新農科背景下作物生理學前沿進展優(yōu)質課程建設

岳彩鵬，黃進勇，周 婷，鄭 曉，趙彥鋒

(鄭州大學農學院，河南鄭州，450001)

研究生教育是國家培養(yǎng)高層次人才的主要途徑，是國家創(chuàng)新體系的重要組成部分。[1]為貫徹《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》[2]，落實《教育部 國家發(fā)展改革委 財政部關于深化研究生教育改革的意見》[3]要求，更好地發(fā)揮課程學習在研究生培養(yǎng)中的作用，提高研究生培養(yǎng)質量，2014年12月，教育部發(fā)布了《教育部關于改進和加強研究生課程建設的意見》[4]，明確提出課程學習是我國學位和研究生教育制度的重要特征，是保障研究生培養(yǎng)質量的必備環(huán)節(jié)，要立足研究生能力培養(yǎng)和長遠發(fā)展加強課程建設。2019年6月，《安吉共識》發(fā)布，提出了新時代高等農林教育必須創(chuàng)新發(fā)展的思路，標志著我國新農科建設正式啟動。[5]同年9月，“北大倉行動”工作研討會提出要實施課程改革創(chuàng)新行動等多項舉措，全面推動高等農林教育改革。[6]在此背景下，作物生理學前沿進展課程作為作物學專業(yè)全日制學術學位碩士研究生培養(yǎng)方案中的專業(yè)必修課，面對農業(yè)升級及農民全面發(fā)展的新需求，需要通過課程改革來深化教學效果。該課程是作物學專業(yè)研究生進行作物學理論研究和作物生產必須掌握的一門專業(yè)基礎課。面對新農科教育教學發(fā)展的新要求和新形勢，作物生理學的研究內容需要進一步擴展。該課程以前期開設的高級植物生理學課程為基礎，針對農學院作物逆境脅迫與綠色防控、作物營養(yǎng)與土壤生理生態(tài)、作物基因工程與遺傳改良、作物種質資源利用與創(chuàng)新、作物基因組學與生物信息學等學科方向，進一步完善和優(yōu)化教學內容，注重專業(yè)培養(yǎng)目標和上述學科方向、學科前沿的有機結合，更加注重理論教學和學生科研實踐相結合，在保證學生掌握作物生理學系統(tǒng)性基礎理論的前提下，使學生能夠站在學科發(fā)展前沿，對發(fā)展速度快、領先的方向和領域有更深入的學習和了解，為研究生科研選題奠定堅實的理論基礎。

一、作物生理學前沿進展課程教學存在的問題

新農科建設要求加快創(chuàng)新型、復合應用型、實用技能型多層次農林新才培養(yǎng)[7-8]，建設富有特色的專業(yè)課程是保障新農科建設發(fā)展中新型農林人才培養(yǎng)的核心任務。作物生理學是一門實驗性很強的學科，理論的建立和成果的獲得過程蘊含著科學研究的必然規(guī)律和科學思維的哲理。隨著現(xiàn)代科研成果、知識更新、生產技術水平突飛猛進，教材內容有一定的滯后性，與科學前沿內容、現(xiàn)代化生產技術、實際農業(yè)生產聯(lián)系不足，難以支撐現(xiàn)代化農業(yè)發(fā)展需要；教學方式以教師課堂講授為主，注重理論知識的傳授和更新，學生課堂參與較少，學生主動性探索學習和創(chuàng)新思維培養(yǎng)不夠。[9]作物生理學前沿進展課程作為作物學專業(yè)全日制學術學位碩士研究生培養(yǎng)方案中的專業(yè)必修課，面對新農科專業(yè)結構和人才需求層次類型的新需求，需要通過課程改革來深化教學效果。

作物生理學前沿進展課程存在的主要問題有：教學內容體系及知識結構相對固化，與新農科發(fā)展趨勢、現(xiàn)代農業(yè)生產技術前沿結合不夠緊密，缺少農業(yè)生產具體案例，與計算機、人工智能等相關交叉學科深度融合不夠；課程教學模式單一，單一的課堂多媒體教學和少量的課堂討論，沒有突出學生的主體性，沒有調動學生學習的積極性、主動性和探索性；學生對文獻和資料的自主學習沒有引起重視，難以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和實踐動手能力；缺乏針對研究生教學特點的課下網(wǎng)絡教學平臺、線上教學資源，以及針對研究生教學的試題庫、資料庫等，除課堂和微信群交流互動之外，缺少更有效的課外交流互動等；實踐教學環(huán)節(jié)較為薄弱，缺乏研究生實踐教學基地支撐；教學團隊人員固化，學科融合不足等。

