園藝機械與應用實驗教學改革的探索與實踐

唐明祥 丁雪梅 張鑫生 溫海嬌 席景會

[摘要]在《園藝機械與應用》實驗教學中采用翻轉課堂教學模式，從教學內容、教學模式、考核方式等方面進行了全面改革。翻轉課堂教學模式的優點主要體現在有利于提高學生上課的興趣，有利于培養學生觀察問題、分析問題、解決問題的能力，尤其是有利于提高學生實踐動手能力，還能提高學生的語言表達能力和邏輯思維能力。

[關鍵詞]園藝機械與應用； 實驗教學； 翻轉課堂； 數據分析； 大學教學

[中圖分類號]G642.0[文獻標識碼]A[文章編號]10054634（2018）020092040引言

《園藝機械與應用》是園藝專業的一門專業性和應用性極強的專業選修課，其實驗教學是重要環節，能培養學生的創造性思維和創新能力，提高綜合運用專業知識分析和解決實際問題的能力。本文以園藝專業創新型人才培養目標為基礎，根據吉林大學植物科學學院教學的實際情況并結合筆者多年的教學經驗，對《園藝機械與應用》課程的實驗教學模式進行改革與探討。

1《園藝機械與應用》實驗教學現狀及存在的問題1） 從師資力量及學生基礎知識看。任課教師教學經驗不足，尤其是對這門課程涉及的園林機械、草坪養護機械等沒有實踐經歷；該課程的實驗學時很少，僅僅6學時，只能采取講授示范的方法進行；學生沒有機械制圖、機械原理、機械零件、工程力學等機械專業基礎課的知識，不像農機專業的學生利用PPT中的各種教學圖片、機械專用名詞術語等就能較快地進入角色，教學進度比較快，教學效果也比較好，而對于園藝專業的學生，教學實踐證明，即使用這類簡單的教學手段，他們也難以對機械零件的立體結構、機器的整體連接形成清晰的認識，對于實驗教學更是如此了，從而造成課堂效率不高[1]。

2） 從實驗設備和教學方式、方法看。由于投入的資金不足，存在實驗室設備臺套數少（幾乎都是單臺套）以及設備不全、設備陳舊等問題，這就使得教學的針對性不強，教學效果差，從而影響了學生學習該課程的興趣和積極性[2，3]；由于受課時和實驗條件的限制，實驗課的教學方法主要采取講解示范的方式，基本上沒有時間由學生親手操作，這種情況嚴重影響了教學質量的提高。

2“園藝機械與應用”實驗教學的改革

2.1合理調整實驗內容

《園藝機械與應用》共設3個實驗內容，6學時，其中第一個實驗為內燃機拖拉機的使用；第二個實驗為耕整地機械的使用與調整；第三個實驗為草坪機械的使用與調整。這3個實驗所涉及的機械種類比較多，而實驗學時比較少，3個實驗覆蓋的面也有限，不夠典型。

鑒于上述情況，筆者對教學內容做了相應調整，在第一個實驗中增加了氣門間隙的檢查調整、內燃機的啟動兩個綜合性實驗內容；增加播種機的使用與調整作為選修實驗，而且在這個實驗中增加了電控指夾式排種器的使用與調整綜合性實驗內容；在第三個實驗中增加噴頭的使用與調整綜合性實驗內容。這些內容，尤其是增加的這些綜合性實驗內容均在實驗教師的指導之下由學生親自操作，不但提高了學生的上課積極性，同時還提高了課堂效率。

2.2實驗教學改革的可行性

針對《園藝機械與應用》實驗教學的實際情況，引入了翻轉課堂教學模式，該模式能從根本上解決學生人數多、實驗學時少、實驗設備臺套數少等現實情況。具體做法是：采取分組授課，課下與課堂相結合、自學與講解相結合、現實與網絡相結合、理論與實踐相結合等多種方式進行教與學，同時采取綜合性的考核方法。實踐證明，通過這些方法與手段，《園藝機械與應用》實驗教學的改革是完全可行的。

2.3采用翻轉課堂教學法

1） 翻轉課堂教學法簡介。來自于美國的這種新興的教學方式——“翻轉課堂”教學模式[46]，由于教學效果良好，已經成為國內外高校及教育界關注的熱點。翻轉課堂又名顛倒課堂，起源于美國林地公園高中的兩位化學教師。翻轉課堂教學模式就是學生可以在家觀看視頻以替代教師的課堂講解，而在課堂上，主要體現師生之間、同學之間的互動交流和完成練習，其最大的優點是可以隨時隨地學習，不受時間地點等的限制。翻轉課堂教學模式在課外完成知識的傳授，在課內完成知識的內化，學生之間、師生之間進行問題協作探討，在課堂上答疑并完成部分課堂練習與測試，除了通過網絡資源進行深入學習外，富有成效的面對面互動學習活動也是翻轉課堂最重要的價值。翻轉課堂的教學結構特征主要體現在課前學生自主學習教學資源，時間、地點、進度均由學生自行掌握，課堂上教師可以一對一進行指導，學生之間、師生之間進行交流并完成實驗報告[710]。

