基于創新素質培養的“設施果樹學”教學改革

陸文利　李玲　肖偉　張照宇　彭福田

[摘 要] “設施果樹學”是一門應用性和實踐性很強的特色課程，是果樹反季節栽培能否成功的關鍵。為了提高課程的教學效果，提高學生的專業學習興趣，培養學生分析問題和解決問題的能力，以滿足社會對設施園藝人才的需求，根據課程特點，圍繞課程現狀、理論教學方法創新和教學內容的改革等方面進行了初步探討，并通過案例進行課程思政教學。實踐證明，學生的專業能力和探索能力都有了明顯提高，很大程度上推動了“設施果樹學”教學改革的發展。

[關鍵詞] 創新素質;實踐能力;設施果樹學;教學改革;混合式教學

[基金項目] 2019年度山東農業大學校級教研課題“基于‘課程思政’的‘果樹園藝學’教學改革”（S2019012）;2019年度山東農業大學研究生教育教學改革研究項目“基于‘雙一流’建設形勢下的專業碩士培養教學改革（以園藝為例）”（JYZD2019008）;2020年度山東農業大學教學改革項目“基于創新素質培養的‘設施果樹學’教學改革”（XM202002）

[作者簡介] 陸文利（1969—），女，上海人，碩士，山東農業大學園藝科學與工程學院實驗師，主要從事教學基地建設及實踐理論研究;李 玲（1970—），女，山東齊河人，博士，山東農業大學園藝科學與工程學院教授（通信作者），主要從事本科生及研究生教育教學改革研究;肖 偉（1986—），男，四川瀘州人，碩士，山東農業大學園藝科學與工程學院實驗師，主要從事教學基地建設及實踐理論研究。

[中圖分類號] G641 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）11-0093-04 [收稿日期] 2021-08-23

設施果樹栽培是現代農業科技發展的產物，因其高產出、高效益等特點，在現代農業經濟發展中具有重要意義。2014年，國土資源部、農業部聯合下發了《關于進一步支持設施農業健康發展的通知》（國土資發〔2014〕127號），其中明確了設施農用地管理的相關要求和支持政策。近年來頻繁發生的低溫、冰雹、鳥害等對果樹產業的發展造成了極大破壞，因此果樹產業的可持續發展呼喚設施栽培模式。設施栽培的重要性體現在以下幾方面：一是充分利用土地及勞動力資源。二是通過促成或延遲栽培，可實現果品周年供應。三是經濟效益顯著。大連地區甜櫻桃促早栽培每斤價格200～300元，每畝地20～40萬元收益不等，效益可觀。四是可預防自然災害。利用設施條件，如日光溫室、塑料大棚、遮陽網、避雨棚等進行保溫、遮陽、降溫、避雨，克服不良氣候條件給果樹生產帶來的影響，顯著提高果品的產量和質量。五是拓寬果樹適栽范圍。通過設施栽培可實現南果北移，使南方熱帶、亞熱帶的水果種植區域進一步向北方擴展，豐富人們的生活。

“設施果樹學”是設施農業科學與工程專業的核心骨干課程，通過研究果樹保護地栽培中常見的設施類型、結構特點及建造、環境因子特點及環境調控技術、落葉果樹的自然休眠、果樹保護地栽培中的工程技術體系，以及草莓、葡萄、桃、櫻桃樹種的設施栽培技術等各個環節來指導設施果樹生產，從而達到高產、優質、低耗、高效的目的。設施果樹栽培學為培養園藝及設施專業人才奠定了良好基礎，是設施園藝專業人才培養中一個重要的教學環節。

創新人才培養是教育界共同探討的話題，目前國內高校都在進行教學改革，以求培養出具有創新精神、創新能力的高素質人才[1]。創新教育也是設施農業科學與工程專業教學的熱點問題，這些專業具有較強的綜合性、交叉性、實踐性和探索性，要求培養的人才必須具有創新意識和能力。隨著現代農業的發展，對園藝及設施專業人才培養的創新性要求、解決實際問題及可持續發展能力的要求與日俱增。近年來，學校在創新人才培養中做了大量卓有成效的工作。2015年，結合教育部的卓越農林人才教育培養計劃和學分制的實施，在農業科學類和生命科學類的17個專業全面啟動了拔尖型人才培養，制定了《山東農業大學拔尖型農林人才培養計劃實施方案》。2016年，成立拔尖型人才培養機構——“齊魯學堂”，并制定《山東農業大學齊魯學堂管理辦法》《山東農業大學齊魯學堂學生管理辦法》《山東農業大學齊魯學堂教師管理辦法》《山東農業大學齊魯學堂獎學金評定辦法》等配套措施，完善拔尖型人才培養制度建設。“齊魯學堂”構建實體與虛體組織相結合的人才培養體制，以順應“新農科”的變化與拔尖創新型人才培養的需求。

