課程思政背景下《農機試驗設計》教學改革研究

李 輝，張 華，劉小龍，李紅嶺，孫 偉

(甘肅農業大學 機電工程學院，甘肅 蘭州 730070)

中華人民共和國教育部于2020年5月28日頒布了《高等學校課程思政建設指導綱要》(教高〔2020〕3 號)[1]，綱要要求高校要有針對性地修訂人才培養方案，落實本科專業類教學質量國家標準，構建科學合理的課程思政教學體系，堅持學生中心、產出導向、持續改進，不斷提升學生的課程學習效果，堅決防止“貼標簽”“兩張皮”.黨的十八大以來，習近平總書記高度重視高等教育事業發展，多次強調立德樹人這個根本任務[2].如何充分發揮高校教師隊伍“主力軍”、課程建設“主戰場”、課堂教學“主渠道”作用，寓價值觀引導于知識傳授和能力培養之中，使各類課程與思政課程同向同行，形成協同效應，構建全員全程全方位育人大格局[3]，是現代高等教育亟需解決的一項重大課題.

《農機試驗設計》內容涉及抽象的統計原理和具體的統計分析方法，在教學過程中以知識講授為主，缺乏思政元素的融入，致使學生掌握充足的專業理論知識，而缺少社會理論知識和人文情懷.目前關于該課程教學改革的研究主要集中在教學方式[4-5]、在線平臺[6-7]等方面，缺乏該課程思政改革的教學研究.在中國特色社會主義新時代及課程思政背景下，如何在授課中挖掘課程內容蘊含的思政元素，將專業理論知識、學生統計分析能力、社會主義核心價值觀培養有機結合，對培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人具有重要意義.

為全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人的根本任務，切實提高農業機械化工程專業《農機試驗設計》課程教學效果，培養優秀的社會主義建設者和接班人.本文以甘肅農業大學農業機械化工程專業為例，針對該課程特點及目前教學中存在的問題，從教學目標、教學內容、教學方法、教學評價四個方面進行課程思政改革研究，以期提高該課程教學質量及教學效果，發揮專業課的思政育人功能.

1 教學現狀

1.1 課程簡介

《農機試驗設計》是農業機械化工程專業重要的專業基礎課，它是數理統計原理和方法在農業機械化工程研究中的應用，它不僅提供如何正確設計科學試驗和收集試驗數據的方法，而且也提供如何正確整理、分析數據及得出客觀、科學結論的方法.

目前，甘肅農業大學農業機械化工程專業開設的《農機試驗設計》課程共32學時，均為理論學時，選用教材為韓長杰主編的《農機試驗設計》及陳魁主編的《試驗設計與分析》，講授的主要內容有正交試驗設計、試驗數據結構、農機試驗區組設計、方差分析、回歸設計和均勻設計等.通過本課程的學習，使學生掌握如何科學地、合理地編制農機試驗計劃，如何用統計分析方法分析試驗結果，培養學生利用所學試驗設計與分析知識解決試驗及科研問題的能力.

1.2 存在的問題

《農機試驗設計》課程內容主要涉及大量的試驗方案設計、數理統計分析等理論內容[8]，通過調查及實踐發現，該課程教學過程總體表現為教師難“教”、學生難“學”，尤其在課程思政背景下，該課程的教學問題更加凸顯.

1.2.1 課程目標缺乏思政元素

課程目標根據培養方案及選用教材展開，要求學生通過學習掌握基本的試驗設計和統計分析方法，為學生從事科研工作奠定基礎，其重點在知識和技能方面，缺乏人文情懷、社會理論知識等思政元素的考量.

1.2.2 教學方式單一，缺乏實例

目前，在有限的學時內，大多數教師只能按照填鴨式教學方式完成課程設定的教學任務，沒有涉及Design expert和 SPSS 等軟件的實例互動演示，學生往往是被動接受者[9]，缺乏互動參與[10].這種單一的教學方式加上該課程理論計算多、公式推導多，嚴重影響學生的學習積極性，同時由于多媒體教學減少了板書，加速了教學進程，學生在短時間內不能接受教學知識，導致教與學脫節，嚴重影響教學效果及培養質量.

1.2.3 課程內容理論多，抽象難理解

目前農業機械化工程專業《農機試驗設計》課程內容主要涉及大量的試驗方案設計、數理統計分析等理論知識(如概率論、微積分和數理統計等)[8]，尤其在正交試驗設計、回歸設計章節，對學生的邏輯推理能力和理解能力要求非常高.然而，農業機械化工程專業的學生在概率論、線性代數和數值分析等課程的基礎知識薄弱.因此，大多數學生在學習《農機試驗設計》這門課程時感覺枯燥、很難理解，逐漸喪失學習興趣，致使教學質量達不到課程設定的要求.

