新農科背景下植物病理學實驗技術課程改革與實踐

摘 要：結合新農科的教育要求與課程的教學實踐，總結出植物病理學實驗技術課程教學存在的3個痛點問題，即教學內容更新慢，教學內容不豐富；教學實驗材料不新穎，影響教學效果；教學方式單一，學生主動參與課程學習的熱情度不高。針對植物病理學實驗技術課程教學中的短板問題，提出從教學內容、教學方法、教學模式和成績評定等方面進行教學創新實踐。課程教學改革使課程有內容、有溫度，切實做到以“以學生為中”，有助于提高教學質量，提升育人效果。

關鍵詞：植物病理學實驗技術；教學創新；課程改革；實踐；實驗課程

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-9902（2024）19-0130-04

Abstract： Based on the educational requirements of New Agricultural Science and the teaching practice of the course， three pain points in the teaching of Plant Pathology Experimental Technology courses are summarized： the teaching content is slowly updated and the teaching content is not rich; the teaching experimental materials are not novel， which affects the teaching effect; the teaching method is single， and students are not enthusiastic about actively participating in course learning. Aiming at the shortcomings in the teaching of Plant Pathology Experimental Technology courses， this paper puts forward innovative teaching practices from the aspects of teaching content， teaching methods， teaching models and performance evaluation. The curriculum teaching reform makes the curriculum have content and temperature， and effectivelyrealize "student-centered" classroom teaching， which helps to i206b71b5d6f3ccaba697d455d7f37717b6efbf821f1380563db0b027b712913bmprove the quality of teaching and improve the effect of educating people.

Keywords： Plant Pathology Experimental Technology; teaching innovation; curricular reform; practice; experimental course

新一代信息技術，包括互聯網、大數據、人工智能等的迅猛發展，深刻影響著人類的生產生活，為中國特色社會主義新時代的農業發展和農業技術人才培養提出了更高的要求。2018年8月，中央文件正式提出高等教育要發展新工科、新醫科、新農科和新文科，其中新農科為農業人才培養指明了方向。2019年6月，全國50余所涉農高校的140余位書記、校長和農林教育專家于浙江省安吉縣余村，共同發布中國新農科建設宣言——《安吉共識》，體現了高等農林教育戰線對新時代高等農林教育改革發展的進一步認識和思考。2019年9月，新農科建設北大倉行動工作研討會在建三江七星農場舉行，會議提出新時代高等農林教育必須創新發展，會議也圍繞深化高等農林教育改革，從培養模式、專業優化、課程教材、實踐基地、質量標準、師資隊伍、協同育人和開放合作8個方面提出改革舉措和要求，制定工作實施方案，全面推動高等農林教育改革。

在新農科農林教育改革背景下，植物病理學實驗技術課程成為植物保護專業本科生培養計劃中的重要專業基礎課程。課程實驗內容對應普通植物病理學與農業植物病理學相應理論知識要點，是深化理論教學效果的重要環節，兩者相互依存、相互促進。實驗課程能夠提高學生理論聯系生產實踐的能力，培養學生的動手能力和創新能力。作為普通植物病理學與農業植物病理學的理論實踐課程，面對農業升級及農民全面發展的新需求，需要通過植物病理學實驗技術課程改革來深化植物病理學理論教學效果。

植物病理學實驗技術課程融合了普通植物病理學與農業植物病理學理論相應的實驗內容和植病研究方法，共3部分內容。關于這些內容的課程改革有較多嘗試，也獲得了較好的實踐效果。植物病理學實驗技術課程改革應根據普通植物病理學課程的專業需求，結合作物生長季節，靈活設定實驗內容[1]，分別從教學大綱、實驗內容、加強教學團隊建設和線上線下融合等方面進行課程改革[2-4]。植物病理學實驗技術課程與植物細菌學、病毒學、線蟲學、植病流行學及分子植物病理學等理論課程交叉知識點較多，因此應注重開設綜合性實驗內容[5-6]。以開放實驗室及鼓勵學生參與學科競賽等形式豐富第二課堂教學，是植物病理學實驗技術教學改革的重要方向之一[7]。研究人員也探討了數碼顯微互動系統在植物病理學實驗技術課程中的應用，為課程的教育教學方法研究提供重要參考[8]。卓越農林人才培養計劃要求，要樹立學生正確“三觀”和知農愛農情懷。植物病理學實驗技術課程中設計課程思政教育內容，能夠實現專業技能學習與思政教育有機結合[9]。

