任冬梅 張德健 李娟 王玉芬
[摘 要] “園藝植物保護學實驗”是內蒙古大學生命科學學院生物技術與現代農學系園藝專業的一門專業核心課程,它是園藝植物保護學理論課的配套課程。近三年來,該門課程進行了教學改革,并取得了一定實效。改革的主要措施是從實驗內容優化設置、實驗教學組織形式創新、課前材料準備、課后拓展延伸、標本更新完善和多元化的成績評定考核方面進行了一系列改革探索,初步形成了一套適合園藝本科生的植物保護學實驗實踐類課程的運行模式,對提高學生學習興趣、增強動手操作能力、培養鍛煉綜合能力與素養起到了很好的促進作用,值得進一步推廣實施。
[關鍵詞] 園藝植物保護學;實驗課;教學改革
[基金項目] 2020—2024年教育部“新農科研究與改革實踐”項目“一省一校一所科教協同育人探索與實踐”(2020342);2019—2022年內蒙古大學本科主干核心課程建設項目
[作者簡介] 任冬梅(1970—),女,內蒙古呼和浩特人,博士,內蒙古大學生命科學學院副教授,主要從事植物保護學研究;張德健(1972—),男(蒙古族),內蒙古赤峰人,博士,內蒙古大學生命科學學院教授(通信作者),主要從事旱作農業及農田生態治理研究。
[中圖分類號] G642.0[文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324(2024)06-0074-04 [收稿日期] 2022-12-24
實踐教學是高素質創新型應用技術人才培養的重要教學環節,是其他教學環節所不能替代的[1]。“園藝植物保護學實驗”是內蒙古大學生命科學學院農學系園藝專業的一門專業核心課程,是園藝植物保護學理論課的配套課程。“園藝植物保護學實驗”與實習課程不僅能夠加深學生對理論教學的理解和對園藝植物保護學知識體系的感性認識,而且在開闊學生視野,培養學生動手操作技能和獨立思考分析、創造性地去解決實際問題的能力等方面具有重要作用。在實際教學過程中,需要任課教師不斷地改進教學方式方法,提高自身實踐知識的儲備與指導能力,在加強課程建設與考核機制的同時,為提高實踐性教學效果不斷努力探索[1]。
針對學校多年來對實驗教學重視程度不夠,以及實驗課服務并隸屬于理論教學的一部分,教學方法相對陳舊,學生上實驗課的積極性不高等問題,我們于2019年對“園藝植物保護學實驗”課程進行了教學改革。在學校的主干核心課建設項目的支持下和教育部“新農科研究與改革實踐”項目“一省一校一所科教協同育人探索與實踐”的資助下取得了較好的效果,具體改革措施如下。
一、修訂并完善課程設置與培養方案
我國于2014年由教育部、農業部和國家林業局共同推出并組織實施了“卓越農林人才教育培養計劃”,這一計劃的出臺有力地推動了我國農林院校大學生創新能力培養的改革與實踐。為倡導和踐行“卓越農林人才教育培養計劃”,我校先后于2015年和2019年進行了兩次園藝專業本科教學計劃與培養方案的修訂,將“園藝植物保護學實驗”單獨列為一門專業核心課,以突出實踐類課程的重要性。實驗內容包括園藝植物昆蟲學實驗4個,病理學實驗4個。其中,驗證性實驗各3個,綜合性實驗各1個,每個實驗計1學分,共32學時。實驗內容涵蓋了園藝植物常見病蟲種類的識別和當地某一類主要病蟲害的田間調查、預測預報和綜合防治。由于課時有限,我們把總論部分和各論部分的實驗內容盡量糅合在一起,突出當地主要病蟲種類的形態特征和危害癥狀的識別診斷與觀察,理論聯系實際,從而做到學以致用。
傳統的實驗教學主要以觀察驗證性實驗為主,通過對病蟲害的干制標本、液浸標本、玻片標本以及生活史標本進行驗證性觀察,而沒有對當地主要病蟲害全生活史周期的長期性觀察,教學內容相對單一[2]。因此,我們安排了兩個針對當地典型重要病蟲害的綜合性實驗,要求學生長期連續觀察,拍照記錄病蟲害的發生發展情況,從發病初期或害蟲初見直至發病后期或害蟲新一代出現的全過程,結合病蟲害田間調查和預測預報的內容,突出實驗內容的綜合性、研究性及創新性。這兩個綜合性實驗由各實驗小組自行設計實驗方案并組織實施,教師定期指導并提供實驗所需的必要物品,由同學長期追蹤觀察該病害或蟲害的發生發展狀況,待實驗結束后匯報觀察和研究的結果。通過這種全過程、全方位地觀察記錄以及對實驗數據的分析比較,可以得到當地某一病蟲害系統而全面的資料,從而使實驗課具有了重要的現實意義和研究價值,極大地激發了學生的學習興趣。綜合性的實驗內容與設計為提高學生實驗觀察能力、強化學生實踐技能、培育學生創新能力奠定了重要基礎,引導學生走向了科研之路[2]。
