植物营养学论文范文

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本课程使用的教材是由中国农业大学出版社出版的陆景陵和胡霭堂等人编写的《植物营养学》（上、下册），共21章学习内容。目前，我校农学专业对该课程的课时设置为总学时数54学时（36学时理论课+18学时实验课），为保证教学任务的完成，教师必须在短短的36学时中完成21章的理论学习内容，使得课程内容大大缩减，影响了教学效果。而植物营养学是一门应用性较强的学科，其理论和实践性成果的广泛应用极大推动了我国在节水节肥、保护环境、增加农民收入等方面的发展。因此，实验教学也是课程教学的重要组成部分，它是对理论教学的深入和验证，着重培养学生实践能力和解决问题的能力，为我国培养大批植物营养应用性人才奠定基础。而我校的植物营养学实验课程仅开设18学时，且大多数实验都为验证性实验，只是对相关理论进行简单的验证，而不是有创造性的实践，影响了对学生实践能力以及创新能力方面的培养。

1.2教学方式单一，学生积极性不高

由于理论课时较少，学习内容较多，植物营养学课堂教学的方式不得不采取“填鸭式”教学方法，利用幻灯片为学生讲授知识。面对丰富的学习内容，很多学生忙于照抄幻灯片上的内容，对知识缺乏充分的思考，无法对老师讲的重点难点内容进行消化吸收，使得学生只能被动地接受知识，缺乏自主学习的积极性和主动探索的精神，难以激发学生的学习兴趣和热情，学生学习的积极性不高。

1.3教学内容相对落后，学生知识面不宽

目前，植物营养的教学内容仍然局限于课本内容上，都是课本上现有的知识和概念，学生对这门课的学习兴趣不高，而讲课中少有提及学科前沿及发展动态的内容，使得学生对植物营养学这门课程的重视程度不够，知识面狭窄。

2植物营养学教学改革的思路

2.1增加理论学时与教学实践学时

增加理论学习的学时数，可以使教师在授课内容中着重突出难重点部分；学生对老师课堂授课内容较容易消化和吸收，正确掌握知识点的重点和难点部分，有针对性地进一步深入学习。而教学学习是对理论知识的深化和实践，是整个教学体系的重要组成部分，担负着培养学生实践能力和开拓创新的重任，为学生在踏入相关工作第一线时奠定扎实的基础。

2.2更新教学手段，激发学生的兴趣

教学内容和教学方法是保障良好教学质量的两个重要因素，适当丰富教学内容后，教学手段就显得至关重要。研究表明，课堂气氛越活跃，学生参与越积极，教学效果相应越好。因此，我们根据植物营养学的课程特点，让学生学会带着问题听课，在一堂课程结束后，布置下节课将要讲到的问题，让学生回去查阅资料，在下节课对学生进行提问，既能激发学生回答问题的积极性，又能激发学生的学习兴趣，开拓思维，培养学生发现问题、解决问题的能力，并可以使学生更快、更牢地掌握相关知识点。这既活跃教学气氛，又使整个教学过程寓教于乐。植物营养学课程与农业生产密切相关，举例来说，在农业生产上对植物缺素症状的正确判断，有利于指导施肥，矫正植物的缺素症状。对此，我们可以采用实例与多媒体教学相结合的教学方法。

2.3充实教学内容，及时增加学科前沿及发展动态

学术讲座是是开拓学生知识的一种教学活动形式，是大学校园内主干课程之外一个重要的传授知识和培养人才的途径。学术讲座所涉及的一般是一些前沿性的研究和进展，也有一些基础性的理论，还包括一些新的研究方法和手段，这有助于及时掌握科研动态，更新、充实教学内容。邀请国内外专家与学生进行近距离的学术交流和探讨，能让学生尽可能多地接触学科前沿，并在学术交流和学术碰撞中拓展视野。

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中图分类号：G642 文献标识码：A

综合性实验是实验内容涉及一门课程的综合知识或多门课程知识的实验，主要培养学生综合运用所学知识和实验方法、实验技能去分析问题、解决问题的能力；设计性实验是结合课程教学或独立于课程教学，由学生自行设计实验方案而进行的一种探索性实验，主要培养学生组织能力和自主实验的能力。与传统的操作实验相比，在综合性设计性实验中，学生综合运用知识、理论联系实际，自主性、探索性增强，综合实践能力、创新能力、独立研究能力得到培养，并为科学研究储备科研人才。①②

