新农科背景下以创新能力培养为导向的植物病理学实验教学改革

张晓勇 李树江 方玉梅 杨友联

摘要 植物病理学实验是植物科学与技术专业的主干课程，在培养学生的学科素养，实践能力和创新能力上具有重要的作用。针对植物病理学实验在教学中学生积极性不高，课程内容不完善，教学方法落后和学生创新能力培养乏力等问题，制定了以学生为中心，以创新能力培养为导向的理念，对实验教学内容、方法和考核方式进行了改革，并积极开展课程思政和支持学生参与科研训练。通过课程改革，植物病理学实验教学更加适应新农科建设背景下创新型农业人才培养的需要。

关键词 新农科；植物病理学实验；创新能力；科研训练

中图分类号 S-01   文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2023）23-0269-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.23.062

The Teaching Reform of Experiment in General Plant Pathology Based on the Cultivation of Innovative Ability under the Background of New Agricultural Science

ZHANG Xiao-yong， LI Shu-jiang， FANG Yu-mei et al

（School of Biological Sciences and Technology， Liupanshui Normal University， Liupanshui， Guizhou 553004）

Abstract Experiment in general plant pathology is the backbone course of plant science and technology， which plays an important role in cultivating disciplinary literacy， practical and innovation ability. Aiming at the students low enthusiasm， incomplete curriculum system， backward teaching methods and weak cultivation of innovation ability in experimental course， the cultivation concept of student-centered and innovative ability based education was formulated， the experimental teaching contents， methods and assessment mode were reformed， and the curriculum ideology and support for students to participate in scientific research training were actively carried out to improve the teaching quality of experimental teaching. Finally， the experiment has more adapted to the needs of cultivating innovative agricultural talents under the background of new agricultural science.

Key words New agricultural science;Experiment in general plant pathology;Innovation ability;Scientific research training

基金项目 教育部新农科研究与改革实践项目：以突出区域特色的植物科学与技术专业应用型人才培养核心能力体系研究；六盘水师范學院2020年一流本科专业建设点项目（LPSSYylzy2206）；六盘水师范学院2020年一流课程建设项目（LPSSYylkz-2020-04）;六盘水师范学院2021年教学内容和课程体系改革研究项目（LPSSYjg-2021-14）；六盘水师范学院教学团队建设项目“微生物学教学团队”（LPSSYjxtd-201802）。

作者简介 张晓勇（1990—），男，云南昆明人，高级实验师，硕士，从事植物病理学教学科研工作。*通信作者，教授，博士，从事创新创业教育和植物病理学教学科研工作。

收稿日期 2022-11-28

2019年4 月，教育部“六卓越一拔尖”计划 2.0 启动大会召开，会议成立了新农科建设工作组，提出培育卓越农林人才的要求［1］。在此基础上，2019年6月，教育部新农科建设工作组发布《中国新农科建设宣言——安吉共识》，标志着我国新农科建设正式启动。共识强调卓越农林人才教育要对接农业创新发展新要求，着力提升学生的创新意识、创新能力和科研素养，培养一批高层次、高水平、国际化的创新型农林人才［2］。在新形势下，培养创新型农林人才不仅是乡村振兴国家重大战略的需要，也是我国面向世界科技前沿和实现农业现代化的必然需求［3］。2019年，教育部高教司又先后发起了 “北大仓行动”和“北京指南”，标志着新农科建设的全面展开［4］。构建创新型农林人才培养体系是未来新农科建设的重要导向。

植物病害防治关系到国家粮食安全、农业产业发展、生态环境安全和生命健康［5］。植物病理学实验是六盘水师范学院植物科学与技术专业的主干必修课程，在培养学生农业生产病害防治的实践能力、科学素养和创新能力上具有重要作用［6］。但是传统植物病理学实验普遍采取课前预习，教师示范，学生操作，课后写作实验报告的模式，教学内容单一，设计性、研究性实验内容较少，学生参与度不高，再加之学生普遍对实验课程不够重视，在创新能力培养和创新思维引导上没有发挥课程的真正价值。因此围绕以学生为中心，以培养创新型农业人才为导向对植物病理学实验进行改革，为植物科学与技术专业提供课程改革的样板。

