《节水灌溉技术》课程线上教学现状与思考

李丰琇 洪明 付秋萍 刘彦平

摘  要：《节水灌溉技术》是新疆农业大学水利与土木工程学院农业水利工程专业的专业核心课程，随着科技的发展与进步，同时受新冠疫情影响导致授课形式的重大变革，运用互联网络进行线上授课已成为教学方式之一，与此同时也带来了许多问题。因此，该文就该课程在线上教学过程中遇到的问题进行归纳总结，并提出相应建议，并对该课程改革进行初探，以期激发学生学习兴趣。

关键词：节水灌溉技术   线上教学   教学方式   课程改革

中图分类号：S274.4                         文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）06（a）-0160-04

The Present Situation and Thinking of Water-saving Irrigation Technology Online Teaching

—A Case Study of Xinjiang Agricultural University

LI Fengxiu   HONG Ming   FU Qiuping   LIU Yanping

（College of Hydraulic and Civil Engineering of Xinjiang Agricultural University， Urumqi，Xinjiang Uygur Autonomous Region， 830052  China ）

Abstract：Water-saving Irrigation Technology is the core course of the major of Agricultural Water Conservancy Engineering in the College of Hydraulic and Civil Engineering of Xinjiang Agricultural University. With the development and progress of science and technology， online teaching by Internet has become one of the teaching methods， but at the same time， it also brings many problems. Therefore， this paper summarized the teaching problems existing in the online teaching process of this course， and put forward corresponding suggestions， and made a preliminary discussion on the reform of the course in our school， in order to stimulate students' interest in learning.

Key Words：Water-saving irrigation technology; Online teaching issues; Teaching methods; Curriculum reform

我國的水资源总量虽然丰富，但是各地区分布不均，尤其在干旱区可供开发的水资源量非常有限，且降雨稀少蒸发强烈，因此提高农业用水效率并建立相关的用水节水机制至关重要[1-3]。在新疆，95%以上的水资源用于农业生产，若能将农业生产中所节约的水资源用以工业发展[4]，将会给新疆的工业带来新的生机。因此，对于农业水利工程专业的学生来说，掌握节水灌溉技术，对今后的工作将起到重要的作用。

目前，新疆微灌工程覆盖面积已居全国首位，在新疆特殊生态环境下掌握节水灌溉技术尤为重要。截至2017年底，新疆节水灌溉面积达5 140万亩，约占总灌溉面积的55%，滴灌面积占98%，是全国高效节水面积最大的省区。但是南疆滴灌面积比例较低不超过20%，因此在南疆推广并应用节水灌溉技术非常重要。虽然北疆地区对不同大田作物的灌溉制度等方面的研究相对较多并应用广泛，但是由于南、北疆气候、作物种植结构、土壤质地等存在较大差异，造成作物种植时间、灌溉制度及田间管理措施均与北疆有所区别，因此不能将北疆节水灌溉技术“生搬硬套”至南疆田间。从目前该校农业水利工程专业生源情况来看，接近一半的学生来自南疆地区，结合南北疆节水灌溉面积分布不均情况，让这部分学生熟练掌握节水灌溉技术不仅对他们未来就业具有积极意义，同时对节水灌溉技术在新疆的推广与应用还能起到促进作用。

《节水灌溉技术》是新疆农业大学农业水利工程专业的专业核心课程，是在系统学习《土壤学与农作学》《灌溉排水工程学》课程基础上，进一步对农业节水灌溉原理与技术进行讲解。该课程具有课时相对较少、课程内容多、涉及到的相关知识广泛（水力学、工程制图等）[5-6]、多学科融合、内容多、知识点跨度比较大等特点。对于学生来说，需要花费更多的精力，才能够将知识融会贯通;对教师来说，更需要对各学科知识点进行高度凝练与总结。

与内地高校《节水灌溉技术》课程教学情况相比，该校更注重培养学生在新疆极端干旱地区条件下，微灌工程规划设计与运行方面的能力。通过对《节水灌溉技术》课程的讲授及课程设计，强化训练该校农业水利工程专业学生微灌工程规划设计与运行的能力，以期在未来工作过程中能迅速应用，这部分学生既了解本地实际生产和微灌工程状况，同时对微灌工程设计过程还有所了解。因此，与内地高校毕业来新疆就业的毕业生相比，该校农业水利工程专业毕业生更具就业竞争力。

