园艺机械与应用实验教学改革的探索与实践

唐明祥 丁雪梅 张鑫生 温海娇 席景会

[摘要]在《园艺机械与应用》实验教学中采用翻转课堂教学模式，从教学内容、教学模式、考核方式等方面进行了全面改革。翻转课堂教学模式的优点主要体现在有利于提高学生上课的兴趣，有利于培养学生观察问题、分析问题、解决问题的能力，尤其是有利于提高学生实践动手能力，还能提高学生的语言表达能力和逻辑思维能力。

[关键词]园艺机械与应用； 实验教学； 翻转课堂； 数据分析； 大学教学

[中图分类号]G642.0[文献标识码]A[文章编号]10054634（2018）020092040引言

《园艺机械与应用》是园艺专业的一门专业性和应用性极强的专业选修课，其实验教学是重要环节，能培养学生的创造性思维和创新能力，提高综合运用专业知识分析和解决实际问题的能力。本文以园艺专业创新型人才培养目标为基础，根据吉林大学植物科学学院教学的实际情况并结合笔者多年的教学经验，对《园艺机械与应用》课程的实验教学模式进行改革与探讨。

1《園艺机械与应用》实验教学现状及存在的问题1） 从师资力量及学生基础知识看。任课教师教学经验不足，尤其是对这门课程涉及的园林机械、草坪养护机械等没有实践经历；该课程的实验学时很少，仅仅6学时，只能采取讲授示范的方法进行；学生没有机械制图、机械原理、机械零件、工程力学等机械专业基础课的知识，不像农机专业的学生利用PPT中的各种教学图片、机械专用名词术语等就能较快地进入角色，教学进度比较快，教学效果也比较好，而对于园艺专业的学生，教学实践证明，即使用这类简单的教学手段，他们也难以对机械零件的立体结构、机器的整体连接形成清晰的认识，对于实验教学更是如此了，从而造成课堂效率不高[1]。

2） 从实验设备和教学方式、方法看。由于投入的资金不足，存在实验室设备台套数少（几乎都是单台套）以及设备不全、设备陈旧等问题，这就使得教学的针对性不强，教学效果差，从而影响了学生学习该课程的兴趣和积极性[2，3]；由于受课时和实验条件的限制，实验课的教学方法主要采取讲解示范的方式，基本上没有时间由学生亲手操作，这种情况严重影响了教学质量的提高。

2“园艺机械与应用”实验教学的改革

2.1合理调整实验内容

《园艺机械与应用》共设3个实验内容，6学时，其中第一个实验为内燃机拖拉机的使用；第二个实验为耕整地机械的使用与调整；第三个实验为草坪机械的使用与调整。这3个实验所涉及的机械种类比较多，而实验学时比较少，3个实验覆盖的面也有限，不够典型。

鉴于上述情况，笔者对教学内容做了相应调整，在第一个实验中增加了气门间隙的检查调整、内燃机的启动两个综合性实验内容；增加播种机的使用与调整作为选修实验，而且在这个实验中增加了电控指夹式排种器的使用与调整综合性实验内容；在第三个实验中增加喷头的使用与调整综合性实验内容。这些内容，尤其是增加的这些综合性实验内容均在实验教师的指导之下由学生亲自操作，不但提高了学生的上课积极性，同时还提高了课堂效率。

2.2实验教学改革的可行性

针对《园艺机械与应用》实验教学的实际情况，引入了翻转课堂教学模式，该模式能从根本上解决学生人数多、实验学时少、实验设备台套数少等现实情况。具体做法是：采取分组授课，课下与课堂相结合、自学与讲解相结合、现实与网络相结合、理论与实践相结合等多种方式进行教与学，同时采取综合性的考核方法。实践证明，通过这些方法与手段，《园艺机械与应用》实验教学的改革是完全可行的。

2.3采用翻转课堂教学法

1） 翻转课堂教学法简介。来自于美国的这种新兴的教学方式——“翻转课堂”教学模式[46]，由于教学效果良好，已经成为国内外高校及教育界关注的热点。翻转课堂又名颠倒课堂，起源于美国林地公园高中的两位化学教师。翻转课堂教学模式就是学生可以在家观看视频以替代教师的课堂讲解，而在课堂上，主要体现师生之间、同学之间的互动交流和完成练习，其最大的优点是可以随时随地学习，不受时间地点等的限制。翻转课堂教学模式在课外完成知识的传授，在课内完成知识的内化，学生之间、师生之间进行问题协作探讨，在课堂上答疑并完成部分课堂练习与测试，除了通过网络资源进行深入学习外，富有成效的面对面互动学习活动也是翻转课堂最重要的价值。翻转课堂的教学结构特征主要体现在课前学生自主学习教学资源，时间、地点、进度均由学生自行掌握，课堂上教师可以一对一进行指导，学生之间、师生之间进行交流并完成实验报告[710]。