2） 翻轉課堂教學模式的構建。對原來的教學內容進行了必要的調整，根據翻轉課堂教學模式理論[11]，構建了《園藝機械與應用》實驗教學的翻轉課堂教學模式（圖1）。

3） 《園藝機械與應用》實驗教學的翻轉課堂教學模式。采用了翻轉課堂教學模式，《園藝機械與應用》的實驗課教學發生了根本性的變化，即由原來的聽教師講解和觀察教師操作演示、師生之間交流、學生之間交流、課后完成實驗報告，轉變為：課前觀看錄像、PPT、閱讀實驗指導書、預寫實驗報告、接受小測驗等，課中主要是回答問題、做實驗、交流及完成實驗報告。整個授課過程中，交流平臺則是事先建立的QQ群或微信群。圖1“園藝機械與應用”實驗教學的翻轉課堂教學模式

在翻轉課堂教學模式下，教師的準備工作主要是確定實驗內容、制作PPT、建立學習交流的QQ群或微信群、準備小錄像，這些小錄像一般都是根據實際進行自編拍攝的，控制在10分鐘左右，這樣有利于提高學生的學習積極性，同時學生也不會疲勞。提前將實驗指導書發放到學生手中，便于預習、預寫實驗報告。在自學的過程中，學生將不會的問題記錄下來。制作的PPT具有引導性設計和思維的可視化設計，這樣有利于學生對整個實驗有個清晰的認識和理解。另外，還可以準備一些與實驗相關的知識文檔。上述這些影像資料和電子文檔資料均可以通過QQ群提前1～2周發給學生，使學生有充分的時間進行預習。

在課堂上，采取互動式教學。對學生進行必要的提問，如果學生回答不上來予以解答，其次是學生向老師提問，主要是在預習過程中遇到的疑難問題，通過這個過程，學生能從中學會很多知識點。比如在內燃機的啟動這個綜合性實驗中，可以先提問學生，啟動前的準備工作有哪些？內燃機的啟動方式有幾種？在人力啟動柴油機時，給學生演示或讓學生體驗為什么搖不動曲軸，這個問題能讓學生聯想到發動機的工作原理，使學生充分理解到用手搖柄搖轉曲軸是克服壓縮行程中氣缸內氣體被壓縮而形成的壓力對活塞頂部的作用力。在搞清楚這個問題之后，學生就很容易弄懂用手搖柄順利搖轉柴油機的曲軸必須將減壓手柄置于減壓位置，否則無法啟動柴油機。通過這個過程更能使學生搞清楚柴油機減壓的原理，即通過一套杠桿機構將進氣門或排氣門或進排氣門強制開啟，在壓縮行程中，在氣缸內無法建立起壓力，從而實現減壓。在必要的互動環節之后，再進行部分實驗環節的實踐操作，同時進一步完成實驗報告。在整個授課環節中（包含課前課中），還投入了部分實驗項目研制的自制教具及錄像，比如在第一個實驗“內燃機、拖拉機的使用”中采用了自制的小型柴油機啟動裝置，還采用了“拖拉機常見4種故障巧排除”錄像輔助材料；在第二個實驗“耕整地機械的使用與調整”中采用了“鏵式犁”“整地的好幫手——圓盤耙”兩個錄像材料；在第三個實驗“草坪機械的使用與調整”中采用了草坪養護機械、指針式噴灌機兩個錄像輔助材料，并增加一個自制設備“噴頭工作狀態實訓裝置”；在選修實驗“播種機的使用與調整”中增加了自制設備“電控指夾式排種器實訓裝置”和輔助錄像材料“精播能手——氣吸式精密播種機”。這些自制設備和影像輔助教材豐富了課堂內容，激發了學生上課的積極性，提高了課堂效率。

課后，學生及時向教師提交實驗報告，同時對該課程的實驗教學提出個人建議；教師及時批改實驗報告，然后根據實驗課的效果、學生反饋等對該課程的實驗教學進行全面總結，以便及時調整實驗內容及實驗的難易程度。

3考核方式的改革

傳統的考核方式是實驗課成績按百分制記分，其中出勤率占30%，實驗報告成績占70%。

采用翻轉課堂教學模式后，實驗課的考核也做了相應的改革。為了改革后成績的可操作性和可行性，筆者在授課分兩大組的基礎之上，將每個組又分4～5個小組，保證每小組人數在5人左右，在課堂上回答問題以小組為單位，根據回答問題的積極性與準確率等情況給出各小組課堂上回答問題的成績，而在QQ群中師生之間、學生之間交流這部分成績仍然是以小組為單位進行考核，教師根據QQ平臺上的交流情況評定各小組的成績。改革后，實驗課成績同樣按百分制記分，其中出勤率占10%、課前預寫實驗報告占15%、課堂上回答問題占25%、課后實驗報告占40%、在QQ群師生之間、學生之間交流占10%。這樣的考核方式更科學、更全面、更合理，更能激發學生學習的主動性與積極性[12]，同時還能培養學生的團隊協作精神。

