新農(nóng)科建設(shè)背景下農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程問題教學(xué)模式的構(gòu)建與實(shí)施

張 琨，張 巽，韓志平，王 娟

(山西大同大學(xué)農(nóng)學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，山西大同 037009)

自2019年以來，隨著《安吉共識——中國新農(nóng)科建設(shè)宣言》的提出，培育卓越農(nóng)林人才，著力提升學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和科研素養(yǎng)已成為新時(shí)代創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的根本要求。新農(nóng)科在培養(yǎng)理念與培養(yǎng)模式等方面超越傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)教育范式，要求持續(xù)創(chuàng)新教育教學(xué)方法，創(chuàng)建一流課程和科學(xué)的教學(xué)體系。山西大同大學(xué)是山西省首批應(yīng)用型轉(zhuǎn)型試點(diǎn)高校。作為全校唯一的涉農(nóng)專業(yè)，設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程專業(yè)承載著為地方培養(yǎng)輸送應(yīng)用型農(nóng)業(yè)人才、服務(wù)鄉(xiāng)村振興發(fā)展的重要使命。農(nóng)業(yè)氣象學(xué)是設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程專業(yè)的一門核心課程，也是設(shè)施環(huán)境與調(diào)控、設(shè)施作物栽培學(xué)等課程的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程旨在讓學(xué)生熟悉農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象條件的相互作用規(guī)律，以充分、合理地利用農(nóng)業(yè)氣候資源，更好地服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程涵蓋了氣象學(xué)基本理論和農(nóng)學(xué)基礎(chǔ)知識，表現(xiàn)出較強(qiáng)的綜合性、實(shí)踐性和應(yīng)用性。與其他專業(yè)基礎(chǔ)課類似，農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程存在教學(xué)模式單一、知識點(diǎn)瑣碎繁多等共性問題，再加上內(nèi)容抽象、綜合性強(qiáng)，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效率低。

基于問題學(xué)習(xí)(problem-based learning，PBL)的教學(xué)模式在培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科創(chuàng)新性發(fā)展能力方面效果顯著，近年來被越來越多地應(yīng)用于高校教學(xué)活動中。PBL模式是以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體，教師設(shè)置與課堂理論教學(xué)聯(lián)系緊密且具有一定意義的實(shí)際問題，引導(dǎo)學(xué)生通過自學(xué)、討論、小組合作等方式解決問題，幫助學(xué)生將理論知識與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生主動參與和自行管理，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和批判思維能力。筆者將PBL模式應(yīng)用于農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程教學(xué)，構(gòu)建基于PBL教學(xué)法的農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程教學(xué)新模式，將傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生的被動學(xué)習(xí)改為主動學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，旨在為培養(yǎng)高質(zhì)量設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程專業(yè)應(yīng)用型人才奠定基礎(chǔ)。

1 農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀

山西大同大學(xué)作為山西省首批應(yīng)用型轉(zhuǎn)型試點(diǎn)高校，人才培養(yǎng)必須適合社會對應(yīng)用型人才的需求，注重理論基礎(chǔ)與生產(chǎn)實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。在新農(nóng)科建設(shè)培育卓越農(nóng)林人才的背景下，目前農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程教學(xué)存在以下問題：①課程內(nèi)容缺乏針對性。目前選用的農(nóng)業(yè)氣象學(xué)教材是面向高等院校非氣象領(lǐng)域涉農(nóng)專業(yè)編寫的，教材內(nèi)容豐富，但缺乏能體現(xiàn)高校所在地區(qū)的氣候特征、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及氣象災(zāi)害發(fā)生情況等內(nèi)容，加上課程學(xué)時(shí)一再縮減，授課內(nèi)容針對性不強(qiáng)。②課程內(nèi)容陳舊，知識更新慢。在聚焦現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展與鄉(xiāng)村振興的環(huán)境下，農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程很多教學(xué)內(nèi)容顯得比較陳舊，授課內(nèi)容缺乏新穎性、時(shí)效性和前沿性，更新速度慢。③課程內(nèi)容與實(shí)踐應(yīng)用脫節(jié)。與多數(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課一樣，農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程教學(xué)過程往往更注重理論知識的講授，欠缺對學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)，致使理論與實(shí)際脫節(jié)，偏離新農(nóng)科人才培養(yǎng)目標(biāo)。④教學(xué)方法陳舊，學(xué)生學(xué)習(xí)主體性不強(qiáng)。目前農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程教學(xué)大多采用傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)方法，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性不高；課程理論知識瑣碎繁多且較為抽象，與生產(chǎn)應(yīng)用的聯(lián)系不容易直接體現(xiàn)出來，使學(xué)生誤以為課程實(shí)用性不強(qiáng)，學(xué)習(xí)興趣較低。

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程教學(xué)模式很難讓學(xué)生感受到實(shí)用性、挑戰(zhàn)性和前沿性。因此，新形勢下開展農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程教學(xué)改革已成為培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的迫切需求。

近年來，不同高校教師從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)等方面對農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行了教學(xué)改革探索。各高校普遍以優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容作為改革起點(diǎn)，重點(diǎn)強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容與授課專業(yè)的緊密銜接，同時(shí)緊跟時(shí)代發(fā)展，不斷充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，注重體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的時(shí)效性和應(yīng)用性。將翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學(xué)等模式引入農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程教學(xué)，充分運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代信息手段，采用探究式教學(xué)法、實(shí)例教學(xué)法、互動式教學(xué)法等方法轉(zhuǎn)變課程教學(xué)模式。加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，刪減時(shí)效性和實(shí)用性差的傳統(tǒng)內(nèi)容，增加開放式設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)；突出“以學(xué)生為中心”，改革實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法和考核方式。經(jīng)過不斷探索和實(shí)踐，農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程教學(xué)方法不斷豐富，課程體系持續(xù)完善，有力推動了人才培養(yǎng)質(zhì)量的不斷提升。

