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Exploration of the integration of science and education in the teaching of General Plant Pathology

  • KUANG Weigang ,
  • LIU Bing ,
  • ZHANG Xianpeng ,
  • XIONG Guihong ,
  • LIN Yachun ,
  • ZHANG Lianhu
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  • Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China

Received date: 2024-11-12

  Online published: 2025-10-14

Abstract

To cultivate new-type talents in agriculture and forestry, this paper explores the application path of the integration of science and education in the teaching reform of the General Plant Pathology course. The study finds that there are problems in the teaching of this course, such as the unbalanced allocation of time between teaching and scientific research, and insufficient participation enthusiasm of some students. To address these issues, multiple measures have been adopted: constructing a scientific research case database in theoretical teaching and using problem-oriented teaching to integrate cutting-edge achievements and practical production cases; guiding students to participate in short-cycle scientific research experiments related to production, discipline competitions, and innovation and entrepreneurship projects; combining teachers’ scientific research projects in experimental courses, and supplementing the limitations of practical operations with virtual simulation technology. With students majoring in plant protection as the practical objects, the reform has achieved remarkable results: students’ enthusiasm for learning has been enhanced. In the 3rd Guangdong Provincial Plant Pathology Professional Skills Competition, the student team won 1 special prize, 1 second prize and 1 third prize; they also won multiple awards in the 3rd National College Students’ Plant Protection Professional Competence Competition. Additionally, the number of approved national and provincial college students’ innovation and entrepreneurship projects has increased significantly, and teachers’ teaching methods have also been optimized. In conclusion, the integration of science and education can effectively promote the coordinated development of teaching and scientific research in General Plant Pathology. However, its further advancement requires the establishment of more supporting platforms, the improvement of guarantee mechanisms and teacher training systems. In the future, continuous exploration is needed to cultivate plant protection professionals who meet social needs. This paper provides a reference for the teaching reform of related agriculture-related professional courses.

Cite this article

KUANG Weigang , LIU Bing , ZHANG Xianpeng , XIONG Guihong , LIN Yachun , ZHANG Lianhu . Exploration of the integration of science and education in the teaching of General Plant Pathology[J]. Anhui Agricultural Science Bulletin, 2025 , 31(19) : 122 -125 . DOI: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.19.028

在新农科背景下,推进一流本科教育,加快现代化教育,对于培养新型农业科技人才至关重要[1]。柏庆国等[2]分析了管理科学与工程专业人才培养存在的主要问题,指出科教融合是高效提高人才培养质量的有效途径。张俊玲等[3]探索了科研反哺教学的育人新机制,通过加强顶层设计、打造高水平应用型师资队伍等策略,可有效实现科研和教学协同育人的统一,对于人才培养起到积极的推动作用。孟祥龙等[4]研究了项目导向式教学法在专业课教学中的应用,利用项目立项、项目实施、项目总结和项目考核等教学过程,将专业知识与创新创业教育紧密融合,培养了学生的创新能力和创业思维。普通植物病理学作为植物保护专业的核心基础课程在整个专业课程体系中极为重要。然而,随着科学技术的迅速发展和社会需求的不断变化,当前教学面临着一系列的挑战。常规的教学内容和方法难以适配学生对新知识和新技术的需求[5]。此外,随着植物病害种类和发生规律的不断变化,教学中学生的创新思维和解决实际问题能力有待提高。基于此,科研融合的教学模式应运而生,通过将前沿的科研成果和实践经验融入教学过程,能够有效弥补常规教学的不足,提升教学质量。本文旨在深入探索科研融合教学策略在普通植物病理学中的应用,以推动教学改革,提高教学效果,为培养适应新时代需求的植物保护专业人才奠定坚实基础。

