基于現代信息技術的農業栽培類課程教學改革與實踐

張靜 張婷婷 王奎萍 褚軍 劉萍 薛薌

摘 要：基于現代信息技術，從課程標準、教學內容、教學方法與手段、實踐教學等方面探討了高職農業栽培類課程的教學改革。通過改革整合了優質信息化教學資源，改革了教學模式，轉變了學生的學習方式，提高了學生的專業興趣，激發了學習的主動性，增強了學生的專業技能，課程的教學質量和效果得到了明顯提升。

關鍵詞：現代信息技術;農業栽培課程;教學改革

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2022）06-0179-04

當前我國農業生產發生了重大變革，這是農業生產與新興技術結合的結果。在這一過程中，農業科技與農業教育扮演著重要角色[1]。農業3.0時代，信息技術與農業機械、裝備和設施深度融合，實現了農業數字化、精準化和自動化生產。當前，我國農業生產已進入到智能化和無人化的4.0時代，農業科技的高水平發展對涉農學科的高職教育提出了新的要求。課程是人才培養的基本單元，是教師傳道授業解惑的主渠道，“教學改革改到深處是課程”，這句話說明了課程改革在教學改革中的重要性[2]。以培養高素質創新型技能型人才為主的涉農高職院校應積極進行專業課程的改革，以適應時代發展對人才的需求。

2016年6月，教育部發布《教育信息化“十三五”規劃》，對“十三五”期間的教育信息化發展提出了明確要求。2021年3月國家教育部“十四五”規劃中指出，要推動信息化時代教育創新，教育和信息化技術正在緊密融合。現代信息技術與現代農業的深度融合，將互聯網、移動互聯、云計算、大數據和物聯網技術融為一體的農業生產方式，與科學的管理制度相結合，極大地提高了農業自動化水平，使現代農業生產實現了實時監控、精準管理、溯源管理、遠程控制和智能決策，由此產生了精準農業、智慧農業。在此雙重背景下，涉農高職院校應積極運用現代信息化技術進行專業課程的教學改革，以培養出掌握農業信息化技術的高素質創新型農業現代化人才。

揚州市職業大學開設有園藝技術、園林技術、風景園林、休閑農業4個專業，其中園藝技術專業創辦于1998年，是江蘇省建立最早的農業職業教育基地之一，也是江蘇省“特色專業”、江蘇省“十二五”規劃重點專業群核心專業。經過30余年的發展與建設，已經形成了以園藝技術專業為龍頭，園林技術、風景園林專業為支撐的江蘇省“十二五”重點專業群格局，并以龍頭專業帶動專業群各專業共同發展的局面，為揚州地區園藝產業的發展提供了重要的人才支持和科技支撐，為當地輸送了大量的農村實用技術人才。

人才的培養，課程是關鍵。揚州市職業大學開設的農業栽培類課程（蔬菜生產技術、花卉生產技術、果樹生產技術、園藝植物栽培養護、園藝植物種子生產技術等），作為園藝、園林類專業的重要的專業課程群，在加強學生專業素養、提高創新創業能力方面具有獨特作用。近年來，揚州市職業大學一直在以培養高質量涉農人才為重要研究課題，以農業栽培類課程為抓手，在揚州市職業大學2018、19級、20級學生中開展了基于現代信息技術的課程改革教學改革與實踐，以提高課程的含金量，提升教學效果，提高人才培養質量。

