POPBL模式在研究生課程植物營養(yǎng)學研究進展教學中的實踐研究

摘要 本文分析了在研究生課程植物營養(yǎng)學研究進展教學過程中，教學內(nèi)容、教學方法和課程考核評價等方面存在的待改進之處，將POPBL模式應用于該課程教學實踐效果。具體包括以問題為引導開展課程教學，優(yōu)化課程教學設計，提供多元化的討論機會，建立科學、全面的課程評估體系。同時，分析該模式在課程教學中的應用效果。實踐表明，該教學模式有利于調(diào)動研究生主動學習的積極性，培養(yǎng)其科學精神和品質(zhì)，為其后續(xù)開展科研工作等奠定良好基礎。該教學模式可以為其他專業(yè)的研究生課程教學提供參考。

關鍵詞 POPBL模式；植物營養(yǎng)學研究進展；農(nóng)學人才培養(yǎng)；農(nóng)藝與種業(yè)

中圖分類號 G642.3；S3-3? ?文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2024）10-0107-05

Practical research of POPBL model in the teaching of Research Progress in Plant Nutrition

in graduate courses

LIU Ying

（College of Coastal Agricultural Sciences， Guangdong Ocean University， Zhanjiang 524088， China）

Abstract This article analyzed the areas for improvement in teaching content， teaching methods， course assessment and evaluation in the Research Progress in Plant Nutrition in graduate courses， applied the POPBL model to the teaching practice of this course included using questions to guide students in course learning， optimizing teaching design， providing diverse discussion opportunities， and establishing a scientific and comprehensive course evaluation system. Meanwhile， analyzed the application effect of this model in course teaching. Practice had shown that this teaching model was conducive to mobilizing the enthusiasm of graduate students for active learning， cultivating their scientific spirit and quality， and laying a good foundation for their subsequent scientific research work. This teaching model could provide reference for graduate course teaching in other majors.

Keywords POPBL model; Research Progress in Plant Nutrition; cultivation of agricultural talents; agronomy and seed industry

植物營養(yǎng)學研究進展是農(nóng)學碩士農(nóng)藝與種業(yè)領域的重要基礎課程之一[1]，該課程內(nèi)容包括在分子、細胞或群體水平上研究各類作物對營養(yǎng)成分的獲取、轉(zhuǎn)運和同化的機理，分析作物與生存環(huán)境之間能量物質(zhì)的交流及其調(diào)節(jié)，知識點種類較多，內(nèi)容較新，有一定學習難度，是高校農(nóng)學碩士研究生的必修課之一[2]。植物營養(yǎng)學研究進展是理論和實際結(jié)合密切的課程，其實踐教學內(nèi)容有助于研究生將理論知識應用于實際生產(chǎn)，有利于加深學生對理論知識的理解，讓其在實踐過程中學習和掌握各種實用技術(shù)，增強其應變能力和動手能力。實踐中，部分高校設置的植物營養(yǎng)學研究進展課程包含實踐部分，實踐內(nèi)容比較分散和不連貫，關聯(lián)度有待進一步提高。

POPBL教學模式強調(diào)以問題為引導，通過項目來開展學習，提倡學科之間相互借鑒和實踐，重視多人參與協(xié)同合作完成學習任務[3]。該模式依據(jù)課程教學內(nèi)容、人才培養(yǎng)目標以及學生本身的知識層次和水平提出不同的問題，讓學生從問題中探究其更深層次的科學問題，再通過獨立思考、查找文獻資料等方式來找出解決問題的辦法，并將相關辦法匯總形成可行的實踐方案，通過動手實踐來驗證方案的準確性，最后獲得實踐結(jié)論。采用這種教學模式，可以很好地訓練學生獨立思考、主動學習和團結(jié)協(xié)作等能力，有利于學科之間的有機融合，讓學生學會運用多學科知識來解決問題，使其知識結(jié)構(gòu)更加系統(tǒng)。劉倩等[4]探索了POPBL模式在微生物學實驗課程的教學改革，以小組學習的方式進行教學，有利于培養(yǎng)學生的團隊意識和團結(jié)協(xié)作能力。該教學模式涵蓋翻轉(zhuǎn)課堂、研究性學習、自由探索和討論等教學理念和方法，重視對學生學習過程的考評，在提升學生科研素質(zhì)和實踐能力等方面具有良好的教學效果。

為提高研究生理論知識水平，改進課程配套實踐方案，提高研究生的探索精神和創(chuàng)新能力，增加其開展科研的實踐機會，鍛煉和提升研究生的文獻資料獲取、合作精神、語言表達和協(xié)商互助等綜合能力和素質(zhì)，本文將POPBL教學模式應用于植物營養(yǎng)學研究進展課程教學，以問題為導向，以項目為基礎，將課堂理論與植物營養(yǎng)學問題項目有機結(jié)合。實踐證明，在該教學模式下，教師綜合素養(yǎng)有所提升，研究生主動學習和實踐創(chuàng)新的能力得到增強，教學質(zhì)量和效果提升明顯。該教學模式可以為其他專業(yè)的研究生課程教學提供參考。

