设施无土栽培课程建设探索

□段 曦 郝树芹 秦永梅 刘 敏 国淑梅 谭素娥

《设施无土栽培》是设施农业科学与工程专业的一门专业选修课程，课程组经过多年建设，该课程目前已经形成“教师授课-学生自主学习-企业研发推广”的人才培育模式，在校企深度合作之下，建立了以工作流程为主线的课程体系，设计了项目完成成果+栽培质量检查的考核方式，入选山东省教育厅高校课程联盟课程，并已登录“智慧树平台”。

一、《设施无土栽培》课程建设思路

(一)构建“自主、合作、探究”式教学新模式。通过“农科教”紧密结合，重塑课程内容；借助线上教学平台与虚拟仿真实验教学平台，充分发挥线上线下教学模式的优势，拓宽学生的专业视野，强化在设施作物栽培方面的专业知识与技能，以满足现代无土栽培快速发展对高素质专门人才的需求，同时坚持课程育人、融入思政元素，积极响应安吉宣言，培养爱农业、懂技术的实用技能型卓越农业新人才。并推动教学与科研结合。鼓励教师建立科研项目，并将其成果引入教学，为毕业生创建新课题，实现教科研融合。

(二)注重学习兴趣，拓展学习时间与空间。本课程以开放自主为第二特色。一是以学生自愿建立学习小组，各小组以其共同兴趣选择无土栽培方式方法，以栽培植物名称命名小组，并采取个性化培养、多元化培养方法的方式，小组之间可以相互交流互动。二是以学生兴趣方向提供实验空间，邀请学生自主参与教师科研项目、参与大学生科技竞赛等活动，允许学生自行安排课下活动时间。

(三)虚实结合，提高实践能力。独创虚拟仿真技术是本课程的第三特色。课程组开发《设施果树无土栽培技术虚拟仿真实验教学项目》教学软件，以仿真技术平台为基础，引导学生在模拟的基础上练习植物无土栽培的操作与技巧。一方面，可以为初学者提供练习的机会，通过熟练掌握其流程与方式方法，为无土栽培实验建立技能与经验基础；另一方面，可以为学生提供不同实验方案的效果模拟，检验各方案的优势与缺陷，有利于最佳方案的设计与筛选。此外，还可以解决学生数量过多，实验设备与栽培空间有限的问题，以及植物材料生长的不可逆性和一次性问题，通过仿真模拟代替前期多次练习的实验过程，提高了实验教学的效率。2021年《设施果树无土栽培技术虚拟仿真实验教学项目》被国家评为一流本科课程(虚拟仿真)。

二、《设施无土栽培》课程建设措施

(一)课程目标定位。本课程是设施农业科学与工程专业的一门专业选修课程，无土栽培是一项现代农业高新技术，《设施无土栽培》是一门实践性很强的课程，集农业工程、环境调控、设施作物栽培技术等多学科有机结合，系统介绍了无土栽培技术的发展、现状和趋势，系统的阐明无土栽培的基本概念和原理，并结合实践教学环节，不断更新授课内容以反映该领域的最新研究进展和生产发展态势。重点介绍了固体基质、营养液的配置管理以及无土栽培设置形式和主要的设施无土栽培作物的栽培技术等内容。

掌握无土栽培学的基本知识和基本原理，包括无土栽培的发展、无土栽培技术形式、固体基质和营养液的知识。具有无土栽培学的固体基质栽培和营养液管理技术，可以独立设计简单的实验，选择适合的营养液配方，计算配制和技术管理能力。养成严谨认真的科学态度，培养良好的团队合作协调能力，具备从事无土栽培技术人员的基本素养。

