新農科背景下“微生物學”實踐教學水平途徑研究

［摘 要］ 新農科建設已成為新時代高校農業(yè)教育改革的重要方向，如何打破重理論、輕實踐思維，促進研教結合，提升學生實踐、創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)水平是當前教育教學改革的緊迫任務。聚焦“微生物學”教學實踐環(huán)節(jié)，圍繞培養(yǎng)掌握現(xiàn)代農業(yè)微生物學領域研究進展、適應相關產業(yè)發(fā)展需求、具有服務農業(yè)擔當精神和社會責任感的高素質人才的最終目的，通過課程教學設計與教學實踐改革，整合地方高校、企業(yè)優(yōu)勢資源，增設農業(yè)微生物領域理論和實踐教學課堂，提高學生愛農學農的意識和能力，是推動現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)轉型、保障鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略有序實施的關鍵。

［關鍵詞］ 微生物學；涉農學科；新農科；產學研；創(chuàng)新與實踐

［基金項目］ 2021年度山東省本科教學改革研究項目“實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略下地方綜合性高校涉農專業(yè)改造提升的研究與實踐”（M2021253）；2020年度教育部新農科研究與改革實踐項目“面向‘新農科’地方高校涉農專業(yè)一專多能復合型人才協(xié)同培養(yǎng)模式的研究與實踐”（2020183）；2020年度山東省本科教學改革研究項目“面向‘新農科’地方高校涉農專業(yè)一專多能復合型人才協(xié)同培養(yǎng)模式的研究與實踐”（Z2020055）

［作者簡介］ 紀 超（1991—），男，山東濰坊人，博士，濰坊學院現(xiàn)代農學院設施農業(yè)教研室副主任，主要從事農業(yè)微生物資源開發(fā)與利用研究；曹 慧（1966—），女，山西太原人，博士，濰坊學院現(xiàn)代農學院院長，教授，主要從事果樹逆境營養(yǎng)生理與高質量栽培技術研究；張保仁（1969—），男，山東濟寧人，博士，濰坊學院現(xiàn)代農學院副院長（通信作者），教授，主要從事大田作物與園藝作物生理生態(tài)研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ Ａ ［文章編號］ 1674-9324（2024）35-0081-04 ［收稿日期］ 2023-09-02

隨著國家新農科建設戰(zhàn)略的全面啟動，農業(yè)系統(tǒng)標準化、規(guī)范化和產業(yè)化程度逐年提高，推動了我國由農業(yè)大國向農業(yè)強國大步邁進。但由于產業(yè)結構優(yōu)化和升級的進程加快，我國面臨著基層農業(yè)科技人才業(yè)務水平參差不齊、學科背景單一、科研素養(yǎng)弱且隊伍建設不足等諸多問題。而單純教授抽象的理論知識和難以應用到實際生產中的實驗技術，只能讓學生紙上談兵?！拔⑸飳W”是濰坊學院現(xiàn)代農學院（種子科學與工程、設施農業(yè)科學與工程專業(yè)）、生物與海洋學院（生物科學、生物技術專業(yè)）、化學化工與環(huán)境工程學院（制藥工程、環(huán)境工程專業(yè)）的專業(yè)基礎課。結合新農科建設，現(xiàn)代農學院切實分析農業(yè)微生物領域人才的需求基礎，以教師科研項目為指引，積極構建與新農科建設相適應的創(chuàng)新實踐教學體系，在該課程的教學內容、教學方式、教學資源等方面進行了改革和實踐，并以企業(yè)實際生產中存在的問題為方向，在本科生教學中增加科學研究與實際應用內容，對促進研教融合，激發(fā)學生創(chuàng)新能力，增加學生對學科和相關科研工作的興趣具有積極作用。

一、新農科背景下“微生物學”實踐教學的重要性

就農業(yè)產業(yè)發(fā)展和專業(yè)技術人才培養(yǎng)而言，新農科建設已成為新時代涉農高校教育改革的重要方向［1］。而農學專業(yè)本科生的實踐活動與培養(yǎng)質量不具優(yōu)勢，難以銜接研究生與實際生產，易造成生物、化學、環(huán)境等多個學科的學生除升學以外的高質量就業(yè)面臨嚴峻挑戰(zhàn)。目前，由基礎研究型人才培養(yǎng)向專業(yè)技術型人才培養(yǎng)轉型，已成為當前高校和專業(yè)發(fā)展的重要趨勢［2］?？茖W結合高等院校課程教學與前沿研究進展、國家產業(yè)需求，創(chuàng)造或聯(lián)系高質量現(xiàn)代化實踐實訓基地，促進研教一體化，已成為涉農高校在實踐教學、人才培養(yǎng)和促進高質量就業(yè)中亟須解決的重要問題。

