智慧农业背景下《植物保护技术》课程教学改革探索

况卫刚　刘冰　崔汝强　马建　向妙莲

【摘要】随着信息技术的发展，给农业生产带来了重大变革。智慧农业是传统农业升级转型的目标，也是我国农业未来发展的新方向。涉农专业是培养智慧型农业从业者的前沿阵地，智慧农业的快速发展对涉农专业课程提出了新要求。植物保护技术课程是江西农业大学农艺教育专业的专业基础课，通过分析该课程的现有教学模式，发现教学中存在的问题。以农业智能化为背景，提出对该课程的课程体系、教学方法与手段和实验教学模式的改革思路，以期为该课程教学改革提供参考，为培养智慧农业新型工作者奠定基础。

【关键词】智慧农业  农艺教育  植物保护技术  教学改革

【基金项目】江西农业大学教改项目“基于开放式教学模式的《植物保护技术》教改研究”（编号：2018B2ZZ02）;江西省高校省级教改项目（编号：JXJG-18-3-30）。

【中图分类号】G64   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2021）08-0127-03

信息技术的快速发展对我们的生产活动产生了深刻的影响，农业生产也逐步走向信息化和智能化。智慧农业，是继农业物联网后，专家学者对农业发展提出的新思路。将计算机、人工智能和云计算等技术集为一体，实现对农业生产的实时监测、远程指导和灾害预警（王海飞等，2020）。推动传统农业向智慧农业转型，是我国农业发展的必然趋势，有助于提高农业生产效率，实现农业精准化和现代化。为了适应智慧型农业对人才的需求，相关涉农专业课程，也应采取相应的改革措施。

农艺教育专业是农学学科的特设专业，服务于农业生产，就业前景可观，受到江西农业大学农艺教育专业学生的广泛认可。目前，全国开设农艺教育专业的院校有江西农业大学、吉林农业大学、山西农业大学、甘肃农业大学和安徽科技学院等。江西农业大学农艺教育专业是职业师范学院重要的一个本科专业，学制四年。该专业以培养掌握农作物遗传育种、植物保护、农业新技术开发和农业经济管理等复合型人才为目标，为江西省农业和经济的发展输送了大批优秀人才。

植物保护技术是农艺教育专业基础的课程之一，具有基础和应用学科的两重性质，实践性较强。该课程对学生掌握植物保护技术基本知识、病虫害诊断和综合防治具有重要的启蒙作用，注重对学生实践能力的培养。智慧农业的发展对农艺教育专业人才培养提出了新要求，植物保护技术课程应以此为方向，深化课程教学改革，为智慧农业培养高素质复合型人才服务。

1.植物保护技术课程在教学过程中存在的问题

1.1 教材体系方面

植物保护技术课程是农艺教育专业的专业基础课，内容覆盖非常广。知识点主要包括植物病害和昆虫的基础知识、农作物病虫害的识别、诊断以及防治技术，是高等职业院校涉农专业重要的专业课程。但是目前能够用于江西农业农艺教育专业教学，知识点覆盖全面的参考教材较少，很难满足现在教学的要求。

目前用得比较多的教材主要有王存興主编，中国农业出版社出版;冯艳梅、肖启明主编，高等教育出版社出版;李涛，张圣喜主编，化学工业出版社出版等教材，这些教材大多由多所学校长期从事植物保护技术一线教学的教师共同编写。江西农业植物保护技术课程参考的教材是由李涛，张圣喜主编的《植物保护技术》，该教材是高职高专“十一五”规划教材。内容包括植物病虫害的识别技术，农药的安全使用技术和植物病虫害防治技术三个模块，内容覆盖面广。可供全国高职高专学校种植类专业教学用书，也可作为农业技术人员、农村技术干部或农村青年技术培训等的参考资料。但是，对于江西农业大学本科层次的农艺教育专业而言，部分内容不够具体。如病害的病原，进行了简单描述，没有对应的模式图，部分内容比较分散，不够系统。同时，现代信息技术在农业生产中的运用和农业智能化相关知识点没有在书中很好地体现。随着现代社会的进步，人们对于高品质的蔬菜和瓜果需求不断增加，这就要求我们涉农相关专业提高对瓜果、蔬菜病虫草害知识的掌握，能够更好地服务于生产。而现在的教材方面，主要以农田作物病虫草害为重点，缺乏必要的蔬菜和瓜果病虫害的内容。