二、作物生理學前沿進展課程改革對策

(一)不斷更新教學內容，進一步完善課程教學體系

作物生理學前沿進展課程針對農業(yè)生產的實際問題和當今農學領域最新研究前沿，不斷推進教學內容體系進一步優(yōu)化、更新和完善。該課程主要講授作物生理學與分子生物學有關領域的基本概念和原理、最新理論研究進展、新的研究方法和技術等，涉及物質代謝、能量轉換、信號傳導、生長發(fā)育與調控、環(huán)境適應等內容。教學內容設置了作物營養(yǎng)生理、作物光合生產、作物激素調控機理、作物抗逆分子機理、作物次生代謝、非編碼RNA的作用和調控、作物生殖發(fā)育、作物成熟衰老，以及現(xiàn)代植物生理研究技術等專題。教學內容基本涵蓋了本科階段“植物生理學”的基礎理論體系，在此基礎上重點介紹學科的新成果和新進展，確保教學內容更加系統(tǒng)、結構更加合理，更加突出學科前沿發(fā)展。

在系統(tǒng)的基礎理論講授之外，課程教學還特別注重加強農業(yè)生產一線實踐和邀請校外專家開展學術講座和交流，保證每學期邀請國內外著名科研院所或高等院校的相關領域專家舉辦學術講座、座談交流等，拓展學生對作物生理相關生產實踐和科研熱點問題的了解，加深研究生對作物生命活動機理的全面認識和了解，系統(tǒng)地掌握作物生理學的研究手段和方法。

(二)積極探索課程多樣化的教學模式、教學方法與考核方式

作物生理學前沿進展課程要求學生具有系統(tǒng)的專業(yè)理論基礎，在此基礎上學習和掌握作物生理學的新進展、掌握新的研究方法。這種深度學習更需要學生主動參與，教學過程能夠充分利用現(xiàn)代信息化技術，采取課堂講授和部分翻轉課堂相結合的混合教學模式。課程翻轉課堂設計的主要做法是在課程專題討論的基礎上，結合學生科研選題，指導學生進行文獻統(tǒng)計，文獻選擇閱讀與分享，提出科學問題，開展課堂討論，提高學生對文獻的獲取和分析能力。整個教學過程要盡量突出“研學”，做到教與研的有機結合，充分調動學生的學習熱情、學習興趣和主動性，教師的工作就是做好組織、引導和解惑；教學方法上突出多媒體教學、視頻分享、專家講座、課堂討論和基地考察相結合，真正做到以學生需要和興趣為中心。在此基礎上，逐步開展以中文講授為主的雙語教學，培養(yǎng)學生英文文獻閱讀學習能力。

課程針對以往結課考試的單一考核模式，引入課堂討論、文獻分享和文獻閱讀總結考核評價環(huán)節(jié)，結課考試與平時成績相結合，進行綜合考核評價。試卷考試環(huán)節(jié)成績占80%，主要根據(jù)專題講授、專家講座和科研方向設置的論述題、部分選做題綜述情況進行考核，考查對基礎理論的掌握和對學科研究進展的了解。過程評價環(huán)節(jié)占20%，考查方式是選擇近5年內的高質量英文文獻要求學生進行翻譯，要求專業(yè)詞匯翻譯準確，語句通順，格式規(guī)范，以促進學生對學科前沿的了解和寫作能力的提高；文獻學習以專題形式進行，每個專題至少查閱2篇文獻，做到中英文文獻兼顧；課堂討論部分作為考核參考。這種教學方法和方式很受學生認可和接受，教學效果良好。

(三)從課堂走向田間，建設多元化的教學實踐基地

對碩士研究生來說，系統(tǒng)的課堂實驗技能培訓在本科階段基本完成，進入研究生階段的實踐教學應該和生產中存在的實際問題緊密結合，從農業(yè)生產一線找課題。在教學過程中，課程組安排學生從課堂走進田間，通過建設穩(wěn)定的實踐教學基地，聘請基地經驗豐富的技術人員擔任兼職實踐課導師，確保實踐教學的順利實施和教學質量的穩(wěn)步提升。針對河南農業(yè)生產的區(qū)域特點，課題組分別在許昌農業(yè)灌溉所和濟源市農科院建立了“節(jié)水高效農業(yè)”和“特色經濟作物種質資源創(chuàng)新和繁育”研究生科研教學實踐基地；在蘭考天民種業(yè)公司和鄭州億佳和農業(yè)公司分別建設了小麥和玉米兩種主要農作物育種和繁育實踐基地。上述基地有利于培養(yǎng)學生的實踐動手能力、發(fā)掘臨近生產一線的科研課題，對培養(yǎng)知農、愛農的高層次研究人才起到重要作用。

