智慧农业背景下草学专业机械类课程教改探索

程秀花

智慧农业背景下草学专业机械类课程教改探索

程秀花

（扬州大学动物科技学院 江苏 扬州 225009）

智慧农业的发展对草业人才培养质量提出了更高的要求。本文以“草业机械与设备”课程为例，结合草学专业的学科特点及机械类课程的培养目标，分析了学生学科思维和教师在教学中的思维定势对教与学的影响，认为机械类课程教学改革着重在于根据学科特点优化教学内容，不断创新教学方法，通过研究性教学方式，提升学生自主学习能力，培养创新意识和多学科融合的思维模式，为智慧畜牧业发展培养具有交叉学科背景的高素质复合型人才。

畜牧业机械化是现代智慧农业发展的必经阶段，智慧农业是以信息和知识为核心要素，强调现代信息技术与农业的深度融合，是农业信息化发展从数字化到网络化再到智能化的高级阶段[1]。草学与畜牧业有着不可分割的联系。研究表明，近年来牧草机械化水平呈稳步发展，天然牧草的割、搂、捆、装、运、储等环节，以及人工牧草从整地、播种、割草、搂草、打捆、运储等环节，均要实现生产过程的全程机械化作业[2]。“草学类教学质量国家标准”明确了草学类专业旨在培养“创新创业能力强”的“多学科融合型人才”，在业务能力方面，要求“掌握逻辑思维方法和科学研究方法，具备创新精神和意识以及严谨求实的科学态度”和“初步具备对草学及相关交叉学科系统的认知能力和理论与实践结合的能力”[3]。随着现代草原畜牧业机械化不断推进，高素质畜牧业机械化人才需求也持续增加，然而，目前农业信息化建设与人才培养仍然是高校、科研院所的薄弱环节[4]。

1 草学专业的学科特点及机械类课程教学目标

扬州大学草学专业为省重点学科，旨在培养具有草业科学的基础理论、基本知识和技能，能在草业、园林绿化、畜牧业等相关领域从事技术与设计、经营与管理、推广与应用等工作的草业复合型科学技术人才。草学专业全日制本科生开设的机械类课程为“草业机械与设备”，该课程涵盖了牧草从种植、田间管理到收获加工以及饲料化的整个过程，包括草业机械配套用动力机械、草地耕整机械、牧草种植工艺与设备、草地管理机械、灌溉技术与设备、施肥、喷药机械、牧草收获、烘干机械设备、牧草种子收获与加工机械、牧草饲料加工技术、青贮饲料收获机械等。课程旨在使学生更好地掌握草业机械化生产的基本理论、工艺过程及农业技术要求，以及生产阶段机械设备的结构和工作原理，培养学生制定生产设备操作规程和组织生产的技能，为将来在草业机械、草料加工和科学研究等方面工作打下良好的基础。

2 机械类课程在草学全专业教学中存在的问题

2.1 学科差异导致思维方式不同 草学专业的学生习惯平面思维。“草业机械与设备”课程工科性质明显，兼有机械制图、机械原理、材料、信息技术、传感器技术等多个学科专业知识，要求学生具备较强的空间思维能力和逻辑推理能力。比如，牧草打捆一节，关于打捆机的结构和打捆原理是学习的重点，涉及内容包括牧草喂入装置、草捆密度和长度调节机构、打捆机构等，其中打捆机构中绕绳机构和打结器更是重点中的难点，如果学生之前没有经过实践或者观看相关视频，课堂上是很难完全掌握到位的。造成这种困境的原因在于学生背景知识不够，思维模式与课程性质之间存在差异。

2.2 教师教学过程中存在思维定势 思维定势也称惯性思维，是由前面的活动经验为后面的活动形成一种准备状态[5]。主讲机械类课程的教师大多为机械专业，教师的专业思维模式与学生之间存在差异是显而易见的，且在多年的教学实际中形成了各自独特的教学模式。“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”，在教与学主客体上，教师需完成从“以教师为中心”向“以学生为中心”的思维转变，在教学方式上，教师需加深对农科专业的认识，熟悉本专业培养目标，实现工科知识与农科思维深度融合。

3 机械类课程教学改革实践

3.1 根据学科特点优化教学内容 草学与畜牧业紧密联系，草业机械与畜牧机械和农业机械既有联系又有区别。授课前需根据专业培养目标和新时代国家发展对人才的具体要求对教学内容进行优化。本课程设计两条主线，一是按照牧草农作工艺路线，从整地、种植到收获加工，对每个环节典型的机械设备作详细的介绍；二是基于草业反哺畜牧业的思路，加强对牧草饲料化利用的教学，鉴于草学与动科专业的差异，着重于介绍与牧草高效利用相关工艺和设备，去繁就简，精准施教。

3.2 结合人才培养要求创新教学方法 （1）智慧课堂背景下，传统教学方法在创新人才培养过程中愈来愈显出其局限性。创新教学方法，培养学生自主获取知识和自主构建知识体系的能力势在必行。问卷调查发现，有55%的学生支持“传统讲授+学生自学+ SPOC混合教学”相结合的教学模式。SPOC混合教学是研究性教学的一种校本化模式，采用“三步走教学法”[6]，结合班级学情和教学内容，选择“节水灌溉”一节开展了研究性教学。基于“水资源匮乏是世界性的问题，在我国北方区域，由于干旱导致草地退化、牧草品质和产量均受不同程度的影响”的考虑，提出“牧草种植过程中如何合理利用水资源和实现节水灌溉的新技术和新装备”的研究目标。课前，教师在网络教学平台发布教学内容，进行线上导学；学生以学习小组的形式，按照要求查阅、整理和编辑资料。课中，学生分组汇报和讨论，教师针对存在问题进行点评，对重难点内容作进一步讲解。课后，教师发布测试题，学生在规定时间内完成并提交，教师反馈作业情况。（2）问卷调查显示，虽然该课程为专业选修课，但仍有62.5%的学生认为“有必要”采用研究性教学，因为，有81.3%的学生认为研究性教学有助于提高他们“收集、分析、处理信息的能力”，而且，约65%的学生认为应“根据学情和专业特点，突破原有章节排布，对课程内容作系统化设计后有选择地讲解”。

4 结语

创新机械类课程在草学专业的教学方法，打破专业壁垒，优化学生知识结构，顺应智慧农牧业发展对人才培养的要求，需要教师积极转变教学观念，不断更新和丰富知识结构，掌握先进的现代教育教学技术和现代化的信息技术，实现知识与技术的深度融合，让课堂活起来，学生动起来，在提升学生的创新意识、创新能力和科研素养方面发挥积极的引领作用。

[1] 赵春江. 智慧农业发展现状及战略目标研究[J]. 农业工程技术, 2019, 39(6): 14-17.

[2] 吴利华, 曹军, 孙岐. 内蒙古牧草生产机械化现状与建议[J]. 农村牧区机械化, 2017(4): 13-14.

[3] 教育部高等学校教学指导委员会.草学类教学质量国家标准[J]. 草业科学, 2019, 36(8): 2176-2182.

[4] 刘璐. 基于大数据的智慧农业发展研究[J]. 农村经济与科技, 2019, 30(10): 280-281.

[5] 冯忠良, 伍新春, 姚梅林等. 教育心理学[M]. 北京: 人民教育出版社, 2015.

[6] 程秀花, 林淼, 王琳等. 基于校本化的SPOC混合教学改革—以《饲料加工工艺与设备》课程为例[J]. 教育现代化, 2019, 6(49): 51-54.

（2020–04–21）

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