1 科教融合在普通植物病理学教学改革中的作用

1.1 丰富课程内容

科学研究可为教学提供前沿知识与丰富案例,助力教学质量提升;教学能为科研提供基础支撑与人才储备,推动科研创新[6]。植保领域教师主要从事病原真菌、细菌、病毒和线虫的相关研究,将其科学成果通过理论讲授、实验设计、案例研讨等多维度融入对应教学内容,不仅能为教学提供真实的科研数据与实践案例,还能帮助学生衔接理论与实际研究场景,进一步提升教学质量。例如,在普通植物病理学实验课中,可将教师开展的农田土壤病原线虫分离的科研项目流程转化为学生实操任务,指导学生采用蔗糖离心法分离土壤中线虫,同步记录不同土层(0~10 cm、10~20 cm)的线虫检出数量、种类占比,学生对比分析耕作方式对病原线虫种群的影响,既强化实验操作能力,又理解科研数据的采集逻辑。此外,融入相关学者的前沿研究成果,可进一步充实教学内容。例如,在讲解植物病原物时,以水稻病害为案例,结合稻瘟病(真菌)、白叶枯病(细菌)、条纹叶枯病(病毒)、根结线虫病(线虫)的症状差异,解析不同病原的形态结构、致病过程,使教学内容更具条理性。通过上述路径实现科研与教学的有机融合、相互促进,能够明显增强教学内容的科学性与时效性。

1.2 提高学生学习兴趣

在普通植物病理学教学中,将教师最新科研成果与领域前沿研究融入不同章节,并鼓励学生及时提问与互动,可有效聚焦学生注意力,提高其学习热情与主动性。结合当地农业生产实际,针对主要农作物(水稻)和特色农作物(油菜、花生和芝麻等)的病害问题设计教学内容,使课程知识更贴近生产生活,进一步激发学生学习兴趣。同时,讲解课程核心知识时引入知名学者研究成果,引导学生主动思考[7]。例如,在讲解根肿菌门菌物章节时,将根肿菌休眠孢子萌发信号调控的研究成果融入教学,展示寄主根系分泌物中的黄酮类物质可激活休眠孢子萌发的分子机制图,引导学生思考如何利用该机制设计根肿病预防性调控方案,再结合菌传毒研究成果,补充根肿菌携带的病毒可通过孢子传播加重作物病害的最新发现,让菌物分类知识与前沿研究相结合。上述教学实践能有效化解课程枯燥感,极大提升教学趣味性与学生学习主动性。

1.3 培养创新思维

借助科研案例,学生可系统掌握从问题提出到解决的完整流程。例如,在讲解植物病害防治章节时,可引入生物多样性如何控制病虫害研究等内容[8]。同时,通过搭建科研实践平台,使学生亲身参与科学探索过程。学生可依托平台参与教师在研课题,例如,在油菜菌核病流行规律研究中,学生需独立完成病样采集、病原菌纯化与分子鉴定、不同生物菌剂的防效对比试验等任务。通过上述路径不仅能将理论知识转化为实操能力,更能在解决实际问题中培育创新思维,为其后续从事植保科研或技术推广工作奠定基础。

2 科教融合在普通植物病理学教学中待提升的环节

2.1 教学和科研方面

科研成果融入课程教学面临多重挑战,徐先林等[9]分析指出,科研成果的教学适用性与教师参与性是影响科教融合效果的重要因素。一方面,教学科研与教学时间分配失衡。普通植物病理学领域相关科研成果丰富,但将其系统梳理并转化为教学内容需耗费大量时间。然而,该课程部分授课教师科研考核压力较重,需将主要精力投身科研工作,可能导致用于教学内容优化的时间较为有限。另一方面,科研成果向教学资源的转化路径有待完善。多数科研成果具有较强的专业性与复杂性,难以直接适配教学场景,这在一定程度上降低了部分教师的参与积极性[10]。同时,部分教师缺乏有效的成果转化方法和手段,可能影响了科研成果与教学内容之间的脱节。

2.2 学生参与方面

普通植物病理学教学涵盖实验与实习环节,然而,此类实践多为独立分散的小模块,缺乏系统性设计,难以有效串联课本理论知识与科研实践,无法形成完整的知识应用链条。除课程内置的实验与实习外,学生参与科研的机会较少,其成因主要包括三方面。一是,本科生课程任务较重,时间比较分散,难以集中精力参与科研活动。二是为学生提供的科研机会较少,学生的科研活动主要包括大学生创新创业比赛以及教师科研项目。以植物保护专业的学生为例,该专业师生比偏高,部分教师的精力和科研项目有限,真正能参与科研项目的学生较少;同时,每年获批的大学生创新创业项目数量有限,进一步压缩了学生的科研参与路径。三是部分学生的科研参与积极性有待提升,导致学生将课程基础知识与科研实践充分融合的机会不足。