1 農業栽培類課程教學現狀與問題

1.1 教學內容多而課時數少 農業栽培類課程大多是綜合性課程，屬于專業核心課程，如蔬菜生產技術、園林植物栽培養護等，課程內容涉及生物學、農業資源與環境、林學等多個學科的理論知識[1]。課程內容龐雜，學生在前期學習這些專業基礎課程時就是死記硬背，掌握不夠靈活，到了后面的核心課程，理論知識不能熟練應用，不能融會貫通，造成專業知識一知半解。近年來，按照國家“寬口徑、厚基礎、強實踐、重雙創”的培養要求，基礎課在總學分中所占比例逐年加大，再加上新增的雙創課、通識課、第二課堂等，傳統專業課的學時被不斷壓縮[3]，一些專業課程被不斷整合以縮減課時。在此背景下，人才培養方案歷經制訂和修訂，專業基礎課“植物學”“植物生理學”合并成為“植物及植物生理”“土壤肥力學”“農業氣象學”合并成為“植物生長環境”，學時均減半;“花卉生產技術”課時數由2個學期128縮減為96，“特種蔬菜栽培”課時數由64縮減為32。而作為一門栽培類課程，涵蓋的植物種類較多，老師在有限的課時下，只能選擇性地講授栽培面積相對較大或在國民經濟中地位相對重要的植物，而其他植物種類只能提供一些資料，以學生自學為主[3]。“盆景技藝”課程教學內容包括盆景的栽培管理養護與整形制作，但在32課時內老師只能以講授盆景的整形制作為主，樹樁的養護管理一帶而過。“蔬菜生產技術”課程講授的蔬菜種類涵蓋我國南方和北方，實際教學中，因為課時的關系，無法一一具體講授，只能以江蘇省常見蔬菜種類為主。這種無可奈何的教學方式造成學生對專業知識的認識并不完整，一定程度上影響其對專業的整體把握。

1.2 實踐教學項目開展受限 揚州市職業大學實踐教學分為課程實驗實訓和實習，實習一般是一段時間內（1～2周）集中性的栽培技術的體驗，安排在校內外的實訓基地。校外實訓基地規模和種類不一，每次接收實習的學生數量有限，一個班級的學生往往被分到3個以上的企業實習，學生對專業知識的體驗不一，導致專業技能的訓練不完整、不系統。校內實訓基地由于空間有限，種植的蔬菜種類和數量受限，導致學生的實踐項目開設受限。

農業栽培類課程與其他學科課程一樣，分學期、有規定的課時，但植物的生產過程是連續不間斷的[4]。很多栽培植物的種植管理就會因為寒暑假而中斷，無法開展。如“溫室番茄冬春茬栽培技術”實訓，生長季跨越了寒假，故該實訓項目無法開設。春學期開設的“園藝植物種子生產技術”課程，講授種子從播種到采收的全過程，課程開設“西葫蘆的良種繁育”實訓項目，因為氣候原因，春季4月中旬露地播種（揚州地區），5月份開花授粉、套袋隔離，最重要的采種在暑假7月份，學生因為放暑假而缺失這一采種過程，學習過程被迫中斷，學習內容不完整。現在的蔬菜種植以設施的反季節栽培為主，其茬口包括春提前栽培、越夏栽培、秋延后栽培、越冬栽培等，貫穿一年四季。因為寒暑假的原因，很多蔬菜的越夏、越冬栽培生產管理無法進行，這些實訓相關項目都無法開設。農業生產受氣候等環境因素的影響較大。如果遇到惡劣氣候條件，有些田間實訓項目會延期，從而錯過其生產管理的最佳時期。

1.3 課程開設順序安排不合理 農業栽培類課程多為綜合性課程，其內容涉及多個學科的理論知識，目前的教學計劃在開設的順序上，不太合理。如“蔬菜生產技術”“設施園藝”同學期開設，前者講授各種蔬菜的實用栽培技術，在當前保護地栽培主導生產的情況下，需要學生先期掌握園藝設施的結構和性能，才能熟練地進行設施蔬菜生產。在講授的過程中，發現學生對于園藝設施的知識掌握欠缺，影響了同期課程的教學效果。

1.4 教學方法和手段單一 教師在進行農業栽培類課程課堂講授時，雖然借助于多媒體課件、視頻、微課等資料，但現有的教學方式由于教學手段和教學資源的匱乏，學生對農業的認識依然是傳統的“臉朝黃土背朝天”，在一定程度上對學習缺乏新鮮感，專業興趣不濃，對學習缺乏必要的主動性。鑒于此，采用創新的教學手段來進行課程改革，以提高學生的專業興趣，促進學生自主學習。以互聯網為代表的新一代信息技術在新世紀與教育領域進行了深度的跨界融合。如何將農業栽培類課程與“互聯網+”相結合，將MOOC、翻轉課堂等新興教學理念引入課程，改進課堂的教學方法和手段，促進教師與學生的互動交流，這是進行課程改革的重要內容[1]。

