新农科背景下植物线虫学教学改革路径与实践

鞠玉亮，潘月敏，檀根甲，吴慧平，蒋兴川

(安徽农业大学 植物保护学院，安徽 合肥 230036)

我国是农业大国，新时代呈现农业现代化全面升级、农村全面进步、农民全面发展的现状。在全球科技革命和产业变革的压力下，高等农林教育对打赢脱贫攻坚战、实施乡村振兴战略、推进生态文明建设等历史使命责无旁贷。在此背景下，教育部于2018年提出“新农科”建设，推进农业学科与其他学科交叉融合，拓展学科内涵，构建农业教育新理念、新模式，培养高素质现代农业领军人才，提升我国农林学科的国际影响力和竞争力[1]。2019年，新农科建设体系“三部曲”协同推进，即“安吉共识”宏观提出“四个面向”的新农科理念、“北大仓行动”中观推出“八大行动”的新举措、“北京指南”微观建设“百校千项”新项目[2]。

着眼于新农科建设背景下涉农专业发展的切实需求，教育部高教司司长吴岩提出，应基于农林实际问题、农林产业案例和科学技术前沿，突出以学生发展为中心的教育教学方法，深度融合农林教育教学与现代信息技术，着力打造新时代林优质课程资源[3]。植物线虫学是高等农林院校植物保护专业的重要专业选修课程，以农林生产上危害严重的植物线虫为研究对象，研究其形态结构、生物学、成灾规律、病害诊断与防控技术。近年来，随着我国种植结构的调整、设施农业的大力推广，我国植物线虫病害危害日趋严重[4]。此外，“一带一路”倡议的实施，必然加快我国与沿线国家的经贸交流，此过程亦能造成检疫性植物线虫入侵我国的潜在问题[5]。上述形势都对我国植物线虫病害的诊断和综合防控提出了新要求，更对植物线虫学课程教学提出新挑战。本文分析我国植物线虫学教学研究工作面临的新形势，结合课程实践，提出新农科建设背景下植物线虫学教学改革的新路径。

1 植物线虫学教学改革的背景与现状

1.1 农业产业发展对植物线虫专业人才需求增大

植物线虫具有存活时间长、传播途径广、适应能力强的特点，可引起严重的植物线虫病害，每年对世界经济造成的损失高达800亿美元。目前，已报道的植物线虫种类超过4100种，其中，危害严重的主要有根结线虫、孢囊线虫、松材线虫、短体线虫、茎线虫等[6]。在我国，由于设施栽培技术的推广应用、经济作物的推广种植，根结线虫在土壤中连年累积，导致种群数量急剧增大，造成病害大爆发。此外，植物线虫发生面积和适生区不断扩大，如松材线虫经低温适应性驯化，可向高维度或高海拔地区移动[7]。这些现象表明植物线虫的危害日趋严重，农林产业对植物线虫专业人才的需求急剧增加。

1.2 全球一体化导致检疫性植物线虫入侵的风险加重

全球一体化背景下，“一带一路”倡议给全球带来经济与贸易发展机遇的同时，外来生物入侵、动植物病虫害的传入，也带来一定的生物安全风险[8]。生物安全风险包括生态代价和经济代价两方面，外来生物入侵可影响本地物种的生存繁殖，对生物多样性和生态环境的稳态造成严重影响。此外，动植物病虫害的传入可对农林牧渔业生产造成严重损失，产生高额的防治费用。以松材线虫为例，松材线虫属检疫性植物线虫，于1982年首次在南京紫金山上发现，2019年已在18个省(直辖市)的666个县级行政区域发生危害，发生总面积111.46万hm2，造成松树枯死达1946.74万株，对我国松树资源和松林生态系统造成严重破坏，疫情呈持续扩散蔓延趋势且危害持续加重[9]。

