新農(nóng)科背景下草業(yè)科學(xué)專業(yè)農(nóng)業(yè)微生物學(xué)課程教學(xué)改革探索

摘要 在新農(nóng)科和“雙一流”建設(shè)背景下，為培育卓越農(nóng)林人才，打造人才培養(yǎng)新模式，培養(yǎng)一批高層次、高水平、國(guó)際化的產(chǎn)學(xué)研用融通共促的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才，本文以草業(yè)科學(xué)專業(yè)農(nóng)業(yè)微生物學(xué)課程教學(xué)為例，分析其教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法等現(xiàn)狀，積極探索新農(nóng)科建設(shè)背景下的產(chǎn)學(xué)研融合人才培養(yǎng)模式的課程改革措施，具體包括重視知識(shí)系統(tǒng)性和前沿性，運(yùn)用思維導(dǎo)圖教學(xué)法，多維度促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，以及構(gòu)建理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式。目的在于培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和科研素養(yǎng)，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，為建設(shè)特色一流農(nóng)業(yè)大學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞 新農(nóng)科；農(nóng)業(yè)微生物學(xué)；草業(yè)科學(xué)；農(nóng)林教育

中圖分類號(hào) G642.0；S182" "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 1007-7731（2024）11-0132-04

Exploration on the teaching reform of Agricultural Microbiology course of grass industry science major under the background of New Agricultural Science

WANG Chengyu" " CUI Juntao" " HUANG Ning

（College of Resources and Environmental Sciences， Jilin Agricultural University，Changchun 130118， China）

Abstract In the context of the New Agricultural Science and “Double First Class” construction， in order to cultivate outstanding agricultural and forestry talents， create a new talent training model， and cultivate a group of high-level， high-level， and international innovative and entrepreneurial talents who promote the integration of industry， academia， research， and application， took the teaching of Agricultural Microbiology in the field of grass industry science as an example， analyzed its teaching content and teaching methods， and actively explored the curriculum reform measures of the integrated talent training model of industry， academia， and research under the background of the new agricultural science construction. Specifically， it emphasized the systematic and cutting-edge knowledge， used mind mapping teaching methods， promoted student self-directed learning from multiple dimensions， and construct a teaching model that combines theory and practice. The purpose was to cultivate students’ comprehensive practical ability， innovative consciousness， innovative ability， and scientific research literacy， serve local economic and social development， and provided reference for building a characteristic first-class agricultural university.

Keywords New Agricultural Science; Agricultural Microbiology; grassland science; agriculture and forestry education

隨著社會(huì)的迅速發(fā)展，農(nóng)業(yè)學(xué)科需要更加注重科技創(chuàng)新，借助先進(jìn)技術(shù)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供有效解決方案?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)環(huán)境和生產(chǎn)質(zhì)量提出了少投入、多產(chǎn)出和高質(zhì)量的要求，而農(nóng)林學(xué)科對(duì)未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的支撐度有待進(jìn)一步提升。新農(nóng)科理念下，用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)改造升級(jí)涉農(nóng)專業(yè)，助力綠色農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，有助于推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化[1-3]。