植物营养学是高等农林院校中农业资源与利用、农学、植保、园林、草业等专业的核心课程，是研究植物对营养物质的吸收、运输、转化和利用规律以及植物与环境之间营养物质和能量交换的科学，其主要任务是通过改良植物营养遗传特性和改善养分管理方式，调节植物体的代谢，提高植物营养效率，优化营养环境，从而达到提高作物产量和改善产品品质的目的。③④⑤该课程既讲解基本理论与原理，又授予实际应用技术，对提高学生动手操作能力和培养学生理论联系实际能力起促进作用。但是长期以来，新疆农业大学（以下称为“我校”）的植物营养学课程只有40学时的理论课，没有开设基本实验课，更不用说开设综合性设计性实验实习环节。再有，课程教学采用“满堂灌”、“填鸭式”教学方法，理论知识和实际应用技术采用讲解的方式，没有实验实习过程，致使学生只能感性认识理论知识和实际应用技术，其动手能力、实践能力、创新能力和综合运用能力较差，从而减弱学生的学习兴趣，以致会影响学生将来的就业和深造。因此，为适应人才培养目标和社会对该专业人才的需求，必须增加综合性设计性实验的教学体系。通过开设植物营养学综合性设计性实验来深化课程中的基本原理和实际应用技术，提高学生动手能力、分析能力和综合运用能力，为学生进一步深造和就业打下坚实的专业基础。

1 植物营养学课程综合性设计性实验构建的基本思路

通过网络资源的共享和拜访国内知名高校中与植物营养专业相关的教师，并依据植物营养学课程的专业培养目标和课程设置要求，初步构建植物营养学课程综合性设计性实验的基本思路：依托植物营养学学科建设项目和教师在研项目，结合植物营养学课程的基本理论和原理，开展一系列以培养学生的综合实践能力和创新能力为目标的综合性设计性实验，构建以学生为主体的教学思想和重点培养综合实践能力与创新能力为主要目的的基本思路。

2 植物营养学课程综合性设计性实验的探索

2.1 实验课程安排

在我校植物营养学课程开设40学时理论课基础上，拟增加20学时综合性设计性实验课，同时在周末开放实验室和培养室，方便学生利用周末完成实验实习环节。此课程依我校农业资源利用专业的教学计划和教学大纲，通常安排在相应专业三年级第一学期。此时，学生已完成土壤学、植物生理学、植物营养研究法等专业基础课学习，为参与综合性设计性实验奠定了一定基础。实验以班为单位，6～8个同学自愿组成实验小组，设组长和副组长各一名，组员分工合作，先优化设计实施方案，然后共同实施管理，最后获取相关数据和撰写实验报告。

2.2 实验设计

实验设计是综合性设计性实验的主干或灵魂，要求具有全面性、合理性和可行性。因此，设计时，教师依据学生兴趣和知识储备以及实验内容指导学生查阅相关文献资料，个人先设计方案，在此基础上由小组成员将各自设计方案进行交流讨论，最后在老师指导下优化确定实施方案。为了培养学生综合运用知识的能力和创新能力，结合教师多年教学经验和科研成果，我们课程建设小组初步设计了两种培养方法（土培和水培方法）四个实验项目：作物缺素症观察（水培方法）、作物施肥参数研究（土培方法）、作物根系形态描述（水培方法）、作物氮素营养诊断无损测试技术应用（水培方法和土培方法）。

2.3 实验实施

此阶段是培养团队协作精神、训练综合实践能力、提高解决问题能力的主要阶段。各小组成员依据优化的设计方案布置实验，各组员之间分工合作，依据实验内容和作物生长特点，定期进行管理观测和取样，观察记载和取样要标准化和合理化，室内分析操作要规范化和标准化。实施过程中必须认真负责，准确及时，出现问题时，先鼓励学生进行独立思考，然后引导学生通过查找相关资料来解决问题，突出以学生为主体的教学思想，增强学生的自主性和创造性。

2.4 实验分析

实验分析包括观察指标分析、生化和形态指标分析以及数据整理分析，此过程是加强动手能力和综合运用专业理论知识的重要阶段。譬如做作物缺素症观察中的观察指标分析时，要分析比较各营养元素出现的时间、部位、程度等等，生化和形态指标分析时，首先要掌握这些生化指标和形态指标分析的标准方法，其次准备好这些指标测定的试剂和仪器，数据整理分析是试验成果表达的前提，首先仔细审查试验资料，发现错误设法更正，无法更正的予以剔除，其次通过运用学生掌握和理解的方差分析、相关分析、回归分析对数据进行统计分析，根据已学专业理论知识总结规律，最后作出合理的结论。

