基于翻转课堂的农业机械学课程混合式教学模式创新研究与实践

李利桥，李景彬，坎杂，高宗余，蒙贺伟

（石河子大学 机械电气工程学院，新疆石河子 832000）

随着信息技术的不断发展，互联网已经成为人们获取知识的新窗口，它的传播速度快、覆盖范围广，正在影响人们汲取知识的方式。信息媒体的介入为农业机械学课程教学增添了新模式，它拓展了教学的广度与深度，对农业机械学教学的影响是全面而深远的。农业机械学课程作为农机类专业的核心必修课程之一，其定位是为学生提供农机工程领域的知识，为培养高素质宽视野的创新型农业科技人才提供理论基础[1-2]。近代农业科学技术的发展已有效证明，农业机械学课程是农业工程学科的基础理论之一[3-4]，是新兴智慧农业学科的发展基础之一。在农业机械学课堂中，应用先进的信息技术平台可以辅助教学，让学生的学习更加主动，提高学生学习的效率及积极性。翻转课堂基于先进的信息技术开展教学，教学方式新颖，是对传统教学模式的创新[5-8]。翻转课堂为农业机械学教学改革带来契机，本文主要从农业机械学课程入手，提高学生对实际农业机械化现象和问题的深刻认知，提升学生对该课程的学习兴趣和积极性，最终实现学生熟练运用农业机械理论知识解决实际农业机械化问题的目的，对新疆的农业发展具有重要意义。

1 翻转课堂混合式教学模式的构建

混合式教学指的是将在线教学和传统教学的优势相结合的一种“线上+线下”的教学模式[9-11]。农业机械学课程教学完全符合这一模式。其中，耕作、移栽、施肥、收获可以采用视频展示方式在线上进行授课；播种、植保、干燥可以线下在实验室进行授课，由此通过两种教学组织形式的有机结合，可以把学生对知识的学习由浅入深，引向多维度深入学习，使其既掌握线上农业机械学习方法，也掌握线下农业机械学习内容。综上，从农业机械学课程教学表现形式上来看，采用线上和线下两种方式授课，其线上教学使学生完成了对农业机械学课程基础知识的掌握，学生对农业机械学有了宏观的认识，扩展了学生的知识体系结构。农业机械学线下教学不是传统课堂教学活动的复制，而是在实验室现场开展教学，是基于线上的前期学习而开展的更加深入的现场教学活动。基于智能信息平台的线上与现场实际操作的线下相结合的混合教学模式，吸取了传统教学方法与现代信息化教学的优势，将实验现场教学方式与现代智慧信息平台的技术手段相结合，提高了学生学习的兴趣与自主性。这种混合式教学模式能够整合多种教学资源，结合课程设置与教学内容以及学生实际学习情况，合理利用各种教学资源，采用灵活多变的教学方法及教学工具，提高学生学习兴趣和参与课堂活动的积极性，更好地培养学生的学习自主性和应用创新能力。该教学模式主要包括课前学习任务、课中学习指导和课后知识巩固三个基本模块，具体结构如图1 所示：

图1 农业机械学混合式教学模式框架图

首先是课前准备模块。课前，教师应该紧紧围绕教学大纲和培养方案的要求制定科学合理的教学目标，将学习任务、教学课件及视频上传到教学信息平台，同时开通线上交流互动功能，使得学生之间、学生与教师能够进行线上交流，教师及时获得学生学习情况反馈，对教学内容进行调整。课程学习目标要符合学生实际情况，使得大多数学生通过学习能够掌握知识要点，达成目标。为达到设定的教学目标，教师不仅要分析教学内容，还要掌握学生的学习情况，真正做到因材施教[12]。此外，课前教师还要进行教学设计，通过换位思考，了解学生课前学习需求。学生通过线上平台提前学习课程内容，了解所学课程内容所需的其他课程知识，以实现课程之间的链条化衔接，并实时通过平台留言系统进行在线交流、在线讨论等活动，从而实现知识横向深层次理解，为后续学习打好基础。