高等農(nóng)林教育要扎根大地，對(duì)農(nóng)林學(xué)科進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展。隨著“雙一流”建設(shè)的不斷推進(jìn)，一流課程建設(shè)逐漸成為新農(nóng)科發(fā)展過(guò)程中的有力抓手[4]。新農(nóng)科建設(shè)要求著力提高“知農(nóng)愛(ài)農(nóng)”人才培養(yǎng)能力和水平[5-6]，用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)升級(jí)改造涉農(nóng)專業(yè)。農(nóng)業(yè)微生物學(xué)作為農(nóng)業(yè)科學(xué)的重要組成部分，是面向農(nóng)業(yè)院校農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、園藝、農(nóng)學(xué)、草業(yè)和生態(tài)等專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)理論知識(shí)和實(shí)踐技能相結(jié)合的專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是創(chuàng)新性卓越農(nóng)林新型人才培養(yǎng)的重要組成部分[7-8]。由于該課程是微生物學(xué)與農(nóng)業(yè)的交叉學(xué)科，其基礎(chǔ)理論知識(shí)和技術(shù)與多個(gè)學(xué)科交叉滲透，部分課程內(nèi)容繁雜且較為抽象，課時(shí)有限，課程實(shí)踐少，其教學(xué)內(nèi)容和模式需要進(jìn)行相應(yīng)的改革和創(chuàng)新，以適應(yīng)新農(nóng)業(yè)教育環(huán)境和學(xué)科建設(shè)需求。為此，本文以草業(yè)科學(xué)專業(yè)農(nóng)業(yè)微生物學(xué)課程教學(xué)為例，分析其教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法等現(xiàn)狀，從課程理論、實(shí)踐訓(xùn)練和生產(chǎn)實(shí)習(xí)各環(huán)節(jié)入手，積極探索新農(nóng)科建設(shè)背景下的產(chǎn)學(xué)研融合人才培養(yǎng)模式的課程改革措施，具體包括重視知識(shí)系統(tǒng)性和前沿性，運(yùn)用思維導(dǎo)圖教學(xué)法，多維度促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，以及構(gòu)建理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式。為新農(nóng)科和“雙一流”建設(shè)過(guò)程中農(nóng)林學(xué)科課程改革與建設(shè)提供參考。

1 農(nóng)業(yè)微生物學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1 教學(xué)內(nèi)容方面

農(nóng)業(yè)微生物學(xué)課程教學(xué)具有內(nèi)容多、系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，涵蓋微生物生命體的各個(gè)方面，包括微生物結(jié)構(gòu)和種類、微生物的營(yíng)養(yǎng)和代謝、微生物的生長(zhǎng)和遺傳以及微生物生態(tài)等[7-8]。農(nóng)業(yè)微生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容主要集中在微生物的基本概念、分類、生理生化特性等方面，較為抽象和理論化，對(duì)于沒(méi)有接觸過(guò)微生物學(xué)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，理解和掌握有一定難度，靠記憶很難形成較為完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，難以系統(tǒng)化及全方位地掌握和運(yùn)用微生物學(xué)知識(shí)，因而教學(xué)任務(wù)較為繁重且難度增大[7，9]。同時(shí)，在農(nóng)業(yè)微生物學(xué)教學(xué)中，微生物部分內(nèi)容涉及在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用和作用等，例如，生物農(nóng)藥開(kāi)發(fā)、植物病害防治、微生物在土壤肥力改善以及在面源污染環(huán)境修復(fù)中的作用等，都是農(nóng)業(yè)微生物學(xué)的重要內(nèi)容，在實(shí)際教學(xué)中有待進(jìn)一步補(bǔ)充。

1.2 教學(xué)方法方面

由于微生物形體微小，肉眼不可見(jiàn)，學(xué)生很難直觀理解和掌握微生物的特性和應(yīng)用，因而課堂互動(dòng)有效性有待進(jìn)一步提升，農(nóng)業(yè)微生物學(xué)的教學(xué)模式亟待進(jìn)一步優(yōu)化[7]。課程授課學(xué)時(shí)較少，教學(xué)任務(wù)重，知識(shí)點(diǎn)環(huán)環(huán)相扣，這要求教師在學(xué)時(shí)少的情況下，要將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精簡(jiǎn)，要保證知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性，并要求學(xué)生即時(shí)消化課堂內(nèi)容，做到及時(shí)復(fù)習(xí)，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。由于部分學(xué)生的生物學(xué)基礎(chǔ)有待進(jìn)一步鞏固，獨(dú)立思考課程相關(guān)問(wèn)題的能力有待進(jìn)一步增強(qiáng)，而課時(shí)少使得教師將教學(xué)時(shí)間用于組織學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)展開(kāi)深入的、具有延伸性的討論存在一定難度，在教學(xué)中對(duì)學(xué)生的好奇心和求知欲的激發(fā)程度有待進(jìn)一步提升，部分學(xué)生對(duì)課程的理解可能停留在知識(shí)點(diǎn)記憶和考試分?jǐn)?shù)上，其專業(yè)能力和學(xué)習(xí)效果有待進(jìn)一步提升。因此，部分教師較難在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生了解農(nóng)業(yè)微生物學(xué)最新的研究進(jìn)展和研究成果，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣，教學(xué)效果有待進(jìn)一步提升。

