基于“病害三要素”的普通植物病理学教学改革

       何 红，李 亚，林巧玲，易润华, 吴正伟

（广东海洋大学 滨海农业学院，广东湛江，524088）

[摘  要]植物病理学作为植物保护专业重要的基础课，其理论和实践教学改革具有重要意义。植物病害“三要素”是指病原物、寄主植物和环境条件，三者之间的关系在普通植物病理学教学中占有十分重要的位置。本文围绕植物病害“三要素”，从教学内容设置、教学方式和实践环节等三个方面进行了研究与探索,让学生对“三要素”在病害发生中重要性有更清晰的理解与掌握。基于“三要素”突出教学重难点；围绕植物病害“三要素”优化教学方法；强化植物病害“三要素”指导实践。从教学内容、教学方式和教学实践三方面努力提高学生综合素质和达到培养高质量创新人才的目标。

[关键词]普通植物病理学；病害三要素；理论与实践；教学改革

[基金项目]2019年度广东海洋大学校级教学团队——植物保护学教学团队（编号：570219074）；2019年度广东海洋大学综合类教改项目“南亚热带地区植物保护专业课程建设改革与实践”（编号：570219075）；2019年广东海洋大学专业核心课程培育——普通植物病理学（编号：571119070）。

 [作者简介]何红（1963-），男，江西丰城人，博士，广东海洋大学滨海农业学院生物技术系，教授，主要从事植物病理学研究。

[中图分类号]G642    [文献标识码]A   

普通植物病理学是植物保护专业重要的专业基础课，主要内容包括植物病害发生原因、病害发生发展规律、植物与病原物之间的相互作用机制以及植物病害防治的基本概念、基本原理及基础研究与实验操作技能等，是一门基础性、理论性与实践性均较强的专业骨干课程（王海光等，2015）。学生通过普通植物病理学的学习，了解植物病理学的基本原理，掌握病理学研究的基本知识和方法，理解植物病害防治的基本措施。病害“三要素”（病原物、寄主植物和环境条件）在普通植物病理学教学中占有十分重要的位置，了解病因、侵染过程、植物抗（感）病性和病害流行以及制定植物病害防治对策时，都离不开对病害三要素的分析（许志刚，2009）。在借鉴其他相关院校相关专业教学经验的基础上，结合本校植物保护专业的实际情况，在教学过程中围绕植物病害“三要素”，从教学内容、教学方法和实践教学等多方面总结了一整套经验，并对改善和提高普通植物病理学的教学效果进行了探索与实践，培养学生在掌握理论知识的基础上，加强动手能力和运用理论知识解决实际问题的能力培养。

一、基于植物病害“三要素”突出教学重难点

广东海洋大学滨海农业学院植物保护专业开设普通植物病理学，共64学时，其中理论课48学时，实验课16学时，理论课的部分主要包括植物病害与植物病害系统、植物病原物、植物侵染性和非侵染性病害发展、寄主植物和病原物的互作、病害流行与预测、植物病害的防治原理与对策。课程重难点较多，内容抽象，理解起来比较困难。任何一门课程的课堂教学是为实现相应的教学目标而展开的，教学过程中只有突出重点、突破难点才能更好的实现教学目标。在普通植物病理学教学中，对于植物病害“三要素”的把握和理解直接影响了学生对普通植物病理学基本知识的掌握程度，植物病害“三要素”也是贯穿整个普通病理学教学的重点和难点。关于植物病害“三要素”（病原物、寄主植物和环境条件）之间的相关性，目前普遍接受与认可的是 “三角关系”（许志刚，2009；谢联辉，2015），即病原物、寄主植物和环境条件三者各占“三角形”之一角，这是乎表明“三要素”对植物病害的发生具有相对同等重要的作用。但在植物侵染性病害（植物病理学研究的主要对象）中，一般情况下只有病原物存在时植物才有可能发病，没有病原物植物就不发病，病原物是导致植物病害发生的主要因素，起关键性作用；另一方面植物病害的发生是在植物体（寄主）上表现的，即寄主植物是病害发生的主体，没有寄主植物也就无植物病害可言；而环境条件往往是通过影响病原物和寄主植物的生长发育等来影响植物病害的发生。由此可见，在植物侵染性病害中，病害“三要素”对植物病害发生的重要性具有不等同的作用，其中病原物和寄主植物是植物病害发生与否的关键，病原物致病性（力）与寄主植物抗病性（力）之间相互“搏击”在植物病害发生中起主导作用，是植物病害发生的内因；而环境条件在植物病害发生中起辅助作用，主要是影响植物病害发生的轻重，是植物病害发生的外因。据此，我们在教学中对植物病害“三要素” 之间的相关性，在强调其“三角关系”的基础上，提出了以病原物与寄主植物之间相互“搏击”为内因，以环境条件为外因的 “搏击”关系，并将“三要素”之间的相互作用进一步阐述为：

