基于物联网技术的高职特种蔬菜生产技术课程改革与实践

刘萍　李丽　徐月明

摘要根据扬州市职业大学园艺技术专业特种蔬菜生产技术课程教学实践中存在的问题，从课程标准、教学内容、教学方法与手段、实验教学，特别是基于物联网技术的自主实践学习等方面探讨了该课程的教学改革与创新。通过改革激发了学生学习的主动性和积极性，增强了学生的专业技能，使该课程的教学效果得到明显提升。

关键词物联网技术；特种蔬菜生产技术；教学改革；实践能力；自主学习

中图分类号S-01文献标识码A文章编号0517-6611（2018）25-0226-03

Reform and Practice of Special Vegetable Production Technology Curriculum in Higher Vocational Colleges Based on Internet of Things Technology

LIU Ping， LI Li， XU Yueming et al

（Yangzhou Polytechnic College/Engineering Research Center for Agricultural Security and Environmental Protection of Jiangsu Province，Yangzhou，Jiangsu 225009）

AbstractAccording to the existing problems in the teaching practice of special vegetable production technology curriculum in Yangzhou Polytechnic College， the teaching reform and innovation of this course were discussed from the aspects of curriculum standards， teaching content， teaching methods and means， experimental teaching， especially the independent practical learning based on the technology of internet of things. Through reform， students learning initiative and enthusiasm have been stimulated， and their professional skills have been enhanced. The teaching effect of this course has been significantly improved.

Key wordsInternet of things technology；Special vegetable production technology；Teaching reform；Practical ability；Autonomous learning

特种蔬菜是指在一定时间、地域条件下比较名贵、优质或供特殊需要的一类蔬菜。在不同时期，特种蔬菜包含的范围有其不同的内涵。也有專家指出：所谓“特种蔬菜”是指从国外引进的“西菜”和我国某些地区的名、特、优、新蔬菜[1]。特种蔬菜生产技术课程是扬州市职业大学园艺技术专业的一门专业选修课程，是研究特种蔬菜生产技术，实现蔬菜生产、环境调控以及各项技术间的统一协调，达到安全、优质、高产、高效的应用型课程。

农业种植类课程与其他学科课程一样，分学期、有规定课时[2-6]，但植物生产过程是连续不间断的，因此实践教学环节要取得良好的效果，课时之外的良好栽培管理就不能间断。因此，采用创新的教学手段促进了学生的自主学习、主动实践能力。目前，随着现代农业与物联网技术的融合，打破了传统农业浇水、施肥、打药，凭经验、较模糊的做法，利用设施控制系统，运用物联网温、湿度传感器、二氧化碳传感器、酸碱度感应器、光感应器等设备，检测环境中的温度、空气相对湿度、二氧化碳浓度、酸碱度、光强等参数，再通过各种仪器、仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，并且利用网络客户端、手机APP客户端，并通过无线（GPRS）方式直接将相关数据信息传输到数据信息中心，控制平台进行数据处理，此后通过公共网路或移动运营商将信息发送到种植户的手机或电脑里，这样种植户就可以通过电脑或手机查阅信息[7-8]。该生产方式与科学的管理制度相结合，实现了实时监控、精准管理、溯源管理、远程控制和智能决策，是精准农业、智慧农业的重要组成。由此可见，利用校外实训基地的农业物联网技术的数据、图像等信息传输到移动手机APP客户端，提高学生自主发现、分析和解决生产实际问题的能力，激发学生自主学习能力，提高实践水平，尽早与生产对接，是十分可行的做法。这样能够解决校内教学资源有限、学生自主学习动力不足、常规教学资源内容枯燥，学生自学效果差以及假期学习中断等问题。

因此，基于物联网技术，如何改革、调整与创新特种蔬菜生产技术课程体系，使其适应现代设施农业、智慧农业和精准农业的发展，并培养基本功扎实的创新型农业人才，是人们关注的问题。笔者以扬州市职业大学园艺技术专业开设的特种蔬菜生产技术为例，结合教学实践中发现的问题，基于物联网技术，从课程标准、教学内容、教学方法与手段、实验教学，特别是基于物联网技术的自主实践手段等方面探讨了该课程的教学改革与创新。

