涉農高校植保藥械課程教學改革與實踐

李迎賓 陳齊斌 劉屹湘 唐 萍 朱書生 李健強

（1云南農業大學植物保護學院，云南昆明 650201；2中國農業大學植物保護學院，北京 100193）

課程學習是支撐大學生獲得知識、加強實踐能力和提高綜合素養的重要模塊。課程教學的設計和實施，必須與時代同步，與科學技術發展同向同行。隨著工程科學、機械科學和智慧智能科學等飛速發展，與之相適應的課程創新實踐面臨挑戰，傳統的涉農高校人才培養目標與現代農業多元化的發展需求之間匹配程度日益不足，如部分涉農高校的農業類專業課程所涉及的內容滯后于現代農業發展的需要[1]。“新農科”建設，對涉農高校的學科建設人才培養和現有實踐教學模式提出了新的要求[2]。在我國農業生產常年發生的病蟲草鼠害種類達1 600 余種，每年導致糧食損失1 400 萬t。研究表明，植物保護措施在作物增產中的貢獻率約為30%，高于作物育種和栽培的貢獻率[3]。因此，如何通過優化課程結構、改革課程內容、創新教學模式和促進教研融合等途徑，開展適宜“新農科”建設需求的植保教學內容，是擺在涉農高校面前的一個重大關鍵問題。

近年來，積極探索社會化、規模化和集約化的統防統治和聯防聯控的病蟲害防治模式。高效植保藥械的使用，不僅提高了病蟲害防控的精準性，也提升了防治效率。然而，涉農高校較少面向本科生開設獨立的植保藥械課程，植保藥械的人才培養力度有待加強[4]。

本研究基于文獻評述及實際調研，對植保藥械課程設置的需求分析、運行改革、創新實踐和效果評價進行了分析。結合“新農科”背景，基于同類課程建設情況的現狀，進行的課程嘗試取得初步成功，對擬建設該課程的院校具有參考和借鑒意義。

1 植保藥械課程基本情況

1.1 滿足基層植保技術隊伍建設需要

植保體系和人才隊伍建設至關重要。應綜合考慮農作物種植面積、病蟲害發生種類、防控指導區域面積等因素，加強植物保護工作，按照定責定崗定人原則，足額配齊配強植保專業人員，配備村級植保員，建立健全基層植保體系[5]。植保工作技術專業性較強，開設植保藥械課程，可以在一定程度上滿足基層植保技術隊伍建設的需要。

1.2 筑牢植保藥械研究基礎

本研究從萬方等數據庫（https://www.wanfangdata.com.cn/）中分別搜索關鍵詞“農業機械”“植保機械”和“植保藥械”，截至2023 年的檢索結果詳見表1。由表1 可得，從資源類型來看，主要為期刊論文（242 242篇）、專利（54 854件）、會議論文（19 761篇）和學位論文（19 526 篇）等。其中，植保機械相關研究分別僅占農業機械的1.99%、3.34%、3.76%和2.11%；關于植保藥械的占比則低，期刊論文有465篇，以會議論文為主。

表1 不同文獻類型統計

數據庫中歷年關于“農業機械”“植保機械”及“植保藥械”相關論文數量詳見表2。從表2 可以看出，農業機械的研究最早可追溯到1906 年，到1980 年，研究數量顯著增加。2020 年關于植保機械的研究611 篇，關于植保藥械的研究25 篇。

表2 不同年份的相關論文數量統計單位：篇

數據庫中“農業機械”“植保機械”及“植保藥械”相關論文涉及的學科類型詳見表3。從學科分類來看，農業機械主要集中在農業工程、農作物和農業基礎科學等學科，植保機械主要集中在農業工程、植物保護和農作物等學科，植保藥械則主要集中在植物保護、農作物和林業等學科。

相關論文涉及的研究機構詳見圖1。從檢索到的29家研究機構來看，26家高校主要研究方向為農業機械，21家高校涉及植保機械，有4家涉農高校在植保藥械領域開展了相關研究，分別為中國農業大學、山東農業大學、河南農業大學和南京農業大學等。因此，開設植保藥械課程很有必要，既可以實現課程領域的新知識、新技術、新產品的共享，還可以彌補植保藥械科學研究基礎薄弱問題。