（1）当病原物致病性（力）强，而寄主植物抗病性（力）相对较弱时，一般情况下病害会发生，但病害发生严重与否，则环境因素起重要的作用：

①若此时环境条件对病原物有利，而对寄主植物不利，则病害发生，且可能大发生；

②若此时环境条件对寄主植物有利，而对病原物不利，则病害轻发生或可能不发生。

（2）当病原物致病性（力）弱，而寄主植物抗病性（力）强时，一般情况下病害轻发生或不发生，至于病害是否发生，则环境因素起重要的作用：

①若此时环境条件对病原物有利，而对寄主植物不利，则病害可能发生，但一般情况下发生较轻；

②若此时环境条件对寄主植物有利，而对病原物不利，则一般情况下病害可能不发生，即使病害发生，也发生相对较轻。

这样不仅使同学们对病害“三要素”之间的相互关系与作用有较为全面的认识，同时对三者之间在病害发生中重要性也有更清晰的理解与掌握。

二、围绕植物病害“三要素”优化教学方法

如何让学生理解和更好的把握植物病害“三要素”是普通植物病理学课堂教学中非常重要一个环节，普通植物病理学往往存在内容庞杂，知识点多、抽象、大部分章节晦涩难懂。传统的课堂授课的教学方法，容易造成学生对知识点的把握不到位，学生不求甚解，教师枯燥“填鸭式”教学，教学效果差强人意^[4]。另外，由于社会的进步、网络科技和新媒体技术的发展，高等教育的主体——新时代大学生的群体特征也发生了较大的变化，学生获取知识的途径也由之前纸媒体，课堂教学发展为通过网络、书籍、自媒体等多种途径获得，教学方法也需要满足时代发展的要求，积极进行改革。教师在教学过程中，应该多运用启发性教学方式和多维度的教学语言引导学生多方联想，有所感悟。另外，我们可以通过视频资料展示、类比、小组讨论、探究式教学法相结合，将教学的重心从“教师教”转到 “学生学”，充分调动学生的课堂积极性，从而到达突破教学重点难的目的^[5]。比如植物病害病斑（症状）的发生与发展过程是植物病理学的重要内容，也是本课程教学的重点，目前有关植物病害病斑（症状）的发生发展过程，主要强调了病原物的 “侵染过程”，即接触期→侵入期→潜育期→发病期，而有关寄主植物在病害病斑（症状）发生与发展过程的作用却鲜见关注。因此，我们在教学中，以病害病斑的发生发展为着眼点，基于病害“三要素”的 “搏击”关系，提出相关问题：在病原物侵染过程的同时，寄主植物的有何反应？最新植物病理学研究中，病原物与寄主植物互作机制相关的理论有哪些？将学生分成不同小组，让学生通过自己的收集整理相关资料，进行PPT汇报，然后由老师点评。通过病原物与寄主植物相互作用阐述植物病害病斑（症状）的发生发展过程（图1），以助于学生更全面系统地理解掌握植物病害 “三要素”及其重要性与作用。