1 植物病理学实验课程改革前基本情况

1.1 实验课程内容设置不合理

课程改革前，六盘水师范学院植物病理学实验课程项目基本涵盖了植物病理学重要的实践内容，但项目间连贯性不强，导致课程实验内容较为分散，没有形成完整的知识技能体系；上课时间不集中，理论课与实验课进度不一致，影响学生的预习效果，教学质量难以提高；设计性研究性实验学时占总学时比例低，难以调动学生自主实践积极性，影响学生的知识运用能力、创新思维和实践能力的培养。

1.2 教师实验教学方法陈旧

传统实验课程普遍采取课前预习、教师讲解示范、学生操作、课后写作实验报告的授课模式，在病原学分类鉴定和病害症状观察部分主要以观察病原菌永久装片和病害标本为主，学生在病害标本采集，病原装片制作、观察和分类鉴定和田间病害调查上实践少，参与度不高。引导性教学开展不够，现代化教学手段如多媒体教学、显微互动教学和混合式互动教学等运用也较少，实验教学整体氛围沉闷，影响学生参与课程的积极性。

1.3 课程考核模式不完善

考核方式是学生学习的指挥棒，考核方式决定学习发展趋势［7］。课程改革前六盘水师范学院植物病理学实验考核方式主要基于课堂表现（10%）、课堂实验完成质量（20%）、实验报告成绩（40%）和设计性实验成绩（30%）等4部分组成。其中实验报告分数所占比例最高，实验报告写作的好坏虽然能很好地反映学生对实验结果的分析总结能力，但很难检验学生的知识运用能力和实践能力；同时实验报告是模板式作业，实验原理、方法及步骤都是教材上写明的，如强化其考核，不利于培养学生的创新思维［7］。

1.4 学生对课程重要性认识不足

植物病害防治关系到国家粮食安全、生态环境安全和全民生命健康等，很多植物病害如水稻稻瘟病、小麦赤霉病、马铃薯晚疫病、辣椒根腐病、猕猴桃溃疡病、大豆黄曲霉污染等是农业产业持续发展的高风险点，再优良的种子和种植技术如病害防治技术不到位，都会导致严重损失［8］。因此，如在实验课程中只侧重对实验原理、方法、步骤等的讲解，而较少开展“三农”情怀教育，导致学生对植物病理学理论和实验课的重要性认识不足，兴趣不够，直接影响学生参与实践的积极性。

1.5 室内实验教学与农业生产脱节

植物病理学是应用性非常强的学科，农科学生实践能力的培养不仅需要在实验室内反复训练得以培养，还要走进田间地头，让所学的理论知识和实验技能在农业生产中得以进一步强化［9］。课程改革前植物病理学实验没有将田间农作物病害调查相关实验项目纳入教学内容，期末的自主设计研究性实验材料也由学生在指导老师提供的材料里进行选择，导致室内实验教学与农业生产脱节，学生缺乏生产实践的机会，影响创新思维和吃苦耐劳品质的培养。

2 创新能力培养导向的植物病理学实验课程改革与实践

学生创新能力、实践能力和学科素质培养质量是评价实验教学质量的核心指标，是实现人才培养目标的关键［7］。“北大仓”研讨会提出，要过提升学生的创新意识、创新能力和科研素养，探索农林教学与科研人才培养基地改革试点，着力培养一批创新型人才［4］。按照这一原则，六盘水师范学院植物病理学教学团队在多年教学实践基础上进行了多项课程改革，经过植物科学与技术2019级和2020级的教学实

践，基本形成了创新能力导向的实验内容：构建了以学生为中心，以创新能力培养为导向的实验教学内容；全面融入课

程思政，发挥植物病理学实验全方位育人作用；改革教学方

法，引入PBL（Problem-based learning，问题导向教学）教学法

和多媒体、显微活动等现代化实验互动手段，增加实验的探究性和趣味性；完善实验课程考核方式，以激发学生学习积极性；鼓励支持学生利用植物病理学实验资源开展大学生科研训练，以全面提升学生实践动手能力和创新能力。