設施果樹類人才在專業、行業、企業等發展方面均存在巨大需求。“設施果樹學”作為設施農業科學與工程及園藝專業的骨干課程在培養設施園藝類高端人才方面發揮著重要作用。在創新人才培養的導向下，“設施果樹學”課程教學內容如何有效更新與改革，順應社會、人才的發展需求，保持良好的發展勢頭，是亟待解決的問題。

一、“設施果樹學”課程教學內容改革研究現狀

（一）教學改革強調教學方法而忽視教學內容

教學改革的熱點多集中在教學方法，對于教學內容的關注相對較少，尤其是“設施果樹學”這門課程，長期以來的教學改革仍停留在任課教師對原有教學內容進行教學方法改革的階段[2]，這也是導致教學內容更新難以取得突破性進展的主要原因。當前的“設施果樹學”在設施農業科學與工程專業人才培養中，普遍存在教學內容較為滯后、單一，實踐應用及轉化能力偏弱等一系列問題，亟須探索一條行之有效的改革實踐路徑。

（二）“設施果樹學”教學內容老化亟待更新

溫室作為設施農業的一個重要發展方向，有著良好的發展前景，隨著農業信息化的發展，溫室比任何領域都迫切需要采用高新技術。比如：溫度監測是控制果樹生長的關鍵因素，由于溫室中果樹生長的不同階段所需要的溫度不同，且要求穩定在一定的溫度范圍內，僅僅依靠人工管理存在溫度調節不及時、不準確、影響果樹生長及人力資源浪費等問題。因此，要有一種具有足夠精度和可以實現實時控制的溫度控制系統來代替人工操作，并盡可能降低成本。這種新的信息化技術在“設施果樹學”原有教學內容里是沒有的，亟待增加智慧農業等信息化技術以適應現代農業發展的需要，主要包括：溫室、大棚環境、植物生長信息檢測和標準化生產監控，精準農業中的節水灌溉等應用模式。例如果樹生長情況、病蟲害情況、土地灌溉情況、土壤含水量狀況，以及大面積的地表檢測，收集溫度、濕度和土壤pH值等信息，為果樹溫度、濕度及肥水精準管理提供依據。

智慧農業是農業生產中一個比較高級的階段，集互聯網、GPS、云計算及物聯網技術于一體，可以實現對農業生產的全方位管理與控制，將這些智慧元素補充進“設施果樹學”課程中，對建設高水平的現代農業有著重大意義。

二、以智慧農業為基點，促進教學內容現代化

“設施果樹學”面向園藝、設施專業的學生開課，課程有2學分，共32學時。其中，課堂教學26學時，實驗教學6學時。課程共七章：緒論、第一章《設施類型及結構》;第二章《設施微環境特點及調控》;第三章《落葉果樹芽自然休眠》;第四章《設施桃栽培技術》;第五章《設施葡萄栽培技術》;第六章《設施大櫻桃栽培技術》;第七章《設施草莓栽培技術》。

上述內容已經不能適應現代農業的發展需求，必須對其進行完善。例如：在第二章《設施微環境特點及調控》中，增加數字化的溫室大棚環境信息采集和控制技術，包括：實時測量空氣、土壤的濕度和溫度等環境參數，并進行自動化調節，從而達到增加作物產量、改善品質、調節生長周期、提高經濟效益的目的。增加節水灌溉系統，包括：利用傳感器感應土壤的水分，控制灌溉系統的閥門打開、關閉，從而達到自動節水灌溉的目的。在第四章、第五章、第六章、第七章等部分，增加農產品安全溯源應用，包括：利用RFID和二維碼等技術對果品進行標識及管理，監控和記錄所有產品流通環節，為執法人員、企業及消費者提供溯源，同時通過物聯網技術的講解，增強學生的創新應用能力，擴展學生的知識面。