1.2 教学方面

植物保护技术是一门实践性非常强的课程，涉及到农业生产中病虫害危害及综合治理的方方面面。面对内容如此庞杂而又丰富的课程，在教学过程中暴露出来了很多问题。首先，随着教学体制的改革，该课程的学时被一度压缩，在教学过程中形成很多问题。对于植物保护专业而言，相关的课程细分为普通植物病理学、普通昆虫学、农业植物病理学和农业昆虫学四门课程，教学内容包括理论、实验和教学实习等400学时以上，而江西农业大学农艺教育专业的植物保护技术课程学时非常少，不到100学时。由于授课时间减少，教师为了能够将知识点覆盖到，在教学过程中容易在教学内容脱节，且不能将知识点讲透，很难形成一个比较系统而又全面的教学体系。对于学生而言，由于对于课程的理解不够系统，导致对课程内容晦涩难懂，逐渐失去对课程的兴趣。不利于教师的“教”和学生的“学”。

其次，教学手段不够丰富。由于受到课时和场地等的限制，植物保护技术课程的教学，还是停留在填鸭式教学方式。教师在课堂上授课，学生被动接受。虽然该课程除了有理论课，还有实习和实验辅助教学，但是还是以教师讲解为主，师生互动较少，难以达到预期效果。同时，课程内容和实验、实习不能很好地衔接，导致教学效果不佳。植物保护技术是一门实践性非常强的课程，从书本描述以及教师讲述中，学生很难对植物病虫草害有感性认识。课程教学中以现有教材为参考，现代高新技术和农业智能化案例没有很好地融入到教学中，学生对知识的理解仅停留在文字或者图片层面，不能很好地适应于现代农业生产的需求。

针对植物保护技术在教学中遇到的诸多问题，为了顺应智慧农业的发展，该课程教学改革刻不容缓。

2.智慧农业背景下植物保护技术课程教学改革思考

2.1 完善课程体系

对于江西农业大学农艺教育专业的课程设置，目前国内还没有完全满足教学要求的教材。江西农业大学教学主要参考的是李涛、张圣喜主编，由化学工业出版社出版的《植物保护技术》教材。在使用过程中暴露了很多问题，例如病原真菌分类部分，只是按照Ainsworth分类系统，对书中涉及到的病害的病原进行了介绍。但是目前菌物分类发生了较大变化，应按照科研进展重新规划教学内容。该课程涉及的内容非常广，应适当进行删减，适应课时安排。教学应以江西种植的农作物为基础，补充完善在江西省发生严重的病虫草害知识点，如危害严重的柑橘黄龙病，以及最近几年发生较普遍的玉米锈病等进行重点讲解。对江西省不常见的作物病害如麦类黑穗病，可以适当删减。

为了服务于智慧农业，满足现代农业对涉农专业人才的要求，信息技术在植物保护中的运用也应该充分加入到教学课程体系中。将植物保护技术相关的智能化案例引入课堂，让学生更加深入地理解智慧农业的发展。如由农业农村部种植业管理司和全国农业技术推广服务中心牵头组建的农作物重大病虫害数字化监测预警系统，该系统基于信息技术和webGIS技术，可以实现全国范围内对水稻、小麦和玉米等重要农作物病虫害监测数据进行统计分析，实时监测、预警以及发布相关病虫情报。目前该系统已经在我国31个省及1000多个病虫测报站推廣应用，在我国农作物病虫害的监测和预警方面发挥了举足轻重的作用（黄冲等，2016）。又如马铃薯晚疫病监测预警智能化案例，中国马铃薯晚疫病监测预警系统（http：//www.chinablight.org/）在全国范围内推广，为马铃薯晚疫病的综合防治工作起到非常重要的作用。这些适用广泛的典型案例，应当在植物保护技术的课程中充分体现出来，全方位地加深对智慧型农业的认识，让学生对植物保护技术智能化有更进一步的理解。

2.2 多种教学方法相结合

结合网络信息技术，现代网络教学平台多种多样（王斌等，2020），网络平台在不同课程教学中取得了较好的效果（肖琳等，2020）。例如为了适应不同教学的要求，由清华大学在线教育办公室与学堂在线共同研发的智慧教学工具“雨课堂”，将教学课件和目前流行的手机微信APP联系一起来，通过雨课堂推送相关知识点，学生随时随地学习，并且能够与教师和其他同学互动，检验学习效果（刘屹湘等，2019）。

