善本、碩、博連讀培養體系，打造高端學術型人才，于2014年增設為“卓越人才培養計劃”英才班的本科必修課程。目的是通過分子植物病理學課程的學習，能夠使得學生在本科階段系統深入地掌握植物病理學最新的理論、方法、實驗技術，培養學術型人才，為以后從事科研工作打下良好的基礎。為滿足學生的需求，課程于2020年對植物保護專業所有班級開放，旨在為學生的畢業實習和畢業設計等教學環節提供知識與技能的儲備。但通過長期的教學實踐也發現了當前實驗課程教學存在一些不足之處。因此，為提高分子植物病理學實驗課教學質量，本文從吉林農業大學本科分子植物病理學實驗課實際教學情況出發，就其教學現狀、存在問題及教學模式進行分析探討。

1" 分子植物病理學實驗課教學中發現的問題

分子植物病理學開設配套實驗課程的目的是讓學生運用理論知識進行實踐，培養學生獨立思考和探索未知的能力，提高實驗技能，為后續工作或科學研究打下堅實的基礎。本門課程在具體的教學實踐中發現的一些問題如下。

1.1" 課時碎片化，導致實驗不連貫

作為分子植物病理學理論課的配套課程，實驗課的教學質量直接影響到學生對理論知識的理解，這就需要充足的教學時長保證學生系統地完成實驗課的內容。分子植物病理學實驗課在本科生的第6學期開設，此時學生已完成了專業基礎課普通植物病理學、農業植物病理學實驗課等課程學習，具備了一定的理論基礎和實驗操作能力，在此基礎上開設該課程，可有利于學生在分子水平上更進一步了解植物病理學。但隨著分子生物學迅猛發展，許多新興的研究技術已應用到植物病理學中，課程設置的8學時實驗課已不能滿足實驗時間要求。且一些分子實驗，如DNA/RNA提取、PCR、質粒酶切、凝膠回收、連接和轉化及Western Blot等實驗需要連貫性，課時的碎片化導致學生無法連貫地進行實驗，影響了學生的學習效果。另外，一些重要的試劑配制和實驗步驟，受到學時的限制，只能由實驗教師或助課教師完成，導致學生在操作過程中只完成了部分簡單的步驟，對實驗的流程沒有掌握和清晰的理解，這樣不能很好地培養學生的科研和實驗操作能力，還嚴重禁錮了學生們的探索性思維，不利于卓越農林人才的培養。

1.2" 傳統實驗內容老舊，缺乏探索性實驗

激發學生的開拓意識和創新精神是培養學生研究問題能力的重要途徑，因此，實驗課程內容是實踐的關鍵組成部分，應充分發揮課程內容的自身特點和作用[6-7]。分子植物病理學內容比較抽象，需要學生有較高的理解能力，再結合熟練的操作技術才能較好地完成。目前，分子植物病理學實驗課缺乏實驗教材，在實驗內容方面，授課教師主要依據學校現有的實驗條件和材料編寫實驗內容，教師盡可能地選擇與植物和病原菌相關的實驗材料，學生完成傳統的驗證性實驗，通常涉及PCR技術、質粒的提取、酶切及連接和轉化等，但其技術與分子生物學實驗課程的部分內容重復，導致學生學習積極性不高。因此傳統的實驗內容已不能滿足現階段的課程需求，急需授課教師根據學科發展前沿和未來的發展方向，提出或設計一系列探索性實驗內容激發學生的興趣。

1.3" 教學模式缺乏創新性，學生主動性不強

隨著信息化和全球化不斷加速，教育環境發生了巨大變化。為適應新時代環境，新型多元化的教學模式不斷涌現，這就要求教育者重新思考和設計教學模式，以此來提升學生的學習主動性。目前，分子植物病理學實驗課的教學模式相對傳統，基本通過課前發布實驗內容，教師課上講解實驗原理并演示實驗步驟，學生進行實操，撰寫實驗報告等環節開展教學。教師在課上會將實驗目的、實驗儀器、實驗材料、實驗原理、實驗步驟和注意事項講解清楚，學生按照步驟操作就可以順利完成實驗，缺乏了主動思考和提問互動的過程，課程結束后學生對整個實驗內容和研究思路沒有清晰認識，因此導致學生主動性不強，這與教學模式的不合理是分不開的。

