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        基于農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)的《植物營養(yǎng)診斷與施肥》課程教學(xué)改革模式研究

        2016-05-30 03:57:28張明聰金喜軍王孟雪任春媛張玉先丁希武
        安徽農(nóng)學(xué)通報(bào) 2016年13期
        關(guān)鍵詞:教學(xué)效果教學(xué)改革

        張明聰 金喜軍 王孟雪 任春媛 張玉先 丁希武

        摘 要:《植物營養(yǎng)診斷與施肥》是一門綜合性較強(qiáng)的農(nóng)學(xué)學(xué)科,其發(fā)展與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平密切相關(guān),課程體系建設(shè)應(yīng)與時(shí)俱進(jìn),符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。該文探討了植物營養(yǎng)診斷與施肥課程改革模式,旨在建立符合黑龍江墾區(qū)生產(chǎn)需求的課程體系,從而達(dá)到立足當(dāng)?shù)?,服?wù)生產(chǎn)的目的。

        關(guān)鍵詞:植物營養(yǎng)診斷與施肥;教學(xué)改革;教學(xué)效果

        中圖分類號G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731(2016)13-0160-03

        《植物營養(yǎng)診斷與施肥》是高校農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境系本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課程,是評價(jià)、診斷和指導(dǎo)作物施肥的一門綜合課程,也是實(shí)施科學(xué)施肥的主要理論依據(jù),它包括作物缺素癥狀診斷、土壤診斷、根外診斷、代謝診斷、物理化學(xué)診斷等[1]。近年來,隨著黑龍江省農(nóng)墾總局各農(nóng)場測土配方施肥項(xiàng)目的發(fā)展,植物營養(yǎng)診斷技術(shù)也獲得了快速發(fā)展,利用植物營養(yǎng)診斷進(jìn)行科學(xué)施肥,已經(jīng)在水稻、玉米、大豆和馬鈴薯等主要農(nóng)作物得到了廣泛應(yīng)用,不僅增加了作物單產(chǎn),而且減少了化肥的投入量,使農(nóng)戶獲得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益,也降低了化肥對環(huán)境的污染[2-3]。植物營養(yǎng)診斷與施肥課程是以植物營養(yǎng)學(xué)和作物施肥原理與技術(shù)課程中演變而來的,逐漸發(fā)展成為一門綜合性、系統(tǒng)性、實(shí)用性的課程,其影響滲透到包括遙感技術(shù)、植物生理、植物病理、分子生物學(xué)、水土保持等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域,成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中必不可少的組成部分[4]。

        遙感技術(shù)首先是在軍事上發(fā)展起來的,隨著科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步,遙感技術(shù)得到了快速的發(fā)展,各領(lǐng)域的科學(xué)家開始著手研究遙感技術(shù),使遙感技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛和深入。遙感技術(shù)與農(nóng)業(yè)科學(xué)有關(guān)的領(lǐng)域主要有:大田作物航拍遙感診斷施肥、大田作物的遙感測產(chǎn)與長勢監(jiān)測、遙感解析土壤類型分布、農(nóng)業(yè)資源調(diào)查與評價(jià)、植物保護(hù)中某些病蟲害調(diào)查與監(jiān)測等。近年來,通過衛(wèi)星對農(nóng)作物拍攝遙感圖像進(jìn)行診斷施肥工作已取得了較好的成績,遙感圖像可以反應(yīng)植物養(yǎng)分狀況、土壤類型分布、田間長勢、作物分布,提供農(nóng)作物施肥表征和土地的利用現(xiàn)狀,為農(nóng)業(yè)部門統(tǒng)計(jì)作物布局提供可靠的參考資料,達(dá)到作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和生態(tài)安全的目的。