1.2.4 教學評價缺乏思政考量

教學評價是反映教學質量及教學效果的關鍵途徑.目前本課程根據選定的教材及專業培養方案，在教學評價上重點關注學生對現有試驗設計原理、設計方法、統計分析方法等課本內容的理解與掌握，在具體評價過程中以理論成績為主，缺乏對學生人文情懷、職業能力和價值素養等方面的考量.

2 教學改革措施

2.1 教學目標優化

農業機械化工程專業《農機試驗設計》教學目標設定應該緊跟新工科、新農科及課程思政建設等方面的需求，在課堂教學目標設計過程中要突出知識目標、能力目標及價值目標[11]，具體教學目標設計框架如圖1所示.

圖1 教學目標設計框架

2.1.1 知識目標

通過課程學習使學生掌握正交試驗設計、試驗數據結構、農機試驗區組設計、方差分析、回歸設計、均勻設計等設計與分析方法的基本概念、理論及設計計算，了解各種方法的發展歷程和在工程上的應用案例.

2.1.2 能力目標

通過《農機試驗設計》課程的學習，使學生掌握各種試驗設計方法的理論內涵、了解試驗設計方法的前沿應用領域，同時能用試驗設計方法去設計農機具試驗方案、收集數據、對數據進行統計分析，以此優化改進農機設備，開拓學生創新創業意識；通過專業知識與實踐的結合，培養學生專業興趣和探索欲望，增強科研探索能力.

2.1.3 價值目標

結合課程內容，詳細挖掘課程思政元素，如通過講解農機試驗設計方法的發展歷程，結合我國王元教授、方開泰教授等數學家及數理統計學家提出的試驗設計方法及應用領域，使學生了解該課程在社會發展中的作用；通過講解科學家的理論探索及科研精神，激發學生的愛國情懷，增強社會責任感和歷史使命感，培養符合習近平新時代中國特色社會主義發展需求的社會主義建設者和接班人.

2.2 教學方法優化

2.2.1 提高教師課程思政意識

文獻[1]中明確指出全面推進課程思政建設是落實立德樹人根本任務的戰略舉措，課程思政建設是全面提高人才培養質量的重要任務.為此，高校教師尤其是專業理論課教師要時時關注習近平總書記關于新時代教育的論述，積極參加高校課程思政相關專題教學研討會，定期與思政課教師交流溝通課程思政融合方式及切入點，教研組也可以定期召開專業課程思政建設的教學研討會，以此提升教師自身政治素質，使教師明確自身“為黨育人、為國育才”的職責.在課程講授過程中，始終做先進思想文化的傳播者、黨執政的堅定支持者、民族精神的傳承者.通過課程講授使學生在學到知識、掌握技能、提高能力的同時，幫助學生樹立正確的人生觀和價值觀.

2.2.2 基于信息技術的思政案例教學模式

針對《農機試驗設計》課程理論多、內容抽象，傳統課堂教學比較枯燥、難于理解、教學效果不佳的問題，對照課程標準優化教學內容，加入SPSS等統計軟件.在教學過程中，提前搜集課程內容相關的先進事跡、時事新聞等典型案例視頻資料，將課程內容融入到案例中，使學生在上課時有身臨其境的感知和體驗，并引導學生運用所學知識和理論去分析解決問題，比如構建“神舟五號載人飛船”成功發射的教學案例，融入習近平新時代中國特色社會主義思想，引導學生結合正交試驗的極差與方差分析，研究相關因素對飛船成功發射的影響，豐富課堂教學、創新教學模式、增強互動，從而提高教育教學質量.

2.2.3 線上線下混合式教學

針對《農機試驗設計》課程學時少，線下教學不能充分完成教學內容、教學效果不佳的現狀，結合現代信息技術，建立關于課程內容與思政元素融合案例的微課，按照教學進度上傳到在線平臺，同時結合中國大學MOOC等引入在線資源，要求學生課前在線學習，掌握課程基本知識點，了解課程內容的重點及難點；課中(線下)教師用課時一半的時間講授知識概況、重點和難點，另一半的時間針對學生反饋的問題進行互動討論，加深對課程內容的理解；課后(線上)學生通過討論區、重點和難點檢測試題鞏固所學課程知識，完成課前預習.通過線上線下混合教學模式提高教學效率及教學質量.

2.3 教學內容融入思政元素加強實踐環節

2.3.1 融入思政元素

深入挖掘課程各章節思政元素，將社會主義核心價值觀、科研精神、邏輯判斷等思政之“鹽”融入課程之“湯”，達到潛移默化的育人效果，是該課程教學改革及優化教學內容的關鍵所在.為此，教師在上課前需結合課程及專業特點，深挖各章節中的思政元素，詳細設計教學內容，豐富教學環節，增強互動，提高學生學習興趣.教研組針對該課程教學現狀及存在的問題，對授課要點及思政元素挖掘及融入方式進行了詳細設計，具體內容如表1所列.