1 植物病理學實驗技術課程概況

植物病理學實驗技術是黑龍江八一農墾大學（以下簡稱“我校”）植物保護專業學生于教學的第四學期和第五學期需要學習的專業必修課，課程60學時，學生可修得2學分。該課程的學習目標是培養植物保護專業學生的鑒別植物病原物和鑒別植物病害的能力，并掌握主要的植物病害研究方法，是一門重要的實踐課程。同時，植物病理學實驗技術課程與普通植物病理學和農業植物病理學的理論知識相呼應，能夠加強學生理解這2門課程的理論知識點，課程也將提高學生的動手能力、分析問題及解決生產實際問題的能力。

植物病理學實驗技術課程實驗內容包括3部分。第一部分為實驗內容與普通植物病理學的病原部分相對應，通過實踐培養學生認識病原物的能力。課程主要通過學生制作徒手切片，或者通過購買永久切片觀察病原物形態，通過觀察病原微觀形態完成病原繪制作業。同時，設置設計性實驗，包括卵菌門霜霉科菌物和子囊菌門核菌綱白粉菌科菌物的形態觀察及鑒定，以期培養學生鑒別植物病害病原菌物的能力。第二部分為實驗內容，設置為植物病理學相關研究方法的學習。通過綜合性大實驗教授學生植物病理學研究的常用方法，包括培養基的制作、病原物分離培養、病原物純化和病原物接種等植物病理學研究的基本技術手段，并利用這些方法進行科赫氏法則的應用。同時，將生物技術應用于實驗教學，通過植物病原菌物的DNA提取和PCR檢測驗證植物病原菌物。第三部分為培養學生鑒別農作物主要病害的能力，內容包括水稻、小麥、玉米和大豆等重要糧食作物，以及蔬菜和經濟作物上的重要病害的癥狀識別及病原物的顯微觀察鑒定。同時通過綜合性實驗，即采集并制作植物病害標本，通過病害癥狀及病原物形態特點鑒定病害，培養學生病害診斷能力。

2 課程情況及痛點問題

2.1 教學內容更新慢，教學內容不豐富

植物病害的發生受農作物品種種植情況、栽培制度、氣候因素影響，病害發生的種類和病害嚴重程度變化很大，但近些年，植物病理學實驗技術課程的實驗內容并未隨之進行調整。例如往年水稻上常發生的三大病害有水稻稻瘟病、水稻紋枯病、水稻白葉枯病，而近些年，水稻稻曲病的發生和危害逐年加重，應對課程實驗內容進行調整，增加水稻稻曲病病原物觀察。另外，目前的植物病理學實驗技術課程內容主要包括病原物的識別和鑒定、作物病害識別和鑒定，以及生物技術在植物病理學研究中的應用，缺乏植物病害流行規律相應的實踐內容。植物病害流行規律是認識植物病害、防治植物病害的重要內容，通過衡量植物病害發生程度及預測病害發生趨勢，可以有效指導農業生產上的病害預防和控制，具有重要的指導生產實踐的作用，因此應當適當增加植物病害流行規律相關實驗內容，提高學生評價植物病害發生程度的能力。

2.2 教學材料不新穎，影響教學效果

植物病理學實驗技術教學主要通過制作永久玻片、臨時裝片、作物病害標本及網絡圖片輔助觀察實驗室現有標本的病原類別和病害類別。然而，這些教學實驗材料存在很多不足，例如由于病害特點及病原物特點，有些病害的病原不便制作成永久玻片或臨時裝片，所以用于學生課程學習使用的切片種類明顯不足，不足以觀察各主要病原類群的形態；有些病害標本保存時間較長，由于多次使用，標本數量已不足，患病組織的病原物數量較少，病原物形態特征也已不典型，已經很難用于制作臨時裝片觀察病原形態。另外，對于作物病害癥狀觀察，利用傳統方法制作的病害標本，特別是葉片，褪色比較嚴重，和真實的植物病害狀態差異較大，影響學生對田間病害的識別和診斷，從而影響了整體教學效果。