2 新農(nóng)科背景下農(nóng)業(yè)微生物學(xué)教學(xué)改革措施探索

2.1 重視知識(shí)系統(tǒng)性和前沿性

通過(guò)學(xué)習(xí)通等網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，在教學(xué)過(guò)程中推送與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的榜樣人物、科教視頻和圖片，并根據(jù)視頻或圖片內(nèi)容，展示農(nóng)業(yè)微生物學(xué)領(lǐng)域如微生態(tài)制劑、微生物飼料、微生物肥料、微生物農(nóng)藥、生物能源和農(nóng)業(yè)生態(tài)安全等方向的最新研究成果。例如，在緒論教學(xué)中，通過(guò)“小木耳大產(chǎn)業(yè)”展示微生物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及科研工作者的榜樣力量；在“微生物代謝”章節(jié)，通過(guò)推送南極血藻、北極湖沼冒泡以及“小菌株大作為”科普視頻，引導(dǎo)學(xué)生分析溫室效應(yīng)和農(nóng)業(yè)面源污染產(chǎn)生的成因，思考利用哪些微生物可以通過(guò)固碳作用減輕溫室效應(yīng)，如何通過(guò)小菌株改善飼料品質(zhì)以確保農(nóng)業(yè)生態(tài)安全等問(wèn)題；在學(xué)習(xí)“微生物肥料”章節(jié)時(shí)，通過(guò)推送水華和赤潮、固體廢棄物污染等視頻，結(jié)合相關(guān)農(nóng)業(yè)新聞，引發(fā)學(xué)生對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題的思考，進(jìn)而引出如何通過(guò)微生物解決農(nóng)業(yè)面源污染等問(wèn)題。在此過(guò)程中，需要教師不斷更新充實(shí)、凝練的教學(xué)內(nèi)容，增加微生物在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和相關(guān)的前沿動(dòng)態(tài)內(nèi)容。將農(nóng)業(yè)微生物學(xué)與前沿科技相結(jié)合，如基因工程、納米技術(shù)等。這些新興科技的應(yīng)用不僅豐富了教學(xué)內(nèi)容，還使學(xué)生能更好地了解和掌握最新科研成果和技術(shù)動(dòng)態(tài)[10]。課堂以最新進(jìn)展和重大科研成果為案例，構(gòu)建具有系統(tǒng)性、先進(jìn)性和前沿性的教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)對(duì)科學(xué)家的思維方式進(jìn)行剖析，解析科學(xué)問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展歷程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和對(duì)科學(xué)的崇尚精神，提升其學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率，以及綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力。