表1 教學要點與思政融入方式

2.3.2 加入實踐環節

農機試驗設計是一門應用性與實踐性較強的課程，由于受傳統教學方式及課時的限制，教師在教學過程中重點完成了課程涵蓋的理論知識，缺少實踐應用.目前關于農業機械化工程專業的教材僅有新疆農業大學韓長杰教授主編《農機試驗設計》，該教材內容以試驗設計方法、理論、公式推導為主，涉及的實踐案例相對較少.為此，教研組應結合農業機械化工程專業特點、學院農業機械化工程實驗實訓基地及農業機械化工程領域最新的試驗研究成果，編寫《農機試驗設計》校內教材或者農機試驗設計實踐指導書等內容，讓學生了解各種試驗設計方法成功的應用案例，以此培養學生的創新能力和工程實踐能力.

3 教學改革效果分析

為了進一步分析《農機試驗設計》教學改革效果，優化基于課程思政背景的教學改革方式，構建基于學生學習效果及教師教學方式的教學效果評價方法，獲取教學改革中存在的不足，進一步修正和完善基于課程思政背景的《農機試驗設計》教學改革措施，促進課程教學改革，提高教育教學質量，并提出詳細的教學改革效果評價方式.

3.1 改革教學評價方式

教學質量的好壞及“課程思政”育人目標是否實現是衡量教學質量的標準，為了評價《農機試驗設計》教學情況，構建了基于課程思政目標的學生學習效果及教師教學評價方法.

3.1.1 學生學習效果評價

《農機試驗設計》課程考核由過程性考核(課后作業、課堂表現、期中考試)與期末考試兩部分組成，每部分成績均需達到60分，綜合成績按照各占50%計算.為考核課程思政融入效果，在過程性考核及期末考試環節結合課程內容融入思政試題，思政試題成績占總成績的 20%左右，使課程思政元素在綜合成績中得到體現.

3.1.2 教師教學評價

針對目前專業課程評價體系在課程思政方面的不足，結合現行的教學評價體系管理辦法，探索構建以“立德樹人”為核心的《農機試驗設計》教師教學評價制度，通過學生問卷、教學督導、同行專家三個維度評價教學設計、組織及實施等內容，驗證課程效果及思政效果.在學生問卷評價方式上，提前制作好關于該課程的教學評價調查表，從學生的視角評價該課程的教學情況，并讓學生給定相應分值，占教師教學評價的30%.在教學督導評價上，可以邀請相關督導及領導對課堂教學情況(教學內容、教學方法、時間安排、教學技術手段、對學科前沿知識的補充、思政元素融入方式及切入點)進行評價，并給定相應分值，占教師教學評價的40%.在同行評價上，邀請有相同教學對象與教學環境的老師，通過集體討論的形式，交流彼此的教學見解，教師之間互相進行聽課學習，請同行教師對自己教學過程給出看法與建議，并給定相應評價分值，占教師教學評價的30%.通過以評促建的良性教學循環，幫助教師發展，同時提高教育教學質量.

3.2 評價效果分析

為了評價該課程思政育人目標的實現程度，基于教學目標的設計，根據學生學習效果及教師教學評價制定了《農機試驗設計》課程目標實現程度評價依據及相應的權重分配，詳見表2所列.

表2 課程目標實現程度評價依據及權重分配

為了評價該課程教學改革的效果及課程目標實現情況，以甘肅農業大學2018級、2019級農業機械化工程專業為例，參照表2課程目標實現程度評價依據及權重分配計算教學目標實現程度，對兩個年級的教學情況進行分析，得到教學目標實現程度對比結果，如圖2所示.

圖2 教學目標實現程度

由圖2可知，通過改革后的教學方式，顯著提高了班級整體教學目標實現程度，尤其是提高了60～90分之間的人數，該方式有利于幫助大多數同學掌握知識、提高能力和實現價值目標.同時由圖2可知，改革后教學目標實現程度符合正態分布，表明該教學方式是可行的.

4 結語

本文基于課程思政背景，立足構建專業課與思政課同向同行的思政育人格局，對農業機械化工程專業的《農機試驗設計》教學目標、教學方法、課程內容及教學評價四個方面進行了詳細的研究與探索，提出了相應的改革措施，結果證明課程改革有利于提高農業機械化工程專業《農機試驗設計》課程教學效果及質量，也有助于培養青年大學生正確的人生觀、價值觀和世界觀，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當.