习近平总书记强调，要着重强化基础学科培养能力，推进新工科、新医科、新农科、新文科建设，为全国农林院校加快推进新农科建设指明了方向^[1]。同时，教育部也特别强调了深化高等教育内涵式发展的要求，进一步推进新农科建设^[2]。因此，为进一步响应新时代国家的战略布局与需求，高等农林院校教育亟需集合基础学科教学与科研资源，以推动学科战略布局。其中，化学学科作为基础学科，更应立足经济社会发展需求和人才培养目标。面向新时代需求，唯有在“新农科”背景下优化重构教学内容与课程体系，提高农林高等院校特色化学学科的吸引力，促进化学学科与国家乡村全面振兴战略的契合，与“新农科”建设体系中的农业特色专业有机融合，将基础学科与特色农业学科集成创新，才能更好地为国家“三农”战略的推进提供充足的优秀后备人才。

随着农业科学生产的发展，杀虫剂、杀菌剂和除草剂等农药广泛施用。然而农药因不规范使用，人们对日益凸显的相关环境及食品安全问题的关注逐渐提高，对农产品及环境进行及时有效的分析非常必要，而农药残留分析课程的开设对培养相关创新性强、实践性好的专业人才至关重要。农药残留分析课程是农林院校基于化学学科的农产品安全及农业生产环境应用型新农科特色选修课^[3]，农药残留分析课程结合应用现代技术，教授农药施用后在农作物或环境介质中的残留、代谢、降解和归趋的规律及研究方法，以及农药残留限量标准、农药安全使用标准和农药残留检测方法等，以满足政府管理机构对农药注册以及农药安全、合理使用的管理需要。该课程不仅是高等农林院校化学学科及分析检测专业学生的选修课程，还是生物学、农药学及环境科学、植物营养、食品科学、植物学、动物医学等其他学科进行农药及其残留的毒理分析等科学研究必不可少的课程。修习本课程的学生涉及的学科较多，因此本课程是面向全校农林相关专业开设的一门具有较强农学特色的专业课，具有涵盖知识面多、适用性广、应用性强的特点。所以，化学教育教学为在新农科建设农林特色教学提供了新契机，以化学学科为基础建设农药残留分析课程，有助于推动新农科建设从“试验田”走向“大田耕作”。基于对农林教育发展趋势，为应对国家未来发展需要，为国家农业绿色高质量发展和乡村振兴服务，重塑国家农业全球竞争力，培养具有知农爱农人才，对农药残留分析课程的改革实践提出了新要求^[4]。

本课程立足于化学基础学科，着眼于“新农科”建设，具有较强的农林特色。目前四大化学基础课程侧重于化学知识与原理的传统体系教学，与农林专业课程的教学内容相关性有待加强，因此如何将化学学科与新农科背景下的农业特色学科进行有效融合是一大挑战。不同学生对于化学相关的知识理解及思维能力也呈现一定差异，一定程度影响了修习本课程前的自信心与兴趣。此课程的开设学习能巩固和加深理解化学相关理论、知识及技能，使化学知识学而所用，促进学科交叉融合。因此，本课程通过教学改革，在课程教学中，须将化学基础原理及技术方法与环境、农学、植物保护等应用出口进行有效衔接，以提高其广泛的适用性及与“新农科”专业密切结合的特色性。

以往农药残留分析课程教学目标主要以讲授相关基础知识及技术为主，课程设置与“新农科”人才培养目标契合度较差。同时，若单纯教授学生理论知识，会导致实践与理论部分的衔接脱节，更重要的是单一理解理论知识而无辅助性实验，也对学生深刻理解理论要点造成困难。因此，“新农科”建设内涵为本课程提高学生的应用能力及实际操作能力提出了新的要求，本课程应注重理论知识与实践性实验的契合，以培养“新农科”人才的实际应用能力。