1.4" 考核方式單一

目前分子植物病理學實驗課考核采取平時成績和實驗報告成績進行綜合考核評價，未將實驗課納入期末考試，僅僅將實驗課的部分原理知識增加到理論課考試的試卷中，這種考核方式導致了學生更關注書寫實驗報告的質量，并未對實驗課學習的目的和實驗技術有足夠的重視。所以學生在課程結束后，有的學生甚至忘記做了什么實驗，只有少部分學生能將掌握的內容應用到畢業設計和后續的科研工作中。

1.5" 課程思政元素融入不足

課程思政是以“立德樹人”作為教育的根本任務，將價值養成和能力塑造同時貫穿在實驗教學中，可以培養學生全方位的人生格局[8]。分子植物病理學實驗課是實用性非常強的專業技術課程，在教學過程中往往更重視對實驗原理和技能的傳授，而忽略了德育，沒有樹立起通過實驗課實現思想教育的課程理念。再者，對課程思政元素歸納不足，導致在課程思政融入方面，過程還比較生硬、程序化，易造成學生的反感。

2" 分子植物病理學實驗課教學模式探索

2.1" 明確目標，激發學生內驅力

針對植物保護專業實驗課程特點，秉承“把論文寫在大地上”的精神，著力培養適應和引領未來農業發展的新農科創新人才。課程按照OBE理念重新設置目標，通過實驗課程學習，使學生掌握目前分子植物病理學中的前沿技術，了解實驗原理和方法，培養學生獨立思考和進行科學研究的能力，可以從知識目標、能力目標、情感目標3方面出發，接著按照課程的進程設定分目標，讓學生端正對課程的認識，理解為什么學習這門課程，可以收獲什么，如何運用分子生物學技術解決植物病理學問題，從而喚醒并激發學生的內驅力。

2.2" 重構課程內容，提升學生學習實效性

根據新農科建設背景下卓越農業人才培養要求，對實驗課內容進行重構。首先，課程內容的設置將學生的參與度放在首位，學生從實驗設計、原理解析、實驗操作和結果分析等各個環節全程參與，讓學生成為課堂的主體。其次，為了加強實驗課課程的關聯性和銜接性，以前期實驗課材料和學習的技術為基礎，將普通植物病理學或農業植物病理學實驗課的采集材料進行保存，作為本門課程的實驗基本材料。學生通過查閱資料提出用哪些分子生物學技術能夠鑒定植物病害，或者用哪些分子生物學技術可以檢測植物發生了什么變化等一系列問題。依據學生提出的問題，授課教師可以設計相關課程內容，進而增加實驗課的趣味性和挑戰性。再次，要對實驗類型的比例進行合理調整，減少傳統的驗證性實驗，增加探索性或與學科研究前沿相關的課程內容，不設置有固定結果的實驗內容，學生需要根據自己的摸索獲得最佳的實驗方法，整理到最終的實驗報告中，若學生實驗失敗，授課教師要進行積極引導和講解，分析出現問題的原因，切實提升學生學習實效性。

2.3" 改進教學模式，激發學生創新思維

為了提升學生的學習效率，激發學生創新思維，新教學模式層出不窮。在此背景下，顛覆了傳統“教”與“學”順序的翻轉課堂教學模式被廣泛應用到高校教學過程中[9]。基于翻轉課堂的教學模式，分子植物病理學實驗課構建“1+6”教學模式，“1”是指一個需要解決的問題，“6”是指6個環節。具體過程包括以下方面：選題環節，即課前教師通過線上平臺發布實驗模塊或征集學生提出的實驗問題，學生根據興趣選題；設計環節，學生以小組為單位共同設計實驗方案，進行可行性和難點分析；互評環節，學生作為課堂的主體講解實驗設計，而后進行生生互評、師生互評，討論、修改并確定實驗方案；實操環節，由學生進行實驗操作，教師進行輔導；分析環節，學生整理并分析實驗結果，如實驗失敗，學生查閱資料，教師輔助進行問題分析和指導；創新環節，學生思考用同樣的技術是否可以解決或輔助解決其他問題，并設計合理的實驗方案。通過以上教學模式，讓學生成為課堂的主體，不斷激發學生創新思維。