4教學效果評價

筆者通過在2012級園藝專業42人中采用傳統教學模式，在2013級園藝專業57人中采用翻轉課堂教學模式，對教學效果進行主觀和客觀評價，對于前者依據實驗報告成績，而后者依據調查問卷結果，利用SPSS19.0進行數據分析[13]，結果見表1。表1“園藝機械與應用”實驗教學效果評價教學效果評價年級2012級2013級數據分析方法P值成績分數78.7±12.3 分88.9±8.4分 獨立樣本t檢驗0.000優秀率26.2%56.1%χ2檢驗0.000問卷調查對教學模式的滿意度66.7%86.0%χ2檢驗0.022對提高學習興趣的滿意度73.8%91.2%χ2檢驗0.020對提高自學能力的滿意度71.4%89.5%χ2檢驗0.021注： 表中實驗報告成績為平均值±標準差。

正態性檢驗結果表明，2012級學生實驗報告成績P=0.363>0.05，2013級學生實驗報告成績P=0.136>0.05，即均服從正態分布，可以采用獨立樣本t檢驗。方差齊性檢驗結果顯示，P=0.000<0.05，故方差不齊。獨立樣本t檢驗結果顯示，2013級學生實驗報告成績高于2012級（P<0.05）。χ2檢驗結果顯示，2013級學生的實驗報告成績優秀率（≥90分），對教學模式的滿意度、對提高學習興趣的滿意度、對提高自學能力的滿意度均高于2012級（P<0.05） [14]。

5結束語

針對目前《園藝機械與應用》實驗教學存在的不足，筆者在實驗教學中引入了翻轉課堂教學模式，徹底把學生放在了課堂的主體地位。通過對教學內容、教學模式、考核方式等的全方位改革，明顯地改變了傳統的教學理念，不僅極大地提升了學生上實驗課的興趣和專業能力，更培養了學生的自學能力、語言表達能力、實踐動手能力以及邏輯思維表達能力，顯著提高了該課程實驗教學的效率和質量。在今后的實驗教學中，要不斷更新教學內容、教學方法與教學手段，最好 地與實踐和科研結合，將有關學科知識有效地融入到本課程的實驗教學中，從而提高學生的綜合實踐能力，為今后從事相關工作打下堅實的基礎。

參考文獻

[1] 劉清生.高等農業院校非農機專業農業機械化課程教學改革初探[J].高等農業教育，1997（6）：6364.

[2] 席平，楊洋，王春潔.機械類課程實驗教學改革與實踐[J].實驗技術與管理，2010（7）：1418.

[3] 孟君晟，史曉萍，王振廷，等.應用型本科材料類專業實驗教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2016（2）：201204.

[4] 黃正夫，易連云.意蘊、境遇及訴求：大學班級文化的德性審視[J].江蘇高教，2013（1）：109111.

[5] 朱芳轉.班團活動與大學生能力提升研究[J].時代教育，2016（15）：4445.

[6] 郭文平，陳盈，趙小明.基于翻轉課堂的網絡工程實驗教學設計[J].實驗技術與管理，2015，32 （5）：3538.

[7] 朱宏潔，朱赟.翻轉課堂及其有效實施策略芻議[J].課程與教學，2013（8）：7983.

[8] 潘炳超.翻轉課堂模式應用于高校教學的實驗研究[J].電化教育研究，2015（3）：8388.

[9] 易慶竑.基于慕課的翻轉課堂及其教學結構研究[J].現代教育技術，2015（4）：94100.

[10] 宋朝霞，俞啟定.基于翻轉課堂的項目式教學模式研究[J].遠程教育雜志，2014（1）：96104.

[11] 丁雪梅，張曉君，王鵬，等.翻轉課堂教學模式在大學實驗教學中的應用研究[J].實驗室研究與探索，2015，34（6）：207212.

[12] 黃衍章.農業院校《植保機械》課程教學改革探析[J].安徽農業科學，2009（34）：1721417215+17219.

[13] 熊卓.高校教學評估中教學質量評價的SPSS分析[J].科技通報，2014（5）：218220+229.

[14] 劉菊香，沈霄鳳.用SPSS統計軟件對學生綜合成績的因子分析[J].統計教育，2006（1）：5356.

Exploration and practice of experimental teaching reform

on horticulture machinery and application

Tang Mingxiang1， Ding Xuemei2， Zhang Xinsheng1， Wen Haijiao1，Xi jinghui1

（1. College of Plant Science， Jilin University， Changchun，Jilin 130062，China；

2. College of Animal Science， Jilin University， Changchun，Jilin 130062，China）

AbstractFlipped classroom model was adopted in experiment teaching in horticulture machinery and application， and reform measures were involved in teaching content， teaching model， and inspection. Flipped classroom played a positive role in greatly improving the students′ interest in learning， and cultivating students′ selflearning ability， practical ability， language expression ability and logical thinking ability.

Keywords horticulture machinery and application；experiment teaching；flipped classroom；data analysis；university teaching