        遙感技術(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)的專業(yè)化技能逐漸向多元化多方面進(jìn)行發(fā)展,從當(dāng)前社會的發(fā)展與對人才的需求角度出發(fā),借助課程改革對農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)在植物營養(yǎng)診斷與施肥課程在教育教學(xué)、社會實(shí)踐和科研創(chuàng)新三方面的有機(jī)結(jié)合,充實(shí)課程的內(nèi)容,增加課程的實(shí)用性和學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中從理論、實(shí)踐操作和科研的角度,對遙感技術(shù)有充分的認(rèn)識,能夠在實(shí)踐中應(yīng)用遙感技術(shù)的方法、手段和思路去分析并解決植物營養(yǎng)診斷與施肥方面問題的能力[5]。本文旨在探討農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)在植物營養(yǎng)診斷與施肥課程建設(shè)中,如何更好地完成教育教學(xué)、社會實(shí)踐和科研創(chuàng)新三位一體的角色,增加教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)用性,拓展學(xué)生的視野,增強(qiáng)科研創(chuàng)新的能力。

        1 課程教學(xué)改革的必要性

        《植物營養(yǎng)診斷與施肥》課程是以植物營養(yǎng)學(xué)和作物施肥原理與技術(shù)為基本出發(fā)點(diǎn),結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際形成的一門綜合性課程,通過判明作物的營養(yǎng)豐缺狀況,分析導(dǎo)致植物營養(yǎng)豐缺的原因,提出有效的施肥方案。顯然,植物營養(yǎng)診斷不僅是科學(xué)施肥的基本依據(jù)和技術(shù)保障,同時(shí)也是植物營養(yǎng)和作物施肥原理與技術(shù)理論服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際最實(shí)質(zhì)性的內(nèi)容。植物營養(yǎng)診斷是手段,合理施肥是途徑,高效、低耗、高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)是目的?!吨参餇I養(yǎng)診斷與施肥》課程與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)緊密相關(guān),對于研究農(nóng)作物的生長規(guī)律、養(yǎng)分利用效率及解決我國的糧食問題有著重要的意義。然而,隨著社會科技的不斷發(fā)展以及農(nóng)業(yè)課程教學(xué)改革的深入,農(nóng)業(yè)類高等院校需要培養(yǎng)出更多具有創(chuàng)新開拓精神的實(shí)用型的高級人才,這就必須在相關(guān)課程的教學(xué)改革方面進(jìn)行廣泛的探索和與深入的實(shí)踐。為了提高該門課程的教學(xué)效果及教學(xué)質(zhì)量,增強(qiáng)學(xué)生利用植物營養(yǎng)診斷原理及理論解決生產(chǎn)實(shí)際的能力,筆者對“者對在相關(guān)課程的教學(xué)改革方面進(jìn)行廣泛的探索和與教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)課實(shí)踐教學(xué)等進(jìn)行一系列的改革與探索,在實(shí)施教改項(xiàng)目的過程中按照社會發(fā)展、科技進(jìn)步等客觀要求,兼顧本課程所涉及農(nóng)學(xué)類專業(yè)的專業(yè)課程安排,充分發(fā)揮該課程在農(nóng)學(xué)類各專業(yè)建設(shè)與發(fā)展中的重要作用,立足于學(xué)以致用,為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù),以達(dá)到更好的教學(xué)效果[6]。

        2 農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)在課程建設(shè)與學(xué)生培養(yǎng)的切合點(diǎn)

        2.1 高科技融入植物營養(yǎng)診斷與施肥課程的教學(xué)過程 隨著遙感技術(shù)的發(fā)展以及遙感技術(shù)與農(nóng)業(yè)的緊密結(jié)合,對農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)提出了新的要求,培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新人才是時(shí)代賦予高等學(xué)校的使命,也是高校實(shí)施素質(zhì)教育的根本途徑。而建立高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式需要建立完善的、適合的創(chuàng)新課程教學(xué)體系。在植物營養(yǎng)診斷與施肥課程教學(xué)過程中,引入遙感學(xué)科知識以及植物營養(yǎng)學(xué)在遙感學(xué)科上的應(yīng)用。例如:植株各器官營養(yǎng)狀況的改變直接影響著作物的冠層顏色和葉片透光率,缺氮植株葉片顏色變淺,透光率增加,冠層顏色偏黃綠色,而植物冠層顏色狀況通常情況下都與葉片葉綠素含量呈正相關(guān)關(guān)系,其含量的變化影響了葉片冠層的光吸收和反射強(qiáng)度,由于葉綠素對可見光的有效吸收,在可見光波段冠層的光反射隨著植株缺氮狀況的增加而增強(qiáng),接收裝置接收到反射光,經(jīng)處理即可形成遙感圖像,通過遙感圖像的解譯即可診斷出植物缺素的癥狀,可見農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)直觀和方便,廣大農(nóng)業(yè)科技工作者在電腦前即可診斷出作物的田間長勢。因此,植物營養(yǎng)診斷與遙感技術(shù)在專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域有很多相重疊的理論知識,為農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)更好的融入植物營養(yǎng)診斷與施肥課程奠定基礎(chǔ),使學(xué)生及時(shí)掌握農(nóng)業(yè)遙感學(xué)科發(fā)展的新方向,形成人才培養(yǎng)的創(chuàng)新性與遙感課程教學(xué)的相互支撐。