2 基于現代信息技術的農業栽培類課程改革與實踐

2.1 明確課程培養目標 以園藝技術專業為例，根據人才培養目標的要求，結合就業崗位的任職及技能要求，在農業栽培類課程的培養目標中增加“掌握并熟練應用農業信息化技術（物聯網等）”。課程培養突出農業作物現代化生產及管理能力，以實現農業的智能化、自動化、信息化、現代化。

2.2 調整教學內容和課程開設順序 根據崗位需求以及農業企業對于人才的需求特點，秉承培養學生發現問題、解決實際問題的能力這一宗旨，著力于培養學生的實用專業技能為目標，對揚州市職業大學農業栽培類課程的教學內容進行了調整。調整分為以下幾個方面：第一，在有限的課時數下，宜講授江蘇省栽培面積較大、市場占有率高的蔬菜、花卉、果樹種類，果樹重點講授獼猴桃、梨、水蜜桃等省內主栽品種，而北方的蘋果和南方的柑橘類果樹不作為重點，學生可以通過中國大學MOOC（慕課）-國家精品課程在線學習平臺、網易云課堂和各類農技類APP公共服務平臺進行自學。第二，增加農業物聯網技術在現代設施園藝植物生產中的應用的講授，以提高學生的農業信息化水平。如教師在課堂講授花卉生產與栽培時，課堂上可以即時打開耘管家（物聯網手機端App），師生觀察玻璃溫室內花卉植物的生長發育情況，觀察其開花特性和花期長短，引導學生對未正常開花的現象進行思考，分析環境因素差異，手機端隨時調取物聯網環境因子歷史數據（光照強度、早晚溫度、空氣濕度、土壤pH值等），并提出解決方案，手機端操控溫室內農業生產操作（開閉遮陽網、補光燈、自動灌溉等）。學生可繼續追蹤觀察花卉植物的后續發育，進行生產管理。這種實物影像資料的對比，生動形象，學生參與生產實踐，發現問題并解決問題，印象深刻，教學效果明顯。第三，重點講授不同園藝植物的設施栽培技術，露地栽培技術略講。因為種植大戶普遍采用日光溫室或塑料大棚等設施栽培，確保瓜果蔬菜反季節上市或早上市，“物以稀為貴”從而獲得更高的經濟效益，如4月中下旬上市的油桃、番茄，5月上市的地產8424西瓜等。設施栽培成為水果和蔬菜的主要栽培形式，如西瓜塑料大棚春早熟栽培、黃瓜日光溫室冬春茬栽培、油桃日光溫室春早熟栽培等。第四，合并不同課程的交叉內容，“設施園藝”講授內容分為2個部分，園藝設施的結構特點和部分園藝植物（蔬菜、花卉、果樹）設施栽培技術，后者內容和“蔬菜（花卉、果樹）生產技術”課程重合，直接刪減。第五，加強農業生產上的新技術、新品種，農業栽培的新模式、新動態的介紹，確保教學內容與技術革新同步。

調整開課順序，將“設施園藝”課程先于“蔬菜（花卉、果樹）生產技術”課程開設;增開一些緊跟專業和市場發展的前沿課程，如物聯網+智慧農業、現代休閑觀光農業、園藝產品營銷與電子商務、農業技術推廣等。

2.3 運用“互聯網+教育”，豐富教學方法與手段，提升教學效果 近年來，移動互聯網絡、云平臺和數據挖掘等現代信息技術的發展，使得人們接收和反饋信息的方式發生了巨大變化，隨之而來的是人們學習模式的巨大變革[5]。移動互聯網是將移動通信和互聯網二者結合起來成為一體[6]，移動互聯網時代最具有代表性的標志是智能手機，即方便攜帶又能即時互動，在高校學生群體中非常普及。智能手機的出現和流行對傳統的課堂教學活動構成了最為嚴峻的挑戰。目前，有的高校在課堂使用手機袋，限制智能手機進入課堂，筆者認為，與其限制，不如引導學生正確合理的利用智能手機，使之更好地為教學服務。