图1病原物与寄主植物在病害发生发展过程中的作用

在普通植物病理学的教学方法中，理论和实践相结合，比如在寄主植物抗性的理论课教学中因为抗病性的发生是微观的、和连续的，不同的寄主植物对不同的病原有差异，为了让学生更好的理解和掌握该知识点，鼓励学生在校内实践教学基地种植不同的农作物，观察记录在自然条件下作物生长和病害发生情况，分析作物的不同生长时期的发病特点，明白在植物病害“三要素”中，寄主植物的不同生理抗性对发病概率和严重程度的影响。这样不仅能增强学生的动手能力，还能丰富室内实验教学的农作物病害标本。

三、强化植物病害“三要素”指导实践教学

植物病理学的教学除了理论课程以外，实验课和实践课也是普通植物病理学教学的重要组成部分。按照教学安排理论课与实验课的比例为2:1，也就是每两次理论课就会有一次实验课，因此实验课在植物病理学教学中有举足轻重的作用，对理论课教学起到很好的补充作用。植物病理学的研究目的是植物病害防控，而防控策略的制定与防控措施的选择是重点。在教学中，我们基于植物病害综合防控原理，以病害“三要素”为依据，从减少病原物、提高寄主植物抗性、创造有利于寄主植物而不利于病原物的环境条件三方面有机综合入手，引导学生制订植物病害综合防控策略。依据病原物，采用的防控策略为减少、杜绝病原物的数量、降低病原物的致病力；防控措施一般为植物检疫、农业措施（如轮作、拔除病株、清园等）、生物防治、物理防治、化学防治等。依据寄主植物，防控策略为增强、提高寄主植物的抗病性（力），采用的防控措施一般为抗病品种选育与利用（如选育抗病品种、抗病品种选用、品种合理布局等）、农业措施（如合理水肥管理、轮作、提高植物生长势等）。依据环境条件，防控策略一般为创造有利于寄主植物，而不利于病原物的环境条件，采取的防控措施为农业措施（如合理选择种植期、轮作等）、物理防治、生物防治等。并由此有针对性地选择相应的植物病害防控措施，如植物检疫、农业措施、抗病品种选育与利用、物理防治、生物防治及化学防治等。这样有助于学生利用植物病理学的基础知识，有针对性地提出植物病害综合防控的策略，以提高学生解决生产实际问题的能力。

四、结语

我们在普通植物病理学课程教学中，围绕植物病害“三要素”，以植物病害发生原因→植物病害发生发展过程与规律→植物病害防控为主线，将普通植物病理学的教学内容整合为植物病害及其发生原因、植物病害病原、植物病害发生发展规律和植物病害防控等四个部分（图2）。在第一部分植物病害及其发生原因中，分为植物病害的概念和植物病害的病因，病因又分为寄主、病原和环境，这就形成的植物病害的“三要素”，从三角关系、四面体关系和“搏击”关系三个方面分析植物病害三要素的相关性。第二个部分是植物病害的病原，由两方面的因素构成，分别是生物病原和非生物病原，其中生物病原有植物病原菌物、细菌、病毒、线虫和寄生性种子植物；非生物病原有温度、湿度（水）、光照及营养还有化学污染等。第三个部分为植物病害发生发展，由单个病斑发生发展和病斑群体发生发展构成。在单个病斑发生发展部分，分为单个病斑发生和病害循环，单个病斑发生的过程按照病原物侵染过程分为接触、侵入、潜育和发病；按照寄主相应反应分为生理病变、细胞病变和组织病变，一般病原物与寄主植物接触就会产生生理性病变，侵入和潜育会形成细胞病变，而发病会有组织病变。病原物的致病机制主要表现为直接侵入、产生部分相关的酶、产生毒素、激素和多糖等。寄主植物的抗病机理主要表现为物理或者化学的主动抗病或者被动抗病。病害循环的过程主要是越冬（夏）、初侵染与再侵染以及病原物的传播途径。病斑的群体发生发展包括病害流行和病害预测，病害流性又根据病害计量（发病率和病情指数）、流行类型（积年流行病害、单年流行病害）、流行时空动态和影响因素（病原、寄主和环境）来进行分析；病害的预测按照预测依据（病害、病原和环境三要素）和预测方法（综合分析、模型等）进行。所有前面的内容最终的目的其实是要实现植物病害的防控，防控的前提条件就是要完成植物病害的鉴定，才能对症下药，所以在病害诊断中要遵守规范的诊断原则、诊断程序和诊断方法。在此基础上实现病害防控，基于病害“三要素”，植物病害防控策略按照减少病原、提高寄主抗性，创造不利于病害发生的环境条件。有效的防控措施为源头阻断实现植物检疫、其次是农业防治、抗病育种跟、化学防治、物理防治和生物防治。通过以上各种途径，对植物病害“三要素”的教学方式进行了一些改革探索，引导学生分析植物病害发生的原因、了解掌握植物病害发生发展规律、提出解决生产实际中植物病害防控等问题的能力，以提高学生的综合素质。