圖1 “農業機械”“植保機械”及“植保藥械”相關論文涉及的研究機構（1906—2020）

1.3 提升植保專業實踐教學能力

從涉農高校開設的相關課程來看，植保藥械相關教學內容主要分布在農業機械學和植保機械課程中，獨立植保藥械課程較少。作為一門符合植保專業人才培養方案且實踐性強的課程，還表現在多數涉農高校目前仍以選修課為主。

信息技術（遙感、全球定位系統和地理信息信統）、智能化技術和計算機技術等高新技術已大量融合到植保藥械技術中，但目前的大型植保藥械普遍是機電液一體化的綜合系統，這意味著植保藥械課程的學習需基于機械原理、電工電子、液壓傳動和控制工程等專業基礎課程[5]，因此，植保藥械相關教學有助于提升植保專業實踐教學能力。

2 植保藥械課程教學改革

立足保障糧食安全的背景，結合植保專業人才培養方案，本研究探索制定了植保藥械課程大綱（總學分2.0），旨在讓學生在對植物化學保護學有一定了解的基礎上開始系統學習植保藥械相關知識，最終掌握植物保護學的專業基礎理論、專業知識、實驗技能和研究方法，培養并提升學生分析問題、解決問題的實踐能力。

2.1 優化課程結構，改革課程內容

課程在系統總結和梳理其他涉農院校課程內容的基礎上，結合云南省高原特色農業產業發展需求，創新性地制定了課程教學計劃和教學內容，詳見表4。實踐教學環節涉及主要藥械產品的拆裝、藥械市場調研報告、植保無人機結構展示、無人機施藥觀摩與現場試飛等。學生通過課堂教學和實踐操作，可以熟悉植保藥械主要類型及基本特點，掌握植保藥械的主要工作部件，具備使用植保藥械的技能，并靈活運用“互聯網+”“大數據”等相關知識，最終可以針對不同作物和環境條件制定農業生產中常用的植保藥械施藥方案，從而達到了解植保藥械的發展現狀及其發展趨勢、熟悉常見植保動力機械及工作原理、掌握和具備植保無人機及其低空低量航空施藥基本技術和具備針對不同農藝作物制定合理的施藥作業解決方案的能力這4 個課程目標。

表4 云南農業大學植物保護學院植保藥械課程內容與設計

2.2 豐富教學形式，創新教學模式

課程充分利用現代教育技術，將“雨課堂”“騰訊會議”“智慧樹”等引入課堂教學過程，逐步形成了“自主學習+課堂授課+知識點討論”的課堂教學模式；同時，課程還與企業合作進行“無人機飛防觀摩”和實踐體驗教學，推動學生對“智能植保”“智慧植保”的理解和應用，也符合應用型人才培養目標要求。

2.3 結合案例教學，注重教研融合

在課程講授過程中，教師可以通過引入新型藥械產品、知名研發機構等案例介紹，提升學生們的課堂學習興趣；另外，課程基于最新科研成果，如以“南方旱地水稻”“煙后玉米”等病蟲草害防控集成技術作為鮮活案例，向學生介紹植保藥械在保障糧食安全過程中發揮的重要作用。

此外，課程還融入老一輩科學家精神等思政內容，如向學生重點講授權威教授的重要研究成果，樹立學生正確的人生觀和價值觀，培養學生強烈的社會責任感[5]；通過農藥—藥械—施藥技術講解噴桿噴霧機，使學生充分認識各因素在藥效發揮過程中的系統性和重要性，培養和引導學生增強合作意識。

3 植保藥械課程改革的創新實踐

“新農科”教學改革的持續推進，不斷滿足了學生的職業發展需要。“新農科”建設是一場高等農林教育改革，需要從人才培養的全鏈條和各個環節加以考慮。注重新專業和新學科、傳統專業和傳統學科之間的自然延伸，以及跨學科跨專業之間的融合交叉[6]。