聚焦微生物領域專業(yè)技術人才培養(yǎng)，通過鼓勵學生參與教師科研項目，同時獲得深入微生物菌劑生產制造企業(yè)、食品發(fā)酵類企業(yè)、生物制藥類企業(yè)等相關企業(yè)實踐學習的機會，不僅夯實了學生“微生物學”“生態(tài)學”“植物保護學”“食品營養(yǎng)與衛(wèi)生”等課程的理論基礎，還鍛煉和培養(yǎng)了學生認識實際生產問題—發(fā)現(xiàn)其中科學問題—思考解決方案—動手實踐和創(chuàng)新解決辦法的能力，對科研和創(chuàng)新能力培養(yǎng)有較好的啟發(fā)作用［3］。因此，遵循新農科建設背景，采用與實際生產中技術和創(chuàng)新內容相結合的實驗課程教學方式，對畢業(yè)生的行業(yè)適應能力培養(yǎng)和高質量就業(yè)、企業(yè)簡化崗位培訓時間和流程均有積極作用。

二、“微生物學”教學及實踐教學存在的問題

“微生物學”作為農業(yè)、環(huán)境、醫(yī)療、食品等領域涉及的重要課程，與植物保護（動植物病害發(fā)生及防治等）、作物栽培（功能微生物—植物互作機制等）、生態(tài)調控（土壤修復和污染物降解等）和新型綠色微生物肥料及農藥研發(fā)等農業(yè)生產實踐活動息息相關，具有覆蓋面廣、學科發(fā)展快、學科交叉性強、廣泛聯(lián)系實際等特點［4］。但也暴露出該課程在教學過程中極易出現(xiàn)主線不清、層次不明、缺乏針對性實踐和實驗內容等問題。近年來，國家明確指出高等農業(yè)院校在新農科建設中的重要地位，要求在新農科建設背景下，高等農業(yè)教育教學必須與農業(yè)生產相結合，促進農業(yè)科技成果轉化及推廣應用，定向培養(yǎng)高質量專業(yè)技術人才。如何處理好經典內容與前沿研究內容、產業(yè)實際需求之間的關系，恰當融入創(chuàng)新實踐內容，并使之符合不同專業(yè)人才培養(yǎng)方案，都是教學過程中亟須解決好的問題［5］。

多數(shù)高校為本科生設置的“微生物學”實驗課多為基礎指標測試和結果觀察的獨立實驗，注重理論知識的驗證和鞏固，學科交叉、綜合性、設計性實驗相對較少，部分實驗方法及設備甚至落后于企業(yè)水平，與農業(yè)生產和科學研究仍有較大距離，不僅難以提高學生愛農學農的熱情和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)水平，而且加重了學生就業(yè)、升學的疑惑與恐慌。而高等教育中如何融合高質量的實踐教學尚沒有統(tǒng)一標準，傳統(tǒng)的實踐教育教學模式已成為科學解決上述問題的主要限制因素。因此，教師在教育信息化、產學研融合發(fā)展背景下，以研促教，創(chuàng)新“微生物學”教學模式，以學生為課堂中心進行教學，不斷調動學生的主觀能動性，使學生能夠積極踴躍地參與到生產實踐中，將對提升學生自主學習、團隊協(xié)作和組織協(xié)調能力，增強事業(yè)心和責任感有較大益處，是理論和實踐的有效結合。