1制定课程质量标准

根据专业培养目标中“掌握园艺植物生产技术的理论知识与实践技能，能在园艺企业生产、建设、管理、服务部门从事园艺专业相关工作的高素质技术技能应用型专门人才”的要求，结合就业岗位（即蔬菜生产公司和现代化园艺场技术员和管理者）的任职要求以及蔬菜园艺工的技能要求，借鉴国家精品课程、其他栽培类课程的教学经验和做法，并结合园艺技术专业蔬菜生产技术的课程体系与结构，调整并优化教学大纲，制订适合高职园艺技术专业的课程质量标准。按照新制定的教学大纲和课程质量标准培养的学生在掌握蔬菜栽培技术的基础上，能够从事特种蔬菜生产、管理技能，并在教学过程中贯穿与人沟通、与人交流、解决问题等职业核心能力的培养。内容突出重点，同时将学科前沿发展、智能农业发展与实际生产结合起来，并利用校内外实训基地的物联网技术培养学生自主学习与实践，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。

2调整教学内容

在教学实践中，为了避免该课程的教学内容与其他课程（如蔬菜生产技术）内容重复，缺乏新意，在蔬菜生产技术课程的基础上开设32课时；教学内容上，根菜类选取牛蒡、美洲防风、红菜头；白菜类选取紫菜苔；甘蓝类选取紫甘蓝、芥蓝、抱子甘蓝；绿叶类选取紫背天葵、薄荷；生菜、蒌蒿；薯芋类选取魔芋；茄果类选取观赏番茄、彩椒；瓜类选取佛手瓜、四棱豆、蛇瓜；杂类选取甜、糯玉米的最新栽培技术（常规包括品种选择、播前种子处理、播种方式与播种量、栽培季节、整地作畦施肥、育苗技术、定植、植株调整、水肥管理、植物生长调节剂应用、病虫害综合防治、收获等），要求学生系统掌握特种蔬菜栽培管理的基本概念、理论、技术和操作技能。

从以下4个方面对课程内容和结构进行调整。第一，增加当地气候、土壤特点等内容，分析当地人的饮食习惯，增加特种蔬菜的发展与当地人的饮食习惯、当地农户的种植习惯、生产力水平等的关系以及影响特种蔬菜新品种推广的因素、特种蔬菜新资源开发等内容。第二，增加植物工厂生产技术（如工厂化育苗技术、不同光质对育苗的影响），现代设施生产前沿知识和相关研究，如设施无土栽培技术，特别是固体基质混配、营养液配制、使用与管理等，使学生了解特种蔬菜栽培及至现代蔬菜产业的发展前沿，了解当地设施特种蔬菜栽培的特点与优势。第三，增加特种蔬菜栽培设施环境调控内容，减少单纯蔬菜生产技术等在栽培类课程中重复较多的内容。园艺技术专业前期开设了蔬菜生产技术总论及各论等课程，学生对蔬菜生产相关知识已有较多了解，如育苗、整地施基肥等，而对设施环境调控相关内容不够熟悉。因此，课程内容选取上紧跟当前设施栽培前沿，更侧重设施环境中生产特种蔬菜的知识的讲授、注重设施调控技术。第四，注重将该课程领域的研究动态、生产上的新技术与教学内容结合，不断更新教学内容，确保教学内容与技术革新同步，改善教学效果，提高教学质量。通过以上改革，有助于学生形成现代农业环境工程、生产技术、设施调控相互协调的完善知识体系。

3运用现代信息技术等多种教学方法与手段，提升教学效果

以往的教学过程中存在教学模式单一、教学方法落后，尤其是以教师为中心的填鸭式教学等问题，学生大多被动接受，缺乏学习的能动性和自主性，导致教学效果不佳，学生学习动力不足。因此，在教学方法和手段的改革上，坚持“以学生为主体，以教师为主导”，灵活运用多种教学方法与现代教育技术手段，改变传统的教学模式与方法，激发学生的兴趣和主动探索欲望，强化其自主学习能力，鼓励学生创新。同时，注重实际生产与理论知识的有机结合，培养学生独立分析问题与解决问题的能力。

3.1增加问题导向教学

问题导向教学是一种教学双方直接参与，共同对问题进行研究和讨论的一种开放、合作的教学方式，它可以促进教学过程中的师生互动和生生互动。特种蔬菜生产技术是一门应用型课程，单纯的理论讲解枯燥乏味且比较抽象，学生缺乏兴趣且难以理解掌握。仅掌握理论知识，在遇到生产实际问题时不能有效解决。因此，在教学过程中，结合典型生产案例或生产实际问题，与学生分析、讨论，让学生观察和思考现实生产问题，并根据所学理论提出解决问题的方法，达到理论联系实际的教学目的。