(二)师资力量培养。本课程对于教师的专业水平有着较高的要求，因此需要建立师资培训计划。一是要建立新教师岗前培训机制。对于新入职教师实施培训，通过《高等教育学》《高等教育心理学》《科研方法论》《高校教师职业道德修养》等培训课程，促进青年教师快速融入角色。二是要建立青年教师导师制。组织教授与副教授为导师团队，对青年教师进行一对一指导，引导青年教师的教学水平、科研能力发展。三是要建立教师资格审定制度。每学期学校应统一开展开课教师公开课试讲活动，通过检查教师的教学资源准备、授课过程以及效果，通过审定后才能具备授课资格。四是要建立定期教研活动规划。每周四下午组织教研组成员开展教研活动，各个教师针对当前面临的教学问题与困境提出有效的改革建议，同时促进教师交流，积极学习先进的教学方法与理论，了解最新的政策动态与新闻等。五是要建立督导听课制度。学院每学期应开展督导听课活动，针对教师的教学材料准备、教案设计、讲稿内容、教学进度、实训成果等进行检查，作为教师考核的关键内容之一。六是要打造“双师型”教师。积极鼓励教师参与技能培训与考核竞赛，参与校企互聘活动，在实践中提升操作技能与岗位实践力，考取多个专业技术资格证书。通过以上培训计划，保证本课程师资团队具有良好的人才结构、师德师风、业务素质以及学术水平。

(三)课程资源内容。

1.线下教学资料。一是本课程以设施农业科学与工程专业的人才培育目标为基础，根据当前学生就业岗位的技能要求与行业发展趋势制定教学大纲，并在每年根据各项变动进行调整与完善。二是本课程理论教材选用由郭世荣主编、中国农业出版社出版的《无土栽培学》一书，内容包括无土栽培理论基础、无土栽培设施没备、无土栽培的营养液、无土栽培基质、无土栽培方式及配套栽培系统、主要园艺作物的无土栽培技术及无土栽培技术的拓展应用等。既重视对无土栽培基本理论的系统阐述，又融合了近年无土栽培领域的新成果与新技术，同时还有来自生产一线的主要园艺作物无土栽培实用技术提炼总结，根据教学需要，书后还附有相关的实验指导，是“十三五”规划教材。此外，本课程还设立了学生推荐书目，并且在后续还会建立具有本校特色的校本教材。三是本课程教案与讲稿配套齐全，课程以实验项目流程为主线设计，结合企业实际案例展开教学，将新技术与新方法融入其中。教案以2学时编制一个单元，包含课时、教学目标、教学重点、教学难点、教学过程、教学方法等板块。

2.线上教学资源。第一，本课程依托“智慧树平台”建立在线课程，由课程组全体教师参与资源建设与录制，包括课件、讲稿、试题、教学大纲、授课视频等。第二，在线课程目前共四十节课程视频，共523分钟，平均每分钟拥有一个弹题对学生进行测试；同时还包括40个非视频资源、9次测验与作业内容、234道测试题、200道考试题，主要呈现为图片、视频、作业、案例、习题等形式。第三，本课程拥有独立线上习题库。试题难度分为三个等级，由易到难数量占比为30%、40%和30%，试题覆盖本课程所有知识点，题型包含选择、判断等，满足教学需求。

(四)教学方法手段。本课程以培育应用型人才为基础目标，教学方法坚持学生主体、能力本位的原则，采用多元化、个性化的教学手段，以提升学生的专业技能与综合素质。采用信息化教学手段，线上线下、虚拟与现实“双结合”的教学模式，通过充分挖掘蕴含在专业知识与技能中的德育元素，以专业知识与技能为载体，以社会主义核心价值观和中华优秀传统文化教育为灵魂和主线，注重培养学生自主学习能力和创新精神，培养学生爱国主义情怀，科学家精神，工匠精神，坚定学生学农、爱农、兴农的理想信念，培养学生社会服务意识，实现全过程育人、全方位育人。

1.落实信息化教学手段。一方面构建了全套图文课件，另一方面具有真实的企业现场标准化操作流程视频，形成了以课件为基础，以视听资源构建情境案例的教学形态。同时，还具备各类实验实物、图表、图片等辅助教具，通过与多媒体结合，形成多手段融合的灵活教学形式。

2.采取模拟练习教学法。针对学生实验，课程以仿真软件平台为基础，采取虚拟仿真+模拟练习+实操三阶段培养模式，引导学生先建立实验的基础认知，熟悉实验的基本流程与操作标准，通过循序渐进的实验训练过程，不仅可以大大降低学生独立实验的危险性，还能提升实验效率，挖掘学生潜能。

