“植物病害生物防治學”教學改革與實踐創新探索

張樹武，薛應鈺，劉 佳，徐秉良

（甘肅農業大學植物保護學院 / 甘肅省農作物病蟲害生物防治工程實驗室，甘肅 蘭州 730070）

農田、草地和森林生態系統是滿足人們食物結構和品質，生態和生產兼顧的農業生態系統。農業可持續發展和良好的生存環境，影響著食品安全、生態安全、經濟發展和社會穩定[1-2]。然而，農田、草地和森林生態系統中，植物病害的防治仍然以化學防治為主，但部分化學農藥存在高殘留、毒性大和污染環境等一系列突出問題[3]。因此，開展植物病害生物防治，保護生態環境和促進綠色農業健康平穩發展，為牲畜和人提供優良飼草料及安全優質的食品迫在眉睫。

“植物病害生物防治學”是農田、草地和森林生態系統中，植物病害綜合治理的重要理論基礎，也是植物保護專業植物病理學科知識結構體系的重要組成部分[4-5]，是在傳統植物病理學的基礎上，緊密圍繞綠色農業和可持續發展理念，按照社會和經濟發展對傳統植物病理學提出的新要求，逐漸產生和發展起來的一門新興課程[6-7]。同時，“植物病害生物防治學”是研究自然界有益生物生長、發育及其代謝規律，并利用有益生物對病原物的各種不利作用來減少病原物數量和削弱其致病性，以控制病害發生發展的一門生物科學，是一門實踐性很強的課程[1]。另外，植物病害生物防治作為一種重要的綠色防治技術，其在植物病害防治和植物產品綠色發展、應用和科研型人才培養中扮演著重要的角色[8]。因此，“植物病害生物防治學”已成為培養該類人才的一門重要課程。然而，由于“植物病害生物防治學”課程起步較晚，發展較慢，故教學方法傳統，教學資源匱乏，實踐創新薄弱及專業人才不足等問題，已成為限制該課程發展的重要制約因素。同時，該課程在如何提高理論和實踐教學效果，突出學生在學習中的主體地位，培養植物保護專業的應用型人才等方面教學成果相對較少。因此，“植物病害生物防治學”課程建設與教學改革已成為植物保護學科建設的重要內容，也是改善農業環境和提高農產品品質的強有力舉措之一。

鑒于此，本研究結合我國當前農業生產實際和植物病害生物防治學的發展現狀，重點加強課程教學資源建設、教學方法創新、實踐能力培養和考核體系改革，為把學生培養成理論與實踐俱佳的科研人才，為農田、草地和森林植物病害生物防治工作添磚加瓦。

1 改革前“植物病害生物防治學”教學和實踐存在的問題

1.1 課程教學資源匱乏

甘肅農業大學將“植物病害生物防治學”作為植物保護專業學生的專業選修課，該課程是一門知識面廣和信息量大的綜合性課程，其內容涵蓋了“普通植物病理學”、“農業植物病理學”和“微生物學”等多個課程的知識點，但是目前有關該課程的教材資源相對較少，尤其目前全國統編教材的種類較為匱乏，如近年來國內出版的教材僅有《植物病害生物防治學》和《植物病蟲害生物防治學》；多媒體課件和教學素材庫不完善；網絡教學環境和實踐教學環境建設不全面。因此，“植物病害生物防治學”課程的教學資源建設，是目前急需解決的重要問題之一。

1.2 教學方法傳統

高效的教學模式是提高教學效果的重要前提[9]。在過去的理論和實踐教學環節中，主要以任課教師的講授為主，缺乏以問題和行動為導向的教學方法，主觀上忽略了學生在教學中的主體地位、學生主觀能動性的發揮及創新思維的培養。同時，“植物病害生物防治學”是一門偏重培養學生專業知識應用能力的課程，但在教學效果考核方式中，淡化了學生實際學習過程的考核，而是采用傳統的試卷考核，缺乏培養學生主動思考和自主解決實際問題的能力。

1.3 實踐教學創新環節薄弱

實踐教學創新對于培養應用型、技能型和創新型人才具有重要的作用。“植物病害生物防治學”是一門對學生實踐能力和教師實踐教學方法要求較高的課程，但是目前實踐教學過程中依然采用以“教師講、學生聽”為主的常規和傳統的講授方式，缺乏規范性和創新性的實踐教學方法，進而導致學生對實踐課的學習缺乏積極性和主動性，嚴重影響實踐教學效果。

