新农科背景下作物生理学前沿进展优质课程建设

岳彩鹏，黄进勇，周 婷，郑 晓，赵彦锋

(郑州大学农学院，河南郑州，450001)

研究生教育是国家培养高层次人才的主要途径，是国家创新体系的重要组成部分。[1]为贯彻《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》[2]，落实《教育部 国家发展改革委 财政部关于深化研究生教育改革的意见》[3]要求，更好地发挥课程学习在研究生培养中的作用，提高研究生培养质量，2014年12月，教育部发布了《教育部关于改进和加强研究生课程建设的意见》[4]，明确提出课程学习是我国学位和研究生教育制度的重要特征，是保障研究生培养质量的必备环节，要立足研究生能力培养和长远发展加强课程建设。2019年6月，《安吉共识》发布，提出了新时代高等农林教育必须创新发展的思路，标志着我国新农科建设正式启动。[5]同年9月，“北大仓行动”工作研讨会提出要实施课程改革创新行动等多项举措，全面推动高等农林教育改革。[6]在此背景下，作物生理学前沿进展课程作为作物学专业全日制学术学位硕士研究生培养方案中的专业必修课，面对农业升级及农民全面发展的新需求，需要通过课程改革来深化教学效果。该课程是作物学专业研究生进行作物学理论研究和作物生产必须掌握的一门专业基础课。面对新农科教育教学发展的新要求和新形势，作物生理学的研究内容需要进一步扩展。该课程以前期开设的高级植物生理学课程为基础，针对农学院作物逆境胁迫与绿色防控、作物营养与土壤生理生态、作物基因工程与遗传改良、作物种质资源利用与创新、作物基因组学与生物信息学等学科方向，进一步完善和优化教学内容，注重专业培养目标和上述学科方向、学科前沿的有机结合，更加注重理论教学和学生科研实践相结合，在保证学生掌握作物生理学系统性基础理论的前提下，使学生能够站在学科发展前沿，对发展速度快、领先的方向和领域有更深入的学习和了解，为研究生科研选题奠定坚实的理论基础。

一、作物生理学前沿进展课程教学存在的问题

新农科建设要求加快创新型、复合应用型、实用技能型多层次农林新才培养[7-8]，建设富有特色的专业课程是保障新农科建设发展中新型农林人才培养的核心任务。作物生理学是一门实验性很强的学科，理论的建立和成果的获得过程蕴含着科学研究的必然规律和科学思维的哲理。随着现代科研成果、知识更新、生产技术水平突飞猛进，教材内容有一定的滞后性，与科学前沿内容、现代化生产技术、实际农业生产联系不足，难以支撑现代化农业发展需要；教学方式以教师课堂讲授为主，注重理论知识的传授和更新，学生课堂参与较少，学生主动性探索学习和创新思维培养不够。[9]作物生理学前沿进展课程作为作物学专业全日制学术学位硕士研究生培养方案中的专业必修课，面对新农科专业结构和人才需求层次类型的新需求，需要通过课程改革来深化教学效果。

作物生理学前沿进展课程存在的主要问题有：教学内容体系及知识结构相对固化，与新农科发展趋势、现代农业生产技术前沿结合不够紧密，缺少农业生产具体案例，与计算机、人工智能等相关交叉学科深度融合不够；课程教学模式单一，单一的课堂多媒体教学和少量的课堂讨论，没有突出学生的主体性，没有调动学生学习的积极性、主动性和探索性；学生对文献和资料的自主学习没有引起重视，难以培养学生的创新思维和实践动手能力；缺乏针对研究生教学特点的课下网络教学平台、线上教学资源，以及针对研究生教学的试题库、资料库等，除课堂和微信群交流互动之外，缺少更有效的课外交流互动等；实践教学环节较为薄弱，缺乏研究生实践教学基地支撑；教学团队人员固化，学科融合不足等。