三、創(chuàng)新“微生物學”實踐教學模式

（一）以思政元素為核心搭建實踐教學平臺

農業(yè)“微生物學”教學內容應圍繞政治認同、家國情懷、道德修養(yǎng)、科學精神等重點進行擴充和優(yōu)化。大量以思政元素為基礎的教學內容實踐性和綜合性較強，有利于生動展示課程內容與社會發(fā)展、生產實踐的密切關聯(lián)，讓學生充分認識所學知識在鄉(xiāng)村振興、農業(yè)綠色新發(fā)展理念等內容中的作用和功能。例如，在《微生物生態(tài)》和《微生物應用》章節(jié)教學中，可以向學生介紹《“十四五”全國農業(yè)農村科技發(fā)展規(guī)劃》的核心內容，就其中的“推動農業(yè)微生物種質資源庫建設、揭示微生物生物固氮與植物互作機理”這一內容進行討論并設計可行的實驗方案。同時，結合黃河流域生態(tài)保護和高質量發(fā)展重大國家戰(zhàn)略，引導學生查閱鹽堿地微生物特征、微生物在土壤中的有益作用等資料，組織實施耐鹽固氮微生物分離篩選和功能驗證等試驗，讓學生參與自建固氮菌菌種資源庫的項目中。通過將固氮菌接種到鹽脅迫下作物根部，驗證菌株在提高植物耐鹽性、改良土壤中的作用。在上述項目式教學實踐內容中，教師已指導8名學生發(fā)表研究論文2篇（SCI 2區(qū)收錄），立項校級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目2項，其中1項被推薦省級。該實踐夯實了學生微生物學、土壤學、植物學的相關理論知識，綜合實踐了“微生物學”實驗和“土壤肥料學”實驗的內容，讓學生體驗了微生物技術在促進農業(yè)經濟發(fā)展的重要作用，充分調動了學生學習、實踐的積極性，在傳幫帶活動中激發(fā)了更多不同年級甚至專業(yè)學生的參與積極性。

（二）凝聚優(yōu)勢資源的產學研課堂

企業(yè)需求和學科發(fā)展前沿是實驗教學升級的科學依據，有利于指導構建促進學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和實踐能力培養(yǎng)的綜合性實驗教學體系。鑒于實驗教學改革對理論內容和實驗操作協(xié)同性、完整性和系統(tǒng)性的要求，我們在“微生物學”實驗原有基礎上，根據合作企業(yè)對小麥、玉米根腐病、莖基腐病等病害防治等研發(fā)需求，精選實驗內容，將分散的小實驗串聯(lián)成為以“病原菌的分離和鑒定”“拮抗菌的分離和篩選”為主線的應用研究型綜合實驗項目，在完成實驗后，須將整個項目實驗結果進行整理和匯報，將原有的實驗報告上升為與“小麥根際病原微生物的分離及其初步鑒定”和“小麥根際促生菌的分離與鑒定”等相關的研究論文，形成閉環(huán)式“微生物學”實驗，激發(fā)學生的學習興趣，系統(tǒng)提升其實驗操作能力及創(chuàng)新和科學思維能力，以期為學生今后的學習工作奠定一定的理論與實踐基礎。

教師的科研項目是豐富實驗內容和保障項目完整實施的重要支持，對學生提升對實驗方案可行性的分析能力、有機結合多學科知識點、樹立務實的工作態(tài)度、獨立自主完成實驗內容具有啟發(fā)作用。現(xiàn)代農學院鼓勵學生自第6學期起，根據興趣和就業(yè)意向，在教師的指導下參與科研訓練，并擬定畢業(yè)論文題目。學生可圍繞導師的研究課題內容和進展，對其中操作性強、相對完整的部分研究內容，提出研究目標、設計研究方案、繪制技術路線圖、確定試驗方案，在導師評估后，按照確定的試驗方案獨立或合作完成項目研究。在試驗結束后，學生嚴格按照學校本科學位論文的要求撰寫學位論文，鍛煉學生的科技論文寫作能力。該措施同樣顯著提高了學生的實驗技能與從業(yè)信心，在2023年第十五屆山東省大學生科技節(jié)——山東省大學生生物學大賽實驗技能競賽中，現(xiàn)代農學院首次選派4名參與教師科研項目的學生參加比賽，共獲得一等獎1名，二等獎2名，三等獎1名，學生進步已見成效。

四、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，提高學生的實踐能力

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是國家實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略和推進高等教育綜合改革的重要舉措。課程改革如何與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育聯(lián)動是“微生物學”實踐教學中亟須解決的核心問題。經調研發(fā)現(xiàn)，造成學生排斥或疲于應付各類大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的原因主要包括：一是生產實踐較少，缺乏對農村、作物及其生產環(huán)節(jié)的全面了解；二是對理論知識應用較少，所學—所用的可行性分析能力不足；三是對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中的關鍵元素缺乏了解，如財務、市場營銷、風險控制等非本專業(yè)知識。針對上述問題，我們對基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的“微生物學”實踐教學采取了一系列改革措施。