植物保护技术课程较抽象，有些病虫草害并不是十分常见。尤其真菌、细菌、线虫和病毒等十分微小，难以通过肉眼观察。网络相关教学素材十分丰富，应充分利用网络资源，将知识点形象生动地展示于课堂，便于学生对教学内容的理解和掌握。将病原物、昆虫形态特征直观地展现出来，激发学生的求知欲，从而提高教学效率。如松材线虫如何通过天牛传播，危害松树后引起的症状如何一步一步变化等等。该课程教学除了使用PPT展示外，还应该借助慕课、超星尔雅以及智慧树等教学平台，多种教学方法相结合。虽然课时有限，但是通过不同平台的相互结合，可以丰富授课内容。提前通过教学平台发布主要的教学内容，让学生能够提前预习。录制教学视频，布置课后练习题，让学生时刻掌握自己对知识点的理解情况，查漏补缺。通过教学平台发布相关知识点的教学视频，不定时推送田间病虫害发生的动态新闻，使学生能够举一反三，加深对教学内容的理解。借助钉钉、QQ和微信，建立课程相关的教学群，与学生互动交流。时刻掌握学生的学习动态，及时解答学生困惑。基于建立的教学群，对田间发生的病虫害相关知识点及时推送，拓宽学生学习的途径。同时，能够发现教学中的不足，及时更正完善，这一教学方式在2020年疫情期间得到了很好的实践。

为了面对新冠疫情这一突发情况，江西农业大学18级农艺教育专业学生通过超星尔雅平台结合QQ群讨论，对植物保护技术课程进行了网上学习。结合所学知识，让学生对家乡周边农作物的病虫害进行调查。面对生产上遇到的问题，利用网络平台进行讨论，引导学生提出解决方案，并付诸实践。网上平台结合线下课程讲解，不受时间和地点的限制。通过对该门课程的学习情况调查，学生普遍反映收获丰富。

2.3 灵活开展实验教学

植物保护技术课程实践较强，因此实验课在课程的教学中起到非常重要的辅助作用。以往的实验课程，主要以室内病害症状特点，昆虫识别，真菌形态观察为主。但是室内实验材料非常有限，同时样本存放时间过长，病害症状特点变得不明显。病原物玻片由于使用年限较长出现破损，鉴别特征不易观察。部分昆虫标本，保存不规范，导致缺翅少腿等情况出现。

植物保护技术实验应充分利用学校周边农作物种植信息以及相关病虫害发生情况，灵活开展实验教学。依据昆虫的生长发育时期，有计划地带领学生到田间捕捉不同虫龄的昆虫，带回室内制作标本，并且进行现场教学，加深对昆虫特征的认知。以病害的发展规律为主线，对病害在不同时期的症状特点进行现场观察，如霜霉病潮湿条件下出现霜状霉层，后期形成多角形病斑，对病害的发展变化有一个全面的理解。带领学生到田间地头，将所学知识与生长中的实际问题结合，融会贯通，培养学生解决问题的能力。

同时，将现代互联网技术融入到实验教学中，结合运行成熟的虚拟仿真实验辅助教学，解决部分实验不能现场操作完成的问题。如柯赫氏法则实验，实验周期较长，占据的空间较大。为了满足实验教学，可以借助南京林业大学制作的虚拟仿真实验“林木病原菌致病性的柯赫氏法则实验”进行，包括对病原物进行分离培养、培养物纯化、纯菌种接种、病原物再分离，一个完整的实验过程，使学生能够充分参与到实验中，全方位地理解整个实验。

3.总结与展望

植物保护技术是职业教育涉农专业的基础课程，在农艺教育专业学生职业发展中占据重要的位置。在智慧农业时代背景下，需要不断改革人才培养模式，适应现代农业的发展。面对传统教学中出现的种种问题，开展该课程的教学改

革刻不容缓。植保护技术课程应以前沿科研进展和农业智能化技术为基础，对课程体系进行完善和补充。结合现代信息技术，线上和线下多种教学手段相结合，相辅相成，提高教学效率，满足不同教学内容的需求。将田间农作物病虫害发生情况融入到教学中，理论联系实践，切实解决生产实际中遇到的问题。提高学生的实践和创新能力，最终为应用型、复合型人才的培养打下基础。

参考文献：

[1]黄冲，刘万才，姜玉英，曾娟，陆明红，刘杰.农作物重大病虫害数字化监测预警系统研究[J].中国农机化学报，2016，37（5）：196-199.

[2]刘屹湘，杨敏，黄惠川，梅馨月，杜飞，朱书生.“普通植物病理学”教学改革和小规模限制性在线课程（SPOC）探索[J].高等农业教育，2019（6）：100-104.

[3]王斌，李冠男，郑生岳.基于云班课的SPOC课程在高职院校植物保护教学中的应用研究[J].农业科技与信息，2020（12）：60-64.

[4]王海飞，曹越，吴圣龙，包文斌.智慧农业时代背景下畜牧学本科生人才培养方式的探讨[J].教育教学论坛，2020（45）：267-268.

[5]肖琳，杜丰玉，金玉兰.基于“超星泛雅网络示范教学包+钉钉+雨课堂”巧妙打造线上混合式教学[J].科教文汇（下旬刊），2020（11）：44-45.

作者简介：

况卫刚（1988年9月-），男，汉族，江西高安人，博士研究生，讲师，研究方向：植物病理。