以往实验以验证性实验为主，学生在实验操作中往往存在“按方抓药”现象，导致学生对实验操作及其内涵知识无法做到真正的融会贯通，教学效果也将“缘木求鱼”，降低了教学有效性，更阻碍了学生综合素质的培养和创新能力的提高，也为本课程的实验教学设计提出了更高的要求。而在目前农药残留分析实验课中，农药残留样品提取等实验流程比较复杂，较少的实验课课时安排将限制实验课的内容有效开展。在实验设计方面，原有实验对象及样品与“新农科”建设的特色农业贴合度不够，亟需调整应用实验的设计，以契合应用型人才培养目标。另一方面，由于农药残留分析技术不断迭代，实践课所需仪器往往是前沿大型仪器，简单的分析滴定设备无法满足实验要求。同时，原有实验结构设计的农药残留分析方法大多采用色谱等传统分析方法，并为了保证全体学生的准确度，往往牺牲了检测方法的灵敏度，不符合“新农科”实际应用中农药残留分析含量及限量标准，进一步限制了可与理论课堂相匹配补充的实验课设计。同时，本课程原有实验课缺乏设计性实验，在培养“新农科”应用特色人才方面具有一定的局限性。

“新农科”背景下，培养全方位、高素质的农科特色人才是首要目标。然而，目前农药残留分析课程的讲授主要以传播知识及技能为主，在熏陶教学对象的思想道德情操，培育后备“新农科”人才的“知农爱农”情怀方面稍显不足。因此，为提高学生的爱国信念及“知农爱农”情怀，如何将思想政治教育融入农药残留分析课程讲授是本课程教育教学的一大挑战。

以往农药残留分析课程考核模式主要以考查基础理论知识的期末考试卷面成绩为主，倾向于“重结果轻过程”的终结性评价。如此“一考定乾坤”的传统考试模式既有较大的随机因素，又因考查中过度重视学生的理论知识而忽略了学生实践及应用技能，影响了评价的科学性与全面性。此外，学生在传统评价模式中往往呈现“平时不努力，考前靠突击”的不良学习心理，学生参与学习的积极性和主动性较差。在临考突击过程中，学生往往依靠临时记忆通过考试，在考后几周就将所学知识抛诸脑后，取得的学习效果也相对较差，导致无法真正通过课程学习收获知识。同时，“新农科”人才培养目标对培养对象的综合性素质也提出了更高的要求，以往评估体系不能满足“新农科”全面素质人才培养的需要，因此改革更新传统考核评价模式很有必要。

改革传统农药残留分析的教学模式，以强调“新农科”背景下培养学生应用知识的能力为主线，将教学模式改为“理论+实验+开放设计实践”。学时分配如下：理论为18学时，实验为20学时，开放及设计性实验10学时。其中实验课包括4个命题性实验，采用“综合–设计–开放”新模式，有效改善与化学基础的衔接问题。开放及设计性实验包括1个设计实验(5学时)，开放性实践(5学时)主要为参观学习承接农药残留检测的一些相关单位。

在课程的理论教学中，将化学基础知识应用于本课程教学，并进行有效关联完善课程教学。通过设计课程内容，在每节课讲授前将相关的基础化学知识进行复习讲授，拉平不同学生的基础差距，提高学生的自信心。例如，授课时先重点复习相关仪器分析的原理及化学定量技术，有利于学生进一步学习农药残留分析技术及应用。又如在农药残留组分鉴定章节，复习有机化学等结构鉴定及分析技术，复习深化色谱分析及色谱与质谱联用技术等基本原理，建立从化学基础知识到农药残留分析内容的知识网络。同时，可利用部分理论课时间讲解分离科学等化学基础课程知识，有益于学生在本课程中学习各类农产品中农药残留分析的技术及应用。通过相关内容设计，有利于学生更顺畅地利用化学基础知识，深化理解本课程农业特色性理论与要点，更有利于学生后续解决农业生产生活中的实际问题。此外，优化教学内容，从农药结构及分类角度出发，介绍农药残留分析的发展历程，结合科研进展及需求，增补讲授借助生物传感技术设计农药残留分析探针的最新进展，更新完善相关理论及方法技术，特别是对农业生产和实践中农药及其残留分析技术的应用价值与发展方向进行更新，为后续应用打下坚实的知识基础。

1) 坚持“走出去，请进来”的教学手段。“请进来”即在理论课授课中，邀请业界相关专家进课堂进行专题式学术报告，训练学生的科研思维与全球视野；同时，理论课中通过案例引领教学法，结合案例分析，介绍各类农药残留检测分析实例，激发学生对事件的思考，形成共鸣，通过针对性的讨论达成看法和态度的共识，进而形成对农药残留分析知识及技术的感性理解。2) 教学与科研相结合。结合教学团队的科研特色，从纳米材料合成、化学分析与生物学相结合、生物技术等交叉融合角度，在相关章节增加介绍生物传感农药分析探针的最新前沿，以拓宽学生的全球前沿科学视野^[5–7]，把握“新农科”建设中学科交叉内涵，以基础研究带动应用研究，引领学生养成学科共通科学研究思维。进一步利用自身教学团队承担的各类国家、省部级科研项目作为实例，运用科研教学法将前沿知识及农药残留标准等最新政策讲授给学生，以科研反哺教学，从而培养学生科研意识。