(四)豐富課程資源，搭建網(wǎng)絡教學共享平臺

課程建設過程中十分重視優(yōu)質課件建設。結合每學年課程內容的不斷更新，雙語教學內容體系不斷完善，建成了包括植物生長物質、植物抗逆分子機理、植物MicroRNA世界、衰老和細胞死亡四個章節(jié)的雙語課件，更新優(yōu)化了植物的礦質營養(yǎng)、光合作用、植物生長物質和植物次生代謝等教學內容，融入了現(xiàn)代植物生理研究方法和技術等學術前沿知識。

課程建設要確保前沿進展課程教學內容的及時更新。教學團隊為學生篩選推薦了多本優(yōu)質書目，如浙江大學出版社出版的《高級植物生理學》(鄭炳松主編)、西南師范大學出版社出版的《高級植物生理教程》(王三根主編)、科學出版社出版的《植物生理學》(美國泰茲和奇格爾主編，宋純鵬等譯)和《光合作用學》(許大全主編)、中國農業(yè)大學出版社出版的《高級植物營養(yǎng)學》(李春儉主編)、上海科學技術出版社出版的《植物激素作用的分子機理》(許智宏和薛紅衛(wèi)主編)等，團隊成員在教學過程中將與上述參考教材相關性強的新知識、新觀點介紹給學生。同時，向學生推薦網(wǎng)絡教學平臺開放和共享課程、國內外著名期刊及相關微信公眾號等，作為研究生課后參考和學習資料，為學生提供豐富的課程學習資源。

基于鄭州大學雨課堂在線教學平臺，課題組積極加強課程網(wǎng)絡教學平臺建設，包括共享教學課件、教學視頻和文獻資料，教學過程中還結合騰訊會議和微信群進行多渠道的在線教學及課后交流，構建信息技術與教學內容深度融合的混合式教學組織模式，建立以學生興趣、需求為中心的教學關系，線上線下有機結合，提高課程教學效果。

(五)組建校內外多元化教學團隊，加強自身建設

課題組積極建成穩(wěn)定、高水平的6人教學團隊，團隊成員由校內教學經驗豐富的教授、青年博士和校外專家組成。團隊成員分工明確，分別負責課程教學內容總體設置規(guī)劃、教學平臺建設、校外教學實踐基地建設等。團隊成員專業(yè)組成包括作物生理學、作物遺傳學、植物營養(yǎng)、土壤生態(tài)學等，滿足學科融合的課程內容建設需要。同時結合實踐教學，邀請農業(yè)生產一線的校外(基地)專家開展講座和學術交流。教材建設方面，課題組先后主編《植物生物學實驗指導》、參編《刑事偵查與植物》教材，編著完成《河南省砂質潮土改良利用》。期間，團隊教師多次參加國內學術會議，加強學術交流，不斷總結和更新知識體系，提高自身業(yè)務能力。

(六)加強課程教學效果評價，完善課程質量評價體系

課程建設三年來，作物生理學前沿進展課程教學內容、教學模式和教學方法不斷得到改進和完善，教學效果得到了教師和學生的普遍認可，學校教學督導組成員給予了很高的評價。三年來修學本課程的研究生網(wǎng)上評價近100人次，網(wǎng)評成績優(yōu)良率達到96%。為保障課程教學質量，課程組在教學過程中不斷完善教學質量的自我評估方法并開展評估改進工作。構建專家(教學督導)評估、學生學習體驗調查、教學狀態(tài)常態(tài)監(jiān)控“三環(huán)節(jié)”的課程質量評價體系，運用大綱審閱、學生座談(問卷)、教師教學體驗調查、學習成果審閱等方式，全方位、多角度地進行評價，課程教學基本上實現(xiàn)常態(tài)化的課程質量數(shù)據(jù)采集、分析與處理體系。

三、結語

作物生理學前沿進展課程緊密結合農業(yè)一線生產實際、學科新進展以及學科研究方向，邀請生產科研一線專家開設講座，設置了體系相對穩(wěn)定、內容不斷更新的課程教學內容；不斷加強和完善課件等課程教學資源建設，搭建網(wǎng)絡教學共享平臺，以課堂講授為指引，結合翻轉課堂探索多樣化的教學模式；采用多元化考核方式，融入多種教為引導、學為主導的教學方法，促進學生的文獻學習，加強對前沿進展學習的深入了解；建設多元化的研究生教學實踐教學基地，讓學生從課堂走向田間，引導學生將科研和論文、成果等寫到祖國大地上。作物生理學前沿進展課程的建設，對培養(yǎng)知農、愛農的高層次研究人才，提高學生的實踐動手能力起到重要作用。