2.2 運(yùn)用思維導(dǎo)圖教學(xué)法

運(yùn)用圖文技巧并重的思維導(dǎo)圖，把各級(jí)主題的關(guān)系用相互隸屬與相關(guān)層級(jí)圖表現(xiàn)出來(lái)，將主題關(guān)鍵詞通過(guò)圖像、顏色等進(jìn)行可視化展示，并建立思維記憶鏈接，建構(gòu)主題學(xué)習(xí)理念和靈活交互的思維特征[11]。在農(nóng)業(yè)微生物學(xué)教學(xué)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖，將繁雜的知識(shí)點(diǎn)群以點(diǎn)帶面進(jìn)行串聯(lián)，建立知識(shí)間的聯(lián)系，使教學(xué)更加系統(tǒng)化，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)學(xué)生富有邏輯的思維模式。實(shí)踐中，利用思維導(dǎo)圖整理微生物教學(xué)過(guò)程所中涉及的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容，例如，硝化作用是較為重要的知識(shí)點(diǎn)，其包括硝化作用的發(fā)現(xiàn)、硝化細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)（羧酶體）和類群、硝化細(xì)菌的化能自養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)類型及無(wú)碳培養(yǎng)基的配制、硝化細(xì)菌的產(chǎn)能方式、硝化細(xì)菌在氮素生物地球化學(xué)循環(huán)中的作用，以及其對(duì)農(nóng)業(yè)和環(huán)境的影響等，都可以通過(guò)思維導(dǎo)圖進(jìn)行串聯(lián)。同樣地，關(guān)于乳酸發(fā)酵的發(fā)現(xiàn)、乳酸菌的類群、乳酸菌的營(yíng)養(yǎng)及代謝產(chǎn)能的方式和乳酸菌在青貯飼料及益生菌劑開(kāi)發(fā)中的作用等內(nèi)容，也可以利用思維導(dǎo)圖進(jìn)行完整呈現(xiàn)，使知識(shí)點(diǎn)更加系統(tǒng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

2.3 多維度促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及，教育、概念、模型和方法等隨之發(fā)生深刻變革?；谟?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程教育具有強(qiáng)大的信息傳播能力，資源共享性能優(yōu)異，提供豐富的教學(xué)資源，且教學(xué)方法極為靈活，可以提高教學(xué)主動(dòng)性和靈活性。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下，靈活利用學(xué)習(xí)通等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在課前通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查了解學(xué)生對(duì)農(nóng)業(yè)微生物學(xué)的認(rèn)知程度和對(duì)生命科學(xué)知識(shí)的掌握程度，為不同層次的學(xué)生設(shè)計(jì)課程教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)提供依據(jù)；課中，教師結(jié)合不同水平學(xué)生的實(shí)際情況設(shè)計(jì)逐漸深入、更具針對(duì)性的問(wèn)題進(jìn)行課堂討論，活躍課堂氣氛，提升學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，做到因材施教，激發(fā)學(xué)生潛能；課后，利用學(xué)習(xí)視頻、課堂作業(yè)和拓展資料共享等功能，分層次地及時(shí)跟蹤學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的理解和復(fù)習(xí)情況，以及對(duì)相關(guān)前沿動(dòng)態(tài)內(nèi)容的了解程度，讓學(xué)生在豐富多彩的生活體驗(yàn)中認(rèn)識(shí)、感受和學(xué)習(xí)農(nóng)業(yè)微生物的價(jià)值。以上教學(xué)模式有利于在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)完成課堂教學(xué)任務(wù)，豐富教學(xué)內(nèi)容，拓展學(xué)生的知識(shí)面，提升課堂教學(xué)效率和學(xué)生的整體學(xué)習(xí)效果。

在學(xué)生畢業(yè)前組織一次學(xué)科專業(yè)知識(shí)的綜合測(cè)試，合格者才能授予學(xué)位，通過(guò)提高學(xué)生獲得學(xué)位證書(shū)的門(mén)檻，督促學(xué)生牢固、系統(tǒng)掌握專業(yè)知識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)具有創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的產(chǎn)學(xué)研用融通共促的創(chuàng)新型人才的教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)。