三、利用靈活多樣的多媒體改革手段進行課堂教學

（一）引入線上線下混合式教學模式

理論教學主要依托“雨課堂”智慧教學平臺，采用啟發式教學法、任務教學法、案例教學法、翻轉課堂、小組合作學習法等教學方法，創設“一中心、三步驟、五結合”的教學新模式，實現教學目標。在教學組織實施方面，構建以學生能力培養為中心的“雨課堂”線上線下教學模式。依托學校“雨課堂”教學平臺，基于以學生為中心的教學理念，通過“課前預習、課堂教學和課后鞏固”三個環節組織實施。

“一中心”是秉持以學生為中心、以產出為導向、持續改進的理念。從以教為中心向以學為中心轉變，安排20%～30%的教學時間實施線上自主學習，使用虛擬仿真、3D軟件等數字化教學工具創新教學方式方法，通過翻轉課堂、合作式學習，打破傳統課堂“滿堂灌”和沉默的狀態，訓練學生的問題解決能力和審辯式思維能力。

“三步驟”是分步驟設定漸進式教學目標和教學設計。基于課程推進的不同階段和學生的不同學情，設計課前預習（提出問題）、課堂面授（參與式學習）、課后作業（拓展反思）三步漸進式的教學目標和教學設計，從興趣喚醒到激發自主探索，再到知識體系的構建。

“五結合”，即通過理論與實踐結合、線上與線下結合、教學與科研結合、考核與評價結合、教師理論學習與掛職鍛煉結合，實現多學科思維融合、產業技術與學科理論融合的新農科人才培養需求，體現前沿性與時代性的要求。教師通過掛職鍛煉，掌握產業需求，及時更新知識體系。

（二）堅持問題導向，引入案例教學模式

以問題為導向組織教學內容，不斷加大生產實際問題進課堂的力度，結合生產實際組織課堂內容，能夠大大激發學生的學習熱情。比如通過講解大棚櫻桃單性結實技術、大樹移栽技術等生產問題的關鍵技術，使教學內容更加實用、直觀，有力提升了內容的吸引力。

興趣是最好的老師。對于“設施果樹學”課程教學來說也不例外。在傳統“設施果樹學”課程中，果樹休眠、環境調控等講解過程相對枯燥，學生難以高效掌握，因此在教學時應增加案例的使用，采用多媒體教學手段將抽象的概念和理論用畫面和視頻的形式表現出來，突破傳統的教學內容資源，將微信公眾號所推送的信息、網絡論壇所轉載的資料、聚焦的熱點有效融入教學內容。比如講解“石灰氮破眠技術”時，配合視頻，使教學內容更加直觀，便于理解和掌握，達到事半功倍的效果。

（三）以科研成果為源頭活水，保障教學內容常教常新

將科研融入教學過程，能夠更好地提高學生的創新能力，良好的科研環境亦為學生創新能力培養提供了必要條件[3]。在“設施果樹學”授課過程中，及時將科研資源轉化為教學資源，為課程內容注入“源頭活水”。例如以桃樹設施栽培為例，通過講解“一根棍”技術，介紹如何從生產問題中凝練科學問題，如何將研究成果轉化到田間地頭進行鄉村振興。介紹設施果樹課題組幾代人前赴后繼，對農大精神、科學精神的演繹和傳承，教育學生要吃得了苦，耐得住寂寞，養成“十年磨一劍”的學術品質。培養學生活學活用科研成果并及時將最新的研究成果轉化成生產力的職業素養，將思想政治內容融入專業課。

四、實驗與實踐內容改革

1.增加探索性實驗內容。設施果樹栽培學的應用性較強，如何將課堂理論知識轉化為實踐技能是本門課程的目標之一。目前，“設施果樹栽培”課程的實驗多為一些驗證性實驗，缺乏創新性，因此應讓學生充分參與教師的科研課題，了解設施果樹栽培技術的前沿進展。

2.利用國家蘋果工程技術研究中心、農業部黃淮海設施農業工程科學觀測實驗站、山東果蔬優質高效生產協同創新中心、山東省果樹生物學重點實驗室等平臺，設計探索性實驗，讓學生查閱資料、分工合作，根據不同的實驗處理結果，最后形成實驗報告，對實驗結果進行討論分析。通過生生、師生之間的相互交流，提高了學生的團隊合作精神，進一步加深了學生對理論知識的理解能力，同時培養了學生吃苦耐勞的品質。基于該平臺，我院園藝專業的學生在2018年、2019年分別獲得全國及省“互聯網+”大學生創新創業大賽金獎各一項。

