利用線上線下及虛擬仿真實驗提升植物保護專業學生創新實踐能力的研究

摘" 要：植物保護對于農業的發展至關重要。為培養具備創新能力和實踐操作能力的植物保護專業人才，傳統的以教師為中心、重知識、重形式、重驗證的教學方式已經無法滿足當前社會的要求。因此，該文研究旨在探索一種新的教學模式，將線上線下及虛擬仿真實驗融入植物保護專業學生的教學實踐中，以推動他們的創新實踐能力的培養。

關鍵詞：線上線下教學；虛擬仿真實驗；植物保護專業；創新能力；實踐能力

中圖分類號：G640" " " 文獻標志碼：A" " " " "文章編號：2096-9902（2024）23-0070-04

Abstract： Plant protection is crucial to the development of agriculture. In order to cultivate plant protection professionals with innovative ability and practical operation ability， the traditional teacher-centered teaching method that emphasizes knowledge， form， and verification can no longer meet the requirements of current society. Therefore， this study aims to explore a new teaching model that integrates online， offline and virtual simulation experiments into the teaching practice of students majoring in plant protection to promote the cultivation of their innovative and practical abilities.

Keywords： online and offline teaching; virtual simulation experiment; plant protection major; innovation ability; practical ability

隨著信息技術的迅猛發展和互聯網的普及應用，教育領域也逐漸借助線上線下和虛擬仿真技術來提供創新的教學方法和資源。在植物保護專業的教學中，如何培養學生的創新實踐能力成為關注的焦點。本研究旨在探索利用線上線下及虛擬仿真實驗推動植物保護專業學生創新實踐能力的有效方法，并對其意義進行深入研究。作為一門綜合性的學科，植物保護旨在培養學生的實踐能力和解決現實問題的能力。然而，傳統的教學模式往往過于注重理論知識的灌輸，缺乏對學生創新思維和實際操作能力的培養。因此，借助線上線下及虛擬仿真實驗教學模式，可以為植物保護專業學生提供更多機會進行創新實踐，培養其科學研究、問題解決和團隊合作的能力。本研究的目的是探索如何利用線上線下及虛擬仿真實驗來推動植物保護專業學生的創新實踐能力。具體而言，我們將研究如何設計和組織線上線下及虛擬仿真實驗，以激發學生的自主思考和創新精神。我們將通過定量和定性的研究方法，評估學生在創新實踐能力上的提升情況，并比較與傳統教學模式的差異。通過本研究，我們希望能夠揭示線上線下及虛擬仿真實驗在植物保護專業學生創新實踐能力培養方面的優勢和有效策略。這對于培養植物保護專業學生的創新思維、實踐能力和團隊合作能力，具有重要的理論和實踐價值。同時，研究結果還可為其他相關專業教育提供借鑒和啟示，促進教育教學模式的創新和發展。

1" 線上線下及虛擬仿真實驗教學模式的優勢

在提升植物保護專業學生的創新實踐能力培養過程中，線上線下及虛擬仿真實驗教學模式具有許多顯著的優勢。本節將詳細描述這些優勢，并闡述對學生創新實踐能力的促進作用。

1.1" 對植物保護專業學生創新實踐能力的促進作用

線上線下及虛擬仿真實驗教學模式為學生提供了更加綜合、真實的實踐環境。通過互聯網技術，學生可以隨時隨地進行相關實驗和實踐活動，有機會接觸到更多的實際問題。此外，虛擬仿真實驗還能夠模擬真實的實驗場景，幫助學生更好地理解和掌握實驗操作技能。這種教學模式能夠有效激發學生的實踐興趣，培養他們主動思考和解決問題的能力。

1.2" 提供多樣化的學習環境和資源

線上線下及虛擬仿真實驗教學模式豐富了學生的學習環境和資源。通過線上線下的教學方式，學生可以利用網絡資源進行自主學習和互動交流，豐富了學習材料和信息的來源。而虛擬仿真實驗則提供了不受時間和空間限制的學習機會，學生可以根據自己的需要進行反復練習和探索，提高實踐操作的熟練度和理解程度。這使得學生能夠從多個角度和多個資源中獲取知識，培養他們終身學習的能力。