3.2开设专题教学

适时安排几个专题，如设施栽培新领域与新技术，包括休闲农业与蔬菜生产、固体栽培技术、水培技术、特种蔬菜水肥一体化技术等内容，介绍发展前沿与新技术成果。这样既能培养学生的专业素养，又能提高他们不断思考学科之间、课程之间的交叉融合对蔬菜产业的作用。

3.3增加基于物联网技术的课外教学，促进学生自主学习

作物生产是一个连续、不间断的过程，利用校外实训基地物联网技术的视频图像实时监控系统、远程控制系统、数据分析系统等。在设施内特种蔬菜生产的关键季节，特别是反季节生产的越冬茬栽培和早春、秋延后栽培的冬季和早春季节，作为重点监控时段，突破课时和课堂的限制，实时学习，当手机终端或电脑上监测的数据出现信息异常警示时，以生产中实际问题为导向，制定教学方案，以学生为主体，教师引导，通过分组讨论、查阅资料、与校外实训基地的教师远程交流，解决设施内水肥浇灌问题、温度控制、光照控制以及病虫害问题。然后，再让学生根据解决这一问题涉及的相关知识，通过参考教材、查阅文献和资料等，归纳总结相关知识点，并准备 5～10 min 的 PPT 在课堂与大家分享。通过各方交流提高学生与人沟通、团队合作、解决问题的综合能力，培养学生主动学习的意识和能力，增强其对所学知识的理解，同时能锻炼学生的归纳总结能力、语言组织和表达能力等。尽早让学生与生产对接，为后续顶岗实习、就业等打下基础。此外，还能开发学生批判性思维，发挥学生学习的主动性与创造性，也可以进一步强化学生校外实训基地的实践功能。

4改革实验教学，增加学生学习的自主性

第一，改变传统的实验教学，减少验证性实验，开设综合性和设计性试验，完成由实验到试验的转变，创建开放式实验教学体系。把学生分成若干小组，要求每个小组根据课程内容独立设计一个主题试验，然后查阅文献和资料，设计试验思路，制订切实可行的试验内容与方案，进行过程和结果考核；第二，缩减传统特种蔬菜栽培技术的内容（有些在其他栽培课程已涉及），增加设施环境调控的相关实验内容，如设施内小气候监测、变化规律和调控，营养液配制管理与施用等；第三，毕业论文需开展的试验也可结合在该课程栽培试验进行，可作为预备试验提前开展，为后续毕业论文答辩打下基础。通过这种方式，极大地激发了学生的自主性，培养了学生的科研思维以及发现问题、分析问题和解决问题的能力。

5结语

特种蔬菜生产技术课程的开设在培养适应我国设施农业发展需要的创新型农业人才方面具有重要意义。以学生为主体，以新型职业农民素养为目标，以提升技能为核心，坚持产学研相结合的教学，从课程标准、教学内容、教学方法与手段、实验教学等方面积极探索该课程的的教学改革与创新。特别是利用现代信息技术，增加基于物联网技术的课外自主学习实践，拓展了课程的深度和广度，打破了课时、学期、场地、案例等的局限，激发了学生学习的主动性和积极性，课程的教学质量和效果有了明显提升。但一门课程的教学改革是一个长期开发、不断完善的过程，在今后的教学过程中，应根据智慧农业、精准农业发展的要求，根据新型职业农民的具体要求，不断完善本课程的教学改革，切实提高园艺技术专业人才的培养质量。

参考文献

[1] 范双喜.特种蔬菜栽培学[M]. 北京：中国农业出版社，2015：3-4.

[2] 王玉莲，张继忠，范书华，等.“蔬菜栽培技术”课程改革探析[J].中国林副特产，2015（6）：94-96.

[3] 許纪发，张季中，姜桂娟，等.彰显区域特色的"春小麦栽培技术"课程改革与实践[J].中国职业技术教育，2015（5）：43-47.

[4] 吕乐燕，龙伟.基于项目教学的设施园艺栽培课程改革探索[J].科教导刊，2014（16）：129-130.

[5] 于龙凤，安福全.《茶树栽培技术》课程改革的思考[J].大理学院学报，2013，12（4）：85-87.

[6] 蓝蔚青，谢晶，李燕，等.花卉栽培与欣赏课程教学改革调查分析与思考[J].高等农业教育，2012（9）：38-41.

[7] 李道亮，杨昊.农业物联网技术研究进展与发展趋势分析[J].农业机械学报， 2018， 49（1）： 1-20.

[8] 李瑾，郭美荣，高亮亮.农业物联网技术应用及创新发展策略[J].农业工程学报，2015，31（S2）：200-209.