新农科建设中作物生产实践课程教学内容的优化

［摘 要］ 新农科建设要求涉农高校对传统农学专业进行优化升级，强化实践教育以加快新型农林人才的培养。作物生产实践课程对植物生产类专业的人才培养有着举足轻重的作用。以“植物田间技术”课程为例，依据新农科建设要求，对标“金课”的“两性一度”，对作物生产实践课程的课程思政建设和创新从低阶到高阶的多层次—递进式—全方位的教学内容重构方案进行了探讨，旨在响应新农科建设的号召，全面提高教学水平，为国家培养具有“大国三农”情怀、综合实践能力强、创新素养高的新型农林人才。

［关键词］ 课程思政；新农科建设；作物生产实践课程；教学改革；“金课”

［基金项目］ 2021年度教育部产学合作协同育人项目“新时代背景下涉农教师信息化教学能力提升计划”（202101287014）

［作者简介］ 毛 芬（1992—），女，陕西商洛人，博士，中国农业大学农学院作物生理与栽培学系实验师，主要从事作物生产实践教学研究；黄收兵（1985—），男，山东菏泽人，博士，中国农业大学农学院副教授，主要从事作物逆境生理与高产栽培研究；张明才（1975—），男，安徽六安人，博士，中国农业大学农学院作物生理与栽培学系系主任，教授（通信作者），主要从事作物化学控制研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）04-0046-05 ［收稿日期］ 2023-01-03

启动于2019年的新农科建设是以“新农科研究与改革实践项目”为主的一系列工作，已奏响的新农科建设“三部曲”包括“安吉共识”“北大仓行动”和“北京指南”［1-3］。其中“北京指南”明确指出在“专业优化改革攻坚实践”领域需对传统专业进行改造，以促进涉农专业整体优化升级；在“新型农林人才培养改革实践”领域需强化实践教育和创新创业教育，以加快培养知农爱农的新型农林人才［3］。

教育部公布的2020版《普通高等学校本科专业目录》中，隶属于农学学科大类的植物生产类专业共包括15个，分别是农学、园艺、植物保护、植物科学与技术、种子科学与工程、设施农业科学与工程、茶学、烟草、应用生物科学、农艺教育、园艺教育、智慧农业、菌物科学与工程、农药化肥和生物农药科学与工程［4］。这些专业都具有很强的实践性，肩负着为国家培养农林人才的使命，也是推进乡村振兴的“发动机”。建设发展这类专业的前提是熟悉作物及其生长发育规律，“植物田间技术”课程就是这样一门为植物生产类专业学生开设的基础性专业实验课［5］。

根据新农科建设的要求，作为面向所有植物生产类专业学生授课的传统农学专业基础实践课，“植物田间技术”课程将成为思政育人、强化实践教育和创新教育的重要平台，涉农高校如何对这一平台进行优化升级，并利用这一平台将植物生产类专业的学生培养为实践能力强、创新素养高的知农爱农型农业人才，是一个亟待解决的问题。

一、“植物田间技术”课程教学内容的设置现状

目前，“植物田间技术”课程设置的教学内容主要包括作物的生物学观察和田间技术两大方面［6］。作物的生物学观察包括对五大实践教学区内种植的小麦、玉米、花生、甘薯和棉花的生长发育过程及其产量形成规律的认知，以及对约300种生产中重要作物的生物学特征的认知；田间技术包括五大主要作物从种到收的农事操作和栽培管理技术，以及定样点、取样和测产等田间调查技术。两大方面的教学内容涉及课堂理论教学、田间实践操作和室内试验操作三个教学环节。课堂理论教学主要向学生讲授基本原理和实验实践要求；田间实践操作则以学生在“责任田”独立进行播种和田间管理以及定株（点）调查和测产等为主，辅之以教师现场示范和指导；室内实验包括种子发芽实验、作物生长发育性状的考查、作物幼穗分化和花芽分化的观察、作物果实发育和籽粒形成与灌浆过程的考查、作物经济性状考查等。

新农科建设要求新型农林人才须具备较高的科学创新素养。因此，为调查“植物田间技术”课程对学生实践创新素养的培养情况，本文对中国农业大学2018级农学、种子科学与工程、气象和植物保护等专业的本科生进行了问卷调查。本次调查采用问卷星发放问卷226份，共回收有效问卷168份。调查显示，有52.98%的大学生认为他们在该课程的学习过程中践行了创新性学习，有47.02%的学生认为他们没有践行创新性学习（见图1）。这反映了传统课程教学内容的设置存在基础性与验证性内容占比较高，而设计性、综合性与探索性内容占比较低，导致学生实践创新思维锻炼不足的问题。因此，“植物田间技术”课程亟须适当调整教学内容的设置，加强对学生综合实践技能和科学创新素养的培养，以逐步解决现代化农业发展过程中遇到的综合型农业人才严重短缺的问题［7］。