傳統的實驗教學主要是對理論教學進行的一種驗證性教學,內容單一,難以激發學生的學習熱情,導致部分學生不認真觀察和動手操作,或者抄襲其他同學的畫圖等,草率完成教師布置的實驗報告任務,甚至根本不看標本,直接照著課本上的圖片進行繪制。學生缺乏實踐能力與自主學習的能力,導致學生動手能力及創新能力差[3],缺乏探索知識的熱情。綜合性實驗要求學生自己負責設計和準備實驗,教師為學生提供相應的實驗材料和所需要的實驗條件。教師在此過程中可以引導學生查閱相關資料,小組討論設計實驗方案,從而一同分析實驗結果。這樣不僅可以提高學生的創造性思維和動手能力,還能培養學生團隊協作的精神[4]。
教師讓學生帶著問題去操作驗證性實驗項目,提前給學生布置作業,并鼓勵學生開展創新性和探究性實驗。學生利用各種資源查找相關資料,對作物病蟲害的發生部位、危害癥狀、發生時間、環境條件等進行詳細觀察和跟蹤記錄,然后分組進行匯報并討論,學生在實踐過程中綜合運用了專業知識,學生的動手能力、自學能力以及分析問題和解決問題的能力獲得提高[5]。
二、創新實驗教學組織形式
采取分組協作互助的形式組織實驗教學,每組3~4人,小組內由組長和能力強的學生帶動和幫助能力較弱的學生,達到組內團結協作、交流討論、互幫互學、互助共享、教學相長、共同進步的目的。這種組織形式不僅增進了學生間的感情和友誼,也促進了學生思想道德水平的提升。不同的小組之間通過競賽、交流、評比等活動達到相互激勵和促進的目的,從而實現學生自學與互學相結合。通過深入探究,反復研討和親身實踐,了解和掌握本課程的基本知識和技能操作,顯著提高了實驗課的教學效果。通過在實驗課期間營造生動、活潑、有趣的課堂氣氛,學生間團結協作、互幫互助,整個實驗過程開展得緊張、有序、嚴肅而認真,從而達到既定的學習目標。
適度開展翻轉課堂教學。課前教師把本次實驗核心的幾個問題分發給各實驗小組,小組同學利用課余時間通過圖書館、網絡等方式查閱資料,討論后整理形成相關課程資料,課上各小組對自己的內容進行講解并回答老師和同學提出的問題,最后教師進行針對性的點評和總結。翻轉課堂教學模式能提高學生對課程學習的興趣,也能激發他們的主動學習能力和創新思維,讓學生積極思考、主動分析,不僅鍛煉了學生查閱資料的能力,還提高了學生語言表達能力以及對知識的概括總結能力。
打破“講透、講全、講細”的傳統實驗教學模式,讓學生成為實驗的組織者和實施者。根據不同層次實驗內容,綜合運用啟發式、討論式、自學式等多種教學方法,充分發揮學生學習的主動性和積極性,培養其科學精神及創新意識[5]。針對各基礎性實驗,改變“先講后做”的傳統做法,采取學生提前預習,先行自主完成實驗內容,教師針對實驗過程中的問題引導學生對實驗故障、異常現象進行思考,鍛煉學生的批判性思維[6]。
三、課前實驗內容和材料標本精心準備
加強標本的管理,提高人均實驗工具持有率。實驗教學離不開病蟲實物標本,典型的標本應具有新鮮、完整、各方面特征明顯的特點。要開好實驗課首先應多方面采取積極措施積累、更新和完善標本庫。每年夏季利用植保課程教學實習和生產實習的機會積極組織學生采集、鑒定和制作標本,并將采集病蟲標本的數量和質量作為實習考核的一個重要方面。這樣不僅充實了標本庫,還調動了學生實習的積極性。每年補充的標本可從數量和質量上保證標本的新鮮性和代表性,極大提高了學生實驗觀察的效果。同時,每年積極組織廣大昆蟲愛好者開展野外采集活動獲得標本。對一些在本地無法采集到的昆蟲可通過購買、與其他同行或單位間交流來獲得。結合學校社團活動定期組織學生對昆蟲標本進行防腐、防蟲整理工作,努力延長昆蟲標本的使用壽命和使用效率[5]。