        2.2 社會需求多是促進(jìn)遙感技術(shù)與課程建設(shè)的切入點(diǎn) 多學(xué)科日新月異的交叉發(fā)展,不斷加強(qiáng)各學(xué)科在多領(lǐng)域的融合,遙感技術(shù)作為一門專業(yè)性較強(qiáng)的課程,其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛和深入[7]。遙感技術(shù)已經(jīng)從專一的技術(shù)服務(wù)逐漸走進(jìn)社會化的發(fā)展中,因此借助課程改革對遙感課程在教育教學(xué)、社會實(shí)踐和科研創(chuàng)新三方面的有機(jī)結(jié)合。教師在教授過程中,使學(xué)生從基礎(chǔ)理論、動手能力和科研創(chuàng)新的角度,對遙感技術(shù)理論有充分的了解和思考,令學(xué)生能夠掌握應(yīng)用遙感技術(shù)的手段和方法,具有解決植物營養(yǎng)缺失問題的能力。如果該改革應(yīng)用得當(dāng),必然為黑龍江的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐開辟一條新的道路。現(xiàn)階段,許多國家將植物營養(yǎng)診斷作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要手段廣泛地應(yīng)用于各種農(nóng)作物中,已取得了較好的效果。依靠遙感技術(shù)的理論,應(yīng)用計(jì)算機(jī)處理遙感圖像、解譯數(shù)據(jù)與植物生長的各種參數(shù)相結(jié)合,制定具體的施肥方案,為診斷的準(zhǔn)確性與預(yù)測預(yù)報(bào)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ);在歐美等一些發(fā)達(dá)國家有專門進(jìn)行營養(yǎng)診斷的職能機(jī)構(gòu),現(xiàn)已發(fā)展到商品生產(chǎn)的應(yīng)用階段,這些成果的推廣以及機(jī)構(gòu)的運(yùn)行均需要農(nóng)業(yè)遙感專業(yè)技術(shù)方面的人才,大多學(xué)校一般只開設(shè)植物營養(yǎng)診斷與施肥課程,而對遙感技術(shù)課程一般只對專業(yè)性較強(qiáng)的專業(yè)開設(shè)。因此,把滿足社會對專業(yè)性人才的需求作為促進(jìn)植物營養(yǎng)診斷課程建設(shè)的切入點(diǎn),更好地將農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)融入該課程體系做出貢獻(xiàn)[8]。