2.4 構(gòu)建理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式

以學(xué)生為中心構(gòu)建理論知識(shí)教學(xué)與實(shí)踐技能教學(xué)相結(jié)合、課上教學(xué)內(nèi)容與課下科研實(shí)踐技能相結(jié)合的微生物學(xué)課程教學(xué)模式，依托創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽或科研項(xiàng)目，為學(xué)生提供明確的方向，引導(dǎo)學(xué)生以問(wèn)題為中心，以參賽或科研項(xiàng)目的具體實(shí)施參與較為完整的科研過(guò)程；促進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和項(xiàng)目式、引導(dǎo)式專業(yè)教育教學(xué)的融合，實(shí)現(xiàn)以賽（或項(xiàng)目）促教、促學(xué)、促創(chuàng)和促改，鼓勵(lì)學(xué)生參與到專業(yè)教師的在研項(xiàng)目具體實(shí)施過(guò)程，也可自主選擇感興趣的課題，在專業(yè)教師的指導(dǎo)下申報(bào)大學(xué)生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目。這既能鞏固對(duì)課堂知識(shí)的學(xué)習(xí)，又鍛煉了其科研能力。另外，在課堂教學(xué)過(guò)程中引入纖維素分解菌在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用的案例，將課堂教學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，圍繞介紹纖維素分解菌在實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)固體廢棄物資源化利用和纖維素酶在飼料生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵步驟、優(yōu)良纖維素分解菌菌株選育等開(kāi)展原理和實(shí)施方法的討論，科學(xué)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用、拓展思維，實(shí)現(xiàn)微生物學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)原理和生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合，為培養(yǎng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域微生物學(xué)創(chuàng)新型人才奠定基礎(chǔ)。在農(nóng)業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)過(guò)程中，設(shè)計(jì)與生產(chǎn)生活密切相關(guān)的綜合性實(shí)驗(yàn)，如EM菌的分離和篩選、乳酸菌的篩選及青貯飼料的制備、單細(xì)胞蛋白菌株篩選與制備等，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升其科學(xué)思維和創(chuàng)新能力。教學(xué)團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展微生物肥料和制劑的基礎(chǔ)和深入研究，成功獲批國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，研究成果獲得省大學(xué)生生命科學(xué)競(jìng)賽二等獎(jiǎng)和全國(guó)生命科學(xué)競(jìng)賽優(yōu)秀獎(jiǎng)。課程教學(xué)理論與實(shí)踐相結(jié)合，學(xué)生參與微生物科研工作，教師以能力培養(yǎng)為教學(xué)改革的目標(biāo)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握理論知識(shí)的興趣，培養(yǎng)其科研創(chuàng)新的思維，訓(xùn)練科學(xué)研究能力，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新型農(nóng)林人才的目標(biāo)。

為了培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和跨學(xué)科思維能力，可以借鑒其他高校在農(nóng)業(yè)微生物學(xué)教學(xué)中的做法，設(shè)置跨學(xué)科課程。例如，將農(nóng)業(yè)微生物學(xué)與生物信息學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)等學(xué)科相結(jié)合，使學(xué)生能夠在多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行交叉學(xué)習(xí)和實(shí)踐，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力[10-11]。

3 結(jié)語(yǔ)

在新農(nóng)科背景下，培養(yǎng)具有創(chuàng)新科學(xué)探究思維和技能的大學(xué)生是本科教學(xué)目標(biāo)的新要求?！半p一流”建設(shè)的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，進(jìn)一步優(yōu)化了農(nóng)業(yè)微生物課程教學(xué)模式，培養(yǎng)“重基礎(chǔ)與系統(tǒng)、強(qiáng)操作與創(chuàng)新”的專業(yè)人才，準(zhǔn)確把握課程定位，圍繞社會(huì)發(fā)展對(duì)人才的需求，基于資源與特色定位，在教學(xué)內(nèi)容、教材和教學(xué)模式等方面進(jìn)行變革和進(jìn)一步優(yōu)化提升，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的能力，獲得對(duì)科學(xué)問(wèn)題探究的思維能力，有助于其創(chuàng)新思維的進(jìn)一步形成。

本文以草業(yè)科學(xué)專業(yè)農(nóng)業(yè)微生物學(xué)課程教學(xué)為例，分析其教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法等現(xiàn)狀，從課程理論、實(shí)踐訓(xùn)練和生產(chǎn)實(shí)習(xí)各環(huán)節(jié)入手，積極探索新農(nóng)科建設(shè)背景下的產(chǎn)學(xué)研融合人才培養(yǎng)模式的課程改革措施，具體包括重視知識(shí)系統(tǒng)性和前沿性，運(yùn)用思維導(dǎo)圖教學(xué)法，多維度促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，以及構(gòu)建理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式。目的在于培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和科研素養(yǎng)，為服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等提供參考。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：楊 歡）