在实践及实验课中，将科研成果案例引入实验教学中，针对案例进行创新性教学设计，向学生介绍前沿进展，并利用国内外学者及课题组科研项目发展的科研成果及最新技术，将传统基础实验课中的色谱方法结合生物功能化新型荧光及电化学方法，构建不同方法同步对比的实验体系。集合与课程相关的化学教学与科研资源，引导学生了解国内外研究现状。实践课中则采用“走出去”的教学手段，即利用实践学时，带领学生进入环境及农业科研院所进行参观学习，拓宽学生的眼界并提升学生的学习兴趣。

本课程在设计实验技术与方法过程中，强调实用与动手能力，鼓励学生的自信心，利用教学体系与方式改革实践，润物细无声地借助实际操作与案例，通过课前复习每个实验涉及的化学基础知识，以实践体验式学习，使学生从实验与案例中学到知识，巩固理论知识，从而反哺知识基础，使学生的知识获取进入良性向上循环。引导学生通过实验真正了解或掌握相关方法。推进实验室向学生开放，推动科教融合，鼓励学生根据自己的兴趣爱好亲自设计实验内容，自带实验项目，结合本课程内容开展创新性研究实验活动。

改革原有的实验教学体系，以全新的模式运行，即：综合–设计–开放。应用农药残留分析的理论及实验技术，进行综合性实验，利用不同基质类别的样品，分别设计及选定样品前处理方法(图 1)，了解不同类别农药的残留提取及定性定量测定的全过程，并比较不同方法的优缺点。进一步更新和改革教学方式与实验内容，改变原有不适合“新农科”建设并与本课程相关度不大的实验，设计与农业生产及环境相关的实际检测样品，如检测的农药一定是目前农业生产中应用的品种等。同时，跟踪世界前沿的农药残留分析技术(如QuEChERS方法)，设计以高效液相色谱、气相色谱及色谱与质谱联用等大型仪器为主的综合实验，使学生在学习阶段就可以接触先进仪器，理解仪器相关原理及应用范围，为学生后续完成与课程相关的创新性项目打下坚实的实践基础。此外，结合自身特色生物传感器方向，利用课题组科研成果的高灵敏度新方法，扩充学生学习检测方法的多样性，同时让其进行比较性的方法学习。最后一个实验则进一步引导学生以小组形式从自身科研需求角度设计实验内容，或带着自己科研项目中涉及的农药残留分析相关课题进实验室，开展设计性实验，经教师评审可行性后，即可进行实验。学生们通过设计开放实验的实施，真正解决科学研究中的农药残留分析问题，使学生收获成就感与实际操作技能。同时，这种学习实践模式的开展更有利于学生共同协作、进步，既保证了每位学生的实验参与度，又提高了学生的实际操作技能与荣誉感，从而培养学生科学实践的基本素养，掌握数据分析及统计的基本技能，掌握化学物质及农药微量分析的方法。通过本课程的实践训练，对提高学生知识结构和能力培养起到了积极的作用，亦符合当前“新农科”人才培养的需要。

在理论课讲授过程中，结合农业院校的特色，讲述新中国农药研发的故事，以农药学家蔡道基、李正名、钱旭红、宋宝安等院士开发新型农药，突破国外技术封锁，创制保护生态环境安全的低毒、低残留的绿色农药的故事，鼓励学生努力学习，创新方法，从思想道德方面播下爱国种子，通过思政教育增强学生的民族自信心。围绕国家需求和人民健康等重大问题，引导学生思维从当下学习生活小视野拓展到国家需求和人民健康等大视野，使学生深刻体会到中国科学家的重要贡献和全球性科技竞争的普遍性。