2.5 实验报告撰写

实验报告是对综合性设计性实验的总结和反思，撰写模版以规范科技论文为模版，包括题目、中英文摘要、关键词、前言、材料与方法、结果与分析以及讨论与结论等部分，题目和中文摘要主要锻炼学生综合概括能力，英文的撰写主要是培养学生掌握一些专业英语及其表达，还有锻炼学生英语写作的意识，前言或引言主要锻炼学生网络信息、了解学科发展趋势和综合概括能力，撰写的重点主要在材料与方法、结果与分析和讨论与结论这三部分，材料与方法是实验设计、实验方法和实验过程的详细记录，结果与分析和讨论与结论是实验报告的核心内容，也是深化学生专业基础理论、增强学生自主性、探索性学习精神，培养综合实践能力和独立思维研究能力的主要过程。

2.6 实验考核

考核是实验教学质量评价监控的有效方法，对实验教学改革起着一定的导向作用。⑥植物营养学课程中的综合性设计性实验教学考核与理论教学考核相分离，单独计入成绩和学分，考核内容包括平时成绩、操作技能和实验报告。平时成绩占30%，主要包括学生态度、实验效果、出勤、团队协作精神等；操作技能占20%，包括基本实验的操作规范能力、实验方法掌握程度以及分析仪器使用的熟练程度等；实验报告占50%，主要包括实验观测记载本详细程度、分析测定原始数据完整程度、实验报告规范程度、实验步骤描述完整程度、结果分析合理程度等。教师对整个教学过程进行跟踪指导，及时发现和解决学生实习实践过程中出现的困难和问题，阶段性地进行作业的批阅和反馈，使学生规范有序地进行实验实习，从而保障实验教学良性循环，达到预期目的。⑦

以上是我们在植物营养课程教学中进行教学改革的一些尝试，并在农业资源利用专业092班进行了示范，该班总共36人，分成4个小组，完成了油菜、菠菜、生菜和小白菜四种蔬菜的缺素症状观察和肥效实验（采用土培方式，盆栽土为新疆北部灰漠土，有机质16.8g/kg、速效氮磷钾分别为68mg/kg、13.8mg/kg、214mg/kg，估算出油菜、菠菜、生菜和小白菜四种蔬菜最佳N、P2O5、K2O的用量分别为26kg/亩、10kg/亩、3kg/亩，26kg/亩、6kg/亩、4kg/亩，25kg/亩、8kg/亩、2.5kg/亩，23kg/亩、7.5kg/亩、3.2kg/亩），撰写了4篇拟投稿文章，示范效果明显。通过教学改革的尝试与示范，笔者深刻体会到在实际教学过程中，要结合教师的知识和科研背景，依据专业和学生特点，不断发展和拓展教学内容，以此培养出面向社会的实用型创新型人才，促进教与学的共同提高。

新疆农业大学教学研究项目，农业资源与环境特色专业建设项目，土壤学自治区重点学科建设项目

注释

① 曹爱红，黄其秀.综合性，设计性实验教学的实施与设想[J].中国现代教育装备，2008（4）：81-83.

② 尹元萍，汤利，赵平，等.农科院校植物营养类综合性设计性实验探索与实践——以云南农业大学为例[J].云南农业大学学报，2012.6（4）：102-106.

③ 叶优良，王文亮，韩燕来，等.植物营养学教学改革与实践[J].科技咨询导报，2007（28）：186，188.

④ 孙霞，盛建东，蒋平安，等.植物营养学实验课程教学体系的构建与探索[J].科技创新导报，2012（15）：146-147.

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北京林业大学农业资源利用一级学科可追溯到最早的森林土壤学科，1990年以前属于一级学科“林学”下面的二级学科，1990改为土壤学，1997年由农学门类下的林学一级学科划归为同一门类的一级学科“农业资源利用”。2004年植物营养学科经国务院学位办批准，开始招收硕士研究生。2005年土壤学科被国务院学位委员会批准为林业院校的首个土壤学博士点，并同时被授予一级学科“农业资源利用”硕士学位授予点。

经过50多年几代人的共同努力，我校在学术梯队、科学研究和人才培养等方面取得了一系列成绩，形成了具有林业特色的优势学科。

一、学科梯队合理

在学科队伍上建设上，注重人才的引进，从美国、加拿大、挪威、日本等引进归国人员。不同国家和地区的学术思想和氛围能在我们这里相互促进和相互影响，研究方向齐全。通过多年的努力，我校已形成了一支知识覆盖面广、学术气氛活跃、梯队合理、并具有广泛国内外联系的以中青年为学术骨干的学科队伍。

