新农科背景下“农业植物病理学”智慧教学的探索与实践——以信阳农林学院为例

赵筱岑,王春生,陈利军

(信阳农林学院 农学院,河南 信阳 464000)

“安吉共识”“北大仓行动”“北京指南”新农科建设的三部曲的奏响,标志着新农科建设已成为新时代农业高校教学改革的重要方向。新农科强调:通过多学科交叉融合发展促进学生全面发展;通过专业教育与通识教育融合促进个人本位发展;通过现代信息技术升级改造传统农科。新农科建设要求培养大批专业理论扎实、实践操作娴熟、具有现代信息技术与传统农业交叉融合应用能力的新型人才。因此,高校必须转变传统农科教学模式以适应现代农业发展方向,为实施乡村振兴战略提供强有力的人才支撑。

近年来,随着人工智能、大数据等现代信息技术与教育教学的进一步深度融合与广泛应用,智慧教学也逐渐成为了新农科建设的重要助力。在中共中央与国务院印发的《中国教育现代化2035》与教育部印发的《教育信息化2.0行动计划》中,进一步强调了要聚焦新时代对人才培养的新需求,以教育信息化建设为内在驱动力,开展与普及智慧教学,通过推动教育信息化发展,推动教学环境、教育理念以及教学模式的改革与创新,培养适应未来,具备良好专业素养、先进思维模式、优秀实践能力和核心竞争力的高素质人才。

智慧教学具有三个主要特征,即智慧化的教学环境、现代化的教学理念与个性化的教学方式。与传统教学相比,智慧教学倡导教师转变教学理念,从以教师“教”为主转到以学生“学”为主,利用现代信息技术创设线上教学平台与丰富的教学情境,通过多样化的教学方式促进学生个性化学习,激发学生潜能,促进学生的全面发展。目前,智慧教学已逐渐成为高等教育的新业态[1]。

1 农业植物病理学教学的特点

作为植物保护专业本科生的专业必修课程,农业植物病理学在人才培养过程中占据着重要的地位,具有学科交叉性强、理论与实践结合紧密的特点[2-3]。授课内容主要为粮食作物及经济作物病害,要求学生掌握病害症状、病原物特点、病害循环规律及防治措施。课程涉及到的作物种类多,病害繁杂,知识点零碎。目前,传统的农业植物病理学教学中仍普遍存在着如下问题:

1.1 教学内容与教学环境无法适应现代农业发展新形势

目前,遥感卫星、物联网等先进技术已深度融入农业生产技术中,我国的农业发展也将将逐步实现现代化、智能化。推动农业产业链改造升级,实现农业精细化、高效化、绿色化发展离不开高素质的农业科技人才,而传统的教学内容与教学环境已很难满足现阶段农业发展对人才的需求。

传统的农业植物病理学理论教学多是以教师讲授为主,内容较为固定,缺乏对学科前沿知识、产业发展方向等内容的讲解,且线上学习资源少,学生自主探究空间不足,难以提升课外自主拓展学习的主动性。课程实践教学多为室内观察标本或参观、采集校园及周边农田病害作物,学生接触农业前沿技术的机会少,对农业的信息化、规模化与机械化方面缺乏深入理解,不利于学生提高实践能力与创新意识[4]。

1.2 教学模式陈旧,因材施教的个性化教学不足

传统的农业植物病理学教学模式犹如“大水漫灌”,是教师的单端一致化输出,缺乏因材施教的个性化教学,大部分学生接收知识较为被动,学习的积极主动性不高。且试卷考核仍是教学效果的主要检验方式,学生普遍存在靠死记硬背通过考试的情况,不利于学生将知识内化,也不利于完成预期育人目的[5]。

2 农业植物病理学智慧教学改革实践

2019年教育部高等教育司吴岩司长提出了“两性一度”的课程建设标准,即高阶性、创新性、挑战度。所谓“高阶性”,就是知识、能力和素质的有机融合,旨在培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维;所谓“创新性”,是课程内容具有前沿性和时代性,教学形式呈现先进性和互动性,学习结果具有探究性和个性化;所谓“挑战度”,是指课程有一定难度,对教师备课和学生课下有较高要求。