1.3" 提供靈活的學習方式和時間安排

線上線下及虛擬仿真實驗教學模式具有靈活性，可以根據學生的需求和特點進行個性化的學習方式和時間安排。學生可以根據自己的學習進度和時間安排，選擇合適的學習時機進行實驗和實踐活動。同時，通過虛擬仿真實驗，學生可以隨時停止、重復和調整學習內容，提高了學習的效率和自主性。這種靈活性使得學生能夠更好地適應自己的學習節奏，提高學習動力和效果。

2" 當前植物保護專業學生創新實踐能力的現狀

2.1" 學生創新實踐能力的定義和評估指標

學生創新實踐能力是指學生在實際問題解決和創新活動中展現出的能力。評估學生創新實踐能力時，可以考察學生的問題分析與解決能力、創造性思維、團隊合作能力以及實際操作技能等方面。通過綜合評價學生的創新項目、實驗報告、個人表現和團隊合作能力等指標，可以全面了解學生的創新實踐能力水平。

2.2" 當前植物保護專業學生創新實踐能力的狀況分析

目前，植物保護專業學生的創新實踐能力存在一些瓶頸和不足之處。首先，傳統的教學模式多以理論知識為主，缺乏對學生實踐能力的培養。學生在實際問題解決中經驗不足，創新能力發展有限。其次，植物保護專業的實踐環節相對較少，學生在實驗操作和實地調查方面的機會較少。這也導致學生在實際應用中的實踐能力不夠強大。此外，部分學生在團隊合作和創造性思維方面存在欠缺。

2.3" 現有教學模式對學生創新實踐能力的影響及局限性

傳統的教學模式在培養學生創新實踐能力方面存在一定的局限性。僅依靠課堂講授和實驗室操作難以滿足學生的實際需求。主要有以下不足。

2.3.1" 理論與實踐脫節

傳統教學模式往往側重于理論知識的傳授，而忽視了將理論知識與實際問題解決相結合的重要性。在傳統教學模式中，植物保護專業的學生雖然通過課堂學習掌握了豐富的理論知識，但往往缺乏將這些知識應用到實際問題解決中的實踐機會，導致理論與實踐脫節。這種脫節使得學生在面對實際的植物病害、蟲害等問題時，難以有效地運用所學知識來分析問題和提出創新解決方案。

2.3.2" 缺乏創新激勵

在傳統的教學環境中，學生的學習往往是被動接受知識，缺乏足夠的激勵去進行創新思考和實踐。教師可能更多地關注學生的考試成績和理論知識的掌握，而不是鼓勵學生去探索、實驗和創新。

2.3.3" 實踐機會有限

實驗室操作雖然能夠提供一定的實踐機會，但在傳統的植物保護專業教學中，實驗室操作是學生獲取實踐經驗的重要途徑，但由于資源、設備和時間的限制，學生往往無法獲得充分的實踐機會。實驗室環境通常較為封閉，與真實的工作場景存在差距，這限制了學生接觸和解決實際問題的能力。

2.3.4" 評價體系單一

傳統的評價體系往往偏重于理論知識的考核，如考試和論文，而忽視了對學生創新實踐能力的評價。這種評價方式不能全面反映學生的實際操作能力、問題解決能力和創新能力。

2.3.5" 團隊合作不足

在傳統的教學模式中，學生之間的互動和合作往往不足，這限制了學生團隊合作能力的培養。創新實踐往往需要團隊協作，而傳統的教學模式可能無法提供足夠的團隊合作機會。

為了克服這些局限性，需要探索和實施更加有效的教學模式，如結合線上線下教學資源、引入虛擬仿真實驗等，以提供更多樣化的學習體驗和實踐機會，激發學生的創新思維，并建立更加全面和多元化的評價體系，從而更好地培養學生的創新實踐能力。