涉農高職院校作為國家農業現代化人才和新型職業農民培養的基地，要緊跟形勢，運用“互聯網+教育”，推動融合信息技術與教育教學的課堂革命向縱深發展。在此背景下，基于農業物聯網、農技類App、云課堂等現代信息技術，揚州市職業大學開展了農業栽培類課程教學改革實踐，以多媒體、智能手機等教學硬件為載體，教師使用移動網絡媒介，使課前、課中、課后全過程與傳統教學方法進行有機結合，進行教學方法、教學內容以及教學資源的全方位改進。在線開放課程、在線學習平臺等都是現代信息技術與高等教育教學的融合產物，它們打破了傳統教育的時空界限。運用多樣化的教學平臺，如中國大學MOOC（慕課）、網易云課堂、學校在線開放課程平臺以及農技類App等公共服務平臺，網絡教學工具（雨課堂、課堂派等）、網絡通信軟件（騰訊會、QQ、微信）開展在線教學與互動，不斷拓寬教學手段，豐富教學資源，拓寬學生的視野和知識面;改變傳統的教學模式與方法，激發學生的興趣與學習主動性。以“蔬菜生產技術”課程為例，教師課前通過超星學習通（智能手機端移動學習專業平臺）發布學習任務“大白菜生產技術”，引導學生到揚州市職業大學在線開放課程平臺完成預習任務，并推送揚州大學的“蔬菜栽培學”精品課程、西北農林科技大學的“設施蔬菜栽培學”（中國大學MOOC）給學生作為補充學習資源。課中對于白菜類蔬菜的種類及栽培通性，根據課前預習情況開展師生、生生討論，對于芥藍、抱子甘藍等江蘇省不常見的蔬菜則通過課程平臺的圖片和視頻進行學習，拓展了中國大學MOOC平臺的“蕓薹屬蔬菜的進化和分類”知識（揚州大學精品課程）、“大白菜的周年生產技術”知識（西北農林科技大學精品課程）;拋出問題“大白菜怎么進行深加工”“怎么貯藏”，引導學生利用智能手機上網搜索，獲取知識，使學生建立大白菜從“產”到“銷”的完整知識鏈。課中教師借助學習通開展簽到、搶答、隨堂練習、主題討論、分組任務、投票等活動，極大地增強了課堂的參與度與趣味性。課后學習通發布作業和討論，師生通過QQ、微信等社交平臺，隨時互動交流，實現學習過程中的問題反饋。師生間的學習和交流全部可在PC端、手機端進行，是“線上+線下”的混合式教學模式;移動網絡時代，手機端教學更加便捷，擺脫了時空的限制，特別適用于疫情常態化下的線上學習活動，或是教師在生產基地的田間地頭的現場直播，師生間視頻連線，實現了“課堂”到“生產”基地的無縫銜接，學生印象深刻，教學效果提升明顯。

借助農技類App等公共服務平臺（農技耘）開展學生自主學習、探究型學習。以“農技耘”為例，學生點擊“應時農事”欄目，學習農業生產實時的關鍵技術;學習中以問題為導向，分析生產典型案例，可點擊“農業專家”，咨詢來自全省“蔬菜、果樹”等行業的專家（高校教授、業內研究員、高級農藝師等），還可瀏覽我省范圍內相關種植戶向該專家提出的問題，分小組開展討論，網絡查找資料，歸納總結相關知識點，提出解決方案并在課上匯報，然后師生分析、討論，找到解決方案再與專家給出的方案比較，檢驗學習效果。點擊“農業科技”的“蔬菜”欄目，顯示我省蔬菜生產的關鍵技術，可按時、分類開展日常的在線自主學習。學生通過“農技耘”接觸到的生產實踐問題，實用性強，學生的專業技能大大提高，真正做到了理論聯系實踐;在解決問題的過程中，學生的團隊意識增強、語言表達能力、與人合作、溝通能力、解決問題的綜合職業能力都得到了提高。