病蟲標本在保存過程中,不論是形態還是顏色都會隨時間而變化,從而造成失真。多渠道、多方位獲取大量活體害蟲以及新鮮的病組織材料對上好實驗課至關重要。植物病害實驗課前教師需準備一些病原菌的培養物,提前去田間采集一些新鮮的病樣作為實驗材料。教師需要在農業害蟲和害螨實驗前去采集受害植株的莖、葉等新鮮材料,比如觀察一些微小的昆蟲,如蚜蟲、粉虱、蚧殼蟲、薊馬、葉螨等,選用帶有大量活蟲的新鮮植物材料才能保證觀察效果。教師可定期組織帶領學生到田間現場教學,直接觀察記錄病蟲害發生情況,采集新鮮標本帶回實驗室觀察,從而彌補干制標本老舊失真或肢體殘缺不全等問題。
將課程實習與實驗緊密結合進行。在現場教學過程中,教師應注意引導學生發現農業生產中存在的植保問題,讓學生正確地選題立項,從而進一步深入細致研究。對于科學價值較高的題目,可鼓勵學生結合本科畢業論文進一步深入研究工作。
注重實驗教學材料的數字化建設。課程組教師在課程實習、生產實習過程中,充分利用圖像采集設備,拍攝大量農業病蟲害的相關照片和視頻,經過多年的整理與積累,可建立一整套系統全面的病蟲圖片與視頻資料庫。這些資料能涵蓋絕大多數常見病蟲害的發生狀況、危害癥狀、病蟲形態特征等翔實資料,可將其充分應用到本課程的理論教學和實踐教學過程中。這些圖片和視頻不僅補充了實物標本在數量與種類上的不足,也將有效地克服干制標本和液浸標本在形態特征觀察時出現的材料破損、色澤失真等問題,從而最大限度地保證實驗教學的質量,同時提高了學生的學習興趣和探索欲望,取得了較好的教學效果。
四、課后總結與拓展延伸學習
實驗過程中讓學生仔細觀察和認真記錄,分析總結實驗結果,及時撰寫實驗報告。課后教師應當及時收取并批閱報告,并爭取在下次實驗課前返還發放給學生,當堂指出實驗報告中存在的共性和個性問題,讓學生及時修改并更正,達到及時糾錯的目的。學生通過查找錯誤并認真分析產生錯誤的主客觀原因,積極改進實驗操作方法,并將改進的意見和建議反饋給教師;也可讓動手能力強、觀察認真細致的學生和大家分享實驗心得體會[7],達到及時糾錯、教學相長的目的。
鼓勵學生課后多動手、多觀察、多實踐。學生可利用業余時間到田間地頭去了解農業生產概況,調查病蟲害的發生與危害情況,進行病蟲識別診斷、預測防治等實踐內容,提高其理論聯系實際的能力,增強實踐技能[8]。學校和教師應多方為學生創造專業實踐的機會,激發學生的實習熱情[9]。
積極探索設立開放實驗室。在不影響正常教學的情況下對實驗室進行開放管理,并建立相應的管理制度。學生可以在開放實驗室中進行昆蟲標本的制作、昆蟲種類的鑒定、昆蟲飼養等各種課外學術活動及創新訓練項目的研究。實踐證明,開放實驗室對培養學生科研創新意識和創新能力,提高學生的實踐水平和綜合素質都起到了重要的作用[5]。
注重師生課后交流。教師在課后需及時收集學生的反饋意見,重視學生對教學效果的評價[4]。為便于溝通交流,我們建立了“園藝植物保護學”課程學習和討論的微信群和QQ群。通過微信和QQ群,教師可將實驗內容、材料、方法、步驟、課后作業、學習資料等及時發給學生,以便學生提前預習。學生通過微信群和QQ群提出自己在課程學習中的疑問困惑,并反饋給教師一些關于課程改革的建議和意見。這種交流平臺的建立拉近了師生間的距離,使教師和學生溝通起來更加便捷高效,有利于教師及時掌握學生的學習動態,答疑解惑,并根據學生反饋適當調整教學安排,時效性強。
五、成績評定與考核
完善過程性考核與結果性考核相結合的考評制度,建立一套綜合、多元的成績評定體系。注重對整個實驗過程的管理和監督,從出勤率到實驗態度、動手操作能力、實驗報告書寫等方面對學生進行綜合考量,使考核結果更加全面、客觀和準確[5]。
實驗實踐成績由兩部分組成。(1)平時成績占50%,包括出勤率、參與度、貢獻度、實驗報告完成質量、實驗操作技能、圖片拍攝和制作質量;(2)考試、測驗、實習匯報成績占50%,包括現場考核與問題回答質量、學習效果評價。總成績分為不達標、達標、良好、優秀4個檔次,并詳細記錄各組成部分的成績。其中,出勤率、實驗態度和紀律遵守、平時回答問題情況各占10%,實驗操作能力和創新意識占30%,圖片拍攝和制作質量占20%,實驗報告完成質量占20%。
