農業信息系統課程教學改革與實踐

李屹旭　張俊

摘要：借鑒工程教育專業認證中“成果導向”教學理念，結合農林類各專業特點及教學實踐，探討如何從課程教學目標、教學內容、實踐教學和考核方式等環節著手，對《農業信息系統》課程實施“以提高學生自主學習能力”為核心的教學改革，旨在促使傳統的知識課堂向能力課堂轉變，以滿足農林類各專業對本課程的深度學習要求。

關鍵詞：成果導向；農林類專業；農業信息系統課程；討論式教學；課程考核

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）17-0144-03

一、引言

國際工程教育專業認證本質上要求以“成果導向”為核心理念開展各項具體教學活動，取得了顯著成果。所謂“成果導向”就是強調要以學生學習成果為評價核心的高等教育，即遵循“以成果為基礎教育（Outcome Based Education，OBE）”的教育理念。OBE強調五個方面：第一，學生學到什么成果；第二，為什么讓學生學到這些成果；第三，如何幫助學生學到這些成果；第四，如何知道學生已經學到這些成果；第五，如何保障學生學習到這些成果。從OBE強調的五個方面可以看出，工程教育專業認證對教學質量評價的核心不在于學校教了什么，而在于學生學到了什么，同時還強調為使學生能持續不斷地學到預定成果，教育方還必須采取措施改善辦學條件并接受來自社會各界的評價和反饋，以此使專業教育能夠持續改進。盡管目前為止，我國尚未對高校各理科專業教育提出類似于工程教育認證那樣系統的專業認證標準和要求，但作者以為OBE強調的五個方面對高等教育是具有普遍意義的。本文借鑒工程教育專業認證的OBE理念，闡述了農業信息系統課程教學改革的若干觀點；針對農業信息系統課程，開展了旨在“提高學生自主學習能力、以學生學習產出”為導向的課程教學改革，對連續兩屆農林類專業本科生農業信息系統課程進行了教學改革試驗，取得了滿意的教學效果。

二、課程概述

1.相關背景。當前，我國農業生產正處于由傳統農業向現代農業轉型的歷史時期，人多地少的矛盾，要求我國農業生產要在有限的土地資源上集約化生產，以滿足人們對農產品日益增長的物質需求。時下，我國已經以多種新生組織形式奠定了農業集約化發展的基礎，然而只有發展以農業信息技術為支撐的新型農業生產力才能保證我國農業健康穩步的快速發展，但目前我國農業信息技術的發展和應用水平還不高，有些地方甚至還處在原始農業生產和管理水平。要解決這一問題，就必須大力發展高等農業信息技術教育。高校作為高等專業人才培養的搖籃，理所當然地要承擔起為我國培養大批合格農業信息技術人才的任務。

2.課程開設現狀。目前，貴州大學幾乎所有涉農專業（包括農學、中草藥栽培與鑒定、園藝、茶學、農業資源與環境、植物保護、土壤學、林學、生態學和水土保持等10個本科專業），都開設了農業信息系統課程，開課時間大部分在大學第二學您第二學期，開課學時數32學時。在教學中，使我們感到最棘手的問題是由于專業背景不同，且采用各專業一起集中授課的形式進行授課，結果是教學效果難以保證。盡管以往我們在教學中努力通過對教學內容精心篩選和采用不同備課方式來解決對不同專業的授課需求，但感覺教學效果依然不是很好。為此，我們決定借鑒工程教育專業認證中OBE教學模式，開展旨在“提高學生自主學習能力、以學生學習產出”為核心的課程教學改革。具體就是秉承“授之以魚，不如授之以漁”的理念改革課堂授課模式，引導學生掌握包括文獻檢索等在內的各種學習技巧和能力，使他們在課堂之外，通過多種方式自學課堂所未涉及的部分課程內容，以此將有限課堂延伸至無限課堂，并研究出多種課程考核方式激勵學生學習積極性。