2.3 教學方式單一，學生主動參與課程學習的熱情度不高

植物病理學實驗技術課程教學方式仍是課程前部分，教師講授本次課程的實驗目的、實驗內容，并根據實驗內容設定實驗作業。課程實施的各環節，教師與學生的互動多為咨詢標本問題和繪圖問題，而有些學生有惰性，不主動問詢老師問題，因此不能及時發現學生學習中存在的不足，也不能調動所有學生學習的積極性和主動性。目前，隨著新一代信息技術的發展，線上課程、線上線下混合式課程發展較快，其在學生學習中起到了較好地提高學習效果的作用。植物病理學實驗技術也應引入或建設線上課程，拓展學生實驗學習內容的豐富度。例如在學習水稻稻瘟病病害癥狀識別及病原物形態觀察時，可以增加線上學習資源——水稻稻瘟病發生的田間病害視頻、病害癥狀圖片、病原形態圖片，以及水稻稻瘟病病害治理的研究進展。通過線上線下相結合的教學方式，提高學生的學習興趣。

3 創新舉措

以植物病理學實驗技術課程教學中存在的痛點問題為核心，在課程的教學內容、教學方法、成績考評方式等方面進行創新，同時課程也進行課程思政元素的有效融入，以期提升學生知農愛農情懷。通過以上課程的教學改革，植物病理學實驗技術課程的教學效果明顯提升。

3.1 依據學生培養要求，豐富教學內容

根據普通植物病理學和農業植物病理學教材的調整情況，以及農業生產上農業種植結構調整、耕作條件的改變、農作物上病害發生的變化情況，刪減或者添加一些病害相關實驗內容，并增加植物病害發生情況調查的實驗內容。例如增加水稻和玉米2個重要作物各一個重要病害的病情調查實驗，通過模擬田間病害發生情況，指導學生學會田間病害調查方法，以及統計病情指數，評價病情發生程度，從而提高學生田間病害診斷及評價病情的能力。

3.2 增加教學材料的多樣性，提高教學效果

植物病理學實驗技術課程教學使用的實驗材料，包括盒裝標本、壓制標本、浸漬標本、掛圖和病原物永久玻片，其中病害標本褪色嚴重，癥狀不清晰，永久玻片也存在病原特征觀察不明顯的情況，影響學生學習病害癥狀特點和認識病原形態。因此，首先建立線上課程平臺，查詢最新的研究文獻中病原物的清晰形態圖片，同時課程團隊也不斷拍攝積累病害照片或者視頻，完善線上課程的電子實驗材料，以輔助學生更好地認知病原形態及病害癥狀。有些病害，如作物的穗部發生的病害和莖部發生的病害，由于穗或莖的結構特點不適于通過壓制制作塑封標本，而標本盒保存又不利于學生全方位觀察標本，因此，探索了新的植物標本制作方法，通過水晶滴膠制成立體標本，有利于學生全方位觀察病害癥狀，也方便標本長期保存。

3.3 提高教學方法的多樣性，提升學生學習積極性

以往植物病理學實驗技術課程教學以教師為主體，教師講解本次實驗課程內容后，學生根據教師講解的實驗內容觀察病害標本或病原切片，完成實驗作業。課程缺乏師生互動，學生學習的參與感不強，學習主動性差。因此，采用多樣性課程教學方式，包括啟發、參與、討論等多種形式教學方法，同時將課堂講授的實驗知識盡量與生產實踐相結合，促進學生積極參與到課堂教學活動中。課下，任課教師將觀察到的身邊的病害以視頻或圖片的方式分享到課上，讓同學們進行討論，鑒定病害并分析病害循環特點及防治措施，同時也將課程相關的典型案例融入課堂教學。身邊的病害及典型案例能夠提高學生參與教學的主動性，提升學生的學習興趣。

3.4 通過增加過程性考核評價，提升學生學習質量

大學課程學習，修得課程學分也是學習的重要內容，合理的考核方式能夠提高學生的學習效率和主動參與實踐的意愿，提升實踐動手能力。以往植物病理學實驗技術課程的考核方式以完成實驗報告為主。為了注重過程培養，要優化考核方式，通過線上學習平臺增加實驗課程中的討論、投票等課程學習任務，以及課程內容測驗，增加課程過程考核的多樣性。實驗課完成后，根據學生實驗報告完成的情況進行評分。全方位的課程考核方式提升了學生的學習質量。