3.1 購置藥械種類，豐富實踐過程

因課程開設時間不久，教學過程存在諸多不足。以教學設備為例，部分高校擁有不同型號的植保機械30臺/套，可以滿足5人/組的教學實踐。下一步將重點購置市面上應用較為廣泛的植保藥械，如背負式鋰電池噴霧器、靜電噴霧器、推車式噴霧器、噴桿噴霧機、無人機和系列防飄噴頭等作為教學設備。以植物保護專業學生為先行試點，逐步滿足教學過程中學生對藥械實踐操作的需求。

3.2 增強課間“大演習”，推動理論實踐融合

植保藥械、農藥和防治技術是化學防治的“三大支柱”[6-7]。因此，在課程建設的下一步工作中，將逐步開展植保藥械課程與植物化學保護學、農業植物病理學、農業昆蟲學、雜草學等專業核心課程的聯合“大演習”，提升學生在病蟲草害識別、農藥品種選擇、藥械搭配、防控方案制定及防控效果評價等“全方位、全過程”的實踐能力[8-10]。

3.3 優化理論學時授課，豐富一線實踐教學

作為植保專業的技能課程，課程要重在培養學生對藥械的基本認識和了解，學生只有在不斷拆卸、不斷組裝的實踐過程中才能得到提升[11-13]。因此，下一步將在用于教學的藥械購置前提下，逐步增加實踐教學時長，同時與相關企業開展更多合作，為農業生產培養更多專業性更強的一線植保人員。

3.4 建設“新農科”，創新地方高校人才培養模式

隨著植保藥械課程的深入改革和推進，一方面要緊密結合“新農科”建設中對一流人才的培養需求，通過在實踐教學中的不斷摸索，編寫適宜植保專業學生的藥械教材；另一方面要立足地方農業高校的學科建設和人才培養模式，在學生實習過程中增強與企業、農場和農戶等的合作，進一步開展一線實踐教學，為現代農業發展培育應用型人才。

4 植保藥械課程建設的效果評價

4.1 教學小組自評

教學小組5位老師結合多年來在農藥學領域的教學工作，深切感受到課程開設對學生實踐能力提升至關重要，一致認為該課程內容設計合理，可以支撐植保專業學生培養方案，認為該課程是將課堂理論與田間實踐相融合的關鍵橋梁，學生們通過實際操作能真正將所學專業課程融會貫通，將有害生物防控落到實處。同時，也建議加強與其他涉農高校之間的聯系，共同開展課程建設。

植保藥械試卷成績分布及教學目標達成度詳見圖3。從圖3 可以看出，通過期末卷面成績、單元測試、實踐操作測試和考勤等課程考核方式對77 名植保本科生進行課程測試。試卷題量、難易程度和題型適中，靈活性強。從考試結果來看，77%的同學達到“優”，21%達到“良”，卷面最高分達到98.5 分。課程目標1、2、3 和4 分別達到0.98、0.93、0.92 和0.90。這充分說明學生能很好地掌握所學知識點。

圖3 “植保藥械”試卷成績分布及教學目標達成度

4.2 學生評教

40名植保專業學生的調查問卷結果顯示，學生對植保藥械課程總體滿意度達到98%。其中，65%的同學認為植保藥械課程能幫助自己提升專業認知和技能；55%的同學認為課程具有實用性；47.5%的同學表達了對課程的趣味性；80%的同學強調課程具有實踐性。部分學生提出未來可通過增加藥械種類、實地調研參觀藥械企業等方式，進一步強化自己的專業技能。

5 結語

本研究基于文獻評述及實際調研，對植保藥械課程設置的需求分析、運行改革、創新實踐和效果評價進行了分析。結合“新農科”背景，基于同類課程建設情況的現狀，率先進行的課程嘗試取得初步成功，對擬建設該課程的院校具有參考和借鑒意義。下一步，課程還將圍繞后續教學內容的優化、教育教學手段的融入（如混合式教學、翻轉課堂等）進一步強化學生實操實戰技能；通過積極開展教材建設提升課程團隊影響力。