养分资源管理课程教学改革研究.pdf

2024 年 2 期农业教育智慧农业导刊Journal of Smart Agriculture养分资源管理课程教学改革研究赵帅（西藏农牧学院，西藏 林芝 860000）养分作为动植物的生命元素，过量或者不足都会带来严重的资源问题和环境问题，需要对其进行恰当的管理1。养分资源管理课程主要研究对养分资源的管理问题，属于植物营养方向系列的关键课程，是农业资源与环境的专业选修课。植物营养学系列课程是农业资源与环境专业和农学、植保等专业的专业必修课程2，主要研究植物吸收、运输、转化和利用养分的规律。养分资源包括常见的土壤养分和肥料（化肥和有机肥）养分，还包括环境养分、灌溉水养分、大气沉降养分和种子养分等。不同类型的养分不仅进行纵向食物链的流动与循环，也进行横向区域间的流动与循环。由此，养分资源管理课程有助于拓展学生的思维方式，增强学生对养分迁移性和循环性等独特特点的理解，帮助学生把学习到的专业知识形成体系3。植物生长需要的必须养分有 17 种，每种植物达到最适的生长状态都需要配置适合的养分管理措施，不同的环境下养分管理措施差别较大，比如有机质丰富的地区和土壤比较贫乏的地区，施肥策略是不一样的4。当前，养分资源管理课程的教材多选用全国通用的教材，里面的例子也多是全国通用的植物。西藏的案例太少，不太适合西藏地区的教学。因此本论文主要研究面向西藏地区的养分资源管理课程研究，结合相关实验案例，对该课程进行教学内容补充，并提出相关建议，为课程的发展提供帮助。1养分资源管理课程存在问题1.1符合当地案例太少当前许多教材里面的案例比较陈旧，不适应新时代的发展。首先，现用教材跟不上社会的发展速度，已经不能准确反映植物营养领域、养分管理领域和肥料领域的前沿成果。其次，教学内容与社会实际需求脱节，缓慢的更新不仅导致所学内容不能满足和适应于当前课程教学，也不利于学生对当今就业形势的准确理解。1.2理论结合实际较弱养分资源管理是一门实践性较强的应用型学科，在教学中理论和实践的结合较弱，体现在 3 个方面，即课程学时比较少、缺少适合当地的案例、针对性的实践机会比基金项目：西藏农牧学院教学改革一般项目（JG2022-06）作者简介：赵帅（1986-），男，硕士，讲师。研究方向为植物营养学的相关教学科研。摘要：养分资源管理是农业资源与环境的专业课，主要研究对养分资源的管理问题，目的是提高作物产量和改良产品质量。当前的养分资源管理课程主要存在 3 个问题，即多是以全国通用案例为主，缺少西藏当地的相关案例；在教学过程中理论联系实际较弱；缺少必要的思政元素。针对这些问题，该文从结合实验补充当地案例、实践过程结合理论讲述、补充思政元素激励求上 3 个方面给出一些养分资源管理课程教学改革的建议，期望能对该课程的发展起到帮助。关键词：养分资源管理；西藏；案例；植物营养学；教学改革中图分类号院G642文献标志码院A文章编号院2096-9902渊2024冤02-0148-04Abstract:Nutrient Resource Management is a professional course of agricultural resources and environment,which mainlystudies the management of nutrient resources,with the purpose of improving crop yield and product quality.At present,there arethree main problems in the course of nutrient resources management:most of them are based on national cases,and there is a lackof relevant local cases of Tibet;at the same time,the combination of theory with practice is weak in the teaching process;andthere is also a lack of necessary ideological and political elements.In order to solve these problems,this paper puts forward somesuggestions on the teaching reform of the course of nutrient resource management from three aspects:supplementing