二、研究方向独具特色、优势明显

我校农业资源利用一级学科下设两个二级学科：土壤学和植物营养学。行政上隶属于水保学院。依托过去水保学院在全国名列前茅的科研优势地位，紧紧围绕林业六大生态工程，土壤和植物营养两个二级学科形成了一些固定的具有特色和优势的研究方向，并取得了一些重要的研究成果。

(一)土壤学科

土壤学主要有森林土壤、土壤侵蚀、土壤生态与植被恢复等研究方向。

1．森林土壤。森林土壤是森林培育、森林经营的基础。主要任务是应用系统的、先进的理论知识和实验技术，研究森林土壤的性质、组成、结构及其演化规律，揭示森林土壤的功能，解决林业生产以及不良立地条件森林植被恢复的实际问题，从而实现森林土壤资源的合理利用。

近年来我校土壤学科主要在森林土壤发生分类和森林土壤与环境等方面展开了一些研究。通过对华北山地土壤发生特性和诊断特征的研究，提出了以土壤系统分类为依据的土壤类型，通过对土壤粘化过程的研究，纠正了地带性土壤分布中棕壤与褐土的分布问题，为褐土、棕壤土类与系统分类的参比提供了可靠的理论依据，并受到了老一辈土壤学家李连捷院士的好评。

森林土壤是重要的陆地碳库，并和大气进行着频繁的气体交换，特别是一些温室效应气体，如二氧化碳、甲烷和氮氧化物。研究这些气体在土壤中吸收或释放的机理，并监测其排放通量和影响因素，认清森林土壤和温室效应气体排放及全球变化的关系，可以为采取科学的调控措施提供理论基础。通过承担国家自然科学基金、博士点基金和教育部新世纪人才资助等项目，我们在这一领域的研究成果有新的突破，研究成果被许多专著引用。

2．土壤侵蚀。土壤侵蚀是当今的土壤物理学的中心内容。土壤水的保持和运动直接或间接影响着土壤肥、气和热的状况。不同的土壤具有不同的蓄水、透水和抗蚀能力。研究土壤侵蚀规律对改良土壤性状，提高土壤肥力以及整个生物圈和人类生存的生态环境有着重要关系。

在土壤流失分布特性研究方面，研究了长江三峡地区、黄土高原地区存在的土壤侵蚀类型，不同土壤侵蚀类型的土壤流失量与降雨、地面坡度、地面覆盖度等因素的关系。对三峡花岗岩地区坡面土壤流失规律和库区土壤中管流和优先流对地表径流过程的影响进行了系统研究，发表的论文有多篇被EI检索，并申请到瑞典国际自然科学基金资助。

在森林植被保水保土作用研究方面，以不同地区林下地被物为研究对象，经长期试验得出：林下地被物具有较强的吸持降水、涵养地表径流、增加地表糙率、改良土壤特性等作用，能够在很大程度上固持土壤，对于防止土壤侵蚀具有较大作用。完成2项国家自然科学基金课题。3篇论文被EI检索。

在土壤渗透特性及土壤水分运动机理研究方面，以达西定律、连续方程为理论基础，对非饱和带土壤水分运动进行定量研究，它是分布式水文模型的重要组成部分。以三峡库区为试验基点，经过长期观测，得出了长江三峡花岗岩区林地坡面土壤渗透遵循霍顿方程，其土壤特性具有蓄满产流条件的结论。研究成果对三峡库区的生态建设具有重要的理论和实践意义。

3．土壤生态与植被恢复。土壤同成土因素共同构成一个生态系统，并作为陆地生态系统的一个亚系统而独立存在。针对我国土壤生态的关键问题，我们首先进行了林地土壤干扰生态学研究。针对我国森林土壤的特点，我们主持了一些国家和北京市自然基金课题，率先在东北天然林、华北人工林进行了土壤种子库、林地粗木质残体生态学、林地空隙对土壤质量演变等方面的研究，发表多篇论文，并取得了多项成果，其中一项成果获北京市林业系统科技进步一等奖。