在实验设计过程中，采用我国具有知识产权的新型农药(如毒氟磷等)，进行实际样品的农药残留分析实验，让学生了解到对于一种新型农药的生产及安全使用，新型农药残留分析方法必不可少，从而激发和培养学生的学习兴趣及爱国情怀，为培养新世纪爱国主义接班人贡献力量。通过思政元素的融入，使学生在学习知识的同时，立志成为一名品德高尚、志向高远的“新农科”化学人，并努力研究解决国家急需解决的问题^{[8, 9]}。

依托多媒体、人机交互、数据库、网络通讯等技术开展实验教学活动。在授课过程中，带领学生进行线下参观与个人实践，从先进仪器设备着手，引导学生对知识与技能进行更好的理解，实现“理性认识–感性深化–综合应用”，达到书面知识体验化，以期得到更好的教学效果。同时，由于课程具有实时前沿性特点，可以利用网上慕课平台，将自己的实验操作录制视频。结合自己的研究成果，转化成学生可以理解的知识及相关操作的视频，并制作或更新教学课件，使学生达到触类旁通。丰富教学资源，培养学生文献搜集、研究方法应用的能力，并结合农业生产及实际生活案例，以分析讨论形式，使得选课学生能够学到最先进的农药残留分析技术，并具有灵活处理实际问题的能力与思维逻辑，进一步推进教学的现代化、信息化建设。利用教学相长式改革，真正走到学生中间，围绕学生自身科研需求，实现学科交叉共融，结合前沿发展领域的农药残留分析中所采用的方法与技术，培养学生高视野、落实处的科研精神。

在理论课教学过程中可采用讨论教学法。一方面，邀请学术专家来进行专题式讲座，并设置师生对话环节，学术论坛开放主题式圆桌派讨论的“教师+学生”模式。促进学生从前沿角度理解相关知识，激发学生的科研自主性与学习兴趣。另一方面，设计学生互动式辩论模式，由原有的单一讲授式，转变为讲座、汇报及讨论辩论混合式教学。教师组织提供候选题目，学生自主选择并分组，引导学生课后调研相关资料，并对某一目标物的农药残留分析方法进行讨论与辩论，激发学生结合所学专业进行创意方案设计。自主式学习有助于学生综合全面并有效地将理论知识转化为可应用的内在化技能。同时，将相关表现及圆桌派讨论纳入考核之中，既可提高学生主动求知的能力和积极性，又有助于本课程的过程化考核，满足新时代专业人才培养的重素质、强基础、筑能力要求。

考核评价对于学生明确自身学习短板不足，优化教学方案及教学设计非常必要。因此更新课程考核体系及评价标准对于农药残留分析课程教学改革具有十分重要的意义。传统课程考核方式中考核标准设置较为单一，通常由出勤、实验表现、期末测试几项组成，不能全面考察学生的学习水平。本课程设计构建目标引领、实践导向的综合考核体系，更突出过程化考核，以期提升授课对象的积极主动性。学生成绩由理论课成绩(50%) + 实验课成绩(50%)构成，理论课部分由课堂表现(30%) + 小组讨论辩论(30%) + 文献汇报(40%)组成，同时小组讨论辩论部分又分为学生互评(30%) + 组内互评(30%) + 教师评价(40%)。在小组讨论辩论阶段引入小组学生互评机制，赋予学生评价权利，使其充分发挥主观能动性，以荣誉感与责任感带动学生知识技能的自我提升过程。因此课程考核指标较为全面地覆盖教学的各个环节，过程化考核有助于学生更好地将所学知识内化并应用到实际，更有助于学生获得以往传统课程中难以获得的自信感和成就感。

经过农药残留分析课程教学改革与实践，一方面学生能够学到农药残留分析的完整知识体系及技术。每个学生通过在实体仪器平台上机操作，掌握了气相色谱及液相色谱等大型仪器使用。另一方面，学生通过学习能够学有所用，学有所得，经过指导后可以独立完成实验操作。最后学生也可以通过前期命题性实验收获技能，并在5学时的设计开放性实验过程中达到方案可行、实验操作可行，实施获得良好效果。

“新农科”背景下，农药残留分析课程在教学模式、教学内容、思政融入、实验设计、教学资源、开放式圆桌派、课程考核体系几个方面进行改革，坚持“以本为本”，推进“四个回归”，深化教育教学改革，切实提高课堂教学质量，引导学生从认知到思辨、感悟和实践。我们将继续通过课程设计创新，培养具有“知农爱农”“诚朴勤仁”精神的综合应用型人才，为新农科建设贡献力量。