        2.3 科研、教學(xué)與實(shí)踐在課程改革中有機(jī)結(jié)合 高等學(xué)校對本科生科研素質(zhì)的培養(yǎng)不夠重視,科研意識薄弱,實(shí)踐能力欠缺,不能適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展要求,所以科研、教學(xué)與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合是植物營養(yǎng)診斷與施肥課程建設(shè)中重要的環(huán)節(jié)??蒲惺墙虒W(xué)的基礎(chǔ),教學(xué)是科研成果的傳播途徑,實(shí)踐是檢驗(yàn)科研和教學(xué)的方法和手段。對高等學(xué)校教師而言,只懂得教育教學(xué)顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,尤其對于講授自然科學(xué)課程的教師而言,只教學(xué)不做科研,教學(xué)內(nèi)容陳舊,課堂信息量不足,導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量難以提高。實(shí)踐和科研經(jīng)驗(yàn)的積累,有助于教師教學(xué)能力的提高,提高課堂的教學(xué)效果,增加學(xué)生對本課程的興趣,如將基于遙感的植物營養(yǎng)診斷與施肥研究,基于遙感的土壤養(yǎng)分鹽堿地的空間變異特征,基于遙感的土壤養(yǎng)分估測,基于遙感的作物產(chǎn)量評估等科研成果融入教學(xué)內(nèi)容,使課堂教學(xué)信息更加豐富,課堂氣氛更加活躍,增強(qiáng)學(xué)生對知識的掌握程度。

        相對而言,教育教學(xué)要比科研要容易一些,但是沒有科研過程的鉆研和付出注定沒有教學(xué)的精彩。如將黑龍江省黑土分布、各農(nóng)場不同植株養(yǎng)分的遙感圖像引入課堂教學(xué)中,用遠(yuǎn)紅外及衛(wèi)星影像分析黑龍江農(nóng)墾各農(nóng)場地表溫度和土壤濕度的研究引入到熱紅外遙感教學(xué),這些科研項(xiàng)目使學(xué)生能深切感受到理論知識就在我們身邊。而這些知識如果沒有教育教學(xué)、科研創(chuàng)新和社會實(shí)踐三位一體的指導(dǎo),無法憑空想象,學(xué)生很難理解,直接影響高校人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

        完善社會實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),積極與本專業(yè)相關(guān)的企業(yè)及實(shí)習(xí)基地聯(lián)系,走農(nóng)場進(jìn)基層,讓學(xué)生一見到農(nóng)作物首先診斷農(nóng)作物缺素癥狀,告訴該地塊農(nóng)戶應(yīng)多施哪些肥料可高產(chǎn),使學(xué)生更多的接觸農(nóng)業(yè)生產(chǎn)第一線的人員,提高學(xué)生的實(shí)踐能力,從而使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中了解現(xiàn)代化農(nóng)墾的栽培制度和先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn),為今后走入社會打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),真正使學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間實(shí)現(xiàn)“城市白領(lǐng)”到“合格農(nóng)民”的轉(zhuǎn)變。當(dāng)然,任何一門學(xué)科的起步與發(fā)展都不是一日之功,需要有長遠(yuǎn)的規(guī)劃和循序漸進(jìn)的過程,只有這一過程日趨完善,改革后的課程體系才能為地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會繁榮培養(yǎng)更多優(yōu)秀的人才。

        3 結(jié)語

        隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升,植物營養(yǎng)診斷與施肥技術(shù)也得到了快速發(fā)展。農(nóng)業(yè)遙感課程作為植物診斷與施肥課程建設(shè)的一部分,在教學(xué)和實(shí)踐過程中將農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)融入該課程體系中,從教育教學(xué)、科研創(chuàng)新和社會實(shí)踐三位一體有機(jī)結(jié)合的途徑去努力,必然在校院和植物營養(yǎng)診斷與施肥學(xué)科建設(shè)打好良好的基礎(chǔ),在專業(yè)拓展和專業(yè)發(fā)展中,取得穩(wěn)步增長,增加同學(xué)們接觸生產(chǎn)第一線的機(jī)會,增加實(shí)踐單位對本校植物營養(yǎng)診斷與施肥課程的了解,增加同學(xué)們就業(yè)的方向,不斷革新教育模式,為學(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)和實(shí)踐氛圍,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,提升學(xué)生實(shí)踐動手能力,加深學(xué)生對課程的熟悉程度,使學(xué)生真正喜歡植物營養(yǎng)診斷課程,提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和探究學(xué)習(xí)的能力。只有這樣,才能為高校農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的持續(xù)發(fā)展和植物營養(yǎng)學(xué)科建設(shè)思路的拓展提供有效的支撐,也為黑龍江墾區(qū)培養(yǎng)農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)層面的專業(yè)人才作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

        參考文獻(xiàn)

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