结合《节水灌溉技术》课程在该院农业水利工程专业的重要地位及其多学科融合的特性，在受新冠疫情影响导致授课形式的重大变革和互联网盛行的时代背景下，该文对《节水灌溉技术》课程线上教学过程中存在的问题及教学方法等进行归纳总结，并提出若干改进建议，以期激发学生的学习兴趣，促进该校《节水灌溉技术》课程改革。

1  现行课程体系、教学现状及存在的问题

1.1 《节水灌溉技术》课程体系

《节水灌溉技术》课程主要包括理论教学及课程设计两个部分，主要内容包括（1）理论教学（26个学时）：在系统学习《土壤学与农作学》《灌溉排水工程学》课程基础上，进一步对农业节水灌溉原理与技术进行介绍，重点介绍微灌工程规划与设计、微灌系统水处理、微灌系统施肥装置、微灌系统施工、运行管理等方面的知识;（2）课程设计（2周）：根据课程内容，以具有新疆特殊地理环境特征的实际滴灌工程为例，围绕书本知识对该微灌工程的规划设计进行划分及调整后形成课程设计内容。通过该课程的理论学习及课程设计，为学生今后从事节水灌溉工程规划设计、施工及运行管理等工作打下坚实的理论基础。

1.2 《节水灌溉技术》课程教学现状及存在的问题

1.2.1 学生整体学习“步调”不一致

为促进各民族师生交流、交往和交融，新疆农业大学以不同方式开展各民族学生共同生活、共同交流的活動，同时近几年尝试以民汉合班的方式进行授课。从新疆农业大学水利与土木工程学院农业水利工程专业招生生源情况来看，民汉学生比例约为5∶4。在授课过程中，部分学生认为，由于语言环境的差异导致学习新知识时稍感吃力，需要老师在上课的过程中多提示与引导，需要更多的时间铺垫并引入知识点。对于其他学生而言，不需要老师运用过多的时间复习和重复知识点，长此以往该部分学生不够重视本课程，导致学生整体学习“步调”不一致。

1.2.2 线上教学无法实现师生实时交流

目前，虽然多媒体教学已经应用于课堂[7]，但是多媒体教学，很容易造成“照屏宣科”的现象，导致部分学生不愿意听课，容易失去学习兴趣，且由于网络授课以线上教学形式为主，教师与学生隔着屏幕进行课程讲授，必将带来无法实现面对面授课、无法保证实时进行师生交流，在讲授的过程中，学生是否完全理解知识点并不能第一时间反馈给教师，教师也无法监管到每一位学生的学习情况。部分学生认为网上交流不能清晰描述自己所遇到的问题，导致部分知识点无法理解透彻。由此可见，多媒体教学的优势还没有完全发挥出来。

1.2.3 学生缺乏主动学习热情

课本上的知识属于较为成熟的理论知识，内容相对局限，随着国家和社会的发展，在实际生产过程中却有越来越多新技术、新方法，但是这些内容在课本中介绍较少。此外，在传统课堂中，以教师讲授专业知识学生聆听为主，然而在实际微灌工程中学生变成主要参与对象，且不同工况存在不同复杂程度的工程问题，但在教学过程中学生很少主动与教师交流此类问题，如果不是以作业和任务的方式布置下去，学生不会主动应用网络资源了解学科前沿动态，缺乏主动思考和了解该学科前沿动态的学习热情。

2  节水灌溉技术课程教学模式改革的思考

《节水灌溉技术》课程的教学目标是让学生通过对该课程的学习，在知识和能力等方面达到以下要求：（1）理论、知识目标。掌握农业节水技术原理与技术体系。熟悉微灌系统的系统组成及主要设备;熟练掌握微灌工程的规划设计方法;熟悉微灌系统的主要过滤设备及设备选型方法，熟练掌握沉砂池的设计方法;了解微灌自动控制系统的原理与主要设备;掌握微灌工程施工的主要程序及方法。（2）能力目标。培养学生依据所学的理论知识分析种植作物、土壤、气象等工程基础资料，合理地进行系统选型，并在此基础上完成微灌工程的规划设计，并以工程图纸和设计说明书等工程语言对设计成果进行描述。（3）达成目标。该课程对应人才培养方案中毕业要求的工程知识、问题分析、设计开发解决方案、使用现代工具、个人和团队及沟通等方面的能力。围绕以上教学目标，进行教学改革初探，具体如下。