二、“植物田间技术”课程教学内容的优化探索

（一）加强课程思政建设，培养学生的“大国三农”情怀和科学价值观

2016年，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议中指出：“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面。”［8］因此，坚持以社会主义核心价值观为指导思想，以立德树人为根本目的，结合新农科建设要求与学科特点，以学生为中心，开展课程思政建设，将思想政治教育融入教学全过程，依照《中国农业大学课程“育人大纲”撰写指南》，将课程教学大纲修订为育人大纲，推动专业课发挥思想政治教育功能，是落实高校立德树人根本任务的重要举措，也是“植物田间技术”课程义不容辞的育人使命。

在教学过程中，秉承“立德树人，课程思政育人”，将思政元素以案例的形式融入课程教学环节，充分发挥专业课程的价值引领作用，实现价值引领、知识传授与能力培养的有机结合。具体措施如下：首先，适当引入传统农耕文明的介绍，使学生充分感受其中所蕴含的文化精髓，增强学生的民族自豪感和爱国爱农情怀，并以此唤起广大学生发扬农耕文化的责任感与使命感；其次，引入“杂交水稻之父”袁隆平院士、“麦田里的守望者”蔡旭教授、吨粮田里的“马扎”教授、“田保姆”郭天财教授和培育“农大108”玉米新品种的许启凤教授等杰出农学家献身农业实践创新的事迹，培养学生的实践创新意识和科学奉献精神［9-13］；另外，也可将老一代农大人在曲周建立“治碱实验站”，立志“不治好盐碱就不回家”，最终经过长期的研究实践，将“盐碱滩”改造为“米粮川”的伟大事迹［14］，近年来农大人接过服务“三农”的接力棒，在曲周首创“科技小院”砥砺前行的传承奉献事迹［15］，以及农大学子“玉米哥”杨天龙扎根基层、服务乡村振兴的感人故事植入教学［16］，通过展示几代农大人爱国奋斗、科学报国的精神与情怀，培养当代农大学子的“大国三农”情怀和科学价值观；最后，引入农业科技辉煌成就的典型案例，如我国粮食生产实现历史性的“十七连丰”、农业科技进步贡献率已超56%、主要农作物耕种收综合机械化水平超65%，以及主要农作物良种覆盖率已稳定在96%以上等［17］，结合时事热点，穿插开展我国粮食生产问题大讨论，激发学生“乡村振兴、担当有我”的“三农”情怀。

（二）对标“金课”建设标准，创新从低阶到高阶的多层次—递进式—全方位教学内容

为全面振兴本科教育，教育部在启动新农科建设的同时，实施了一流本科专业“双万计划”，旨在打造数万门具有高阶性、创新性和挑战度的“金课”，全面推进高等教育内涵式发展［18］。有着近40年教学经验和教改成果的“植物田间技术”课程，在统筹推进一流学科和“金课”建设中，应积极落实创新驱动发展战略，及时回应学生的学习期待，主动承担起全面提高教学水平的责任。在教学内容重构中，课程可对标新农科一流本科课程建设标准，创新从低阶到高阶的多层次—递进式—全方位教学内容。

1.以“作物类别—生育进程—器官发生与建成—生物学特征”为主线讲授作物认知基础知识。在这个教学过程中：首先，教学团队因校制宜，自主实施，遵循代表性和地域性原则，已在原来的五大作物实践教学区基础上增加了水稻、大豆、马铃薯和油菜实践教学区，带领学生深入了解了它们的生长发育过程及其种植管理方法，增加了本科生作物学的知识储备，为将来可能从事创新性科学研究打下基础；其次，在正常播种的基础上，增设了影响作物生长发育进程的田间管理因素，如种薯催芽缩短马铃薯出苗期，棉花覆膜加快生长发育等，通过对比促进学生对作物发育进程的理解，促进学生熟练掌握调查作物生长发育进程的基本研究方法，增强学生的田间调查技能；再次，在对原来选择有代表性的植株进行定株调查之外，增加了随机取样的定株调查，从出苗后观察至作物收获，组织学生比较代表性样株和随机取样样株各器官发生发育的异同并分析原因，以此培养学生对大田作物器官生长情况的诊断能力；最后，将对实践教学区内九大作物的生物学特征观察扩展至同种作物的不同品种及标本区内的同类作物，如黑大豆和黄大豆、紫薯和烟薯、九大玉米类型、三种油菜类型、四大栽培棉类型、四种花生类型、小麦及其起源种等［6］，组织学生根据观察情况自行总结同一大类作物共有的生物学特征及各自拥有的生物学特点，从实践教学中总结理论知识，提高教学内容的挑战度。