3.采取小组合作教学。以学生自愿为基础建立小组，各小组保持5～8人，根据课程内容、学生兴趣、培养材料等设计组名。根据课程内容设计实验项目，小组设立组长负责组员协调、沟通与任务分配，同时要传达教师的活动安排、提示、要求等信息，并协助教师完成组内的实验观察记录。课下，小组自主结合兴趣继续实验探索或开发，积极参与教师科研项目及学科竞赛。

4.采取案例教学法。以企业实际生产工作案例为基础，一方面要求学生在案例中了解企业实际情况、岗位职责、工作内容与形式等，另一方面则要结合所学知识，解决实际案例中的问题，设计可行有效的实验方案。此外，邀请行业企业专家现场讲座的方式，拓展课堂理论知识，激发学生学习兴趣和增强学习效果。在课后作业批改与辅导答疑环节，本课程采取QQ群、微信群、智慧树平台、钉钉直播等途径与方式展开，取得了良好效果。

(五)课程建设特色。

1.通过“农科教”紧密结合，重塑课程内容，打造双师团队。本课程针对现代农业新热点、新技术，不断对授课内容进行更新。结合人才培养方案修订，通过交流沟通了解产业新动态和新进展；同时每年组织青年教师带领学生参加农业博览会。在通过组织课程组集体研讨，将这些内容增加到课程理论和实践教学中，以案例分析、课堂讨论、创业路演等形式展开教学。课程组结合科研项目，一方面可以促进科研成果转化、为企业解决生产问题，另一方面了解企业需求、搜集相关教学资料，增加青年教师行业从业经验，实现农科教深度融合。

2.充分发挥线上线下教学模式的优势。针对“新农科”建设和新型农林人才培养的重要教学内容，课程组成员充分利用了现代教育技术，录制了500分钟的线上教学资源，并建设了设施果树无土栽培虚拟仿真实验教学项目，整体实现了本课程的教学资源网络化，大大提高了学生的学习效率，也为教师的讲授提供了很好的智能化平台。

3.坚持课程育人、融入思政元素。把思政教育融入教学过程。如通过了解传统文化中古人进行无土栽培的萌芽，培养学生文化素养和爱国主义情怀；生产过程中注意将农业废弃物处理循环再利用，培养学生生态环保意识；通过介绍农业科技工作者、优秀企业家等，培养学生新时期工匠精神和科学家精神；结合科研院所科研成果，以企业先进的生产技术为依托，采用高校联合、校所联合和校企联合的人才培养模式，培养爱农业、懂技术的复合应用型实用技能型新农业人才。

(六)课程考核方式。本课程以考查为主要考核模式，以教学大纲为基础，设计考核命题与审核标准。理论课程以课程论文与开卷考试等形式展开考核。成绩评定分为两部分，平时成绩占比40%，主要包括考勤、作业、实验报告、网课成绩等，期末成绩占比60%；此外还要求论文具有一定实践与研究意义，符合格式、字数要求，并通过开题、中期以及结题答辩。实验报告成绩要求完整、真实；项目考核应达到考核标准，即保证任务完成度、产品质量达标、符合考核标准；具体包括操作流程、标准、熟练程度、完成质量与成活率几个方面。同时，本课程强调过程性评价，采取逐级考核的机制，由教师、组长、组员逐层递进，针对学生的态度、出勤、素质、创新等方面作出综合评价。开卷考试则设计为简答、论述、案例分析等主观题，试题重复度保持低于10%，难易程度为适中。

三、结语

在高校的设施农业科学与工程专业中，《设施无土栽培》课程建设具有非常重要的意义与价值。虽然目前该课程还缺少自主开发的校本教材，教师在实践经验方面有待加强，线上课程还需要不断完善与更新，但随着课程组科研成果、企业标准以及实践经验的逐步融入和结合，在校企合作和线上课程体系建设下，该课程将不断优化与完善，以达到更高的品质。