2.1 完善课程结构，建立培养创新能力导向的实验教学内容

2.1.1 课程设计整體思路。为了解决植物病理学实验项目之间知识不连贯，课程实验内容较为分散，理论课与实验课进度不一致以及创新能力和实践能力培养导向不突出等问题，教学团队以OBE理念“学生中心，产出导向，持续改进”的原则对植物病理学实验课程结构进行了设计（图1）。课程设计首先明确了以创新能力培养为课程的重要培养目标，基于培养目标完善毕业要求，并设计相应的教学内容和考核方式［10］，期末根据学生成绩和毕业要求达成度分析和学生间接评价来持续改进教学质量。

2.1.2

课程目标的制定。基于OBE理念制定了植物病理学实验课程培养目标与毕业要求（表1）。课程目标1为掌握植物病理学的基本研究方法及实验技能，目标2为具备农作物病害防控相关的创新思维、创新能力，目标3为能够在综合性、设计研究性实验中团结协作完成实验任务，达到良好的效果，对应的毕业要求为专业知识、创新创业能力培养和获取知识的能力，其中专业知识和创新创业能力培养为高支撑，获取知识能力为中支撑。

2.1.3

课程内容的设置。基于课程目标和毕业要求，植物病理学对实验教学项目的内容和顺序进行了精心设计（表2）。为达成课程目标1，需要将植物病理学最基础、最重要的实验项目尽可能列出，且开课顺序符合由渐入深，由易到难，病原分类由低等到高等的原则形成完整的体系。

为了提高学生实验实践的主动性，植物病理学实验将综合性、设计研究性实验由2个调整为4个，课时占比提高到50%，让4～5个学生以小组的形式全面参与到实验设计、研究开展和论文撰写过程中，指导教师只要审核实验方案，指导实验技术、验收实验成果和批改科研论文，不但提升了教学效率，还切实锻炼学生的创新能力、实践动手能力和团结协作能力。

为了解决室内实验与农业生产相脱节的问题，实验课程还将植物病害田间调查的学时增加到5个，带领学生到田间、果园等开展农作物、果树发病规律观察和调查；同时，指导学生开展病害材料采集、标本制作和病原菌分离等，为小组设计研究性实验、期末野外实习和学生科研做好充分的技术储备。

2.1.4

课程资源的建设和完善。除了实验课程内容的改革，实验课程资源也在不断完善。经过多年的实验、实习教学积累，植物病理学实验室现保藏的病害材料标本有1 100余份，拍摄的植物病害高清照片、病原菌显微图片2 200余张，活体病原菌菌种820余株，病原永久装片450余片，除部分南方地区少见的病害、病原，所保藏的材料基本满足各个实验项目的教学需求，为培养学生扎实的病原学实验技能奠定了良好的基础，让实验内容更加“接地气”，紧贴本地农业生产实际，为学生毕业后服务地方经济发展奠定良好的学科基础。

2.1.5

考核方式的制定。依据公平性、综合性、兼顾可操作性的原则，制定了植物病理学实验课程目标的考核方式（表3）。课程目标1考核占比为40%，以课堂表现和实验报告来进行评定；课程目标2占比40%，以实验报告的实验反思、设计性实验完成质量、科研小论文和田间调查报告进行评定；课程目标3占比20%，以考勤、设计研究性实验方案、小组实验效果来综合评价。

2.1.6

课程目标达成度分析。课程目标达成度分为直接评价达成度和间接评价达成度，直接评价以各课程目标对应的各个考核点成绩进行核算，课程目标直接评价达成度=Σ（考核点i平均分/考核点i总分×比重）。间接评价来源于课程结束后针对上课学生的达成度的问卷调查，针对课程目标1、2、3设计达成情况问卷，设置5、4、3、2、1等5个分数，1分表示完全未达成，2分表示部分未达成，3分表示基本达成，4分表示较好达成，5分表示完全达成，课程目标间接评价达成度=Σ（各项目标分值×分值对应问卷数）/（调查总人数×5）［11］。

植物科学与技术2019级和2020级的目标2“创新能力培养”的直接、间接达成度均在0.82以上，且2020年达成度高于2019年度，說明植物病理学实验课程在学生创新能力培养上较好地达成了培养目标，且培养质量持续改进。