1 植物營養(yǎng)學研究進展課程教學中存在的待改進之處

部分高校開設的植物營養(yǎng)學研究進展課程注重對植物營養(yǎng)學領域理論知識的傳授，對實踐應用的重視程度有待進一步提升，且部分實踐活動的針對性和匹配度有待進一步提升，導致研究生在遇到實際問題時可能無法完全將所學理論知識與實際應用有機結(jié)合起來。植物營養(yǎng)學研究進展課程教學過程中主要存在以下方面的待改進之處。

1.1 教學內(nèi)容方面

植物營養(yǎng)學研究進展課程的理論知識不僅要涵蓋本學科的最新研究進展，還要重視內(nèi)容的連貫性和全面性，尤其要重視理論和實踐相互結(jié)合。實踐中，該課程教學內(nèi)容安排合理性有待進一步增強，教學方案有待進一步完善。該研究生課程與本科課程植物營養(yǎng)學相比，在教學內(nèi)容的難度上有所提高，其余教學內(nèi)容差別不大，都是講授植物營養(yǎng)學領域的理論知識點，將知識點與生產(chǎn)實際進行結(jié)合的教學內(nèi)容有待進一步豐富。該課程的教學目標是以學習、理解和掌握植物營養(yǎng)學領域的理論知識為主，實踐課程占據(jù)的學時較少，對知識點之間的聯(lián)系和應用實踐有待進一步加強，導致教學內(nèi)容系統(tǒng)性和創(chuàng)新性有待進一步增強，以有效培養(yǎng)研究生的科學素養(yǎng)和思維，促使研究生學習和掌握開展科學研究的具體方法。

1.2 教學方法方面

在開展研究生課程植物營養(yǎng)學研究進展教學時，所采用的教學方法與本科課程植物營養(yǎng)學的教學方法暫未體現(xiàn)差異性，均傾向于采用以教師為中心的教學方法，由教師通過板書或展示課件講解課程內(nèi)容，并在課后規(guī)定學習范圍、明確查詢方法，學生則根據(jù)教師的要求查詢并獲取相應的知識內(nèi)容。在教學過程中，研究生的參與程度有待進一步提升，不利于培養(yǎng)學生的獨立思考能力，其自主學習的積極性有待進一步增強。

1.3 課程考核評價方面

研究生完成課程學習任務，不僅要掌握相關理論知識，還要通過課程學習訓練提升科研素養(yǎng)和能力，培養(yǎng)對科學問題的思考方式和方法，以及學會找到應對問題的解決方案，為研究生獨立開展科研工作打下基礎。實踐中，該課程的考核評價方式有待進一步更新，亟須優(yōu)化以期末考試成績?yōu)橹鞯目己朔绞?，增加對研究生科研素養(yǎng)和能力的評價，以科學、客觀地對研究生的真實學習情況進行綜合考評。

2 POPBL教學模式在植物營養(yǎng)學研究進展課程教學中的應用

研究生課程植物營養(yǎng)學研究進展已完成多個班級的教學任務，每個班級11～16人。在正式教學前，利用問卷星平臺了解學生的基本信息[5]，調(diào)查結(jié)果顯示，部分學生已經(jīng)學習了生物化學、植物營養(yǎng)學、植物生理學和分子生物學等課程，但在教學過程中未使用POPBL方法；進一步分析發(fā)現(xiàn)，僅少數(shù)學生在實驗室開展科研工作或參與科技競賽活動；除撰寫本科畢業(yè)論文外，較少學生在本科期間撰寫或者發(fā)表過學術(shù)論文；學生普遍認為自己在研究方案的準備、獨立開展實驗操作以及對結(jié)果進行總結(jié)和分析等方面的能力都有待進一步提高，科研訓練和實踐經(jīng)歷有待進一步豐富。

2.1 以問題為引導開展課程教學

將POPBL教學模式應用于植物營養(yǎng)學研究進展課程教學中，將具體教學內(nèi)容設置為一個較宏觀的科學問題，即“什么是肥料？肥料與人類生存環(huán)境的關系是什么？”肥料指能為作物提供多種營養(yǎng)元素的物質(zhì)，這些物質(zhì)具有改良土壤品質(zhì)和增加土壤肥力的作用效果，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和植物營養(yǎng)領域大量施用[6-7]。在課程教學過程中，選擇具有代表性的肥料作為探究對象，將上述科學問題分解為6個部分：肥料的發(fā)展歷程，肥料的種類，肥料的使用準則，肥料的貯藏方法，肥料的作用效果，肥料的鑒定方法。這些問題涵蓋肥料類型、使用和貯存方法及作用效果案例等經(jīng)典知識。