3.5 融入德育素材實現課程思政

植物病理學實驗技術是植物保護專業學生的重要基礎實踐課程，對引導學生愛農學、愛植保具有重要的影響作用。因此，課程團隊梳理實驗內容，挖掘出課程中蘊含的思政元素，包括引入最新的病原病害的研究發現，激發學生對病理知識的探索欲望；引入在病原發現、病害防治上有突出貢獻的科學家事跡，展示農業科學家勤勉刻苦堅韌的科學家精神；通過學習病原物的結構特點，理解微生物世界的奧妙和壯觀。植物病理學實驗技術課程思政內容的融入，為培養植物病理學創新型和實用型人才奠定牢固基礎。

4 植物病理學實驗技術教學案例

在我國北方地區，海棠-柏樹銹病是一種在果樹海棠及園林綠化植物柏樹上普遍發生的一種病害。我校校園中就有種植海棠、柏樹2種植物，通過觀察發現，連續幾年校園內的海棠-柏樹銹病都有發生。因此植物病理學實驗技術課程增加了該病害的癥狀及病原形態觀察。以此病害為例，介紹課程創新舉措在課程中的部分應用。

4.1 課前積累教學素材，豐富教學內容

海棠上的銹病癥狀觀察主要在夏秋季節，柏樹上的銹病癥狀觀察主要在春夏季節，病害發生的時間跨度較大，因此團隊教師在病害發生年份拍攝到了海棠銹病和柏樹銹病出現的主要癥狀的視頻和照片，同時采集一些樣品，制作成標本。將制作好的視頻素材和照片素材增加到植物病理學實驗技術課程線上課程的相應章節，設置成學習任務，供學生學習。

4.2 課中使用多種教學方法進行教學實踐

課程通過線上線下相結合的方式進行教學。線上，學生觀看病害癥狀觀察視頻，提前溫習病害癥狀，同時帶著疑問展開實驗內容。線下，也是教學的重點，學生通過觀察認識病害癥狀，通過實踐的方法，制作徒手切片來觀察海棠-柏樹銹病病原菌——冬孢子的形態。課程學習中，給學生設置2個討論問題：一是銹菌冬孢子形態對于識別和診斷銹病的意義是什么？二是海棠是被子植物門薔薇科植物，柏樹是裸子植物門松杉目植物，兩者親緣關系很遠，癥狀觀察也并未發現海棠銹病和柏樹銹病有什么聯系，那么為什么海棠-柏樹銹病是一個病害？通過討論，學生能認識到不同銹菌冬孢子形態有所不同，對于病害診斷具有指導意義。海棠-柏樹銹病的病害循環過程及病原物的生活史讓學生認識到，海棠和柏樹是病害循環過程中必需的2種植物。

4.3 融入課程思政內容

海棠-柏樹銹病病害循環中，病原侵染海棠后葉片正面是油狀壞死斑，后期葉片背面產生須狀物。接下來，病原物不會再侵染海棠，而是需要侵染柏樹。柏樹上產生冬孢子角，冬孢子角萌發后產生擔孢子，擔孢子不能侵染柏樹，卻能侵染海棠。這部分內容適合引入辯證法，讓學生學會從多角度分析事物，因為海棠、柏樹從分類上看，兩者沒有緊密關系，而從銹病角度看，兩者均是整體里不可分割的一部分。

4.4 課程考核評價

課程考核評價包括3個方面：一是學生的線上課前學習，認真學習觀看了病害視頻的學生可以獲得學習通設定學習分值；二是課中，學生認真參與討論，給予討論學習分值，對能說出討論問題核心內容的同學，可以獲得課程學習加分；三是學生能規范地制作徒手切片，觀察病原形態，并繪制病原圖作業，根據作業給學生作業分。

5 結束語

植物病理學實驗技術課程改革，提升了植物保護專業學生的生產實踐技能。傳承北大荒精神，堅持扎根墾區、服務墾區，為現代化大農業建設和國家農墾事業發展提供人才支持是我校辦學特色。墾區農業已基本實現自動化、智能化，這對植保人才提出了新的要求。墾區急需的植保人才應具有較好實踐技能，能識別農業生產上發生的病蟲害，并能進行診斷及提出防控措施。對植保學生的培養應基于生產實踐需求，從而使培養的植保人才更好地深入墾區，服務墾區。

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