3 科教融合在普通植物病理学教学中的策略

3.1 理论教学中融入科研

通过收集梳理科研案例构建案例库,并将其系统融入教案,同时采用多元教学方法开展教学,可有效实现教学与科研互促共进。具体而言,可采用问题导向式教学法,教师立足农业生产,以科研实践中遇到的真实问题为引导展开课程讲解。引用科研案例时,需紧扣课程教学大纲与教学任务,确保教学内容高度贴合。例如,在讲解病害的侵染过程章节时,以水稻稻瘟病为案例,除解析接触期、侵入期、潜育期及发病期的完整过程外,还可展示教师科研团队通过透射电镜拍摄的附着胞形成过程显微图片,并搭配不同温湿度条件下附着胞形成率的对比数据,帮助学生直观理解环境因子对侵染过程的调控作用。此外,将科研成果转化为教学资源时,需以当地农业生产为依托,精确筛选与教学内容紧密关联、难度适配的科研成果,并对其核心内容进行充分提炼,便于学生理解和掌握。

3.2 引导学生参与科学试验

韩彦卿等[11]研究指出,引导学生参加学科竞赛与科研项目,对其创新能力的培养具有积极作用。当前受课程任务较重、实践机会有限等因素影响,多数植保专业学生对科研如何服务生产的理解较浅,科研意识与主动探索意愿有待加强。对此,教师需增加科研机会供给,结合课程教学内容引导学生参与教学紧密关联的科学实验,提高学生科研探索兴趣。教学中可结合当地农作物病害的发生情况,设计贴近生产、周期较短的科研试验,如针对试验田某种农作物病害开展调查研究,将发病率、严重度和病情指数等病害衡量指标的基础知识与调查实践有机融合。学生在参与此类科研项目的过程中,能够获得多方面的能力提升。首先是实践操作能力的强化,其次是创新思维能力的培养,同时团队协作能力也得到锻炼。

3.3 实验课程融入科研

刘淑艳等[12]研究表明,以多种形式将科研成果引入课堂,有利于学生综合能力的提升。例如,教师可将自身开展的植物病原真菌分类的科研项目融入实验教学,引导学生参与真菌样本的采集、鉴定和分类工作。学生通过实际操作,不仅能掌握真菌分类的基本方法,还可及时了解该领域最新分类标准与研究动态。需注意的是,部分试验受操作条件、时间周期限制,难以在室内短时间完成。因此,除线下实践操作外,还可结合多元辅助教学方式进行教学内容补充。以植物真菌疑难病害鉴定及防治虚拟仿真实验为例,可引导学生完整操作病害鉴定必要性分析、病害鉴定方法实施、鉴定后防治方案制订全流程,助力其将碎片化知识点整合为系统知识体系[13]

4 教学改革成效

通过一系列教学改革,提升了学生对普通植物病理学的学习热情。植物保护专业共有4个班,近几年通过对教学内容、教学模式及成绩考核体系的优化调整,既提升了学生对该课程的学习兴趣,也优化了教师的教学方法,改革成效明显。2023年,学生团队在第三届广东省植物病理学专业技能大赛中获得特等奖1项、二等奖1项和三等奖1项,在第三届全国大学生植物保护专业能力大赛中获得多项奖励。同时,近几年在相关教师指导下,学生申报并立项的国家级、省级大学生创新创业项目数量明显增长。

5 结语

高校专业人才培养以课程教学为核心支撑,推进科研反哺教学,实现科教有机融合,对促进教学科研协同发展具有重要意义。本文探索了科教融合的教学改革路径,通过在理论教学中构建科研案例库、采用问题导向式教学并融入前沿成果,在实验教学中结合教师科研项目,同时引导学生参与短周期科研试验、学科竞赛及创新创业项目,完善科教融合机制。然而受多种因素影响,科学成果融入课程教学暂面临诸多挑战。为完善科教融合模式,需在教师发挥主观能动性的基础上,搭建配套支撑平台,建立健全保障机制和激励措施。教师发展层面,需强化培训和支持力度,助力教师提升科研成果转化能力及教学创新能力。同时需建立科学的评价体系,全面评估科教融合的成效,不断优化教学模式。综上,科教融合在普通植物病理学中的应用仍具有较大发展空间,需要持续探索与创新,以进一步提升教学质量,培养符合社会需求的专业人才。
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