课程思政背景下《农机试验设计》教学改革研究

李 辉，张 华，刘小龙，李红岭，孙 伟

(甘肃农业大学 机电工程学院，甘肃 兰州 730070)

中华人民共和国教育部于2020年5月28日颁布了《高等学校课程思政建设指导纲要》(教高〔2020〕3 号)[1]，纲要要求高校要有针对性地修订人才培养方案，落实本科专业类教学质量国家标准，构建科学合理的课程思政教学体系，坚持学生中心、产出导向、持续改进，不断提升学生的课程学习效果，坚决防止“贴标签”“两张皮”.党的十八大以来，习近平总书记高度重视高等教育事业发展，多次强调立德树人这个根本任务[2].如何充分发挥高校教师队伍“主力军”、课程建设“主战场”、课堂教学“主渠道”作用，寓价值观引导于知识传授和能力培养之中，使各类课程与思政课程同向同行，形成协同效应，构建全员全程全方位育人大格局[3]，是现代高等教育亟需解决的一项重大课题.

《农机试验设计》内容涉及抽象的统计原理和具体的统计分析方法，在教学过程中以知识讲授为主，缺乏思政元素的融入，致使学生掌握充足的专业理论知识，而缺少社会理论知识和人文情怀.目前关于该课程教学改革的研究主要集中在教学方式[4-5]、在线平台[6-7]等方面，缺乏该课程思政改革的教学研究.在中国特色社会主义新时代及课程思政背景下，如何在授课中挖掘课程内容蕴含的思政元素，将专业理论知识、学生统计分析能力、社会主义核心价值观培养有机结合，对培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人具有重要意义.

为全面贯彻党的教育方针，落实立德树人的根本任务，切实提高农业机械化工程专业《农机试验设计》课程教学效果，培养优秀的社会主义建设者和接班人.本文以甘肃农业大学农业机械化工程专业为例，针对该课程特点及目前教学中存在的问题，从教学目标、教学内容、教学方法、教学评价四个方面进行课程思政改革研究，以期提高该课程教学质量及教学效果，发挥专业课的思政育人功能.

1 教学现状

1.1 课程简介

《农机试验设计》是农业机械化工程专业重要的专业基础课，它是数理统计原理和方法在农业机械化工程研究中的应用，它不仅提供如何正确设计科学试验和收集试验数据的方法，而且也提供如何正确整理、分析数据及得出客观、科学结论的方法.

目前，甘肃农业大学农业机械化工程专业开设的《农机试验设计》课程共32学时，均为理论学时，选用教材为韩长杰主编的《农机试验设计》及陈魁主编的《试验设计与分析》，讲授的主要内容有正交试验设计、试验数据结构、农机试验区组设计、方差分析、回归设计和均匀设计等.通过本课程的学习，使学生掌握如何科学地、合理地编制农机试验计划，如何用统计分析方法分析试验结果，培养学生利用所学试验设计与分析知识解决试验及科研问题的能力.

1.2 存在的问题

《农机试验设计》课程内容主要涉及大量的试验方案设计、数理统计分析等理论内容[8]，通过调查及实践发现，该课程教学过程总体表现为教师难“教”、学生难“学”，尤其在课程思政背景下，该课程的教学问题更加凸显.

1.2.1 课程目标缺乏思政元素

课程目标根据培养方案及选用教材展开，要求学生通过学习掌握基本的试验设计和统计分析方法，为学生从事科研工作奠定基础，其重点在知识和技能方面，缺乏人文情怀、社会理论知识等思政元素的考量.

1.2.2 教学方式单一，缺乏实例

目前，在有限的学时内，大多数教师只能按照填鸭式教学方式完成课程设定的教学任务，没有涉及Design expert和 SPSS 等软件的实例互动演示，学生往往是被动接受者[9]，缺乏互动参与[10].这种单一的教学方式加上该课程理论计算多、公式推导多，严重影响学生的学习积极性，同时由于多媒体教学减少了板书，加速了教学进程，学生在短时间内不能接受教学知识，导致教与学脱节，严重影响教学效果及培养质量.

1.2.3 课程内容理论多，抽象难理解

目前农业机械化工程专业《农机试验设计》课程内容主要涉及大量的试验方案设计、数理统计分析等理论知识(如概率论、微积分和数理统计等)[8]，尤其在正交试验设计、回归设计章节，对学生的逻辑推理能力和理解能力要求非常高.然而，农业机械化工程专业的学生在概率论、线性代数和数值分析等课程的基础知识薄弱.因此，大多数学生在学习《农机试验设计》这门课程时感觉枯燥、很难理解，逐渐丧失学习兴趣，致使教学质量达不到课程设定的要求.