2.1 做好课前准备，整合教学内容

课堂是学生学习行为和教师教学行为互动构成的一种情境，因此教师需要提前翻阅与《节水灌溉技术》课程相关书籍，细化书本知识，并对课本章节内容进行整合，完善教学过程，具体见表1。

根据农业水利工程专业人才培养的要求和实际需要，改革《节水灌溉技术》教学体系，整合并及时更新相关的教学内容。结合教学+科研的实践经验，融合现代微灌工程设计要求和应用特点，紧扣教学大纲，突出重点、难点，对《节水灌溉技术》课程，有针对性地按微灌工程基本体系进行分类教学。具体分6个部分：即节水灌溉技术绪论、微灌工程理论基础、微灌工程规划与设计、微灌系统水肥处理、微灌工程施工与运行管理及实践与应用，详情见表1。第一部分节水灌溉技术绪论主要对该课程内容、特点、学习方法及考核标准进行节水，讲授我国水资源现状、农业节水的意义、物理节水灌溉技术、作物生长发育与水分的关系、土壤学原理及发微灌水灌溉工程的意义。第二部分主要讲授微灌工程理论基础，以实际工程为案例，结合生产实习过程中学习到的微灌工程中常用的灌水器，带着学生进一步学习微灌工程中常用管材、灌水器、微灌系统常用附属设备及其工作原理。第三部分主要讲授微灌工程规划与设计，此部分为该课程的重点与难点章节，需要结合线上课前预习、课中讲解及课后作业进行重点学习，该部分需要学生重点掌握微灌工程灌溉保证率的确定方法及作物需水量与湿润比的计算、规划原则与内容、微灌系统的总体布置、灌水器的选择与管网设计。第四部分微灌系统水肥处理，该部分内容主要讲解微灌系统对水质的基本要求、过滤器选型与基本原理及施肥设备选择与基本工作原理。第五部分微灌工程施工与运行管理，从微灌工程各部分灌溉设备的利用、施工方法、竣工验收的流程与方法等方面阐述微灌系统正常的运行与管理工作的密切关系，使学生切身感受工程管理的重要性。第六部分实践教学环节，主要结合实际工程案例，拆卸和组装节水灌溉系统工程结合已落地的科研项目讲解微灌工程的节水、增产效果，同时通过实际案例让学生进一步熟悉微灌工程设计的主要步骤与方法。

2.2 分段布置学习任务，调整学生学习进度

在课程开课之前，利用云班课等学习软件在线上发布学习任务，针对不同学生确定不同学习目标和主要内容，利用手機端随时学习基本知识、欣赏名师讲解，让学生对课程有一个初步的了解，让其结合自己的实际情况确定合适的学习目标，打破课上课下时间限制。此外，结合新疆农业水利人才的需求以及不同学生的学习能力，对课程任务进行总体规划。例如：依据课程设计涉及到的书本知识，对章节内容进行划分，在线上发布课前预习任务，线上任务结束后，对每位同学的完成度和效果进行评估，这样就可以在平常的预习任务中第一时间了解学生遇到的问题并在课堂上帮助解决，保证师生实时互动。在预习的过程中，学生会自行发现问题及难点，然后再回到课堂进行面授，此时大家会带着疑问聆听教师对该章节新内容的引入及讲解，待精讲结束后，教师对该章节重点及难点知识进行高度凝练，突出教学任务，回答并总结多数同学出现的问题，完成该章节的教学内容，协调大部分学生的学习“步调”。

2.3 完善教学内容，优化多媒体教学课件

由于《节水灌溉技术》课程涉及多门学科知识，因此做好课前引导，课前、课后作业布置，复习水力学、灌溉排水工程学、土壤学与农作学等知识是极其重要的。为激发学生们学习热情并提供学习指导，需要结合线上学习资源对多媒体课件进一步优化，使课堂内容更加生动的呈现在网络课堂上。例如：在讲解管道及附属设备时，可在学前通过云班课在线上传学习资源及名师讲课视频，让学生们对部分重要管件及设备初步了解，在课堂讲授环节中，将往年该专业工程实践实习过程中拍摄的实际工程工作视频及图片放入多媒体课件中，引导学生对知识有一个系统的了解，并讲解不同设备的工作原理，针对不同工程这些管件的用途及优缺点，并启发学生针对实际工程中遇到的问题主动查阅文献，这样可以使学生在今后思考工程问题时更具条理性。

