植物营养学课程建设及教学改革的初步研究

[摘 要]:植物营养学是一门理论性很强的专业基础课,该课程的掌握对本科生进行其他后续专业课的学习至关重要。随着我国学位制度的改革与发展及学校学分制的推行,课时数减少和培养高质量农业专业人才的需求使原来植物营养学课程的讲授面临很大的挑战。基于此,植物营养学课程组对该课程的教学内容、教学方法和考核方式等几方面进行了改革探索。

[关键词]:植物营养学 教学内容 教学方法 考核方式

营养物质是植物生长发育的物质基础。植物营养学是研究植物对营养物质吸收、运输、转化和利用的规律及植物与外界环境之间营养物质和能量交换的科学,是与生物、农学、资源和环境等学科有关的一门交叉学科,主要任务通过养分管理手段为植物提供充足的养分,创造良好的营养环境,或通过改良植物遗传特性的手段调节植物体的代谢,提高植物营养效率,从而达到提高作物产量和改善产品品质的目的。植物营养学课程面向的专业群体是:农业资源与环境专业(专业骨干课)、环境科学专业(专业素质课),农学、园艺、植保、中草药学及草坪学等专业(自由选修课)。同时该课程是在本科生修完化学(普通化学、有机化学和分析化学)、植物学、生物化学、植物生理学等课程之后所开设的一门专业基础课程。该课程讲授的植物营养基本原理,为学生能进一步学好肥料学、养分资源管理、植物营养研究法、土壤农业化学分析及土壤污染与防治和环境生物学等课程打下了良好的基础。

一、该课程在校内的主要发展历程

在河北农业大学土壤农化专业成立之初,就设立了《农业化学总论》这门课程,该课程包括两大部分:植物营养学原理和肥料学,前者是现在《植物营养学》课程的前身。随着时代的变迁,《农业化学总论》被《植物营养学》所代替,上个世纪90年代的《植物营养学》涵盖的内容和设置的课时较多,内容包括植物营养基本原理、土壤养分、植物养分和肥料的施用及其在土壤中的转化。总学时80,实验课15学时。在1997年,正式出版了第一本《植物营养学》(上、下册)教材,由中国农业大学的陆景陵教授和南京农业大学胡蔼堂教授主编,当时授课的课时为70学时,实验学时为6学时。2000年,《植物营养学》被河北农业大学列为重点建设课程。经过2年的努力,完善了教学大纲、教案库、题库和资料库的建设。在2004年,《植物营养学》的教学大纲再次修订,学时调整为36学时,原来《植物营养学》上、下册被调整为现在的《植物营养学》和《肥料学》两门课程。随着学校注重人才培养模式和机制改革,全面实施311人才培养模式和完全学分制,着力培养学生创新精神、创新能力和实践能力,于是,2005年,全校所有课程的教学大纲统一修订,要求课程的学时数为16的倍数,因此,现在《植物营养学》的学时数为32学时,没有设置实验课。目前,在教学学时数少、教学内容多而又没有实验课的情况下, 既要使学生掌握植物营养的基本知识、基本原理和基本技能,又要使学生及时掌握学科的发展方向及其应用技术是相当难的。因此,植物营养学课程组为提高植物营养学的教学质量,在学校现有条件下对教学内容、教学方法和考核方式等几方面进行了改革探索。

二、教学内容的改革探索

1.植物营养学与植物生理学教学内容的协调

植物营养学与植物生理学关系密切,一般本科生在二年级修完植物生理学,在接下来的第三学年学习植物营养学。植物生理学的教学内容中包括植物矿质元素的内容,主要讲述营养元素植物生理和作物产量生理。该部分内容同样出现在植物营养学的教学内容中,为了避免在有限的学时讲授重复的内容,作物产量生理部分作为学生的自学内容。营养元素生理部分,在植物生理学课程中包括的内容一般不再做重复讲述,如养分在木质部和韧皮部中运输的影响因素。在植物生理学中对植物营养元素缺乏症状有一个大概的描述,但是该部分在植物营养学中却是重点,尤其是典型植物的一些典型缺素症状,如缺钙造成的大白菜的“干烧心”,缺硼造成的油菜“花而不实”,果树缺铁的“黄叶病”和果树缺锌的“小叶病”等,并且在授课时应明确植物典型缺素症的原因及其有效的矫正措施,这些内容在植物营养学的教学中是学生必须掌握的知识点,这是因为典型的缺素症状是实践中植物营养诊断最为明显有效的指标之一,也是指导农民合理施肥的依据之一。由此可见,两门课程相关内容的互相协调不但增强了学生对知识掌握的系统性,又能够避免课程内容的重复,从而提高学生的学习效率和积极性。

