新農科背景下植物營養學智慧課堂教學模式的改革與創新

劉春梅 孫海燕 何淑平 蔣雨州 劉金彪 王孟雪

（黑龍江八一農墾大學，黑龍江大慶 163319）

教學模式是包含了一定的教育理論、教學目標、教學方法、教學環境、教學策略等多種要素在內的教學活動的穩定結構形式[1]。教學模式作為將教學理論付諸實踐教學的重要媒介，能在實踐中反映出優秀的教學經驗[2-3]。高校課堂教學模式日漸成為研究熱點，隨著信息網絡技術的高速發展，尤其近3年的疫情時期，在“停課不停學”的理念下，形成了“慕課堂”“雨課堂”“騰訊直播”“QQ直播”等新的教學情境，“慕課學習+翻轉課堂”“在線學習+教師指導”等多種教學模式的出現，在高校的教學過程中發揮了重要作用。

新農科建設是面對新農業、新鄉村、新農民、新生態“四新建設”的核心，也是我國發展新高等農業教育的重大戰略[4]。植物營養學是黑龍江八一農墾大學涉農專業的專業基礎課程之一，結合新農科建設，在教學過程中融入思政元素，構建以學生為中心的“一制、三環、四進”智慧課堂教學模式，并將其應用在課堂教學過程中。

1 植物營養學課程簡介

植物營養學是黑龍江八一農墾大學涉農專業的專業基礎課，是一門應用性較強的課程。教學內容分為植物營養原理和肥料兩大部分，第一部分為植物營養原理，主要闡明營養元素在植物體內如何被吸收、運輸和分配的規律，并講述了氮、磷、鉀大量元素和中微量元素及有益元素在植物體內的含量、分布和營養功能；第二部分為肥料，主要講解氮肥、磷肥、鉀肥、中微量肥料的種類、特點以及最優的施肥措施等。學生通過課程學習，明確植物健康生長過程中需要哪些養分，這些養分又如何被植物吸收、利用。學生能根據植物生長狀態，選擇適宜的肥料品種，進而提高作物產量，改善農產品品質，提高肥料利用效率，減少生態污染等。學生選課時間一般為大學二年級第二學期，農學、植物保護、種子工程和農業資源與環境等涉農專業都需學習此課程，因此選課班級多，學生面廣，如2021—2022 年2 個學年，共24個班級選課，學生總人數為758人，基本涵蓋了黑龍江八一農墾大學的涉農專業。

2 植物營養學傳統教學模式中存在的問題

2.1 忽視了學生的主觀能動性

目前，在校的大學生以00 后為主，互聯網因其高速、便捷的特點，為大學生提供了更多嶄新的、廣闊的學習空間，使處于信息時代的大學生們學習方式發生了巨大的變化，因此他們接觸的新生事物越多，思考的問題更多，不愿意被動接受一些觀點，更愿意提出自己的見解，追求個性。而植物營養學課程教學內容多，學時數少，教師授課過程中更多的傾向于課程中的重點、難點問題，會導致部分學生不能將知識真正吃透，處于一知半解的狀態。教師忽視了學生自身的能動性和自主學習能力，缺少有引導性的預習指導、重點難點問題的剖析資料和展示性預習作業，學生缺乏主動性，以“無需思考”“無問題”的狀態進入課堂，導致課堂教學效果不理想。

2.2 教師對各教學環節的重視程度不夠

部分教師備課時，沒有考慮不同專業學生的學科背景和學習基礎的差異，備課只是為了完成相應的教學任務和教學工作，課前未能與學生交流溝通，不了解學生對植物營養學課程的困惑和期待，未能建立良好、高效的溝通機制。課堂教學方法上，更多的仍以教師講述為主，會出現“滿堂灌”“一言堂”的現象。教學手段仍以傳統的PPT 和板書教學為主，忽視了新媒體的運用，不能迅速地與時代接軌，缺乏亮點和創新。授課結束后，未能與學生及時地交流溝通，未能快速掌握學生對課程內容的掌握和理解程度，未能建立良好的反饋機制。

2.3 重視課本內容，忽略知識的延伸和思政內容的融合

教學過程中，教師只講解教材中的理論知識，內容枯燥而不易理解，未能從當代大學生學習需求和現實需求結合，理論知識和實踐聯系不緊密，使學生不能很好地應用所學知識解決生產實際中的問題，從而使學生不能形成專業自信。教師的科研活動成果和學科熱點融入課堂程度不夠，對于學生今后就業規劃及考研專業的選擇指導性不強。目前，教材內容中缺少與我國新時代的國情、國策和特色相適應的典型思政元素，影響學科任課教師對思政元素、思政資源的挖掘[6]，使得課程內容與思政內容結合不緊密，思政元素挖掘不夠深入。

3 植物營養學課程構建“以學生為中心”的智慧課堂教學新模式

3.1 “以學生為中心”教學模式中教師“身份”的構建

新教學模式下，教師首先是作為“發起者和組織者”，在教學改革過程中，要仔細觀察、分析不同學生的性格、氣質和表現等，從而形成有效的課程學習組，實現優勢互補、取長補短。同時，教師還要不斷引導學生具有團隊意識和協作精神、奉獻精神，增強小組的凝聚力和榮譽感，既保證小組活動的一致性，也促使學生個體的健康成長。其次，教師還作為規則的“制定者”，明確學生個體和小組參與活動的規則，只有在遵守規則的前提下，教學活動才不會出現混亂，才能增強學生的參與意識和效果。