2.4" 改變考核方式，調動學生學習積極性

進行多維度考核，學生的綜合成績考核圍繞知識、能力、價值3個體系進行評價，注重考核的全程化（圖1）。知識考核是對學生基本原理、方法和技術應用方面的考核，包括課前預習（10%）、課中實驗設計和分析（15%）、課堂討論、互動（10%），占總成績的35%；能力考核是對學生試劑配制、實驗操作、材料保存等技能方面的評價，包括實驗技能（20%）、團隊協作（10%）和實驗報告（20%），占總成績的50%；價值考核是對學生思想和情感價值等思想政治學習進行考核，包括自我評價和生生互評（5%）、數據真實性（5%）、實驗感想（5%），占總成績的15%。

2.5" 融入課程思政，厚植“三農”情懷

新農科課程思政是將農業科技和思想道德教育相結合的一種課程思想，在全面推進鄉村振興的時代，還需要構建一條愛農興農的情感隱線，即對農業事業由認知到踐行[10]。通過課程思政的融入可以促進農業的發展和進步，培養學生“三農”情懷，推動農業與社會的融合[11]。“培養更多知農愛農新型人才”是習近平總書記的殷切囑托。因此實驗課也是思政教育的主戰場。首先，將分子植物病理學實驗教學中蘊含的思政元素進行匯總和分類，在原有理論課的課程思政元素基礎上進行深入挖掘，形成更深入的“價值體系”。其次，在課前通過線上平臺進行預習時對課程思政內容進行初步滲入，帶領學生緊密關注農業科技前沿動態，在線下實操時對思政內容進行再次滲入，深入挖掘相關農業技術對我國農業發展的影響，讓學生在探索未知的實驗中厚植愛農情懷。最后，將課程思政效果進行量化，納入課程考核中。綜述，通過以上途徑實現培養具有嚴謹、敬業、鉆研精神的應用型農業人才。

3" 課程實踐成效

3.1" 提高了學生的研究能力和創新能力

通過對課程教學模式的探索和實踐，發現新的教學模式能夠激發學生主動思考的能力，促進學生對知識點的深入理解和對實驗技能的靈活運用。學生積極參加各種創新創業項目和比賽，2021—2023年，學生參與6項國家級大學生科技創新基金項目，榮獲第一屆全國大學生植物保護專業能力大賽中獲得團體一等獎、第二屆全國大學生植物保護專業能力大賽“植保創新創業優秀項目展示”二等獎。考研升學率也逐年上升，其中2017級植物保護專業英才班，學生的保研率超過50%，考研升學率達到100%。

3.2" 促進了師生和生生互動，提高教學效果

新的教學模式更注重師生互動和生生互動，將互動、理論知識、操作技能有機融合，使學生全程參與，變得愛聽、愛做、勤學和善思考，對學生起到了價值引領的作用。學生積極參與討論，他們認為：“老師幽默風趣的講授，氣氛活躍的課堂，體驗式的實踐，讓我們在快樂學習中，對分子植物病理學產生了濃厚的興趣。”（孫良鵬）；“以前總是坐著聽老師講，現在利用翻轉課堂，感覺自己成為了主角，課前設計、課上互講互評、課后歸納總結，培養了我們主動思考，探究知識的能力，形成了良好的科研思維。”（孫建怡）；“本門課程打開了一扇通往新世界的大門。讓我的思維從簡單深入到了分子維度，從理性的角度看待病害的發生。”（王仕賢）；“要不忘初心，牢記使命，堅定植保自信，為繪制祖國‘三農’事業的宏偉畫卷不斷前行。”（鄒秉辰）。學生普遍認為全新的互動模式增加了參與感，增加了師生和生生的交流，受益匪淺。

3.3" 激發了學生愛農情懷，錘煉興農本領

結合農科專業特色，根據不同的教學內容和環節設計不同風格的思想政治內容，激發學生愛農情懷，將所學投入到鄉村振興的事業中。學生積極參與社會實踐，加入鄉村振興實踐團，赴延安、白山、撫松和公主嶺等地進行社會實踐，其中7支社會實踐團隊成功入選2023年國家級社會實踐專項活動。與此同時，學生們入駐科技小院，將所學的專業知識和技能用于解決農業實際問題上，扎根農村，服務社會。

4" 結束語

新農科建設背景下，傳統的教學授課中存在的問題日益凸顯，其改革勢在必行，分子植物病理學實驗課順應卓越人才培養的需求，緊緊抓住課程的各個環節，為學生打造先進的研究平臺，提高學生學習的參與度，激發學生的創新意識，厚植“三農”情懷，助力鄉村振興。

參考文獻：

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