1.2.4 教学评价缺乏思政考量

教学评价是反映教学质量及教学效果的关键途径.目前本课程根据选定的教材及专业培养方案，在教学评价上重点关注学生对现有试验设计原理、设计方法、统计分析方法等课本内容的理解与掌握，在具体评价过程中以理论成绩为主，缺乏对学生人文情怀、职业能力和价值素养等方面的考量.

2 教学改革措施

2.1 教学目标优化

农业机械化工程专业《农机试验设计》教学目标设定应该紧跟新工科、新农科及课程思政建设等方面的需求，在课堂教学目标设计过程中要突出知识目标、能力目标及价值目标[11]，具体教学目标设计框架如图1所示.

图1 教学目标设计框架

2.1.1 知识目标

通过课程学习使学生掌握正交试验设计、试验数据结构、农机试验区组设计、方差分析、回归设计、均匀设计等设计与分析方法的基本概念、理论及设计计算，了解各种方法的发展历程和在工程上的应用案例.

2.1.2 能力目标

通过《农机试验设计》课程的学习，使学生掌握各种试验设计方法的理论内涵、了解试验设计方法的前沿应用领域，同时能用试验设计方法去设计农机具试验方案、收集数据、对数据进行统计分析，以此优化改进农机设备，开拓学生创新创业意识；通过专业知识与实践的结合，培养学生专业兴趣和探索欲望，增强科研探索能力.

2.1.3 价值目标

结合课程内容，详细挖掘课程思政元素，如通过讲解农机试验设计方法的发展历程，结合我国王元教授、方开泰教授等数学家及数理统计学家提出的试验设计方法及应用领域，使学生了解该课程在社会发展中的作用；通过讲解科学家的理论探索及科研精神，激发学生的爱国情怀，增强社会责任感和历史使命感，培养符合习近平新时代中国特色社会主义发展需求的社会主义建设者和接班人.

2.2 教学方法优化

2.2.1 提高教师课程思政意识

文献[1]中明确指出全面推进课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措，课程思政建设是全面提高人才培养质量的重要任务.为此，高校教师尤其是专业理论课教师要时时关注习近平总书记关于新时代教育的论述，积极参加高校课程思政相关专题教学研讨会，定期与思政课教师交流沟通课程思政融合方式及切入点，教研组也可以定期召开专业课程思政建设的教学研讨会，以此提升教师自身政治素质，使教师明确自身“为党育人、为国育才”的职责.在课程讲授过程中，始终做先进思想文化的传播者、党执政的坚定支持者、民族精神的传承者.通过课程讲授使学生在学到知识、掌握技能、提高能力的同时，帮助学生树立正确的人生观和价值观.

2.2.2 基于信息技术的思政案例教学模式

针对《农机试验设计》课程理论多、内容抽象，传统课堂教学比较枯燥、难于理解、教学效果不佳的问题，对照课程标准优化教学内容，加入SPSS等统计软件.在教学过程中，提前搜集课程内容相关的先进事迹、时事新闻等典型案例视频资料，将课程内容融入到案例中，使学生在上课时有身临其境的感知和体验，并引导学生运用所学知识和理论去分析解决问题，比如构建“神舟五号载人飞船”成功发射的教学案例，融入习近平新时代中国特色社会主义思想，引导学生结合正交试验的极差与方差分析，研究相关因素对飞船成功发射的影响，丰富课堂教学、创新教学模式、增强互动，从而提高教育教学质量.

2.2.3 线上线下混合式教学

针对《农机试验设计》课程学时少，线下教学不能充分完成教学内容、教学效果不佳的现状，结合现代信息技术，建立关于课程内容与思政元素融合案例的微课，按照教学进度上传到在线平台，同时结合中国大学MOOC等引入在线资源，要求学生课前在线学习，掌握课程基本知识点，了解课程内容的重点及难点；课中(线下)教师用课时一半的时间讲授知识概况、重点和难点，另一半的时间针对学生反馈的问题进行互动讨论，加深对课程内容的理解；课后(线上)学生通过讨论区、重点和难点检测试题巩固所学课程知识，完成课前预习.通过线上线下混合教学模式提高教学效率及教学质量.

2.3 教学内容融入思政元素加强实践环节

2.3.1 融入思政元素

深入挖掘课程各章节思政元素，将社会主义核心价值观、科研精神、逻辑判断等思政之“盐”融入课程之“汤”，达到潜移默化的育人效果，是该课程教学改革及优化教学内容的关键所在.为此，教师在上课前需结合课程及专业特点，深挖各章节中的思政元素，详细设计教学内容，丰富教学环节，增强互动，提高学生学习兴趣.教研组针对该课程教学现状及存在的问题，对授课要点及思政元素挖掘及融入方式进行了详细设计，具体内容如表1所列.