为培养适应现代农业发展兼具丰富专业理论知识与实践创新能力的高素质、创新型、应用型新农科人才,信阳农林学院农业植物病理学课程组以学生为中心,按照“两性一度”的课程建设标准从以下几个方面进行了智慧教学的改革与实践。其中,以变革传统的教学模式体现智慧教学的创新性,通过融合现代多媒体信息技术,构建了个性化、智能化、数字化的课堂氛围,通过校企合作,在教学内容中融入了农业发展前沿知识与技术[6-7];以创建与开放线上学习资源体现高阶性,通过任务式、合作探究式等新型教学方法激发学生的学习兴趣与潜力,提升课堂效果;挑战度则体现在以小组探究任务与课堂参与度为基础的无固定标准的过程考核上,可以有效促进与提升学生主动学习、主动探索的积极性[8]。

2.1 智慧化教学环境的构建

智慧化教学离不开智慧化教学环境,为此,设计、改造、建成了智慧化教室,充分满足师生与教学资源、信息技术、教学环境的有机结合,为教师创新教学模式、教学方式奠定基础。智慧教室打破了传统教室布局,学生可以通过互联网参与课堂内外的实时互动,教师也可以得到即时反馈,既提高了课堂活跃度、增强了学生的学习参与感,又方便了师生、生生之间的讨论与交流。

依托平台建设农业植物病理学智慧化课程。“大别山智慧农业实验平台”,下属有农业智能机械管理系统、物联监控系统(溯源)等8个子系统、为农业植物病理学的实践教学提供了完备的技术与硬件支撑。同时,依托校企共建的“植物保护专业实习实践教育合作育人示范基地”等,促进师生了解产业发展方向,实施实践锻炼、合作创新等,探索产教融合、校企合作育人的新路径。

组建智慧教学课程资源。将农业植物病理学内容按照“理论学习-技能操作-实践应用”重新整合,划分为不同的知识单元,并录制线上视频课程。每个教学视频长度5～10分钟,基本涵盖本课程重要知识点,且呈现方式灵活多样。此外,还为线上课程构建了以知识单元为单位的课件、测试题、课后作业任务、小组讨论、病害症状图片、病原菌视频等拓展资源。同时线下的标本室中整理有信阳及周边地区常见植物病害腊叶标本2000余份,浸渍标本200余种,病原菌永久玻片300余种。形成了以教材内容为引导、教学视频为核心、丰富的线上线下学习资源为辅助的学习资源体系,为学生自主探究、协作学习提供有力支持。

2.2 智慧化教学探索与实践

农业植物病理学的理论性与实践性均较强,且理论内容需结合实践操作与应用才能使学生真正理解与内化。传统教学中存在课堂互动少、学生自主实践不足、学习的技术操作无法在真实情境中得到应用和迁移、过程性评价数据的采集和整理困难等问题。因此,农业植物病理学课程组教师对教学进行了一系列改革,以提升学生适应现代农业生产的能力。

2.2.1 实施混合式教学,夯实理论基础 采用以目标为导向、以任务为驱动、以活动为核心、以评价为激励的线上线下混合式教学模式,综合运用了讲授、演示、探究、讨论等教学方法。线上学习环节,包括学习教学视频、完成在线测试与作业、参与在线讨论等;线下学习环节包括重难点辅导答疑、课堂讨论、学习任务指导、实践操作、完成协作学习任务、学习成果展示、小组互评等。学生首先要在教师引导下完成在线学习,带着问题参与互动、完成知识的理解和内化,然后采用小组研讨交流、学习成果展示、学习互评、分享交流等形式完成实践性学习任务,实现能力的提升。教师可以在线进行任务指导、学习评价和反馈等教学活动。