2.4 基于物聯網技術，開展實踐教學改革 依托現代農業物聯網技術，一些實踐項目的開展可以跨越時空，突破課時和課堂的限制。如寒暑假學生依然可以在家使用耘管家，利用物聯網系統的視頻監控功能，觀察校內實訓基地園藝植物的生長發育情況，調取并查看溫室的環境參數數據，繼而遠程實現對溫室的操控（自動化灌溉、遮陽網開啟、補光燈開啟等）。植物的栽培管理不會因為假期而中斷，學習過程也連貫起來。

疫情常態化背景下，可以利用農業物聯網技術，開展農業栽培類課程的線上實踐教學。

第一，對于一些觀察植物生長發育過程的驗證性實踐項目，如“花卉的識別”實踐項目，教師首先登錄臺式電腦超星直播客戶端（騰訊會議、QQ群課堂等），使用屏幕共享功能，然后電腦上打開物聯網視頻監控軟件客戶端，調節攝像頭的角度和放大倍數，對準玻璃溫室內的花卉植株，進行遠程觀察，屏幕上獲取的不同種類花卉的鮮活圖像，被各地的學生實時同步觀察，教師同步講解不同植物的花形態結構等特點，引導學生對其進行分析、觀察、判斷。“蔬菜生產技術”“草坪建植與養護”等課程的驗證性實踐項目都可開設。

第二，對于一些需要動手操作體驗的實踐項目，如“花卉的扦插繁殖技術”，借助超星直播客戶端和視頻監控軟件，校內實訓基地由實驗員老師同步課堂現場操作，線上教師在視頻監控系統中，調節攝像頭的焦距，師生實時對扦插的技術細節進行遠程觀察，教師線上同步講解扦插的技術要領和注意事項，師生互動討論。“蔬菜生產技術”“園藝植物種苗生產技術”等課程的操作類實踐項目都可在線上開設。

第三，依托物聯網系統，線上開設一些綜合性實驗和設計性實驗[4]。物聯網的實時監測、遠程控制和智能決策功能，各類傳感器捕捉溫室環境因子數據，控制器執行耘管家發出的操控指令，極大地助力了現代設施園藝植物生產與管理，提高了學生農業信息化水平。學生不僅對物聯網系統的強大功能有了深刻認識，而且學以致用，理論聯系實踐，生產問題的順利解決，自我認同感大增，同時實現了與生產的無縫銜接。

疫情期間，揚州市職業大學學生借助物聯網實現了對學校實訓基地園藝植物的觀察與管理，這種遠程的教學與生產操控，具有極強的新鮮感和震撼力，同學們感嘆于農業的現代化，并表現出濃厚的興趣，學習主動性增加。依托物聯網進行的線上實踐教學項目，在非疫情時期也可以在線下正常進行，應用場景為遠程教學，如教師出差，或者學生因某種原因不能到校等。

2.5 改革課程考核評價體系 建立線上、線下學習活動的綜合評價體系。利用超星網絡教學平臺提供的大數據統計包括課堂活動、課程積分、作業統計、考試統計、視頻分數、測驗分數、學習次數、作業分、考試分、綜合成績、任務點完成等[7]，根據數據掌握學生學習動態、教師自行設置線上、線下的權重比例，做出課程綜合評價。

3 結語

隨著現代信息技術與高等教育融合地不斷加速、深化，信息技術助力教與學突破時空限制，高校教師整合優質信息化教學資源，利用信息化手段改造傳統課堂，改革傳統教學模式，轉變學生的學習方式，實現學生的自主、探究型學習，對于提高教育質量、改善教育供給、培養創新人才具有明顯的促進作用[8]。

參考文獻

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[4]劉萍，李麗，徐月明等.基于物聯網技術的高職特種蔬菜生產技術課程改革與實踐[J].安徽農業科學，2018（25）：226-228.

[5]邢靜宇.移動互聯網環境下的學習模式研究——以南陽理工學院軟件學院為例[J].電腦知識與技術，2018，14（07）：150-151.

[6]于敏芳.淺析移動互聯網技術應用[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2013（07）：263-264.

[7]呂艷欣，倫志強，董靜，等.線上線下混合教學模式在教學中的實踐[J].中國繼續醫學教育，2021，13（28）：23-26.

[8]徐作華.現代信息技術環境下的高職課程教學改革研究[J].產業與科技論壇，2017，16（17）：153-154.

（責編：張宏民）