3" 線上線下及虛擬仿真實驗提升植物保護專業學生創新實踐能力的意義

線上線下及虛擬仿真實驗教學模式在植物保護專業學生創新實踐能力的培養中具有重要的意義。本節將詳細探討這些意義，并闡述如何通過該教學模式來推動學生的實踐能力和創新能力的發展。

3.1" 加強學生與實際問題的接觸和實踐

線上線下及虛擬仿真實驗教學模式可以加強學生與實際問題的接觸，培養他們解決實際問題的能力。通過線上線下的教學方式，學生可以參與真實案例分析和模擬實驗，了解植物保護領域中的挑戰和需求。而虛擬仿真實驗則提供了更真實、多樣化的實踐場景，幫助學生模擬和解決實際問題。通過這種接觸和實踐，學生能夠更好地理解問題的本質，培養實踐操作技能和問題解決能力。

3.2" 提供實驗室無法提供的豐富學習資源和場景

線上線下及虛擬仿真實驗教學模式為學生提供了實驗室無法提供的豐富學習資源和場景。通過互聯網，學生可以獲取到全球范圍內的相關資料和信息，擴大學習的廣度和深度。同時，虛擬仿真實驗可以模擬各種實驗場景，提供不同材料、設備或條件下的實驗操作，讓學生能夠在模擬環境中進行探索和實踐。這種豐富的學習資源和場景有助于拓寬學生的知識視野，激發他們的創新思維和想象力。

3.3" 促進學生自主學習和團隊合作的能力發展

線上線下及虛擬仿真實驗教學模式鼓勵學生的自主學習和團隊合作能力的發展。學生可以根據自己的興趣和學習需要，在虛擬環境中選擇學習內容并自主探索。同時，線上線下的教學活動也可以通過小組合作的方式進行，激發學生之間的團隊合作和協作能力。這種自主學習和團隊合作的方式能夠培養學生的創新能力和解決問題的能力，為未來的實踐工作做好準備。

4" 提高植物保護專業大學生創新實踐能力培養的途徑

4.1" 構建實踐教學體系

實踐教學具有很強的直觀性和操作性，不僅是鞏固和加深理論知識的重要途徑，也是對理論教學的補充和拓展。在基礎實驗和專業基礎實驗中，引入線上線下及虛擬仿真實驗。通過使用虛擬實驗室平臺，模擬各種實驗操作和場景，讓學生能夠在模擬環境中進行實踐操作和問題解決，彌補實驗室資源限制的不足。教師可以引入互聯網教學資源，提供豐富的學習資料和案例分析，讓學生可以自主學習和探索知識，培養他們的實踐能力和創新思維。另外，在實習教學的環節中引入虛擬農田環境模擬系統，讓學生能夠在模擬環境下進行農田管理和病蟲害防治實踐，提高學生的實際操作能力。通過線上平臺和實踐技能考核工具，對學生的實踐能力進行評估和指導，幫助他們針對性地改進和提高。在大學生創新創業訓練項目中，結合線上平臺和虛擬仿真實驗，提供更多的創新實踐機會。例如，利用虛擬農場管理系統，鼓勵學生設計并實施農業創新項目，培養他們的創造力和實施能力。在植保相關競賽中，引入虛擬仿真實驗和大數據分析，讓學生能夠在模擬情境下解決實際問題，提高他們的創新思維和實踐能力。同時，通過線上平臺和虛擬仿真實驗的結合，可以更好地適應時代發展需求，為學生創新實踐能力的提升提供更多可能性。