混合式教学让学生在线上完成基本知识概念的学习、自主构建知识体系,为课堂互动、实践和研讨提供了更充足的时间。同时,线上线下混合式教学改造了传统课堂教学模式,实现了先学后教、多学少教,充分体现了“以学生为中心”的教学理念,将以往“大水漫灌”的课堂教学变为“精准滴灌”,给予学生充分的自由度与学习探索空间,不仅有效激发了学生学习的兴趣、积极性,提高了参与度,更促进了学生自主学习与高阶学习能力的培养,有效地加深了学习体验、提升了学习质量。

2.2.2 多层面理实结合,提升实践能力 作为一门学科交叉性与应用性较强的课程,农业植物病理学不仅需要学生具有扎实的专业理论基础,更要具备与现代农业发展前沿相适应的实践能力。因此,在课程实验及实习中,教师将智慧农业发展前沿技术如智能装备应用、遥感病害监测系统、水肥药一体化等融入教学内容中,帮助学生了解病理学知识在农业现代化领域的应用与发展。同时,为了加深学生对课程知识在智慧农业中实际应用的直观感受,在课程实践中,除带领学生参观与实际操作“智慧农业实验平台”外,教师们还会带领学生参观如水稻自动化育秧工厂、无土栽培工厂、无人果园等智慧化程度较高的农业产业园,通过相关专家及企业技术人员的详细讲解与演示,帮助学生将课堂上的理论知识与生产实际相联系,调动学生学习和对实际问题探索的热情。

此外,开放与植物病理学研究相关的实验室,为学生探究试验提供场所。鼓励学生结合理论知识和专业兴趣,积极参加病害识别技能比赛、申报大学生创新训练项目或参与教师的科研项目。通过“教学+科研”联动机制,形成相互协同效应,不仅让学生完成了从“要我学”到“我要学”的学习态度转变,也培养了学生严谨、踏实的工作态度,为以后从事相关工作或科学研究奠定了扎实的基础。

2.2.3 优化课程考核方式,提升学习效果 传统的课程考核,学生往往考前突击,考完就忘,难以达到培养学生专业能力素养的目标。为此,课程组教师对大纲进行了修改,降低了卷面成绩比例,提高了过程成绩比例。过程成绩主要由课堂参与度、小组任务、线上资源学习、课外阅读、课后作业等多个环节构成,更侧重于考核学生对知识的理解、综合应用能力及创新思维能力,充分发挥了学习评价的导向、激励与检验作用。

2.3 智慧化教学的改革成效

通过以上内容的教学改革与实践,课程组取得了良好的成效。团队教师积极申报教学及科研成果,获得2021年度河南省教育厅科技成果一等奖及河南省科学技术进步奖二等奖,申报并获批校级教改项目2项;2人被评为河南省学术技术带头人;组建科技服务团队并积极进行“三区”人才科技服务,了解地方产业发展趋势,有效提高了专业教学水平。学生在课程改革后,学习积极性、参与度和学习投入方面都有明显提高;专业素养、协作能力、表达能力、创新能力等方面有较大提升,近3年获得了第二届全国大学生植物保护专业能力大赛团体优秀奖、第八届河南省“互联网+”大学生创新创业大赛初创组三等奖等荣誉。同时,学生自主组队申请并完成“大学生科研训练项目”十余项,有三十余名学生陆续参与到教师科研项目中并以第一作者发表专业文章十余篇。在课堂教学质量评价信息反馈表中,学生对教师的教学态度、教学内容、教学方法、教学效果等指标的综合评价分值均在90分以上,优良率达100%。而基于该课程探索的智慧化教学模式也得到了用人单位、同行教师和学生的认可与高度评价。

3 结语

智慧教学作为一种新时代下高等教育的新业态,它尊重学生个体差异,允许学生多向发展,并采用不同的评估标准多方面考核学习效果,改变了传统教学中学生被动学习的局面,培养学生主动学习的意识与创新创造的精神,同时也促进了教师教学理念与知识储备的更新。在新农科建设的背景下,智慧教学将不断融入到人才培养的各个环节中,为培养情系“三农”的创新型、复合型、应用型农林人才发挥重要作用。