二、作物生理学前沿进展课程改革对策

(一)不断更新教学内容，进一步完善课程教学体系

作物生理学前沿进展课程针对农业生产的实际问题和当今农学领域最新研究前沿，不断推进教学内容体系进一步优化、更新和完善。该课程主要讲授作物生理学与分子生物学有关领域的基本概念和原理、最新理论研究进展、新的研究方法和技术等，涉及物质代谢、能量转换、信号传导、生长发育与调控、环境适应等内容。教学内容设置了作物营养生理、作物光合生产、作物激素调控机理、作物抗逆分子机理、作物次生代谢、非编码RNA的作用和调控、作物生殖发育、作物成熟衰老，以及现代植物生理研究技术等专题。教学内容基本涵盖了本科阶段“植物生理学”的基础理论体系，在此基础上重点介绍学科的新成果和新进展，确保教学内容更加系统、结构更加合理，更加突出学科前沿发展。

在系统的基础理论讲授之外，课程教学还特别注重加强农业生产一线实践和邀请校外专家开展学术讲座和交流，保证每学期邀请国内外著名科研院所或高等院校的相关领域专家举办学术讲座、座谈交流等，拓展学生对作物生理相关生产实践和科研热点问题的了解，加深研究生对作物生命活动机理的全面认识和了解，系统地掌握作物生理学的研究手段和方法。

(二)积极探索课程多样化的教学模式、教学方法与考核方式

作物生理学前沿进展课程要求学生具有系统的专业理论基础，在此基础上学习和掌握作物生理学的新进展、掌握新的研究方法。这种深度学习更需要学生主动参与，教学过程能够充分利用现代信息化技术，采取课堂讲授和部分翻转课堂相结合的混合教学模式。课程翻转课堂设计的主要做法是在课程专题讨论的基础上，结合学生科研选题，指导学生进行文献统计，文献选择阅读与分享，提出科学问题，开展课堂讨论，提高学生对文献的获取和分析能力。整个教学过程要尽量突出“研学”，做到教与研的有机结合，充分调动学生的学习热情、学习兴趣和主动性，教师的工作就是做好组织、引导和解惑；教学方法上突出多媒体教学、视频分享、专家讲座、课堂讨论和基地考察相结合，真正做到以学生需要和兴趣为中心。在此基础上，逐步开展以中文讲授为主的双语教学，培养学生英文文献阅读学习能力。

课程针对以往结课考试的单一考核模式，引入课堂讨论、文献分享和文献阅读总结考核评价环节，结课考试与平时成绩相结合，进行综合考核评价。试卷考试环节成绩占80%，主要根据专题讲授、专家讲座和科研方向设置的论述题、部分选做题综述情况进行考核，考查对基础理论的掌握和对学科研究进展的了解。过程评价环节占20%，考查方式是选择近5年内的高质量英文文献要求学生进行翻译，要求专业词汇翻译准确，语句通顺，格式规范，以促进学生对学科前沿的了解和写作能力的提高；文献学习以专题形式进行，每个专题至少查阅2篇文献，做到中英文文献兼顾；课堂讨论部分作为考核参考。这种教学方法和方式很受学生认可和接受，教学效果良好。

(三)从课堂走向田间，建设多元化的教学实践基地

对硕士研究生来说，系统的课堂实验技能培训在本科阶段基本完成，进入研究生阶段的实践教学应该和生产中存在的实际问题紧密结合，从农业生产一线找课题。在教学过程中，课程组安排学生从课堂走进田间，通过建设稳定的实践教学基地，聘请基地经验丰富的技术人员担任兼职实践课导师，确保实践教学的顺利实施和教学质量的稳步提升。针对河南农业生产的区域特点，课题组分别在许昌农业灌溉所和济源市农科院建立了“节水高效农业”和“特色经济作物种质资源创新和繁育”研究生科研教学实践基地；在兰考天民种业公司和郑州亿佳和农业公司分别建设了小麦和玉米两种主要农作物育种和繁育实践基地。上述基地有利于培养学生的实践动手能力、发掘临近生产一线的科研课题，对培养知农、爱农的高层次研究人才起到重要作用。