local cases withexperiments,theoretical narration of practical process and motivation of supplementary ideological and political elements.It isexpected to be helpful to the development of the course.Keywords:Nutrient Resource Management;Tibet;case;plant nutrition;teaching reformDOI：10.20028/j.zhnydk.2024.02.037148-2024 年 2 期智慧农业导刊Journal of Smart Agriculture农业教育较缺乏。课程学时比较少。养分资源管理课程在实际教学中一般为 32 课时，虽然养分资源的种类多、涉及的知识面大，但讲述时以基本理论、基本方法等概念性知识为主，忽略方法当中的深层次知识。缺少适合当地的案例。养分资源管理课程中增加了许多新颖的养分吸收、转化等知识，但是其对应的案例多是平原地区或者全国常规作物的，缺少符合西藏本土特色的案例，影响了本地学生的深入体会和理解。针对性的实践机会比较缺乏。养分资源管理课程当中也包括一些肥料计算、养分的实时监测、恒量监测和随机监测等实验，在教学中是采用幻灯片、视频等形式直接呈现部分过程和结果，并非学生亲手完成，所以会导致学生对理论知识理解不深，影响其实际应用。1.3思想政治元素太少2020 年 6 月，教育部明确提出全面推进课程思政建设，科学设计课程思政教学体系5。养分资源管理在农科类专业的体系构建和方向应用方面有着举足轻重的作用，更应该在知识结构和传承脉络上结合课程实际，深入挖掘课程所蕴含的思想政治教育元素并有机融入专业课程教学6。但是当前是单纯地讲述理论知识，缺少对应思政元素的补充，难以激励学生求上求真的科学步伐。2养分资源管理课程改革路径课程改革的路径较多，有从上课的趣味性来入手7，有从课程的实践性入手8，也有从课程的需求性入手9。本课程的教学改革从内容的丰富和科学性上来做改革。具体路径如图 1 所示。图 1课程改革路线2.1结合实验补充当地案例通过学生的实验实践，积累了一些根系生长的案例。比如西藏常见的粮食作物小麦、青稞、玉米，以及绿肥作物紫花苜蓿和简括豌豆。通过这些案例的实践，学生在理解理论知识的同时，也理顺了实验过程。通过实验结果的分析，又反过来促进了理论的记忆理解。同时这些基本实验的进行也充实了当地的案例库，有助于后面的长期教学。下面以西藏常见的粮食作物青稞、小麦、玉米为例，从案例目的和意义、实验设计过程理解和实验结果绘制及分析 3 个方面来说明。2.1.1案例目的和意义学生通过查询资料，系统地了解了青稞、小麦、玉米粮食作物的基本情况，以及在西藏的种植生长情况。第一，加深了对农作物的了解；第二，学习了如何查询问题，归纳资料；第三，加深了西藏种植作物与内地的区别和联系。这些依靠单纯讲述是无法体会到的，必须学生亲自去参与才能获得相应的经验和能力。比如学生汇总资料对小麦、青稞、玉米做了对应的总结，从而对西藏的这些粮食作物有了深刻了解。青稞是一种生长在高寒地区的禾本科作物，是当地居民重要的食物来源。青稞富含蛋白质、纤维、维生素等营养成分，是高原地区民众的主要饮食来源之一。小麦在中国栽培历史悠久、分布广、种植面积大、可耕地广阔和产量高，是世界上最重要的粮食作物之一。在西藏，小麦已成为继青稞之后的第二大粮食作物。玉米与传统粮食作物相比具有很强的抗大斑病、高抗小斑病、扛锈病等优点，能够适应各种温度环境和恶劣条件。对土壤及环境要求不高，易于栽培，丰产稳产，适合在西藏种植。同时也对西藏有了深刻的了解。西藏地处青藏高原，以高原地形为主，海拔高，大部分地区为高原山地气候，高海拔冷凉地区分布广。西藏的气候独特而复杂多样，日照时间长、辐射强烈、气温低、温差大和氧气含量低。在这个气候如此多样化的地区，大部分农作物很难适应。而青稞、玉米、小麦是农作物中为数不多的能够在西藏生长优良的粮食作物。对于改善西藏农牧民生活质量，增加粮食收入，具有十分重大的现实意义。2.1.2实验设计过程理解通过查询文献，学生了解到西藏地区对青稞、小麦、玉米的种植研究也较多，但是对这些粮食作物的根系特征的全面分析还比较少，许多都是简单的几个特征分析，不够全面。因此，在前辈们实验的基础上，学生就以这些基础实验为目的来进行设计。学生希望对其做进一步研究，观察不同氮素处理下青稞苗期根系生长的特征。学生在西藏农牧学院苗圃基地，采用盆栽实验，到林芝农贸市场选取常用的青稞、小麦、玉米种子，肥料选用氮肥为尿素（N46%），采用单因素实验设计。