图2：普通植物病理学课程教学体系及内容

   普通植物病理学作为农林院校植物保护专业重要骨干课程，课程重难点较多，知识点抽象，学习难度较大。教师作为授课的主导者，做好课程改革，有助于对基本知识的掌握以及综合能力的培养。近年来，在广东海洋大学滨海农业学院植物保护专业的教学实践中，努力把握植物病害“三要素”这一贯穿普通植物病理学教学的主线，通过教学内容改革、教学方法优化和教学实践强化，极大的提高了学生学习的积极性。调查问卷发现，92%以上的学生认为通过课程的学习，能够掌握普通病理学基本的理论，实践模式的改革对学生动手能力和综合素质提高起到极大的促进作用。表明课程改革取得了阶段性的成果，改革符合卓越农林人才培养的要求，但是新时代的大学群体特征在不断发生变化，我们的教学改革还需要进一步的探索与实践。

[参考文献]

[1]王海光，马占鸿.紧跟学科发展，促进《普通植物病理学》教学内容更新[J].教育教学论坛，2015,(12):90-92.

[2]许志刚.普通植物病理学（第四版）[M]，中国农业大学出版社，2009.

[3]谢联辉.普通植物病理学（第二版）[M]，中国农业大学出版社，2015.

[4]范守信.小题大做：高校教学方法改革的探索与思考[J].高等农业教育，2016（6）：59-62.

[5]高必达，余映波，李红玫.植保专业动态应变教学体系的探索[J].高等农业教育，2001（2）：65，84.

Reform in Education of General Plant Pathology on Theory and Practice based on three Elements of Plant Pathology

HE Hong, LI Ya, LIN Qiao-ling, YI Run-hua, WU Zheng-wei

（College of Coastal Agricultural Science, Guangdong Ocean University, Zhanjiang Guangdong 524088）

Abstract: The general plant pathology was one of basic specialty subjects. It was very important that the course were innovated on theory and practice. The "three elements" of plant diseases referred to the pathogen, host plant and environmental conditions. The relationship among them took very important role in the teaching of general plant pathology. Reforms experiences of content, methods and practice in general plant pathology course were introduced in this paper. Students could understand and grasp the importance of the "three elements" in the occurrence of diseases very well. Highlight the key and difficult points of teaching based on the "three elements", Optimize the teaching methods around the "three elements" of plant diseases, Strengthen the "three elements" of plant diseases to guide practice, aim to improve the comprehensive quality of students and achieve the goal of cultivating high-quality innovative talents from three aspects of content, methods and practice in general plant pathology course.

Key words：the General Plant Pathology；Three Elements of Plant Pathology；Theory and Practice; Reform in education