2.2 融入课程思政，注重学生“三农”情怀培养

2.2.1

课程思政的设计。立德树人是高校人才培养的根本任务。植物病虫害防治关系国家粮食安全、乡村振兴战略和农业可持续发展，因此植物病理实验课程在开展课程思政上具有得天独厚的优势［12］。在实验教学活动中，能够很容易地把爱国主义、吃苦耐劳精神、社会责任感、科学精神和创新思维等思政元素有机融入专业知识的传授中，做到知识传授与价值引领相统一［13］。植物病理学教学团队在实验教学中积极挖掘思政元素，并建立了案例库（表5）。

2.2.2 课程思政的育人效果评价。通过植物科学与技术2019级和2020级的课程思政改革实践，取得了良好的育人效果（图2）。通过问卷星对两个年级共计84名学生进行问卷调查，结果表明，95.18%的学生认为教师积极将思政教育融入课堂，自己的思想水平达到了“明显提升”和“提升较多”的水平（图2-A）；在思政元素上，“创新精神”“专业自信”和“社会责任感”是学生们认为提升最明显的3个素质。但课程在“遵纪守法”“吃苦耐劳”和“民族自信心”3个素质提升上力度不足（图2-B），下来还要进一步挖掘和完善更具意义的案例和融入方式。

在课程思政满意度调查中，92.86%的学生对课程思政的内容满意度达到“满意”或“非常满意”（图2-C），95%的学生对课程思政的授课形式满意度达到“满意”或“非常满意”（图2-D），说明学生对植物病理学的课程思政内容和思政形式满意度很高，达到了充分发挥课程全方位育人的效果。

2.3 改革教学方法，激发学生创新思维

为了适应OBE的教学理念，以培养学生创新能力为重要成果导向，植物病理学实验引入了PBL模式，旨在培养学生自主学习和分析、解决问题的能力［14］。植物病理学教学团队已将PBL运用于演示、验证、综合和设计研究性实验项目教学中。对于演示性、验证性和综合性实验，指导教师在课前将实验目的及意义，原理、方法等以问题的形式通过“雨课堂”平台向全班发布，课上教师以学生提问、小组讨论和PPT汇报的方式解决问题，教师在课上主要进行实验技术和仪器设备操作示范和讲解。研究性实验更加适用PBL模式［15］。在实验前，针对学生的实验想法和计划，指导教师提出一系列启发性的问题，学生要在写作实验方案、开展研究、撰写科研论文和小组答辩中去查阅资料和请教老师来解决这些问题。PBL教学模式的运用，不仅提高了实验课堂教学效率，解决了学生参与度和预习质量不高的问题，还通过问题实现对学生的启发和引导，达到创新思维和创新能力培养的目的。

为充分调动学生预习积极性，PBL模式在植物病理学实验中还得到了延伸，如在课前，指导教师向各个小组布置到校园周边采集某一门类病原菌所致病害的材料的任务，学生们需要主动查阅资料，并采集大量病害材料到实验室进行镜检确认。学生们在重复镜检中对病原菌分类鉴定方法更加熟悉，培养了他们的求实探索精神。

2.4 支持大学生科研，强化实践创新能力培养

单纯实验教学由于周期短，项目多，在培养大学生创新思维和创新能力上仍然有不足之处。将实验教学与大学生科研活动进行衔接，鼓励大学生在课余时间开展科研，才是巩固和发展大学生创新能力培养的重要手段［16］。本科生科研项目是提升学生自主创新能力的重要载体和学生创新能力培养体系建设的有力抓手［17］。针对学生采集的具有一定研究价值的植物病害标本，指导教师鼓励学生围绕这些病害进行田间调查和病原菌分离纯化等，并积极围绕采集的材料撰写大学生项目申报书。近3年，课程教学团队教师指导学生申请并立项的各类学生项目达到了18项，其中国家级、贵州省级大学生创新创业项目14项，还有部分同学直接参与到指导教师科研项目中。写作科技论文和参与学科竞赛也是创新能力培养最重要的手段，近3年，学生依托植物病理学实验如植物病原菌分离鉴定和植物病害生防菌筛选等发表学术论文6篇，其中核心期刊论文5篇，申请专利2项，获得多项国家级、省级生命科学竞赛项。学生在参与科研的过程中锻炼了扎实的实践动手能力和创新能力，为今后的工作和研究生学习打下了坚实的基础。