2.4 加强案例教学力度，推进学生主导教学

在课堂教学过程中，运用项目教学法[8]，增加案例教学部分，引入新疆实际工程案例，并将项目分解，依据工程中典型技术问题在线上发布课后任务。例如：在讲解规划设计参数时，以南疆某实际微灌工程为例，将规划设计参数的计算过程与课本章节相结合并进行拆分，在学前根据该章节的学习重点，发布课前学习资源，引导学生对该章节的重点内容有初步了解;课后依据该章节难点及学生需要掌握的重点对章节进行细化，按细化章节在线上发布课后“小作业”，最后将该章节所有“小作业”内容串联起来，引导学生完成一套较完整的规划设计参数作业，这样以来学生已完成实际工程设计中的部分核心内容。这样不仅可以提升后续课程设计的工作效率，也可以在较短时间内提升学生的工程素质。

2.5 课程考核体系

课程教学效果考核评价体系主要由3部分组成，分别为考勤、基础能力和应用能力考核3个部分。其中，出勤情况是保证教学活动正常进行的首先条件，只有让学生走进课堂，才可以传递教学内容，因此出勤情况是考核评价的内容之一。基础能力考核主要依据学生上课过程中课堂表现（回答问题情况）、作业（课前预习及课后作业）及闭卷考试成绩（期末卷面成绩）。应用能力考核主要通过课程设计考察学生对理论知识的消化能力，通过学生对某实际工程微灌工程的规划与设计考察学生对课程知识灵活应用的能力。三者按考勤10%+基础能力70%+应用能力20%的比例计入课程学习总成绩。

综上所述，课堂是学生学习行为和教师教学行为互动构成的一种情境，学生对教育活动的参与程度在一定意义上决定了教育活动成效的大小。因此，良好的教学效果应着手于良好的教学过程，在教学实施过程中激发学生的学习热情和兴趣，让学生完成从“听课者”的身份转变为“参与者”的身份，增强学生在教学活动中的“参与感”尤为重要。

3  结语

应用型本科院校着重于培养应用型人才，《节水灌溉技术》作为农业水利工程专业的专业核心课程，对于学生未来的就业以及工作是非常重要的。该文以新疆农业大学水利与土木工程学院农业水利工程专业《节水灌溉技术》课程为例，就线上教学过程中出现的问题进行了简要的阐述，结合当前应用型人才的培养标准，对该课程教学模式和方法等方面进行改革初探并给出建议，以期激发学生学习兴趣，增强学生在教学活动中的“参与感”。利用线上线下相结合的教学模式，实现“课上课下、校内校外、书内书外”学习，促进该课程的理论与实践教学改革，满足农林复合型人才市场需求。

参考文献

[1] 马戈伟.浅析农业高效节水灌溉技术[J].科技资讯，2019，17（26）：58，60.

[2] 高云鹏.基于“三条红线”对中国水资源的现状分析与发展预测[J].区域治理，2019，249（23）：56-59.

[3] 唐军科.关于农业水利灌溉模式与节水技术的思考[J].农业科技与信息，2021（10）：88-89.

[4] 李丰琇，马英杰.复播玉米干物质累积及产量对不同膜下滴灌灌水量的响应研究[J].玉米科学，2017，25（6）：127-132，141.

[5] 杨蕊，王龙，余航，等.“基于设计的学习”在《节水灌溉理论与技术》教学中的实践探索[J].高教学刊，2017（6）：126-127.

[6] 李玉芳，李明思，范文波，等.节水灌溉技术课程设计过程的优化管理[J].科技创新导报，2012（4）：162.

[7] 董玉云.“节水灌溉原理与技术”课程教学方法探讨与实践[J].教育现代化，2018，5（17）：47-48.

[8] 罗春艳.项目教学法在节水灌溉理论与技术课程教学中的应用[J].教育教学论坛，2016（17）：175-176.