实验测定指标包括幼苗根系的根长、根平均直径、根表面积、体积、连接数、面积、节点数、投影面积、分叉数、根尖数、分形维数和交叉学生讨论案例目的和意义案例设计过程理解实验结果绘制分析补充思政元素激励求上结合实验补充当地案例养分资源管理教学改革实践过程结合理论讲述查漏补缺教师讲述149-2024 年 2 期农业教育智慧农业导刊Journal of Smart Agriculture数共 12 个指标。通过整个实验过程的设计及实施，学生熟悉了如何盆装土，购买种子及种植。平时想当然地以为盆装土非常简单，但是真的实际去操作之后，土经过浇水后很容易板结，所以需要做多次处理。保证土壤的透气性。而这些相关理论知识单纯地在课堂上记忆是无法体会到其操作的烦琐。再比如单因素实验设计，讲课做题的时候学生也都理解，结合实际的时候还是需要认真分析，找出对应的因变量和自变量。比如盆栽种植，如何种、种几个种子、如何施肥、施肥多少、种植多少天、什么时候收获和如何监测等等这些问题都会促使学生亲自去查阅资料，按照科学的方法一步一步进行。2.1.3实验结果绘制分析当实验完成后，学生对结果分别统计了不同施肥处理下青稞幼苗根系的根长、根平均直径、根表面积、体积、连接数、面积、节点数、投影面积、分叉数、根尖数、分形维数和交叉数的趋势，又分析了各根系指标间具有的不同的相关性。研究结果对青稞、小麦、玉米的苗期合理的氮素供应提供科学依据，对提高氮肥利用率具有重要意义。通过结果与分析，学生了解到仅仅测出结果，用处并不大，需要做对应的分析。如何分析、采用什么软件、软件是否会用、如何作图表示和为什么要做相关性分析等等，这些也都促使学生翻看书籍，学习对应的技能及科学知识。综合这些，最后再通过适合的绘图软件把结果用途表示出来。2.2实践过程结合理论讲述对理论基础进行教学时，教师要细致梳理课程脉络，利用启发教学方式，帮助学生发现教学内容之间的联系、差别。在学生的案例实践过程中，按照学生先讨论，再查漏补缺，最后教师讲述的方式，以此来复习理论知识，达到实践与理论的结合。2.2.1学生讨论要利用学生主动性提高课堂氛围，提高课堂的互动性。教师在养分资源管理授课过程中，要利用一些方法策略来提高学生的学习主动性，如教师可以根据课程的具体教学要求把学生分为几个学习小组自由讨论。在上述实验的过程中，都是首先让几个学生一起讨论，比如施肥量的确定，教材上也都有。那如何确定合适的施肥范围，学生根据课本知识，采用相应的换算方法，通过查询国标及当地常用的施肥数量，综合上述最后来确定。当然在换算的过程中需要注意单位的变化。这些问题通过学生讨论就都自己解决了。一方面促进了学生之间的友情，增加沟通交流；另一方面也增强了学生理论联系实际的能力。2.2.2查漏补缺学科的最新知识和前沿案例对于养分资源管理课程很重要，有助于激发学习的积极性。比如有的学生对菌根真菌感兴趣，可以让其查阅国内著名学者的文献做一些深入的了解。基础知识和实验技能在学习过程中是需要养成良好习惯的，人都有遗忘性，过了一段时间就会对一些知识记忆不全，小组内可以互相查漏补缺，互相补充。在装土种植的过程中，由于处理较多，有些学生容易忽略了空盆，这时互相提醒，最后查漏补缺就可以避免。同时在种植过后，学生也在回顾整个过程，思考哪些步骤非常重要、哪些步骤可以简化、哪些步骤是走了弯路下次可以避免等等。这样就整体提高了学生实践过程的效率及科学性和准确率。2.2.3教师讲述当学生的有些问题通过上述 2 个方式仍然无法解决，或者有疑问的时候，这个时候指导老师的作用就体现出来。教师应该给学生讲述对应的理论知识，同时指导学生应该去哪里查阅对应的资料，按照什么方法来学习记忆体会理解。往返几次，学生的问题就会越来越少。科学实验的实施、理论知识的记忆就会越来越清晰。同时，不同的学生遇到的问题有差别，当学生解决之后，可以把部分时间交给学生，让学生互相讲解。这样也就促进了学生之间的互相理解。总之，通过以上的方式，学生学会了如何解决实际问题，如何查找对应的资料，同时也可以把现实中的问题和理论知识相互映射起来，起到了实际与理论相结合的效果。2.3补充思政元素激励求上课程思政是新形势下高校落实立德树人根本任务的战略要求，思政元素的补充有助于学生的学习和发展。一方面，要时刻贯穿国家的政策，厚植学生的使命感责任感；同时要时刻贯穿西藏本地的规定，让学生体会行业对应的工作内容在国家政策方面的落实效果，加深学生对党和国家关怀西藏的理解，促使学生更加爱党爱国。另一方面，在介绍课程内容时，要深入介绍该门课程所取得的骄人成绩和巨大社会影响，以及本领域高水平科研成果的科学家们；重点介绍他们为祖国发展而孜孜不倦严谨研究的作风，让学生们深入感受科研前辈的爱国情怀，感受前辈们求真务实的科研精神，增强学生的民族自信心和自豪感。