3.2 構建“以學生為中心”的智慧課堂教學新模式

2020 年，課程團隊在智慧樹平臺上建立了植物營養學慕課，現已運行了7 個學期，累計選課2 909 人，累計選課學校35 所，互動人數1.45 萬次。以此課程平臺為基礎，構建以學生為中心的“一制、三環、四進”智慧課堂教學模式。

3.3 “一制”——建立課外學習體制

教育理念在不斷被革新的同時，信息技術也已經滲透到教學的各個環節。目前，在“互聯網+教師”模式下，學生獲取知識主要通過自身積極自主的思考和實踐來實現，因此，大學生是否具備良好的自主學習能力，是影響教學效果的重要因素。培養大學生的學習能力是大學教育的重要目的，通過建立課外學習體制，即突出師生教與學的互動性，又側重于培養大學生自主學習、課外學習的意識與能力[6]。課外學習內容以自建的植物營養學課程為平臺，在課程資源中除了課程視頻外，還劃分為學科新動態、科學家先進事跡、教師科研成果、生活常識、思政內容等5 個模塊，師生可在資源共享條件下實現互動學習，實現大學教育中的“自由與獨立”的學習本質[7]。

3.4 “三環”——注重課前、課中和課后環節

根據班級人數、學生特點將班級分成若干個學習小組開展教學；采用“虛實結合”的課堂模式，在課程思政的引領下，按照教學內容引入、確定學習目標、參與式學習、效果檢測和總結5 個模塊，并采用線上及線下測試模式。具體教學模式見圖1。通過進階式、多元化的教學活動，多維度激發學生的學習興趣、多層次提升教學效果；通過交互式學習，充分實現“知”“析”“啟”“行”，從知識內化到能力提升，打破傳統課堂沉默，建成有內容、有活力、有效率、有深度、有難度、有廣度的“六有”課堂。

圖1 教學模式

3.5 “四進”——前沿文獻、社會熱點、教師科研、專家講壇進課堂

課堂教學過程中，教師注意將前沿文獻、社會熱點和教師科研成果融入教學內容中，專家講壇進課堂，拓寬學生的知識面。比如，講到有益元素Se時，在講述硒對于緩解重金屬脅迫作用時，教師以自己開展的硒對水稻鎘吸收的影響科研課題為例，講述不同形態的硒，如何被水稻吸收、在植物體內形成化合物種類的差異以及緩解鎘脅迫的原因，循序漸進介紹硒的營養功能，將有關硒研究的相關前沿文獻及時上傳到課程資源中，并邀請學生參與相應的試驗活動，激發學生的學習熱情，讓學生能夠直觀感受到課堂知識與實際應用的緊密結合。在講到有機肥章節時，關于秸稈如何合理處理的問題，會結合當前碳達峰和碳中和的相關內容，建立相應的討論題，在養分利用和環境保護層面上，提出秸稈處理的適宜辦法，引導學生關注社會熱點與學科知識間的關系，增強學生的社會責任感。

4 智慧課堂教學新模式的教學成效

4.1 學生成績顯著提高

植物營養學智慧課堂教學模式應用2 年來，學生成績有了較大幅度的提升。以筆者授課的農學2019 級（3）+（4）班（59 人參加考試）和農學2020 級 （1）+（2）班（60 人參加考試）學生考試成績為例，從圖2 可以看出，2 學年學生總數接近，2019 級學生成績主要集中在60～70 分，人數為26 人，占總參加考試人數的44.00%；80～90 分8 名同學，僅占14.00%；優秀的學生只有1名，有2名同學不及格。而2020級成績不及格人數為0，成績主要集中在70～80分，人數為30人，占總參加考試人數的50.00%；80～90分有20 名同學，占33.00%，比2019 級增加12 名學生，學生整體成績顯著提高。說明通過教學模式的創新和實踐，可以提高學生的學習效果，呈現出良好的課堂效果。

圖2 學生考試成績分布

4.2 課程育人的成效

根據黑龍江八一農墾大學的辦學宗旨，主要培養具有應用基礎研究與應用技術研究能力，實踐動手能力強，富于創新創業意識和能力，以現代化大農業為主要從業背景，能在農業產業領域和科研院所等領域從事推廣、科研、經營和管理的復合應用型農業技術人才。因此，本教學團隊將“知農愛農，興農強農”作為植物營養學課程思政的主導思想，將“家國情懷”“使命感”和“責任感”思政元素作為課程思政的建設目標，通過不同案例和相關資料強化思政元素與教學內容相融合。

針對2019 級開設植物營養學課程的農學、植保、種子工程和農業資環與環境專業4個專業373名學生對課程思政開展情況及學生收獲進行調查（見圖3），其中有效參與306 人，占學生總人數的82.04%。由圖3 可知，課程思政對學生影響面較大的是“三農意識”“科學探索精神”“社會責任感”，與本門課程設定的思政模塊契合度較高。2022 年植物營養學課程被評選為黑龍江省第二批課程思政示范項目。

圖3 植物營養學課程思政調查

5 結語

本文提出以學生為中心的“一制、三環、四進”智慧課堂教學模式，以“一制”為基石，強化學生的自主學習能力，以“三環”為核心，延伸課堂教學過程，實現知識內化和高階能力提升，以“四進”為導向，引導學生關注學科新動態，關心與學科相關的社會熱點問題，建立專業自信和增強社會責任感、使命感。此模式經過2年的教學實踐，取得了良好的教學效果。