表1 教学要点与思政融入方式

2.3.2 加入实践环节

农机试验设计是一门应用性与实践性较强的课程，由于受传统教学方式及课时的限制，教师在教学过程中重点完成了课程涵盖的理论知识，缺少实践应用.目前关于农业机械化工程专业的教材仅有新疆农业大学韩长杰教授主编《农机试验设计》，该教材内容以试验设计方法、理论、公式推导为主，涉及的实践案例相对较少.为此，教研组应结合农业机械化工程专业特点、学院农业机械化工程实验实训基地及农业机械化工程领域最新的试验研究成果，编写《农机试验设计》校内教材或者农机试验设计实践指导书等内容，让学生了解各种试验设计方法成功的应用案例，以此培养学生的创新能力和工程实践能力.

3 教学改革效果分析

为了进一步分析《农机试验设计》教学改革效果，优化基于课程思政背景的教学改革方式，构建基于学生学习效果及教师教学方式的教学效果评价方法，获取教学改革中存在的不足，进一步修正和完善基于课程思政背景的《农机试验设计》教学改革措施，促进课程教学改革，提高教育教学质量，并提出详细的教学改革效果评价方式.

3.1 改革教学评价方式

教学质量的好坏及“课程思政”育人目标是否实现是衡量教学质量的标准，为了评价《农机试验设计》教学情况，构建了基于课程思政目标的学生学习效果及教师教学评价方法.

3.1.1 学生学习效果评价

《农机试验设计》课程考核由过程性考核(课后作业、课堂表现、期中考试)与期末考试两部分组成，每部分成绩均需达到60分，综合成绩按照各占50%计算.为考核课程思政融入效果，在过程性考核及期末考试环节结合课程内容融入思政试题，思政试题成绩占总成绩的 20%左右，使课程思政元素在综合成绩中得到体现.

3.1.2 教师教学评价

针对目前专业课程评价体系在课程思政方面的不足，结合现行的教学评价体系管理办法，探索构建以“立德树人”为核心的《农机试验设计》教师教学评价制度，通过学生问卷、教学督导、同行专家三个维度评价教学设计、组织及实施等内容，验证课程效果及思政效果.在学生问卷评价方式上，提前制作好关于该课程的教学评价调查表，从学生的视角评价该课程的教学情况，并让学生给定相应分值，占教师教学评价的30%.在教学督导评价上，可以邀请相关督导及领导对课堂教学情况(教学内容、教学方法、时间安排、教学技术手段、对学科前沿知识的补充、思政元素融入方式及切入点)进行评价，并给定相应分值，占教师教学评价的40%.在同行评价上，邀请有相同教学对象与教学环境的老师，通过集体讨论的形式，交流彼此的教学见解，教师之间互相进行听课学习，请同行教师对自己教学过程给出看法与建议，并给定相应评价分值，占教师教学评价的30%.通过以评促建的良性教学循环，帮助教师发展，同时提高教育教学质量.

3.2 评价效果分析

为了评价该课程思政育人目标的实现程度，基于教学目标的设计，根据学生学习效果及教师教学评价制定了《农机试验设计》课程目标实现程度评价依据及相应的权重分配，详见表2所列.

表2 课程目标实现程度评价依据及权重分配

为了评价该课程教学改革的效果及课程目标实现情况，以甘肃农业大学2018级、2019级农业机械化工程专业为例，参照表2课程目标实现程度评价依据及权重分配计算教学目标实现程度，对两个年级的教学情况进行分析，得到教学目标实现程度对比结果，如图2所示.

图2 教学目标实现程度

由图2可知，通过改革后的教学方式，显著提高了班级整体教学目标实现程度，尤其是提高了60～90分之间的人数，该方式有利于帮助大多数同学掌握知识、提高能力和实现价值目标.同时由图2可知，改革后教学目标实现程度符合正态分布，表明该教学方式是可行的.

4 结语

本文基于课程思政背景，立足构建专业课与思政课同向同行的思政育人格局，对农业机械化工程专业的《农机试验设计》教学目标、教学方法、课程内容及教学评价四个方面进行了详细的研究与探索，提出了相应的改革措施，结果证明课程改革有利于提高农业机械化工程专业《农机试验设计》课程教学效果及质量，也有助于培养青年大学生正确的人生观、价值观和世界观，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当.