1.3 植物线虫学教学重视程度严重不足

由于植物线虫体型较小、肉眼不易观察、多在土壤中生存、病害发生前期症状不明显等特点，长期以来对植物线虫病害的认识和植物线虫学的重视程度严重不足。在生产上，植物线虫病属于积年流行病害，是一种世界范围内极难防治的土传病害，一旦发生极难根除。植物线虫病害造成的经济损失已超过细菌病害和病毒病害，成为仅次于真菌病害的第二大植物病害，需大量从事植物线虫的专业人才[10]。在本科教学中，植物线虫学相关知识在专业核心课“普通植物病理学”“农业植物病理学”中，所占比重极少，知识结构相对简单且内容陈旧。此外，植物线虫学在农林高校中多以专业选修课的形式出现，所占课时较少，不利于植物线虫专业人才培养。这些均反映出植物线虫学在农林学校本科教学体系中为弱势课程，受重视程度严重不足。

1.4 植物线虫学教学内容针对性不强、教学形式单一

植物线虫学主要涵盖植物线虫的形态特征与检测技术、生物学与生活史、侵染循环与致病机理、病害诊断与病害控制等多方面内容，涉及知识点繁多。实际教学中，多以常见植物线虫的形态和防治为重点讲授内容，而对新发现植物线虫或植物线虫领域的最新研究进展介绍相对较少，缺乏前沿性、针对性[11]。同时，传统教学环节中，基本上以教师课堂讲授，学生被动接受知识的“灌输式”教育为主，缺乏师生互动，难以激发学生学习兴趣，教学效果不佳。此外，以传统期末考试为主的考核评价机制重结果、轻过程，具有一定的片面性，不能充分反映学生对课程的掌握运用情况，难以培养学生自主学习和创新能力。

2 新农科建设背景下植物线虫学教学改革的新路径

针对新农科建设对课程教学的新要求，本文基于植物线虫学教学现状和存在的问题，从课程结构、教学内容、教学方法、考核方式和教学主体等方面探索新农科建设背景下植物线虫学教学改革实践的新路径。

2.1 优化课程结构，更新教学内容

在课程结构方面，按照“线虫形态结构(消化系统、排泄系统、生殖系统、神经系统)——分类检索表(门、纲、目、总科、科、属)科、属——分类单元中代表性重要植物线虫病害专题讲授”的授课体系进行重新解构。强调植物线虫形态分类是植物线虫学研究的基本技能、基本技术，对本科教学而言，尤其突出其在植物线虫学研究中的基础地位。其次，对农林生产上重要植物线虫按照分类检索表进行拆解，对重要植物线虫类群(如根结科、异皮科、滑刃科、粒科、短体科等植物线虫)进行专题讲授，每个专题从生物学习性、检测方法、致病机制、病害诊断和病害控制等方面展开，将繁琐知识点归纳为系统逻辑体系，便于举一反三，使学生容易接受和掌握。

在教学内容方面，紧扣新农科建设对课程改革的要求，强调与时俱进和实用实践性。首先，紧跟植物线虫学研究的热点和前沿成果，及时更新课程内容，如在课程教学中引入植物线虫致病分子机制、寄主抗病性和抗线虫育种等方面的研究进展，使学生即能掌握植物线虫学的基础知识，也能了解本课程的研究现状和发展趋势。其次，针对植物线虫学实用性强的特点，强调教学内容应符合“从实践中来，到实践中去”的规律，即专题讲授环节紧扣植物线虫的特点，以实际生产中植物线虫致害的突出问题为出发点，设置以植物线虫病害综合治理为导向的课程内容，使学生在学习过程中能够了解生产实际、具备解决实际生产问题的能力。

2.2 改进教学手段，完善教学形式

教学手段方面，重视教学过程中“教”与“学”的互动，在课程教学中综合运用案例教学法、专题讨论法和鼓励参加科研训练等教学手段，摆脱以“教师、教材、教室”为中心的传统教学模式。课堂案例教学以植物线虫致害问题为基础、以学生为主体、以教师为主导，开设诸如“根结线虫及病害防控”“孢囊线虫及病害防控”“松材线虫及病害防控”等专题案例教学，引导学生主动将理论知识与生产实践相结合。其次，针对不同知识模块，不定期设置专题讨论环节，给出如“讨论植物线虫长期进化形成的利于寄生植物的形态结构”“讨论植物线虫病害难防控的因素”等主题，让学生结合课堂教学内容并查阅文献，进行专题讨论，激发学生主动学习探索的兴趣。最后，鼓励学生参加大学生创新项目等形式的科研训练，将理论知识应用到实践，培养学生实践能力和科学素养。