針對以上科學問題的具體研究內(nèi)容，指引學生開展獨立思考，并研究實施方案。具體包括：（1）選用的肥料具有什么效果？在生產(chǎn)實踐中有什么特色？例如，當部分地區(qū)的土壤缺乏某些營養(yǎng)元素時，是否可以根據(jù)土壤的實際情況進行測土配方施肥？如何構(gòu)建一整套快速區(qū)分肥料類型的方法？得到這些肥料后該如何對其合理使用？通過問題引導學生分析肥料的營養(yǎng)特征和生產(chǎn)肥料所需條件，依據(jù)肥料本身的物理特性和化學性質(zhì)篩選適宜的鑒別方法，并使用分類學的標準分別對其進行命名和歸類。（2）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常施用哪些肥料？應該依據(jù)什么標準選擇何種肥料？通過問題引導學生依據(jù)肥料類型、作物特性、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)目的和條件等選擇適合的肥料。（3）為達到作物增產(chǎn)的目的，應如何優(yōu)化肥料施用方法？應優(yōu)化哪些參數(shù)？通過問題引導學生依據(jù)作物的習性和周圍條件篩選適宜的施肥方法和參數(shù)。（4）如何利用農(nóng)業(yè)廢棄物加工成有機肥料？這些有機肥料有哪些特征？依據(jù)其特征選擇何種方式加工和生產(chǎn)有機肥較為合適？通過問題引導學生根據(jù)有機肥的種類、特性和使用效果等篩選適宜的方法來加工和生產(chǎn)有機肥料。

2.2 優(yōu)化課程教學設計

根據(jù)教學內(nèi)容，選擇相應的科學問題，基于課程教學內(nèi)容的完整性，通過一個重要的科學問題，把每個章節(jié)的知識點進行串聯(lián)和銜接，如通過案例教學讓學生掌握肥料的來源、發(fā)展、分類和利用及基本特性，植物營養(yǎng)元素及養(yǎng)分的吸收與運輸，以及缺素癥狀與營養(yǎng)診斷等知識，涵蓋了植物營養(yǎng)學研究進展課程中的主要內(nèi)容。另外，開展科學問題的探究一般需要利用多學科知識和基本原理，學科交叉和融合驅(qū)動學生提升對知識的綜合運用能力[8-9]。植物營養(yǎng)學研究進展課程選擇的科學問題具有多種學科相互交叉和影響的特征，如植物營養(yǎng)成分運用了化學和植物生理學知識，植物根系生物學特性與養(yǎng)分吸收涉及植物育種學及植物學知識，植物根系對養(yǎng)分的吸收機制則運用了植物生理學、基因工程等基本原理，通過多學科知識的相互滲透和融合，優(yōu)化課程教學設計，鍛煉學生利用多學科知識和原理來研究科學問題的能力[10]。

2.3 開展多元化課程討論活動

在植物營養(yǎng)學研究進展課程教學過程中，早期是由教師為學生詳細講解實踐方案的內(nèi)容和具體操作步驟，學生處于被動學習狀態(tài)，較難自由選擇實踐方案和方法，其獨立思考和探索能力存在較大提升空間。基于此，在植物營養(yǎng)學研究進展課程教學中引入POPBL模式，教師采用問題導向式的教學方法，先提出一個科學問題，引導學生進行獨立思考，讓學生根據(jù)個人意愿對自己感興趣的問題進行分組探討。為了完成學習任務，解決相關科學問題，學生需要利用網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫、期刊和書籍等資料進行研究，還可能需要利用實驗室設備進行實踐探索。在開展課程實踐的過程中，教師需要對部分重要實驗步驟進行詳細講解，并著重強調(diào)安全教育，積極利用網(wǎng)絡教學工具或平臺[11]，上傳相關學習資料和實踐操作視頻，讓學生先通過自主學習，提前熟悉并掌握基本原理、實踐步驟和重要儀器的操作流程等。在成果匯報階段，每個小組根據(jù)成員之間的探討結(jié)果、實踐結(jié)果，針對所選的科學問題制定系統(tǒng)方案，通過PPT展示解決方案和技術(shù)路線，向教師和同學講解這一科學問題的基本原理、研究解決方案以及最終結(jié)果；教師和其他學生對其匯報成果進行評價和反饋，小組再根據(jù)反饋意見對方案進行討論和修改，最終形成實踐報告方案。此外，學生在實踐訓練完成后，要歸納總結(jié)實踐過程中遇到的問題，并進行討論和分析，明確列出可以改進的地方和具體的改進措施，最后撰寫課程實踐的研究報告。