因此，基于過去“植物病害生物防治學”課程教學和實踐中存在的問題，以加強課程教學資源建設、教學和實踐教學方法創新、考核體系改革等方面為切入點，進行“植物病害生物防治學”課程的教學改革與實踐創新探索。

2 “植物病害生物防治學”課程教學建設與改革探索

2.1 高效課程知識體系構建

“植物病害生物防治學”授課對象為植物保護專業本科生，以甘肅農業大學為例，理論課程12學時，實驗課程4學時，在有限的學時內很難將每個知識點詳細講解。因此，2017年，緊密結合課程學時、學科專業培養方向和生產實際，在不影響教學質量的前提下優化和精簡教學的教材內容，刪減了教材中的抑病土、果蔬采后病害的生物防治和病毒病害的生物防治等章節內容，并將生產中重要的土傳植物線蟲病害內容合并到土傳病害生物防治章節，制定了合理和高效的植物病害生物防治課程知識體系(表1)。

表1 “植物病害生物防治學”課程知識體系Table 1 The course knowledge system of Biology Control of Plant Disease

2.2 課程教材建設

全國統編的《植物病害生物防治學》教材相對較少，進而限制了該課程的教學與研究[10]。近年來，以甘肅農業大學為例，“植物病害生物防治學”的教學目標和內容主要要求學生掌握植物病害生物防治的理論知識和實際操作技能，學習利用有益生物及其代謝產物防治植物病害的基本方法，為學生今后從事植物病害生物防治和綠色食品生產等方面的科研、教學、生產和開發工作，建立堅實的基礎。因此，緊密結合課程的教學目標和內容，在目前使用的教材《植物病蟲害生物防治學》(第二版)基礎上根據國內外學科的最新發展動態，及時將新知識和新觀點補充到教學中，在課程學習內容上緊密跟隨學科的發展，為理論課程教學奠定了基礎。

2.3 多媒體課件和教學素材庫建設

多媒體課件和教學素材庫的建設是作為“植物病害生物防治學”教學方法改革的一條有效途徑，也是課程建設的重中之重，其不僅能夠使傳統的教學方法發生本質性的變革，而且能夠有力地促進教學效果的顯著提高[11-12]。因此，結合國內外相關教學教材、專著、視頻、課件及前沿性的科研成果，及時更改和補充多媒體課件內容，完善多媒體電子教案和教學課件的建設，如開展最優教案和教學課件展評，參考Biological Management of Crop Diseases和《植物病害生物防治學》等專著和教材，以及相關的國內外植物病害生物防治學術期刊(Biological Control, BioControl和《生物防治學報》等)。在實驗課程教學中針對相關的實驗操作過程錄制短視頻或制作相應的Flash動畫，便于學生直觀學習、操作、理解和掌握。如在生防菌對植物病原菌的拮抗作用的實驗中，通過錄制視頻展示，并配音解說。

另外，通過利用美國植物病理學會(American Phytopathological Society, APS)、Biological Control和BioControl等網站積極搜集大量教學相關素材，構建教學素材庫，如在理論和實驗教學過程中，搜集大量典型植物病害生防制劑案例、視頻和圖片等最新素材，并購買相關的教學光盤及結合實際的科研內容錄制大量視頻。目前，植物病害生物防治課題組已建立了“植物病害生物防治學”教學素材圖片庫、視頻庫和典型案例分析資料庫。

2.4 網絡教學環境建設

隨著教學手段的不斷改革和創新，以及網絡教學資源需求的增加，借助網絡教學資源豐富教學課堂，以及借助網絡教學資源促進學生自主學習，已成為一種重要的教學改革手段[13]。在網絡教學環境建設中，積極利用網絡資源和借助現代網絡技術，為學生提供國內外相關的植物病害生物防治信息網站，如Biological Control和國際生防組織學會等網站，要求學生利用這些網站完成資料查閱和課后復習，并及時關注和全面掌握國內外植物病害生物防治的概況和發展的動態，進一步促進學生對本課程學習的興趣和主觀能動性。