第一，為了讓學生充分認識本專業(yè)的基本內容，現(xiàn)代農學院在大一新生剛入校的實踐教學中加入了專業(yè)認知實踐教學環(huán)節(jié)。在正式上課的第一周，系主任與專任教師介紹了與本專業(yè)相關的內容，邀請了專家人才、杰出校友介紹學習本專業(yè)的成功經驗，并開展集中參觀微生物發(fā)酵車間、企業(yè)研發(fā)實驗室和示范基地等考察學習，增強了學生對本專業(yè)學習的積極性。在第6學期開設各專業(yè)研究進展專題課，專任教師圍繞個人科研項目和研究前沿熱點進行介紹分析，組建圍繞教師科研項目的興趣小組，同時邀請學生根據教師知識產權等各類成果申報創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目及大賽，以賽促學，拓寬學生的視野。

第二，將學生的綜合實踐環(huán)節(jié)設置在作物生長季內，使學生完整參與作物整個生產周期，掌握作物育種、栽培方式、水肥管理的基本原理、手段和方法，深化其對作物生長發(fā)育動態(tài)、農業(yè)資源利用等理論知識的理解，鼓勵其動手實踐相關的農藝措施。期間，學生可以采集作物不同生長期健康與發(fā)病作物根際土、酸化大棚土與經微生物肥料改良的土壤，測定并對比不同土壤中微生物多樣性和豐富度的差異，并嘗試分離病原菌和有益微生物，讓學生親身感受微生物在農業(yè)生產中的重要作用。同時，調研各農業(yè)生產環(huán)節(jié)的水、肥、電、機械、人工等成本，最終形成實習報告。

第三，建設以青年教師為中堅力量、以新進教師為后備力量、以企業(yè)專家為拓展力量的教師團隊，開展以學生為主體、以科學研究和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)為重心的實踐教學。學生在學校導師和企業(yè)導師的共同指導下，依托創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目或創(chuàng)新性實驗等成果，提出具有市場前景的創(chuàng)新性產品或服務，系統(tǒng)掌握創(chuàng)業(yè)背景—產品技術—市場分析—市場營銷—公司管理—風險分析與控制的相關知識，以此為基礎開展創(chuàng)業(yè)實踐活動，增強學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的信心。

結語

微生物對植物生長和環(huán)境的益處突出了其在現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展中的重要性，新農科背景下的“微生物學”課程改革是有益的、必要的?？茖W改革既能更好地發(fā)揮教師的價值，也能使學生與社會更好地融合，與培養(yǎng)心系國家發(fā)展、愛農學農、堅定“四個自信”的專業(yè)技術人才的初衷一致。同時，我們仍存在諸多不足，如何將濰坊市農業(yè)產業(yè)在國內的多項優(yōu)勢轉化為教學資源充分注入農業(yè)人才培養(yǎng)中，仍是我們下一步研究與實踐的重要內容。

參考文獻

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［2］呂新，張澤，侯彤瑜，等.“新農科”背景下農學類專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式研究［J］.教育現(xiàn)代化，2019，6（68）：16-18+51.

［3］陳晗，朱德艷，劉歡.應用型大學微生物學課程教學改革與實踐［J］.微生物學通報，2019，46（3）：672-678.

［4］何進，唐清，陳雯莉，等.基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“微生物學”研究型教學模式探索［J］.微生物學通報，2018，45（3）：635-641.

［5］李曉華，何冬蘭，程國軍，等.“雙一流”建設背景下民族院校微生物學課程教學改革與實踐［J］.微生物學通報，2021，48（5）：1823-1828.

Research on the Level Approach of Practical Teaching of Microbiology under the Background of New Agricultural Science

JI Chao， CAO Hui， LIANG Zeng-wen， ZHANG Bao-ren

（School of Advanced Agricultural Sciences， Weifang University， Weifang， Shandong 261061， China）

Abstract： The construction of new agricultural science has become an important direction of agricultural education reform in colleges and universities in the new era. How to change the concept of “emphasizing theory and neglecting practice”， promote the combination of research and teaching， and improve students’ practice， innovation and entrepreneurship is an urgent task of current education and teaching reform. Focusing on the “microbiology” teaching practice， and the ultimate goal of training high-quality talents who master the research progress in the field of modern agricultural microbiology， adapt to the development needs of relevant industries， and have the spirit of serving agriculture and social responsibility， this paper integrates the superior resources of local universities and enterprises through the reform of curriculum teaching design and teaching practice， adds theoretical and practical teaching classes in the field of agricultural microbiology and improve students’ awareness and ability of “l(fā)oving agriculture and learning agriculture” to promote the transformation of modern agricultural industry and ensure the orderly implementation of the rural revitalization strategy.

Key words： microbiology; agriculture-related disciplines; new agricultural science; industry-university-research; innovation and practice