(四)丰富课程资源，搭建网络教学共享平台

课程建设过程中十分重视优质课件建设。结合每学年课程内容的不断更新，双语教学内容体系不断完善，建成了包括植物生长物质、植物抗逆分子机理、植物MicroRNA世界、衰老和细胞死亡四个章节的双语课件，更新优化了植物的矿质营养、光合作用、植物生长物质和植物次生代谢等教学内容，融入了现代植物生理研究方法和技术等学术前沿知识。

课程建设要确保前沿进展课程教学内容的及时更新。教学团队为学生筛选推荐了多本优质书目，如浙江大学出版社出版的《高级植物生理学》(郑炳松主编)、西南师范大学出版社出版的《高级植物生理教程》(王三根主编)、科学出版社出版的《植物生理学》(美国泰兹和奇格尔主编，宋纯鹏等译)和《光合作用学》(许大全主编)、中国农业大学出版社出版的《高级植物营养学》(李春俭主编)、上海科学技术出版社出版的《植物激素作用的分子机理》(许智宏和薛红卫主编)等，团队成员在教学过程中将与上述参考教材相关性强的新知识、新观点介绍给学生。同时，向学生推荐网络教学平台开放和共享课程、国内外著名期刊及相关微信公众号等，作为研究生课后参考和学习资料，为学生提供丰富的课程学习资源。

基于郑州大学雨课堂在线教学平台，课题组积极加强课程网络教学平台建设，包括共享教学课件、教学视频和文献资料，教学过程中还结合腾讯会议和微信群进行多渠道的在线教学及课后交流，构建信息技术与教学内容深度融合的混合式教学组织模式，建立以学生兴趣、需求为中心的教学关系，线上线下有机结合，提高课程教学效果。

(五)组建校内外多元化教学团队，加强自身建设

课题组积极建成稳定、高水平的6人教学团队，团队成员由校内教学经验丰富的教授、青年博士和校外专家组成。团队成员分工明确，分别负责课程教学内容总体设置规划、教学平台建设、校外教学实践基地建设等。团队成员专业组成包括作物生理学、作物遗传学、植物营养、土壤生态学等，满足学科融合的课程内容建设需要。同时结合实践教学，邀请农业生产一线的校外(基地)专家开展讲座和学术交流。教材建设方面，课题组先后主编《植物生物学实验指导》、参编《刑事侦查与植物》教材，编著完成《河南省砂质潮土改良利用》。期间，团队教师多次参加国内学术会议，加强学术交流，不断总结和更新知识体系，提高自身业务能力。

(六)加强课程教学效果评价，完善课程质量评价体系

课程建设三年来，作物生理学前沿进展课程教学内容、教学模式和教学方法不断得到改进和完善，教学效果得到了教师和学生的普遍认可，学校教学督导组成员给予了很高的评价。三年来修学本课程的研究生网上评价近100人次，网评成绩优良率达到96%。为保障课程教学质量，课程组在教学过程中不断完善教学质量的自我评估方法并开展评估改进工作。构建专家(教学督导)评估、学生学习体验调查、教学状态常态监控“三环节”的课程质量评价体系，运用大纲审阅、学生座谈(问卷)、教师教学体验调查、学习成果审阅等方式，全方位、多角度地进行评价，课程教学基本上实现常态化的课程质量数据采集、分析与处理体系。

三、结语

作物生理学前沿进展课程紧密结合农业一线生产实际、学科新进展以及学科研究方向，邀请生产科研一线专家开设讲座，设置了体系相对稳定、内容不断更新的课程教学内容；不断加强和完善课件等课程教学资源建设，搭建网络教学共享平台，以课堂讲授为指引，结合翻转课堂探索多样化的教学模式；采用多元化考核方式，融入多种教为引导、学为主导的教学方法，促进学生的文献学习，加强对前沿进展学习的深入了解；建设多元化的研究生教学实践教学基地，让学生从课堂走向田间，引导学生将科研和论文、成果等写到祖国大地上。作物生理学前沿进展课程的建设，对培养知农、爱农的高层次研究人才，提高学生的实践动手能力起到重要作用。