4.2" 調整和優化實驗教學內容

實驗教學環節是實踐教學的重要組成部分，也是培養創新人才的基礎。實驗教學對于鞏固理論教學、提高學生分析問題和解決生產實際問題的能力都具有重要作用。通過將線上線下及虛擬仿真實驗融入實驗教學環節，可以增加學生的實踐機會和資源，使他們能夠更加靈活地進行實踐操作和創新思維的培養。這種優化措施能夠提高學生的實踐能力、綜合應用能力和創新能力，更好地適應當前農業專業人才培養的需求。在基礎實驗中引入線上線下及虛擬仿真實驗。通過在線實驗平臺或虛擬實驗室，讓學生能夠進行基本實驗操作和數據分析，加深對相關原理和概念的理解。利用虛擬仿真實驗，模擬各種實驗操作和現象，讓學生在虛擬環境中進行實踐操作和問題解決，培養他們的實際操作能力和創新思維。在綜合實驗中增加線上線下及虛擬仿真實驗項目。引入虛擬農田環境模擬系統、虛擬農業多維數據分析系統等，讓學生能夠在模擬環境中進行農田管理和病蟲害防治實踐，提高學生的實際操作能力和創新能力。在研究設計性實驗中加強線上線下及虛擬仿真實驗的應用。例如，利用虛擬仿真實驗進行農業病蟲害模擬和預測，讓學生在模擬環境中設計和實施研究項目，培養他們的創新思維和實踐能力。引入大數據分析工具和虛擬實驗室，讓學生能夠利用數據分析和計算模擬技術，深入探索植物保護領域的前沿問題，培養他們的科研能力和創新能力。

4.3" 靈活運用多種教學方法

為了進一步優化植保專業的實驗教學和實習教學，我們需要將線上線下及虛擬仿真實驗融入其中，構建以學生為中心、注重師生互動的實踐教學新模式。這種模式將從傳統的以教師為中心、重知識、重形式和重驗證的教學方式轉變，注重培養學生的創新思維、動手實踐能力及獨立分析和解決問題的能力。在植物保護專業的實驗課堂教學方面，我們將采用層次化教學和多種教學方法相結合的方式。通過引入線上實驗平臺和虛擬仿真實驗，讓學生能夠在虛擬環境中進行植保實踐操作和問題解決，培養他們的實際操作能力和創新思維。同時，我們還將運用啟發式、討論式、自學式等多種教學方法，激發學生的學習興趣和熱情，促進他們的主動學習和獨立思考。在田間實習教學方面，我們將鼓勵學生自主完成植保實踐操作，并引導他們運用相關知識進行分析解決問題。通過虛擬農田環境模擬系統，讓學生能夠在模擬環境中進行農田管理和病蟲害防治實踐，提高學生的實際操作能力和創新能力。同時，利用線上交流平臺，學生可以在實習報告中分享實踐經驗、問題和解決方案，激發學生的自主創新思維。此外，在實習結束后，學生還將進行集體討論和總結，進一步培養他們的合作能力和創新意識。通過將線上線下及虛擬仿真實驗融入植保專業的實驗教學和實習教學中，我們將為學生提供更廣泛的實踐機會和資源，拓寬他們的實踐范圍和視野。這種優化措施能夠加強學生的實踐能力、綜合應用能力和創新能力，提高實踐教學的質量，并為培養更多創新型植保人才提供了重要保障。