150-2024 年 2 期智慧农业导刊Journal of Smart Agriculture农业教育2.3.1国家的生态文明建设生态兴则文明兴，“绿水青山”是新时代中国特色社会主义生态文明建设的重要内容，在日常课堂教学过程中，尊重大学生接受事物规律，将爱国情怀和职业素养有效融入教学中。“为什么建设生态文明”“建设什么样的生态文明”“怎样建设生态文明”是当前社会各界面临的重大理论和实践问题。取得学生思想认同和求知欲，激发形成学习新知识的强大内生动力，实现“要我学”到“我要学”的转变，有效促进学生对专业知识的高效掌握和主动拓展。在新农科建设背景下，这门课将加深学生对生态文明的认识，有利于帮助他们成为发展好生态文明的实践者。主讲教师要厚植大学生爱国主义、大国“三农”情怀，努力让“绿水青山就是金山银山”、强农兴农理念入脑入心，增强学生服务农业农村现代化、服务乡村全面振兴的使命感和责任感，为实现国家乡村振兴战略培养高质量应用型人才。2.3.2科学家的故事袁隆平自从 1964 年开始研究杂交水稻，经过多年的努力，终于研制成功。他为中国人的饭碗问题作出了重大的贡献，被称为“杂交水稻之父”。虽然吃饭很简单，但是其体现出来的粮食安全问题影响深远，而这也是 90 岁的袁隆平认为自己应该为国家担负的责任。他对杂交水稻和其背后维系的国家粮食安全怀有的赤诚初心，从过去到现在，始终未变10。“土壤生万物，不求索取，但求无私奉献。”这不仅是描述土壤，也是描述侯光炯院士。侯光炯毕生致力于创建和发展土壤学理论，开创了自然免耕理论和技术研究的先河，是诗人笔下的“大地之子”。作为中国土壤科学的开拓者和奠基人之一，为我国的土壤科学作出了重大贡献11。侯光炯就像土壤一样，把自己的一切都献给了党，献给了祖国，献给了人民。张福锁是植物营养学家。他心系“三农”，驻扎农村一线，助力精准扶贫，实现增产增收和环境保护共赢，为脱贫增收、转变发展方式、推动农村文化建设作出了突出贡献。作为新时代的农学生，要学习袁隆平院士、侯光炯院士、张福锁院士锲而不舍、克服困难的精神，学习他们始终将个人前途与国家利益紧紧相连，把自己对祖国的热忱，结成了学术上的粒粒珍珠。3结束语对于植物营养学专业体系来说，养分资源管理课程很重要，对于拓展学生思路和就业方向有很大的帮助。本文分析了当前养分资源管理课程的现状，主要存在案例陈旧、理论结合实际较弱、思政元素缺乏 3 个方面的问题。并结合现实中的案例实验，从结合实验补充当地案例、实践过程结合理论讲述及补充思政元素激励求上 3 个方面给出了良好的建议措施。研究内容和结果将会对植物营养学和养分资源管理课程改革起到很大的作用。农业资源与环境专业在社会上非常重要，是由最早的土壤农化发展而来，随着科学的发展，会逐渐发展为由对植物养分资源的现实世界的描述、实验、分析与管理过渡到现实世界与数字世界互相映射的存储、可视、分析与管理。因此，展望未来，以养分为研究核心，以健康为最终目的的研究体系，将会越来越重要。随着虚拟植物、虚拟动物等数字世界的发展，生命科学的现实管理与信息管理及映射关系将在未来为社会发展和人类健康服务方面作出更大的贡献。参考文献院1王激清，马文奇，江荣风，等.养分资源综合管理与中国粮食安全J.资源科学，2008（3）：415-422.2战秀梅，韩晓日，李娜，等.植物营养与施肥 课程教学改革探索J.农业科技与装备，2022（1）：79-81.3张福锁.中国养分资源综合管理策略和技术C/循环农业与新农村建设2006 年中国农学会学术年会论文集：中国农学通报期社，2006：380-383.4张福锁，马文奇，陈新平.养分资源综合管理理论与技术概论M：北京：中国农业大学出版社，2006.5漆勇政，孙倩茹.农林高校课程思政建设的实践路径J.学校党建与思想教育，2021（6）：46-48.6张坤朋，郭卫云，王兴云，等.新农科背景下植物生理学课程思政教学探索J.安阳工学院学报，2021，20（4）：103-104，122.7何进，王小利，陈竹，等.植物营养与施肥 课程应用型教学改革探讨J.才智，2021（9）：91-93.8魏茹蕙.植物营养研究方法课程教学改革策略J.农技服务，2019，36（10）：107-108.9张兴梅，何淑平，刘春梅，等.植物营养失调症网络图谱 在教学中的应用J.科技情报开发与经济，2009，19（5）：173-174.10周勉.“共和国勋章”获得者袁隆平把对祖国的热忱结成饱满的稻穗J.中国农业文摘-农业工程，2022，34（5）：95.11余德庄.华夏赤子侯光炯J.中国职工教育，1997（5）：15-20.151-