其次是课内学习模块。翻转课堂颠覆了过去“课上教师讲授+课下学生作业”的学习模式，由于农业机械学是实践性很强的课程，教师在实验室现场教学对学生领悟及理解知识具有重要作用。在农业机械学课程教学中，教师的作用主要是现场讲解、引导、现场答疑解惑、通过实验场所具体操作深化教学知识与教学内容，使学生有实践的机会，从而进一步促进学生对知识的内化吸收。在实验室现场，教师针对学生存在的共性问题进行集中讲解，并且可以通过实际操作进行演示，为学生答疑解惑，让学生能够全面深刻理解并掌握教学内容，使“以教授学生理论知识为主”的课堂教学转变为“以实验现场解决实际问题为主”的新型实验课堂教学活动[13]。

最后是课后知识巩固模块。每节课结束后，教师要及时对该节课教学情况及学生的学习反馈进行梳理和总结。针对农业机械学课程实践性强、课程知识点分布广、与前后相关课程联系紧密的特点，总结课程教学设计是否合理、教学方法是否得当，教学效果是否能达到预期目标、教学目的是否体现课程特点、线上和线下课程教学资源是否能满足学生获取知识的需要等，为后续改进教学提供依据。

以新疆维吾尔自治区精品课程农业机械学为例，在农业机械学线上线下混合式课程设计中，借助信息化技术平台，构建学生主动参与—依据循序渐进的经验积累学习过程—根据不同过程和条件实时调整学习类型—最终使得教学作为学生学习的外部条件，依据学生学习规律给予及时、准确的外部支持的整体教学思路，用以实现农业机械学课程的线上线下混合式教学设计。其整体教学设计流程和章节内容设计如图2 和图3 所示。

图2 线上线下整体教学设计流程

图3 线上线下章节内容设计图

2 教学方法改革

2.1 教学理念凸显主体性教育

课程建设强调学生的主体性，充分调动并发挥学生的能动性，使外在的、客体实施的课程教学转换为学生自身的能动活动。从学生学习需求与学习习惯出发，创新教学设计，突破章节限制，以农业机械学的主要内容为线索实施项目化教学。所有概念、原理、案例既强调理论基础，又紧密结合实际应用，每个知识模块均对应一项技术技能。

2.2 教学手段融入信息化平台

引导学生使用学习通等手机客户端App，兼用其他网络教学辅助平台，如腾讯课堂、钉钉等，让学生能将碎片化的时间再度整合。让专业课程学习具有新颖性、信息化、参与性，满足培养高素质专业人才的需要。

2.3 考核方式体现长期化机制

考核以学生创新能力提升为导向，引入业务操作题、案例分析题等非标准化试题，考核学生课程知识掌握情况。此外，考核分阶段进行，实施“平时+期中 +期末”三段式考核，可有效避免学生考前一周突击复习，考过即忘，缺乏专业知识的持续积累等情况。

2.4 队伍建设强调课程组发展

在课程教学团队中，中青年教师结合，年龄、职称、知识结构合理。课程组教师积极参加高质量暑期研修班、智慧教室使用培训、Stata 培训，提升资讯收集能力、获取前沿分析手段。课程组开展“线上+线下”集中备课与主题讨论，始终强调课程教学方式创新与教学质量提升。

2.5 课程思政紧扣新政策

本课程知识运用主要场景为我国农机类市场，课程思政将重点突出我国智慧农业及智慧农机市场发展的美好前景。课程教学在每个业务节点上均实时更新相关的农机系统领域的新技术、新方法，以及《中国制造2025》发展战略、全国农业机械化工作会议精神及决议。

3 课程教学内容及组织实施情况

3.1 课程教学主要内容

本课程主要讲述农业机械学作为农业机械化工程领域的一门核心课程如何做到“承前启后”，构成整个农业工程学科学习领域的桥梁，强调学以致用，满足用人单位对农机专业人才的需求。本课程主要内容有：土壤耕作机械、播种施肥机械、育苗移栽机械、中耕与植物保护机械、节水灌溉机械与设备、谷物收获机械、蔬菜水果收获机械等。