在土壤一植被一大气系统的水分转移规律的研究中，用能量的观点来定量研究和描述水分的运动。SPAC是水分循环的一个通道，我们在研究土壤水分循环与平衡时，都是以SPAC和“四水”转化为基础，利用国家“九五”和“十五”攻关课题，在河南黄泛区、内蒙和宁夏沙漠化地区、黄土高原地区及北京等地进行了深入系统的研究，部分成果通过国家鉴定。自然土壤中的营养元素循环是一个十分复杂的问题。我们对北方主要森林土壤中的C、N、P、K、S等元素在以土壤为界面上的循环及伴随水文过程的循环进行了系统的研究，取得了不可多得的资料和研究结果，丰富了森林土壤养分的循环理论。

困难立地条件下土壤退化机理及恢复生态学也是我们的研究重点。通过对我国华北石质山区和黄土高原干旱侵蚀地区土壤质量的现状和演替规律的研究，分析土壤退化的原因，结合对主要造林树种耐旱性等生理生态特性的研究，提出了一系列针对类似地区的造林技术，如径流林业技术、固体水技术。以上研究，为有效地解决我国干旱半干旱地区的植被恢复提供了强大的理论支撑和技术支持。

(二)植物营养学科

植物营养主要侧重于树木营养与施肥、花卉及草坪营养与施肥，无土栽培和花木基质等方面。对树木营养和施肥的研究主要集中在毛白杨和泡桐人工林上。在三倍体毛白杨纸浆林生产建设中，系统研究了我国毛白杨在生长季节的营养规律，并进行了原位的林木正交施肥试验，其研究结果对指导毛白杨速生丰产林的生产有重要意义。运用矢量竞争理论(Vectorcompetitionanalysis)，研究了油松、侧柏混交林种间的营养竞争或互惠关系，为混交林的营造以及人工纯林的改造提供了理论依据。

同时，我们也承担了首都古树复壮的工作。草坪生态系统是人工生态系统，在养分循环方面不像自然生态系统那样可以无限自然循环，在其生产和修剪过程中或多或少有养分的损失。因此，肥料是提高草坪生产质量的重要物质基础。人为控制下的正确施肥，是维持草坪持久性、保持其良好景观，从而实现草坪可持续发展的有效手段。利用稳态营养理论，采取指数施肥的方法对草坪进行了出圃前施肥的研究，并取得了一定的成果，在国际植物营养大会上进行了交流。

三、人才培养成果

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2对农资专业实践改革的探讨

实验内容由单一独立向综合性转变。增强各个实验之间的逻辑性、连贯性，确保每个同学都能参与进来，使实验成为一条生产线，任何人的懈怠都会影响实验的进行，杜绝“打酱油”现象存在。利用多媒体和仿真技术先进行虚拟试验再进行真实实验代替实验员实验前灌输实验过程，图声并茂代替单一讲述，由被动变主动。加大实验课所占成绩的比重，消除轻实验重理论的心理。督促学生做到实验课前预习实验指导，实验课后认真对待实验报告，在实验报告中尤其写出实验过程中存在的问题，并分析产生问题的原因和解决问题的方法，促使学生对整个实验进行认真思考。实验课是在校学生锻炼动手能力的重要实践，是和理论基础课并重的，学生往往更加注重理论课的学习而忽视实验课的锻炼，这往往与学校考核学生的方式方法密切相关。学校对于一个学生的考量总是更注重课程成绩的高低，实验课或实习课只占其中一小部分，有时甚至完全通过卷面成绩来评价学生的优劣，这就造成了学生对于实践课的忽视。

为了让学生在校期间真正的得到专业锻炼，增加学生的考核渠道势在必行，必须兼顾理论课和实践课的整体表现来评价学生的优劣，即使理论课再优秀而实践课不达标，该课程也不能算合格。此外，农业资源与环境专业实验教学体系的改革，应改变传统的以课程为基础设置实验，应根据农业资源与环境专业教学计划和课程体系来设置系列实验,把专业基础和专业课设置成四大实验系列：土壤农化类系列实验、生态环境类系列实验，遥感与信息技术类系列实验、微生物类系列实验。这样就可以整合实验室资源，充分利用有限的实验环境，在系列实验室中可以完成综合性实验，这样既可以增加学生对实验的探索又可以节约时间。开放实验室,使学生不仅在上课时间可以做实验，课余时间也可以进行实验，提高实验室和仪器设备的利用率。这方面南京信息工程大学已付诸行动，通过开放实验室可以提高学生的积极性，与以往的实验课相比课余时间的实验相对自由，时间也相对宽松，学生可以更加轻松的完成实验。实验成果的展示也不只是通过实验报告来体现，可以利用现在的网络新技术，如微博、论坛等，学生不仅可以展示自己的实验成果，而且还可以在网络上交流心得互相学习。