2.在教学内容中适当穿插学科发展动态

植物营养学主要讲授和营养元素有关的基本概念、基本原理和基本技术,并且不可避免要涉及一些陈旧的概念和理论,这样讲和听的效果都不会好。笔者认为,在讲授教学内容时恰当地补充一些与学生专业密切相关的最新研究成果和研究动态,这样,既可以活跃课堂气氛激发学生的学习兴趣,又可以使学生接触到更多的新知识。例如,在讲授植物磷素时,针对不同专业的学生穿插和磷素有关的不同研究方向的发展动态。给农业资源与环境的学生介绍华南农业大学严小龙教授多年来一直从事大豆适应酸性缺磷红壤的遗传育种工作,已经培育出适应南方酸性低磷土壤的耐低磷的、高产和稳产的国审大豆优良品种7个,并在南方的广东、广西、云南、四川和湖南等地进行了推广示范,效果非常好。这是植物营养学和作物遗传学、育种学交叉研究结出的硕果,也是充分挖掘作物自身的遗传特性节省磷肥资源的最佳途径。给环境科学的学生应侧重介绍磷素施用过多对水体环境的影响,从而造成水体富营养化现象方面的研究动态及国内该方向研究比较前沿和比较系统的研究小组。此外,在讲解土壤养分生物有效性时,介绍中国农业大学李隆教授发表在国际知名刊物《PNAS》(美国科学院院刊)上的文章“Diversity enhances agricultural productivity via rhizosphere phosphorus facilitation on phosphorus-deficient soils”(多样性增加生产力的机制—缺磷土壤上种间根际磷营养促进作用),这篇文章在国际上首次阐明了间套作可以提高土壤养分资源利用效率,利用不同作物的根际效应和养分空间有效性充分挖掘根系增产效应。使学生认识到历史悠久的间套作种植体系在现代农业中并没有过时,它不仅对提高养分利用效率有重要意义,而且还是减少集约化农业生产中化肥、农药的使用,保护生物多样性所生物学新途径。

此外,除了给学生提供必要的

参考书和中英文科技期刊外,还给学生介绍我国及国际上植物营养学的研究较系统较前沿的学校和科研单位,这样学生可以利用网络技术浏览和搜索自己感兴趣的学校和研究内容,从而开阔学生视野和激发学生学习的兴趣。

三、教学方法的改革探索

目前,大学毕业生就业难这是人所共知的,尤其是农业院校的毕业生,为此大部分学生选择报考研究生作为暂时缓解就业压力的一条途径。从近年来授课的经历笔者总结出学生上课时的规律性表现:一部分是充分利用课堂的时间尽量掌握老师讲解的内容;一部分学生不听老师在讲什么而是按照幻灯片机械地抄笔记以备战考试;第三类学生是为了考研而战,只对考研的专业课感兴趣,对其他的专业课置若罔闻。为了改善这种状况,植物营养学课程小组在教学方法上尝试了如下改革措施:

1.充分利用多媒体课件调动学生的学习兴趣

植物营养学课程建设初期制作的课件以文字形式为主,不可否认,这类课件有利于教师对课程内容的讲解和学生笔记的记录,但是不利于学生对课程重点和难点的理解及掌握,没有表现出多媒体课件直观易懂的功能,也没有达到加深学生课堂知识印象的效果。为了改善多媒体课件授课效果,首先我们把大量植物营养元素缺乏症图片,尤其是典型植物的典型缺素特征展示给学生,并穿插详细的讲解。同时,在课件中还穿插教学短片和FLASH以直观表示养分吸收、运输和缺素症状,尽量以生动、直观的手法形象地将教学中的重点和难点内容表达出来,以吸引学生的注意力提高教学效率和教学质量。此外,课件内容应不断改进,补充新概念、新理论和新进展,并较多地运用动画、自制示意图和实物照片来演示和讲解课程的难点和要点以吸引学生的注意力。