三、課程教學改革及實踐

1.課程教學目標調整。貴州大學農學院以及林學院作為眾多高等農林類院校之一，于2005年開始開設了農業信息技術課程。多年來，本課程一直以傳授能使學生具備利用現代信息技術帶來的新思想、新方法和新技術來改造傳統農業的研究、示范、生產、經營和管理能力的基本知識為教學目標，從OBE理念來看，這個教學目標對學生應該達到的能力的描述過于籠統，對學生具體學習成果沒有明確表述。為此，我們將農業信息系統課程教學目標分解為以下幾個方面：（1）通過系統教授，使學生初步了解農業信息采集、存儲和加工利用的技術過程和原理；（2）了解農業數據庫系統的建立和維護方法；（3）了解農業遙感監測、地理信息系統、全球定位系統等相關技術以及其在農業領域的集成應用；（4）能借助MapGIS、ArcGIS等軟件平臺提供的作物模擬模型、利用農業專家知識庫算法進行有關農業數據分析和處理；（5）了解精準農業技術和農業信息網絡等技術的原理、應用現狀與發展趨勢；（6）能將農業信息技術指導和應用于先關農業生產和管理領域。

2.確定合理的課程開設時間。為保證農業信息系統課程的教學效果，必須顧及本課程與開設本課程的各專業其他課程的相關性，合理規劃課程的開設時間。我們認為農業信息系統課程最早開設時間應該是在大二第二學期。這樣做得原因是，學生在一年級已經學習了高等數學、線性代數、計算機基礎，在大二第一學期開始系統學習了有關專業課程、自修或開設了計算機編程語言課程，此時開設農業信息系統課程，一方面學生已經對所學專業有了深入了解并具備了比較寬泛的專業知識，這使得學生有可能找到農業信息技術在本專業領域的應用突破口；另一方面，學生已經掌握了工具性基礎學科知識，這使得他們有能力接受本課程的許多高新復雜技術并利用計算機編程知識去實現一些簡單應用程序開發或利用軟件解決專業問題。目前，我校在農業信息系統課程開設時間上，對上述認識已經達成一致，今后，我們將建議將農業信息系統課程安排在第三學年的兩個學期開設，這樣效果將更好。

3.教學內容設計。農業信息系統是一門多學科支撐的課程，但鑒于專業課程設置的限制，本課程實際上是在大量知識背景缺乏的情況下開設的，因此，如何對農業信息系統課程的教學內容進行篩選、調整和刪減將成為教學成功與失敗的關鍵。根據本課程調整后的教學目標，我們對教學內容做了相應調整。調整原則是將課程教學內容進行模塊化。這些模塊包括地理信息系統模塊、農業遙感監測模塊、全球導航定位系統原理和應用模塊、作物模擬模型模塊、農業專家系統以及精確農業技術的應用模塊。在以往教學中，我們曾設法貪多，唯恐教學內容太窄，導致學生知識面不夠，將來在就業崗位競爭中敗下陣來。現在經過反思，我們認為，在當今科學技術飛速發展的時代，在有限的課堂上，要教會學生所有東西是不現實的，但通過認真教學設計，秉承“授人于漁”的理念教書育人遠比試圖教會學生所有東西要現實的多。

4.改革課堂教學方法。在以OBE為核心的教育教學理念下，傳統的“填鴨式”教學顯然是行不通的，因為在這種模式下，課堂完全由教師來掌控，學生學習過程是被動的。為此，必須改革課堂教學方法，推動教學模式從“以教為主”向“以學為主，教學相長”轉變。作者就《農業信息系統課程》對貴州大學園藝2013級和2014級以及農學131、農學141共2屆4個班級進行了“討論式”教學試驗。具體做法是：先由教師進行傳統課堂講授，課堂講授完相關章節內容后，布置若干和講授內容有關的延伸課題作為“討論作業”，要求學生在課下準備一段時間后（一般2—3天，最長不超過一周），在課堂“討論”，發表觀點和看法。作者發現這是一種良好的教學方法：一方面，在準備過程中，促使學生學會了文獻檢索的方法，課堂的分組討論和補充培養了他們團隊合作的能力、創新意識和創新思維能力；更重要的是教學試驗表明大部分學生對這種討論課興趣極高，學習的積極性和主動性大為改觀。作者相信，長期堅持“討論式”教學，學生的自主學習能力一定會得到有效提升；長期以來，就是因為學生缺乏學習的主動性和自主學習能力，事事靠老師包辦，結果學習效果很差，只要教師設法引導學生終樹立“終身學習”的理念，則我們的課堂就可以得到無限延伸和拓展。