3 结语

大学生创新能力、实践能力和创新意识培养质量是评价实验教学关键指标。落实以学生为中心，以创新能力培养为导向，改革和完善植物病理学实验教学内容，并通过直接、间接达成度评价来对课程目标、课程内容、教学方法和教学资源进行动态评估，以找到短板并不断改进和完善，充分发挥教师的“导”和调动学生的“学”。结果表明，采用创新能力培养为导向的植物病理学实验教学，能积极引导学生以问题导向去开展预习、样品采集、开展实验及撰写论文和报告等，在实践中去分析、解决问题；积极引入课程思政，以思政案例启发学生创新思维和创新动力，发挥实验课程全方位育人的效果；通过鼓励和支持学生开展科研实践活动，充分发挥学生学习自主性，有效提升大学生的创新能力、实践动手能力，培养严谨的科学素质，为今后的工作和学习奠定良好的基础。

参考文献

［1］ 教育部.“六卓越一拔尖”计划2.0启动大会召开 掀起高教质量革命 助力打造质量中国［EB/OL］.（2019-04-29）［2022-04-25］.http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/moe_1485/201904/t20190429_380009.html.

［2］ 安吉共识—中国新农科建设宣言［EB/OL］.（2019-07-02）［2022-04-25］.http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/moe_745/201907/t20190702_388628.html.

［3］ 张玉岚，季小康，陆道坤.乡村振兴战略背景下新农科发展实践探索：以江苏涉农高校为例［J］.中国农机化学报，2022，43（6）：223-229.

［4］ 万玉凤.从“试验田”到“大田耕作” 新农科建设全面展开［EB/OL］.（2019-12-06）［2022-04-25］.http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s5147/201912/t20191206_411069.html.

［5］ 王海光.普通植物病理学课程思政元素挖掘和思政教学案例设计［J］.天津农业科学，2021，27（4）：72-81.

［6］ 翟鳳艳，周锋，张希福，等.新农科背景下植物病理学实验课程教学改革［J］.现代农业科技，2021（4）：248-249.

［7］ 田东亮，钱建刚，翟锦，等.创新能力培养为导向的大学化学实验教学改革［J］.实验室研究与探索，2022，41（2）：219-223.

［8］ 刘大伟，李丹，徐晓凤，等.植物病原学实验课程育人的改革与实践［J］.实验室科学，2022，25（4）：234-237.

［9］ 孟繁昊，张瑞富，杨恒山，等.以能力提升为导向的“作物栽培学”课程实践教学改革探讨［J］.内蒙古民族大学学报（自然科学版），2021，36（2）：178-181.

［10］ 安静，陈勇，王树丽，等.基于成果导向理念的农业标准化体系实验课程改革与实践［J］.安徽农业科学，2022，50（21）：273-275.

［11］ 宋秀葵，张力文，董苗苗.师范专业认证理念下毕业要求达成情况评价研究与实践：以英语专业为例［J］.齐鲁师范学院学报，2022，37（3）：26-32，38.

［12］ 袁军海，瓮巧云，沈凤英，等.农业植物病理学课程思政选题探讨［J］.现代园艺，2022，45（13）：157-158，161.

［13］ 宋洪东，张妤，李森，等.食品营养学课程思政元素的挖掘与融入路径探究［J］.安徽农业科学，2022，50（18）：267-269，277.

［14］  BARROWS H S，TAMBLYN R M.The portable patient problem pack：A problem-based learning unit［J］.Journal of medical education，1977，52（12）：1002-1004.

［15］ 张忠，邵红军，杨兴斌.PBL法在食品试验设计与数理统计课程教学中的创新与实践［J］.安徽农业科学，2017，45（20）：243-244，254.

［16］ 石磊，吕丽华，任有蛇，等.本科专业课实验教学与科研相结合模式探析［J］.现代农业科技，2012（1）：36-37.

［17］ 刘彤.基于科研项目的本科生自主创新能力培养路径研究：以贵州大学化学与化工学院为例［J］.化工高等教育，2022，39（3）：126-130.