2.4 建立科學全面的課程評估體系

以往的植物營養(yǎng)學研究進展課程評價一般以期末考試成績和課堂表現(xiàn)為主。采用POPBL模式進行植物營養(yǎng)學研究進展課程教學，依據(jù)POPBL模式的基本特征，把植物營養(yǎng)學研究進展評估體系歸納為3個方面：研究方案的科學性、理論學習情況和實踐報告撰寫質(zhì)量。其中，研究方案主要評估學生從科學問題中凝練問題，借助工具查閱文獻資料，辯證看待問題，與小組成員進行有效溝通和探討，以及團隊協(xié)作意識和能力；理論學習從研究生對章節(jié)知識的掌握情況、新技術(shù)的學習能力和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫應用能力等方面開展評估；課程實踐報告撰寫質(zhì)量主要從報告撰寫的規(guī)范性、分析問題的能力等方面開展評估。這種課程評估體系比較注重考察學生的獨立思考能力，能更好地激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，有利于更加科學、全面地對學生學習和掌握該課程的具體情況開展評估。

3 POPBL模式在植物營養(yǎng)學研究進展教學過程中的實踐效果分析

為了更好地掌握學生學習的效果和進度，教師在教學完成后對授課學生展開問卷調(diào)查，并對調(diào)查結(jié)果進行分析。結(jié)果表明，大部分研究生認為，植物營養(yǎng)學研究進展課程采用POPBL教學模式后，無論是在內(nèi)容設置，還是知識點難度及分組規(guī)模方面，都更加合理。在研究方案的科學性方面，教師提出科學問題后，會先讓學生針對問題開展細致的、有深度的探討活動，學生依據(jù)討論結(jié)果選擇最優(yōu)研究方案，這有利于促使研究方案更加科學和更具可行性。在理論學習情況方面，學生一致認為，經(jīng)過課程的訓練，其在學習過程中會更加注重抓重點、學重點，學會使用數(shù)據(jù)庫和合理安排時間等；在實踐報告撰寫質(zhì)量方面，學生對教師提出的科學問題展開廣泛討論，及時分析可能遇到的問題，并總結(jié)歸納成一定的研究結(jié)果。同時，學生的論文撰寫更加科學和規(guī)范，分析問題時有更深層次的思考，查閱文獻時會更加熟練地使用各類檢索工具。例如，為了更好地解決教師發(fā)布的科學問題，61.8%的學生查閱了10～15篇學術(shù)論文，23.6%的學生仔細閱讀了15篇以上的參考文獻，14.6%的研究生查閱了30篇以上的文獻資料。這說明采用POPBL教學模式有效促進了研究生文獻查找及閱讀能力的提高。課后進一步調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過POPBL課程訓練，參加各類科學技術(shù)比賽和發(fā)表學術(shù)論文的學生人數(shù)明顯增多。在植物營養(yǎng)學研究進展教學中應用POPBL模式，以學生為教學主體，以科學問題為指引，有利于讓教學過程更加生動有趣，促使學生更加積極主動地開展探索和學習，讓學生的科研素養(yǎng)得到進一步提升。

4 結(jié)語

將以科學問題為引領的POPBL模式引入植物營養(yǎng)學研究進展教學中，教師針對植物營養(yǎng)學領域的實踐過程提出科學問題，并引導學生探究科學問題的深層原因，學生通過獨立思考、具體實踐和小組討論等對問題進行總結(jié)和歸納，完成課程實踐研究報告。在這個過程中，學生的自由探索能力和科研精神得到了一定鍛煉，并且切實感受到探究科學問題帶來的學習樂趣，為其后續(xù)從事科學研究奠定良好的基礎。在POPBL教學模式下，教師將學生作為課程主角，這就要求學生本身也要具備一定的獨立思考、自主學習、自我控制和合理管理時間等能力，教師在教學中要及時關注學生的學習狀態(tài)，并在合適的時機給予提醒和指導，使其順利完成課程內(nèi)容的學習。

綜上，本文分析了研究生課程植物營養(yǎng)學研究進展教學過程中在教學內(nèi)容、教學方法和課程考核評價等方面存在的待改進之處；將POPBL模式應用于該課程教學實踐中，具體包括以問題為引導開展課程教學，優(yōu)化課程教學設計，提供多元化的討論機會，建立科學、全面的課程評估體系；同時，分析該模式在課程教學中的應用效果。實踐表明，該教學模式有利于調(diào)動研究生主動學習的積極性，培養(yǎng)其科學精神和品質(zhì)，為其后續(xù)開展科研工作等奠定良好的基礎。該教學模式可以為其他專業(yè)的研究生課程教學提供參考。

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（責編：楊 歡）