3.2 课前准备阶段

课前准备包括教师对农业机械学课程的教学资源准备以及学生对农业机械学课前学习材料的准备。教师将农业机械学相应章节的课程内容制作成精美的PPT 课件，并将课程学习内容制作成一段不超过8min的微视频，将实验现场的农机工作情况也制作成微视频，并将PPT 课件、课程对应内容微视频、相关网络学习资料及链接地址、实验场所农机实际工作状态上传到线上教学平台。给学生下达明确的课前学习任务清单，按课程教学大纲要求列明需要了解、熟悉及掌握的不同层次学习内容。学生通过在线学习了解掌握该节课的重要知识点，对于不懂的内容可以在线咨询教师，也可以在讨论区进行小组讨论，最终学生对学习内容进行总结归纳。

3.3 组织实施情况

以学生学习掌握教学内容为中心，教学过程分为三步：第一步，教师根据教学设计要求列出学生需要学习掌握的知识点。学生在课前通过教师推荐的相关课程网站事先观看所授章节内容的讲解视频，完成线上知识阅读，了解课堂教学相关章节理论内容及背景，事先学习相关章节内容，课堂上教师讲解章节学习重点、难点，通过实验现场操作演示，帮助学生理解重点和难点内容，随后布置学习任务及课后作业。第二步，按照课程内容任务节点要求，学生线上完成主题讨论及作业。智能线上系统平台自动生成学生学习记录与课程成绩，监控学生学习进程。教师可以通过智能平台在线批阅作业，综合了解学生课堂内容掌握程度，也可以通过在线提问了解学生相应章节学习完成情况并给出相应成绩。第三步，通过教师引导、学生主导，师生共同完成案例分析与课堂汇报。线上学生以视频或PPT 课件形式做习题与案例分析，线下学生以小组形式集中展现习题案例与学习心得。最后，教师集中点评学生存在的问题并给出改进建议。

3.4 课堂学习阶段

课堂的主要任务就是成果展示、疑难互答和评价考核，课堂学习包括课堂教学和实验室操作两部分。在课堂上可以对学习成果进行展示，展示内容包括对理论知识的理解及在实验室学习的感受，展示方式可以是小组代表限时汇报、小组之间的讨论、现场实操模拟等[14]。对于农业机械学移栽技术，成果展示可采取小组代表限时汇报的方式进行，就移栽的方式、移栽需注意的要点及移栽最新技术，学生通过汇报展示课前学习、课堂教学及课后复习的整体学习情况，培养语言表达能力、现场反应能力、知识扩展能力、团队合作精神和创新能力。对于展示过程中出现的理论和技术问题，首先小组成员之间进行讨论，学生解决不了的问题再由教师进行答疑解惑，还可以采取在工作现场直观感受农机作业的方式帮助学生理解理论知识，培养学生独立思考和解决问题的能力。学生学习成绩主要由教师评分和学生评分两部分组成，各占50%。采用学生互评及教师评价等方式，有助于从多维度、多视角及多层面对学生的农业机械学总体学习效果进行科学、全面、客观的评价，通过评价方式改革提高学生学习的积极性。同时，鼓励学生主动参与和积极配合评价工作，有利于学生自我反思和改进学习方式[15]。

3.5 课后总结阶段

课后总结主要是教师对学生线上与线下学习情况的整体回顾与学习效果总结，及对在线资源提供与对学生的指导情况、课堂教学与实验教学整体效果评估、多维度多视角的综合考核评价等进行整体归纳和总结。由于混合式教学模式整体实施时间较短，而且每门课程又有其各自的特点，这就要求授课教师在教学实践中要不断进行总结和摸索，以不断优化教学方式，提高教学质量。

4 结语

农业机械学是一门理论性与实践性较强的课程，需要采用先进的教育理念和教学组织方式，激发学生对该课程的学习兴趣。为此，本文探讨了农业机械学课程混合式教学改革的方法和必要性，分析了该课程教学目前亟待解决的问题，对这些问题提出了具体的解决方法；通过在理论教学过程中融入实践教学，采用“线上+线下”混合式教学模式，激发了学生学习热情，培养了学生的综合能力，达到了课程教学目标。