2.5 實踐教學環境建設

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》明確提出，“適應國家和區域經濟社會發展需要，建立動態調整機制，不斷優化高等教育結構，重點擴大應用型、復合型、技能型人才培養規模”[14]。因此，實踐教學環境建設，對于高校培養應用型、復合型和技能型人才具有舉足輕重的作用，且作為“植物病害生物防治學”課程教學中不可或缺的關鍵環節，完善的實驗課程設置和教學，既可大幅度提高學生的學習興趣，加深學生對理論知識的深入理解和掌握，又利于學生動手和創新能力的培養[15]。在完善室內實踐教學實驗室的建設過程中，重點加強實驗所涉及的相關精密儀器和實踐設備的配備，如大型發酵罐、高效液相色譜和氣質聯用儀等，以及根據實驗教學實際，不定期開展現場實驗觀摩和操作教學，從而使學生的感性知識與理性知識有機結合，進一步增強和提高學生的實踐技能。在實踐教學基地的建設過程中，重點加強學校與企業之間的緊密合作，建立校企實踐基地和科技服務小院，將學生所學的知識應用于實踐，如在植物病害生防制劑加工和應用過程中，將學生室內研發的生防制劑，借助于實踐基地應用于田間病害的防治中，有效培養了學生的實踐應用能力。

3 “植物病害生物防治學”課程理論與實踐教學創新

3.1 理論教學方法改革

在植物病害生物防治教學過程中，重點改革過去采用的以“教師講、學生聽”為主的滿堂灌教學方法和手段，并加大現代化教學手段的應用和推廣的力度，如推廣和采用“問題式”、“案例式”、“互動式”和“開放式”等教學方法和手段，進而引導學生進行求異思維和發散思維，激發學生發現問題、思考問題的積極性和主動性。

3.1.1 問題式和案例式理論教學方法

在實際教學過程中，針對每一節課程內容，授課過程中首先以問題為導向的方式提出核心問題，然后針對問題解決問題。同時，在講述過程中采用一些典型的案例分析，加深學生對一些知識點的理解和掌握，如在植物病害生防制劑類型的講授中，以市場上商品化的哈茨木霉可濕性粉劑作為典型案例進行分析，要求學生通過分析能夠明確該制劑的成分、類型、作用范圍、效果和作用機理等內容。

3.1.2 互動式和開放式理論教學方法

在課堂上，要求學生積極參與到課堂的小組討論環節中，加深學生對知識的理解，充分發揮和培養學生的主動思考問題和解決問題的能力，如課堂開展分組討論。在課后的學習過程中，改變傳統布置固定復習內容和作業的方式，實行開放式的復習和完成作業的方法，如要求學生根據自身對所學知識的理解，學生自主選擇內容復習，以及課后作業采用自問自答的方式，提高學生對知識的理解和掌握能力。

3.2 實驗教學方法創新

3.2.1 規范化和啟發式實驗教學方法

“植物病害生物防治”的實驗課，在實驗指導書的基礎上，通過規范化的基本操作演示課件(操作視頻)、基礎性實驗教學課件(Flash動畫)及網絡系統，規范了實驗基本操作，并在授課的過程中實行講解和示范。讓學生通過認真觀摩和反復訓練，養成規范的操作方法。

在加強基礎教學的同時，植物病害生物防治實驗教學中設計了相關的綜合性實驗，引入“啟發式”、“討論式”和“問題探究式”等多種新的教學方法，使學生逐步形成以自主式、合作式和研究式相結合的學習方式，將實驗教學由“封閉式”變為“開放式”，由“有解實驗”變為“求解實驗”，由“知識積累”變為“智能開發”。例如：在生防菌對植物病原菌孢子萌發影響的實驗中，要求學生自己設計實驗方案-分組討論方案可行性-做實驗-實驗結果分析-實驗報告撰寫。最終，通過要求學生獨立完成實驗全過程，全面鍛煉了學生主動思考和實踐操作能力，充分發揮學生學習的主觀能動性和積極性，有效地提高了學習質量。

3.2.2 實踐與研究充分結合的實驗教學方法

將實驗教學中心與田間試驗相結合，建立了產學研基地，為本科生提供實踐和研究條件。要求學生走向田間，針對不同病害制定生物防治方案，解決田間病害問題，完成相關的階段性課程作業。如要求學生將不同類型生防制劑應用到不同病害的防治中，進一步培養學生實踐應用能力。