2.以“作物播前准备—播种—田间管理—测产与收获”为主线讲授农事实践技术。首先，在作物播种前，将教学团队的作物品种选择权交给学生，由学生根据品种特性，依据“马扎”教授的“吨粮田”理论［11］，选择生育期合适的种子播种，并结合教学时间制订接茬种植计划，使相应教学用地全年的作物产量最大化，以此充分调动学生践行理论知识；其次，在作物播种时，将同一作物的单一化种植条件改为差异化播种，比较其生长发育情况，如其他条件相同时，将小麦和玉米按不同深度播种，观察地中茎的发育情况，或在水稻两叶期之前和之后分别插秧，观察分蘖情况，培养学生科学栽培作物的意识；再次，在作物生长过程中，增加作物栽培环境的调查维度，连续监测并记录土壤中的水分及养分含量、作物叶片的光合作用水平、作物的非生物胁迫信号转导水平、环境中的病虫草害发生水平及气候变化情况等，组织学生制订间苗、补苗、中耕、施肥、灌溉、除草及病虫害防治等田间综合管理方案，提高教学内容高阶性，加强学生的生物响应敏感度，培养科学综合管理大田作物的能力；另外，在作物测产与收获前，增加了机械化采收预备项目，如适时对棉花进行脱叶处理等，加强现代化农业生产实践教学，促进学生从“试验田”走向“大田耕作”；最后，在作物测产与收获后，增加了作物产量及品质的分析与评价项目，如通过棉花梳绒考查纤维品质等，组织学生对影响作物生物产量、经济产量和产品品质的因素进行分析，评价自己制订的栽培管理方案存在的优缺点，加深学生对科学栽培的理解，培养学生的创新实践能力。

3.开发作物种植虚拟仿真系统，增设具有创新性和探索性的作物生产试验项目。新农科建设要求高等农业教育必须创新发展，着力提升青年人才的创新意识和创新能力。“植物田间技术”课程的调查问卷反映出现有教学内容的设置对学生创新意识和创新能力的培养有所欠缺。对此，该课程开发了作物种植虚拟仿真系统（见图2），该系统以三维动态形式模拟作物种植全过程，解除了时间和空间对作物生产的限制，为开展创新性和探索性的作物生产试验项目提供了平台。

“植物田间技术”课程充分运用该虚拟仿真系统，组织多个植物生产类专业的学生自由组队，共同设计一个需要运用交叉学科知识的综合性作物生产试验项目。比如，在作物栽培试验中，作物种子由农学专业的学生依据品种特性进行选择，气候和环境的变化情况由气象和生态专业的学生进行监测并提供水肥建议，病虫害发生情况由植保专业的学生进行调查并给出田间管理建议，最后的测产和收获以及产量成因分析由团队成员共同完成。该项目从选题到试验设计，再到方案实施和数据分析均由学生团队自主完成。教学团队根据学生的不同专业背景设计了不同的试验环节，充分调动每名学生积极参与其中。通过综合性作物生产试验项目的实施，“植物田间技术”课程提高了教学内容的创新性，加强了对植物生产类专业学生创新思维和综合实践能力的培养。

结语

新时代高等农业教育迎来了推进乡村振兴的神圣使命，新农科建设也为高等农业教育的发展指明了方向。“植物田间技术”课程作为植物生产类专业本科生的基础性实验课程，具有很强的实践性，是为国家培养乡村振兴人才的摇篮。一方面，该课程围绕立德树人根本任务，深入挖掘了多个课堂思政元素，将思想政治教育贯穿课堂始终，培养了学生知农爱农的“大国三农”情怀；另一方面，积极对标“金课”建设标准，以“作物类别—生育进程—器官发生与建成—生物学特征”为主线讲授作物认知基础知识，以“作物播前准备—播种—田间管理—测产与收获”为主线讲授农事实践技术，创新了从低阶到高阶的多层次—递进式—全方位教学内容，同时采用作物种植虚拟仿真系统，增设了具有创新性和探索性的作物生产试验项目，进一步加强了对学生综合实践能力和科学创新素养的培养。

“植物田间技术”课程属于作物生产实践课，作物生产实践课是植物生产类专业学生培养环节的主干课程［19］。这类课程需要学生参与作物生产全过程，因此需要学生掌握并综合运用多学科知识。随着新农科建设的推进，越来越多的课程已经开始进行教学改革［20-23］。作物生产实践课程作为培养农业人才的重要课程，也应以新农科建设为导向，充分考虑课程思政育人和“金课”建设标准，积极改革，勇于创新，及时减少基础性与验证性实践内容的占比，增加设计性、综合性与探索性实践内容的设置，加强多学科融合，培养学生发现、分析和解决实际生产问题的能力，同时强化学生创新素质的培养，为国家培养德才兼备、知农爱农的新型农林人才，促进高等农业教育从“试验田”走向“大田耕作”，加快乡村振兴。