4.4" 引入實踐競賽和項目導向學習培養學生創新思維

實踐競賽和項目導向學習是一種重要的教學策略，可以有效培養學生的問題解決能力、創新思維、團隊合作和溝通能力。組織實踐競賽可以幫助植物保護專業的學生提升創新實踐能力。組織之前需要先確定競賽主題，選擇與植物保護相關的實際問題或挑戰，如病蟲害防治、生物多樣性保護等，以激發學生的興趣和探索欲望。學校及教師需要為學生提供實驗設備、實地考察機會、圖書資料和實驗室等資源，確保學生可以充分展現他們的想象力和創造力，從而全面發展其植物保護專業知識和技能。并讓學生自由分組，教師及專家進行指導讓學生可以更好地制定解決方案，并完善項目設計，提高實踐能力。例如設計一個植物保護實踐競賽，主題為“利用生物防治方法控制農作物某害蟲”，學生組成團隊，通過調研、實驗設計和模擬操作，最終呈現出可行的方案，并進行現場展示和評比。這樣的競賽可以激發學生的主動學習興趣，培養他們的應變能力和解決問題的技能。項目導向學習有助于提高植物保護專業學生的創新實踐能力。項目選題啟動階段要為學生提供多樣化的項目選題，引導他們選擇感興趣的研究方向，學生圍繞選定課題進行詳細研究規劃，明確研究目標、方法和時間表，并建立團隊合作機制，以便分工協作完成研究任務，在實施與總結階段，學生按照規劃開展實驗、數據分析與論證，在導師的指導下完成項目研究，撰寫報告并對成果進行總結。例如學生團隊選擇“某作物病害的防治研究”作為項目導向學習的課題，通過田野調查、室內實驗驗證和數據分析，最終提出有效的病害防治方案，并在學術會議上做口頭報告，展示他們的研究成果。通過實踐競賽和項目導向學習的方式，學生將在真實場景中面對挑戰，從而培養和提升他們的實踐能力和創新思維，并加強團隊合作和溝通能力。

5" 結束語

在這個信息技術高度發達的時代，利用線上線下及虛擬仿真實驗推動植物保護專業學生的創新實踐能力已經成為一個必然的趨勢。本研究所提出的教學模式給予了學生更多自主學習的機會，增強了他們的實踐動手能力，并培養了他們的創新思維和問題解決能力。通過不斷探索和改進，我們相信這種以學生為中心、注重師生互動的實踐教學新模式將進一步推動植物保護專業學生創新實踐能力的培養，為培養更多創新型植物保護人才提供有力支持。

參考文獻：

[1] FU Ｃ， ＭＡ Ｘ， ＺＨＡＮＧ Ｌ. Fuzzy-PID Strategy Based on PSO Optimization for pH Control in Water and Fertilizer Integration[J].IEEE Ａｃｃｅｓｓ，２０２２（１０）：１０．

[2] BINＢＩＮ Ｚ， ＪＩＡＣＨＵＮ Ｌ， ＸＩＵ Ｃ， ｅｔ ａｌ． Ｒｅｓｅａｒｃｈ on Integrated Control System of Water and Fertilizer Based on Cloud Computing[J].Journal of Agricultural Mechanization Research，2020.

[3] 徐進，師沛瓊.線下與線上虛擬實驗結合培養學生創新實踐能力的探索——以廣東海洋大學植物保護專業為例[J].科教導刊，2022（35）：57-59.

[4] 高萍，魏松紅，董輝，等.基于創新能力培養的植物保護專業實踐教學改革[J].安徽農學通報，2020，26（23）：158-160.

[5] 李壽冰，丁世民，楊興芳，等.“互聯網+”背景下“園林植物保護”課程改革與實踐[J].中國職業技術教育，2019（16）：61-65.

[6] 張亞玲，靳學慧，林志偉，等.植物保護專業學生創新能力培養實踐教學改革的幾點舉措[J].中國現代教育裝備，2019（3）：102-104，111.

[7] 陳容.行業特色院校構建虛擬仿真實驗平臺的實踐探索——以南京林業大學植物保護學專業為例[J].西部素質教育，2019，5（1）：146，149.

[8] 張清霞，袁樹忠，陳小軍，等.植物生產類專業大學生創新實踐能力培養途徑探索——以揚州大學園藝與植物保護學院為例[J].內蒙古農業大學學報（社會科學版），2018，20（5）：44-48.

[9] 王勇，高艷清，韓立榮，等.虛擬仿真在“植物化學保護”課程教學中的應用[J].河北農業大學學報（農林教育版），2018，20（4）：17-20.

[10] 路偉，趙娜娜，馬德英，等.植物化學保護虛擬仿真實踐教學改革新探索[J].高教學刊，2017（3）：110-111.