5.改革課程考核方式，建立多元化課程考核體系。農業信息系統課程考核改革的核心是加大對學生學習過程的考核力度。比如，在上述“討論式”教學中，教師任務在于引導和評價學生討論和發言，助教（由研究生擔任）則記錄下學生課堂討論和發言情況，并按一定標準進行打分，最后將這部分成績按比例計入該門課程總成績。除此之外，對于那些未在課堂發言的同學，則要求針對發言主題查閱相關文獻資料，撰寫提交文獻閱讀報告，對這部分同學，也按照一定標準將報告成績計入課程總成績。另外，鼓勵學生申報與課程相關的SRT項目和自主探索開展專業領域的農業信息技術實驗項目，對于這部分同學則給予適當附加分數。總之，先進的課堂教學改革，必須有相應的課程考核方式加以支撐，否則必將難以收到良好教學改革效果。

6.網絡教學平臺建設。過去，教師與學生的交流主要限定在課堂或課間，而且有些學生并不善于當面表達問題，導致了一些問題長期擱置難以解決，影響了農業信息系統課程的學習效果。現代計算機和互聯網技術為網絡教學提供了靈活多樣的教學模式，使師生網絡互動成為可能。貴州大學為師生提供了網絡教學平臺，目前我們正在積極申報和開辟農業信息系統網絡教學平臺，通過網絡教學平臺，不僅可以實現師生網絡互動，而且可以通過上傳教學日歷、教學大綱和課程簡介、課件和相關模擬測試題目，使學生方便了解本課程教學進程和教學計劃，并且可以方便訪問我們設定的一切自學資料來輔助農業信息系統課程學習。學生可以針對本課程匿名提出問題，幫助教師改進教學方法，建立師生的聯動機制，改變以往以“教”與“學”的鴻溝。

7.加強實踐教學。近年來，由于貴州大學成為中西部14所國家重點建設高校之一，在中西部綜合實力提升計劃資金資助下，我校實驗室條件得到大幅度改善，聯網計算機數量明顯增多。在這種情況下，農業信息系統課程的課堂實驗教學也有了較好的保障。加強實踐教學，實際上就是注重培養學生運用農業信息技術有關知識解決實際問題的能力。對于農業信息系統課程，我校主要是要求學生通過MapGIS軟件和ArcGIS兩種軟件完成有關地理空間數據分析，比如緩沖區分析、圖形裁剪、地理圖斑的生成、柵格圖形的矢量化和簡單作物模型開發演示等。在實驗考核時，采取現場從上述事先開設的實驗項目中隨機選擇一個實驗項目進行操作，根據在規定的時間內對實驗項目操作情況打分。由于是現場隨機抽取實驗項目，基本上可以杜絕學生的臨場僥幸心理，學生為通過考核，只有平時多練才有可能取得實驗環節的考核。

四、結束語

本文借鑒工程教育專業認證中的OBE教學理念，確定了“以提高學生自主學習能力”以及“以學生學習產出”為指導的農業信息系統課程教學改革思想，嘗試性采用“討論式”教學方法和多元話課程考核方式激發學生學習積極性和主動性，培養他們自主學習能力和科研意識及創新能力，以“授人以漁”的方式引領課程教學，取得了一些成績，希望借貴刊平臺和廣大同仁交流學習，共同促進高等農業信息技術教育事業的發展。

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