2） 翻转课堂教学模式的构建。对原来的教学内容进行了必要的调整，根据翻转课堂教学模式理论[11]，构建了《园艺机械与应用》实验教学的翻转课堂教学模式（图1）。

3） 《园艺机械与应用》实验教学的翻转课堂教学模式。采用了翻转课堂教学模式，《园艺机械与应用》的实验课教学发生了根本性的变化，即由原来的听教师讲解和观察教师操作演示、师生之间交流、学生之间交流、课后完成实验报告，转变为：课前观看录像、PPT、阅读实验指导书、预写实验报告、接受小测验等，课中主要是回答问题、做实验、交流及完成实验报告。整个授课过程中，交流平台则是事先建立的QQ群或微信群。图1“园艺机械与应用”实验教学的翻转课堂教学模式

在翻转课堂教学模式下，教师的准备工作主要是确定实验内容、制作PPT、建立学习交流的QQ群或微信群、准备小录像，这些小录像一般都是根据实际进行自编拍摄的，控制在10分钟左右，这样有利于提高学生的学习积极性，同时学生也不会疲劳。提前将实验指导书发放到学生手中，便于预习、预写实验报告。在自学的过程中，学生将不会的问题记录下来。制作的PPT具有引导性设计和思维的可视化设计，这样有利于学生对整个实验有个清晰的认识和理解。另外，还可以准备一些与实验相关的知识文档。上述这些影像资料和电子文档资料均可以通过QQ群提前1～2周发给学生，使学生有充分的时间进行预习。

在课堂上，采取互动式教学。對学生进行必要的提问，如果学生回答不上来予以解答，其次是学生向老师提问，主要是在预习过程中遇到的疑难问题，通过这个过程，学生能从中学会很多知识点。比如在内燃机的启动这个综合性实验中，可以先提问学生，启动前的准备工作有哪些？内燃机的启动方式有几种？在人力启动柴油机时，给学生演示或让学生体验为什么摇不动曲轴，这个问题能让学生联想到发动机的工作原理，使学生充分理解到用手摇柄摇转曲轴是克服压缩行程中气缸内气体被压缩而形成的压力对活塞顶部的作用力。在搞清楚这个问题之后，学生就很容易弄懂用手摇柄顺利摇转柴油机的曲轴必须将减压手柄置于减压位置，否则无法启动柴油机。通过这个过程更能使学生搞清楚柴油机减压的原理，即通过一套杠杆机构将进气门或排气门或进排气门强制开启，在压缩行程中，在气缸内无法建立起压力，从而实现减压。在必要的互动环节之后，再进行部分实验环节的实践操作，同时进一步完成实验报告。在整个授课环节中（包含课前课中），还投入了部分实验项目研制的自制教具及录像，比如在第一个实验“内燃机、拖拉机的使用”中采用了自制的小型柴油机启动装置，还采用了“拖拉机常见4种故障巧排除”录像辅助材料；在第二个实验“耕整地机械的使用与调整”中采用了“铧式犁”“整地的好帮手——圆盘耙”两个录像材料；在第三个实验“草坪机械的使用与调整”中采用了草坪养护机械、指针式喷灌机两个录像辅助材料，并增加一个自制设备“喷头工作状态实训装置”；在选修实验“播种机的使用与调整”中增加了自制设备“电控指夹式排种器实训装置”和辅助录像材料“精播能手——气吸式精密播种机”。这些自制设备和影像辅助教材丰富了课堂内容，激发了学生上课的积极性，提高了课堂效率。

课后，学生及时向教师提交实验报告，同时对该课程的实验教学提出个人建议；教师及时批改实验报告，然后根据实验课的效果、学生反馈等对该课程的实验教学进行全面总结，以便及时调整实验内容及实验的难易程度。

3考核方式的改革

传统的考核方式是实验课成绩按百分制记分，其中出勤率占30%，实验报告成绩占70%。

采用翻转课堂教学模式后，实验课的考核也做了相应的改革。为了改革后成绩的可操作性和可行性，笔者在授课分两大组的基础之上，将每个组又分4～5个小组，保证每小组人数在5人左右，在课堂上回答问题以小组为单位，根据回答问题的积极性与准确率等情况给出各小组课堂上回答问题的成绩，而在QQ群中师生之间、学生之间交流这部分成绩仍然是以小组为单位进行考核，教师根据QQ平台上的交流情况评定各小组的成绩。改革后，实验课成绩同样按百分制记分，其中出勤率占10%、课前预写实验报告占15%、课堂上回答问题占25%、课后实验报告占40%、在QQ群师生之间、学生之间交流占10%。这样的考核方式更科学、更全面、更合理，更能激发学生学习的主动性与积极性[12]，同时还能培养学生的团队协作精神。