充分利用學校的植物病害生物防治科研團隊平臺，鼓勵學生積極參與和加入團隊教師從事的科研項目。如采取網絡公布相關植物病害生物防治研究課題，研究方案和技術路線，鼓勵學生根據自己興趣和能力以團隊的形式積極選擇相關課題研究，并配備相關指導教師，使學生能夠及時接觸先進實驗技術和學科前沿研究問題，培養學生的創新精神。2018-2019年，甘肅農業大學植物病害生物防治課題組建立了蘋果樹腐爛病生物防治研究團隊和生防木霉制劑開發與應用團隊，有效促進了理論知識與實踐相結合，顯著提高了學生對知識掌握水平和實踐能力。

4 “植物病害生物防治學”課程考核體系改革

課程考核是檢驗人才培養質量的重要方式，在以往的考核過程中，課程考試和實習報告的評價是檢驗學生綜合能力的重要指標[16-17]。有效和多樣化的教學效果評價方式，是提高學生學習和教師教學效果的有效方式[18]。因此，在實際教學中充分發揮多樣化的教學效果考核方式，不斷改進傳統的教學效果考核方式，主抓學生創新和實踐操作能力的培養。近年來，為適應創新性人才培養目標，先后對理論課程和實驗課程的考核方式進行了革新，主要淡化單一的考試和實驗報告評價體系，逐漸引入多元化考核模塊，將學生學習過程中課堂互動、課后思考與總結、實驗設計和操作能力等環節納入了考核指標中。如在理論教學中，重點突出學生的過程考核。具體考核指標包括學生預習、課堂討論、課后作業、階段測試和綜合作業等。實驗教學中，重點突出學生的實驗設計和操作能力。如在實驗課前任課教師帶領學生準備實驗，布置課前預習內容；在實驗課上，要求學生結合任課教師的講授，設計實驗方案；在實驗過程中，通過學生與教師的互動，任課教師針對每個學生的實驗情況、操作水平，以及發現問題、分析和解決問題的能力進行全方位評價，分項記錄。在完善考試管理制度的同時，突出加強教學和實驗過程評價或考核體系的建立，即綜合成績 ＝ 過程考核成績(出勤、預習、課堂筆記、課后作業、綜合性作業和階段測試等考核指標)×50%+實驗成績×10%+期末考試成績×40% (表2)。與課程改革前的考核體系相比，改革后的考核方式較好的調動了學生學習的積極性和主動性，考核結果全面體現了學生對知識的理解和掌握水平，避免了一張試卷定成績的弊端[18-20]。

5 “植物病害生物防治學”教學改革與實踐創新探索成效

通過發放調查問卷和分析學生成績的方式，綜合評價了教學改革與實踐創新探索成效。調查問卷結果表明，明顯增強了學生自主學習能力，激發了學習興趣，培養了創新精神和意識，提高了學生學習的主動性和對本課程的滿意度。成績分析表明，學生的綜合成績得到顯著提高(表3)。

表2 “植物病害生物防治學”課程考核體系創新Table 2 The course evaluation system of Biology Control of Plant Disease

表3 “植物病害生物防治學”教學改革與實踐創新探索成效Table 3 The efficiency of exploration the course of teaching reform and practice innovation of Biology Control of Plant Disease

6 結語

總之，隨著知識經濟時代的來臨，積極探索“植物病害生物防治學”課程的教學改革和實踐創新，培養具有創新精神和創新意識的學習型人才，是我國高等教育面臨的重大課題，也是實現農業綠色和可持續發展理念的必經之路。本文主要基于過去植物病害生物防治學教學和實踐中存在的問題，以及結合當前農業生產實際和“植物病害生物防治學”課程教學、科研和產業的需求，在實踐中不斷摸索，積極完善“以問題為核心，以學生為主體”的教學改革，加強課程教學資源建設，創新教學和實驗教學方法，改革課程考核體系，激發了學生對“植物病害生物防治學”課程產生濃厚的興趣，使學生更加容易理解和掌握基礎理論和方法，增強了學生的自主學習能力、實踐能力和創新能力，提高了學生的綜合能力、滿意度和教學質量，培養了學生的創新精神和創新意識。為學生今后從事植物病害生物防治產品開發、研究和應用打下良好的基礎，以及為綠色食品生產提供有力保障，但是課程教學改革是一個不斷探索、總結和改進的過程，在今后的教學實踐中還需要不斷的創新和完善[21-23]，在此過程中增加課程理論和實踐課時量成為必然趨勢。