3.加強校企合作建立優質校外實踐基地，是對設施果樹栽培學實踐內容的重要補充。校外實訓基地能讓學生更接近畢業后的工作崗位，通過現場觀察和實踐鞏固課堂所學知識[4]。為了能更好地培養學生對設施果樹栽培的動手實踐能力，提高學生的技術應用能力，學院建立了10余處校外實習基地，通過帶領學生到企業中參觀學習，了解行業的發展動態，學習實踐最新的栽培養護技術，使學習和教學更有針對性，加深學生對所學專業的認識。

設施果樹栽培學對學生的理論知識和實踐能力要求很高，結合“設施果樹栽培學”課程的教學實際，運用多種教學手段，構建理論教學的特色課堂，切實提高課堂教學的效率和趣味性，激發學生的學習興趣，增加實驗教學的創新性，從而保證“設施果樹栽培學”課程的教學效果，為設施果樹產業培養創新素質高和實踐能力強的果樹種植人才。

五、充分利用案例進行課程思政教學

以人才需求為導向，以培養“德才兼備、懂農業、愛農村、愛農民”的高層次園藝人才為出發點，增強社會主義核心價值觀教育，將思想政治工作貫穿教育教學全過程。設施果樹學精心設置教學案例。一是每節課的內容都有側重點。比如講解第一章內容時，介紹園藝學院教師、全國脫貧攻堅先進個人、國家技術發明二等獎獲得者陳學森教授的先進事跡，激勵學生學習陳學森老師將科技成果種到田間地頭，在脫貧攻堅的同時，實現了個人價值的提升。二是在教學案例選取上貼近專業、貼近學生。深入挖掘果樹領域名家、大家的職業精神和愛國主義情懷等德育元素，把社會主義核心價值觀、做人做事的基本道理和要求融入“設施果樹學”課程的教育中。三是進行愛國主義情懷教育。介紹“中國天眼”的總工程師南仁東。他帶領團隊突破了一系列技術難題，發明了500MPa耐疲勞拉索，突破了高效握拔力錨固技術、大跨度索網安裝和精度控制等難題，提出通過“水環”和運動配重擴大焦艙的運動空間，同時增加系統阻尼的設計，從開始主持FAST項目的選址、立項、可行性研究及初步設計，到主編科學目標，指導各項關鍵技術的研究及其模型試驗，歷經22年，南仁東帶領團隊最終建成了“中國天眼”。

通過案例的講述，一方面激發學生的學習熱情，另一方面增強學生學習專業的信心。緊扣專業、圍繞學生職業素養的養成，創新課程教學模式，著力培養學生的職業精神、職業素養和職業道德，確保思想政治融入專業課程教學的有效性。

參考文獻

[1]吳殿鳴，邵大偉.基于創新人才培養的教學內容更新研究——以風景園林專業生態類課程為例[J].黑龍江科學，2019，10（23）：10-11+14.

[2]陳慧子，史艷.“雙一流”建設背景下高校圖書館ESI學科服務現狀調查研究[J].圖書情報導刊，2018，3（11）：32-36.

[3]賈立軍，張守發.綜合性大學農學院教學方法的改革與創新人才培養[J].黑龍江畜牧獸醫，2012（16）：50-51.

[4]李琳，李清，谷巍.藥用植物栽培學實踐教學探索與思考[J].安徽農業科學，2014，42（22）：7687+7693.

Teaching Reform of Facility Fruit Tree Science Based on the Cultivation of Innovative Quality

LU Wen-li， LI Ling， XIAO Wei， ZHANG Zhao-yu， PENG Fu-tian

（College of Horticultural Science and Engineering， Shandong Agricultural University， Taian， Shandong 271018， China）

Abstract： Facility Fruit Tree Science is a characteristic course with application and practice. It is the key to the success of off-season cultivation of fruit trees. In order to improve the teaching effect of the course， improve students’ interest in professional learning， and train students’ ability to analyze and solve problems， so as to meet the social demand for facility horticulture talents， this paper makes a preliminary discussion on the current situation of the course， the innovation of theoretical teaching methods and the reform of teaching content according to the characteristics of the course， and carries out the ideological and political education of the course through cases. Practice has proved that students’ professional ability and exploration ability have been significantly improved， which has promoted the development of the teaching reform of Facility Fruit Tree Science to a great extent.

Key words： innovative quality; practical ability; Facility Fruit Tree Science; teaching reform; mixed teaching