4教学效果评价

笔者通过在2012级园艺专业42人中采用传统教学模式，在2013级园艺专业57人中采用翻转课堂教学模式，对教学效果进行主观和客观评价，对于前者依据实验报告成绩，而后者依据调查问卷结果，利用SPSS19.0进行数据分析[13]，结果见表1。表1“园艺机械与应用”实验教学效果评价教学效果评价年级2012级2013级数据分析方法P值成绩分数78.7±12.3 分88.9±8.4分 独立样本t检验0.000优秀率26.2%56.1%χ2检验0.000问卷调查对教学模式的满意度66.7%86.0%χ2检验0.022对提高学习兴趣的满意度73.8%91.2%χ2检验0.020对提高自学能力的满意度71.4%89.5%χ2检验0.021注： 表中实验报告成绩为平均值±标准差。

正态性检验结果表明，2012级学生实验报告成绩P=0.363>0.05，2013级学生实验报告成绩P=0.136>0.05，即均服从正态分布，可以采用独立样本t检验。方差齐性检验结果显示，P=0.000<0.05，故方差不齐。独立样本t检验结果显示，2013级学生实验报告成绩高于2012级（P<0.05）。χ2检验结果显示，2013级学生的实验报告成绩优秀率（≥90分），对教学模式的满意度、对提高学习兴趣的满意度、对提高自学能力的满意度均高于2012级（P<0.05） [14]。

5结束语

针对目前《园艺机械与应用》实验教学存在的不足，笔者在实验教学中引入了翻转课堂教学模式，彻底把学生放在了课堂的主体地位。通过对教学内容、教学模式、考核方式等的全方位改革，明显地改变了传统的教学理念，不仅极大地提升了学生上实验课的兴趣和专业能力，更培养了学生的自学能力、语言表达能力、实践动手能力以及逻辑思维表达能力，显著提高了该课程实验教学的效率和质量。在今后的实验教学中，要不断更新教学内容、教学方法与教学手段，最好 地与实践和科研结合，将有关学科知识有效地融入到本课程的实验教学中，从而提高学生的综合实践能力，为今后从事相关工作打下坚实的基础。

参考文献

[1] 刘清生.高等农业院校非农机专业农业机械化课程教学改革初探[J].高等农业教育，1997（6）：6364.

[2] 席平，杨洋，王春洁.机械类课程实验教学改革与实践[J].实验技术与管理，2010（7）：1418.

[3] 孟君晟，史晓萍，王振廷，等.应用型本科材料类专业实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索，2016（2）：201204.

[4] 黄正夫，易连云.意蕴、境遇及诉求：大学班级文化的德性审视[J].江苏高教，2013（1）：109111.

[5] 朱芳转.班团活动与大学生能力提升研究[J].时代教育，2016（15）：4445.

[6] 郭文平，陈盈，赵小明.基于翻转课堂的网络工程实验教学设计[J].实验技术与管理，2015，32 （5）：3538.

[7] 朱宏潔，朱赟.翻转课堂及其有效实施策略刍议[J].课程与教学，2013（8）：7983.

[8] 潘炳超.翻转课堂模式应用于高校教学的实验研究[J].电化教育研究，2015（3）：8388.

[9] 易庆竑.基于慕课的翻转课堂及其教学结构研究[J].现代教育技术，2015（4）：94100.

[10] 宋朝霞，俞启定.基于翻转课堂的项目式教学模式研究[J].远程教育杂志，2014（1）：96104.

[11] 丁雪梅，张晓君，王鹏，等.翻转课堂教学模式在大学实验教学中的应用研究[J].实验室研究与探索，2015，34（6）：207212.

[12] 黄衍章.农业院校《植保机械》课程教学改革探析[J].安徽农业科学，2009（34）：1721417215+17219.

[13] 熊卓.高校教学评估中教学质量评价的SPSS分析[J].科技通报，2014（5）：218220+229.

[14] 刘菊香，沈霄凤.用SPSS统计软件对学生综合成绩的因子分析[J].统计教育，2006（1）：5356.

Exploration and practice of experimental teaching reform

on horticulture machinery and application

Tang Mingxiang1， Ding Xuemei2， Zhang Xinsheng1， Wen Haijiao1，Xi jinghui1

（1. College of Plant Science， Jilin University， Changchun，Jilin 130062，China；

2. College of Animal Science， Jilin University， Changchun，Jilin 130062，China）

AbstractFlipped classroom model was adopted in experiment teaching in horticulture machinery and application， and reform measures were involved in teaching content， teaching model， and inspection. Flipped classroom played a positive role in greatly improving the students′ interest in learning， and cultivating students′ selflearning ability， practical ability， language expression ability and logical thinking ability.

Keywords horticulture machinery and application；experiment teaching；flipped classroom；data analysis；university teaching