结合“北大仓行动”对课程改革创新提出的“让课程理念新起来、让课堂活起来、让学生忙起来”和“安吉共识”提出的“强化农林教育教学与信息技术的深度融合，推动‘金课’建设”的要求，在植物线虫学教学过程中，充分利用信息化、网络化技术，录制视频课件，开展网络教学，鼓励学生利用微课、慕课等网络课程资源进行课前自学。此举可有效解决课堂教学时间不足的问题，亦可锻炼和提升学生自主学习能力，拓宽学生知识边界。

2.3 完善考核方式，注重教学过程

课程考核是教学过程的重要环节，是课程教学过程中教与学两方面的价值判断，一方面测试学生对课程内容的领会和掌握能力，另一方面亦是对教师教学质量的评价[12]。传统的考核方式主要为终结评价，即考核方式主要通过期末考试成绩和出勤率决定。在植物线虫学教学过程中，注重以期末成绩和出勤率为主的“终结评价”转向注重教学过程的“过程评价”，关注学生在案例教学、专题讨论教学中的自主学习、主动思考、创新性思维等方面的表现。重视教学过程中的课堂评价，以发展的眼光客观地看待学生知识储备和学习能力的提高，对课堂表现积极踊跃、提出独到见解的同学给予积极肯定的评价。课程考核方式具体为：按百分制计算，平时考核占40%(出勤10%，案例讨论和课程论文占30%)，期末考核占60%。此举侧重对教学过程的考核，可激发学生学习兴趣和学习潜力，能对学生学习全过程进行合理评估。

2.4 转变教学主体，坚持“以学生为中心”

课程教学过程是教学相长、师生互动的过程，教师和学生作为“教”与“学”的主体，是教学过程的基本组成[13]。传统教学模式以教师为主体，掌握教学的主动权和话语权，学生只是被动接受知识，教学效果很难提升。在植物线虫学教学改革全过程贯穿“以学生为中心”的教学理念，即学生在教学过程中处于主体地位，教师充当学生学习环境的设计者和学习活动的组织者。在课程结构内容设置、教学形式手段、考核方式等各个环节，均考虑学生在教学中的主体作用，教师由主导者向引导者转变，注重学生主动学习、主动思考能力、实践能力的培养和提升，学习行为由被动接受向主动探索转变，学习目的由理论学习向实践应用转变，能够真正帮助学生有效学习和全面发展。

3 实践效果

通过近两年的植物线虫学教学改革与实践，初步获得预期效果。课堂教学过程，学生能够踊跃回答老师提出的问题，增加与老师的交流互动，变被动接受为主动学习，形成良好的课堂氛围。学生利用视频课件、慕课等网络课程资源，提高学习效率，有效解决课时不足的问题，同时也激发学生自主学习的积极性。学生借由主题讨论和参加科研训练，增强知识获取能力，提高实践创新意识，对学生课程成绩的提升有极大促进作用。另一方面，通过教学改革与实践，增强学生换位思考的能力，拉近老师与学生的距离，学生评教结果明显提升，多次呈“优秀”等级。

4 结语

为应对新农科建设对课程改革建设提出的新挑战，总结和分析当前植物线虫学的教学现状与存在的问题，并从课程结构内容、教学形式手段、考核方式、教学主体等方面探索植物线虫学教学改革的新路径。教学全过程贯穿“以学生为中心”的教育理念，通过调整植物线虫学课程结构、更新课程内容，提高学生学习效率和解决实际问题的能力；通过丰富教学手段、完善教学形式，调动学生自主学习能力，提升学生实践能力和科学素养；注重教学过程的考核方式，促进学生学习兴趣和学习潜力的激发。经过植物线虫学教学改革与实践，极大培养了学生分析能力、实践能力和创新能力，教学效果得到显著改善，学生评教效果明显提升。