2.课堂上的互动和讨论课调动学生的积极性

过去学时数充足,安排有实验教学。目前,由于课时大幅度压缩,实验课被取消,但是课程组在教学环节中加入课堂讨论(互动环节)+学生课程答辩+课程论文,从而培养学生的表达能力、组织材料能力和应变能力。

因为植物营养学是合理施肥的基础,在课堂上经常采用提问和讨论的方式分析目前农民施肥存在的一些误区,这样可以调动学生的积极性以参与到课程的学习和应用中。更为重要的是,在课程内容讲解过程中任课教师根据教学大纲给出可以涵盖本门课程的一系列题目,三个人为一组,以所给题目为基础,结合该学科研究的前沿动态和农业生产中存在的问题分别从三个不同的方面搜集、整理资料,并总结前人的研究结果和阐述自己对该问题的观点,最后撰写成三篇课程论文。本部分不仅锻炼学生搜集、整理和消化资料的能力,并能加深学生对相关知识的理解和提高学生综合分析问题能力、概括总结能力。并以小组为单位,把三篇课程论文中所包涵的内容整合在一起做一个5～10张幻灯片的微型报告,选一名代表上台讲述(5～8分钟/组)。本部分培养了同学之间的协作综合能力及团队精神。在报告的整个过程中要求每个同学必须有一次提问,旨在培养学生专心听讲、积极思维的能力。实践证明我们采取的这种方式普遍被学生所接受,并收到了很好的效果。

四、考核方式的改革探索

众所周知,闭卷考试多年来一直是高校评定学生学习成绩和教师教学效果最常用的一种方法,同时考核结果作为信息反馈给学校的教务部门,作为评估教学效果,调整教学计划的依据。以往的课程考核方法多以单纯的理论知识考试为主,考试形式单一,并且闭卷考试成绩并不能完全衡量学生对课程学习的质量,不能真正达到教育培养目标。为此,我们对植物营养学课程考核的形式和内容都进行了改革尝试。

课程考核分为平时成绩的考核(30%)和期末闭卷考试(70%)。平时成绩的考核包括:课堂提问与回答(分为两部分,首先每堂课开始教师根据上堂课讲授的重点内容结合实际案例进行提问,学生或者自荐答题或者教师点名回答;其次,每堂课结束前十分钟请学生对讲述内容对教师进行提问。要求是每个学生在课程学习期间都必须有一次问和答的经历,教师根据学生的表现给出成绩);课后作业与小测;课堂讨论及学生的微型报告。期末闭卷考试(要求主观题不能少于60%):基本的概念和基本原理以名词解释和填空题的形式出现;简答题结合农业实践中存在的问题或现象采用植物营养学的理论进行解释;论述题主要考察学生的主观能动性和科学创新能力,并不是单纯考核学生“死记硬背”的功夫。

综上所述,改革措施的探索与实施,充分调动了学生的积极性,激发了学生的学习兴趣。尤其是在课堂讨论及学生的微型报告过程中,不仅锻炼了学生表达自我的能力,而且培养了同学之间的协作能力及团队精神。大部分同学课件制作美观,讲解清晰,踊跃提问和回答。以上的改革措施对学生牢固掌握基本概念和基本理论,提高实践能力起着很重要的作用。但在改革探索中发现的一些问题仍需要课程组教师和同学们共同努力去解决和完善。

参考文献:

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[3]张锡洲等.土壤学教学内容与方法改革的实践与探索[J].高等农业教育,2005,(2):58-59.

[4]张扬等.以精品课程促进课程建设探析[J].高等农业教育,2008,(2):53-55.本文属河北农业大学校级重点课程建设项目和校级精品课程建设项目。

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