結語
課題組經過6輪的教學改革實踐,學生動手操作能力較之前有了明顯提高。教改前,學生在昆蟲解剖、植物病組織徒手切片等實驗技術上的成功率普遍較低(30%~40%),教改后,這些關鍵操作技術的成功率可達70%~80%,學生制作標本的質量也有了顯著提高。另外,通過討論課和合作性學習的開展,學生查閱利用文獻資料、制作PPT并講解的能力有了明顯提高。通過幾年的探索實踐,我們認為新的課程內容和教學模式適合我校高素質創新型園藝人才的培養要求,達到了預期的改革目標,值得進一步推廣實施。
參考文獻
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Exploration on the Teaching Reform of Horticultural Plant Protection Experiment Course
REN Dong-mei, ZHANG De-jian, LI Juan, WANG Yu-fen
(School of Life Sciences, Inner Mongolia University, Hohhot, Inner Mongolia 010020, China)
Abstract: Horticultural Plant Protection Experiment is a core course of horticulture major in the Department of Biotechnology and Modern Agriculture, College of Inner Mongolia University Life Sciences. It is the complementary course of Horticultural Plant Protection theory courses.This paper introduces the main measures and actual results of the teaching reform of this course in the past three years. This paper makes a series of reform and exploration from the aspects of the optimization of experimental contents, the innovation of experimental teaching organization, the preparation of materials before class, the extension after class, the renewal and perfection of specimens, and the pluralistic assessment of results. A set of effective operating model of experimental and practical courses of horticultural plant protection has been initially formed, which plays a very good role in improving students interest in study, enhancing their ability of operation and training their comprehensive ability and quality, and is worth spreading further.
Key words: Horticultural Plant Protection; experimental course; teaching reform