2 基于PBL法的農(nóng)業(yè)氣象學(xué)教學(xué)模式的構(gòu)建與實(shí)施

在參考前人對農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程教學(xué)改革具體措施的基礎(chǔ)上，充分考慮目前農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程教學(xué)中存在的諸多問題，緊密圍繞新農(nóng)科背景下培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建了基于PBL教學(xué)法的農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程教學(xué)模式。該課程教學(xué)模式主要由高效利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源、合理創(chuàng)設(shè)課程核心問題、構(gòu)建有效的課堂討論模式和改革課程綜合評價(jià)體系4個(gè)部分組成。

PBL教學(xué)方法需要建立在學(xué)生對基礎(chǔ)知識基本掌握的前提下。由于授課學(xué)時(shí)的限制，難以保證在有效開展問題討論教學(xué)的同時(shí)，對學(xué)生進(jìn)行足夠時(shí)間的基礎(chǔ)知識輔導(dǎo)，需要學(xué)生通過自學(xué)來彌補(bǔ)其中的不足。隨著國家對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源投入的不斷加大，優(yōu)勢教學(xué)資源在網(wǎng)絡(luò)得到共享。就農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程而言，僅在中國大學(xué)MOOC平臺上就有3所高校的在線開放課程，包括福建農(nóng)林大學(xué)的國家精品課程、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)和南京信息工程大學(xué)的共享課程。此外，更為重要的是前期筆者在超星學(xué)習(xí)通平臺上已建立了農(nóng)業(yè)氣象學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)課程，創(chuàng)建33個(gè)教學(xué)視頻，內(nèi)容覆蓋整個(gè)課程教學(xué)大綱，每章節(jié)設(shè)置章節(jié)測驗(yàn)。利用校外慕課資源和校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，可以完全滿足學(xué)生的自學(xué)需求，為構(gòu)建農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程PBL教學(xué)模式奠定重要基礎(chǔ)。

創(chuàng)設(shè)課程核心問題是PBL教學(xué)模式成功的關(guān)鍵。提出的問題既要注意難易適中，同時(shí)也要充分考慮課程內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)踐的聯(lián)系，從學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及社會熱點(diǎn)角度發(fā)掘問題。問題要在學(xué)生課程基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)習(xí)情況，有層次、循序漸進(jìn)地提出：在章節(jié)學(xué)習(xí)的前段，問題以簡單的知識水平題為主；章節(jié)學(xué)習(xí)的后段，應(yīng)以綜合水平提問或開放式、推理性問題為主。例如，在“農(nóng)業(yè)小氣候”這一章，教師講解農(nóng)業(yè)小氣候的基本概念和主要特點(diǎn)，要求學(xué)生舉例典型農(nóng)業(yè)小氣候系統(tǒng)；在自學(xué)農(nóng)業(yè)小氣候人工調(diào)控基本原則和思路的基礎(chǔ)上，結(jié)合前期其他專業(yè)課程相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，提出問題。通過回答這些問題，學(xué)生對農(nóng)業(yè)小氣候的理解更加透徹，同時(shí)也將氣象學(xué)基本知識更好地融入設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)踐。

創(chuàng)設(shè)核心問題除了要與專業(yè)實(shí)際緊密結(jié)合外，還要自覺融入課程思政元素，在傳道授業(yè)的同時(shí)，始終不忘立德樹人這一根本任務(wù)。例如，在介紹洪澇、臺風(fēng)等農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害時(shí)，以“1998年特大洪水”和“2019年超強(qiáng)臺風(fēng)利奇馬”為例，共同探討氣象災(zāi)害的成因，并借助短視頻、圖片等形式，還原我國“一方有難、八方支援”的救災(zāi)精神。與此同時(shí)，密切結(jié)合當(dāng)下我國眾志成城抗擊疫情的形勢，向?qū)W生宣傳國家為疫情防控作出的諸多努力以及個(gè)人作出的奉獻(xiàn)和犧牲，領(lǐng)悟萬眾一心的中國精神和令人振奮的中國效率，體會我國社會主義制度的優(yōu)越性，加深學(xué)生對家國情懷、責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)恼J(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷。在講到“中國二十四節(jié)氣”時(shí)，設(shè)置問題，從“中國二十四節(jié)氣”的歷史由來、各節(jié)氣物候意義、與節(jié)氣相關(guān)的民俗文化及詩歌文學(xué)等方面展開討論，從中感受我國勞動人民的智慧，自覺弘揚(yáng)中國傳統(tǒng)文化，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感和歸屬感。

通過有效的課堂討論模式可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生的已知領(lǐng)域，并通過小組間競賽激發(fā)學(xué)生的表現(xiàn)欲，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生對知識的領(lǐng)會和靈活應(yīng)用能力。基于PBL教學(xué)法的農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程課堂討論模式構(gòu)建如下：班級分小組交流，每組4～5人。課前，學(xué)生從學(xué)習(xí)通平臺獲取問題任務(wù)，圍繞主題進(jìn)行個(gè)人自主預(yù)習(xí)和小組協(xié)作學(xué)習(xí)，借助教材、網(wǎng)絡(luò)等資源搜集整理資料，經(jīng)小組充分討論后形成問題解決方案。課上，各小組選派一名學(xué)生上臺進(jìn)行PPT展示匯報(bào)，組內(nèi)其他成員及其他小組成員根據(jù)匯報(bào)情況補(bǔ)充交流；根據(jù)學(xué)生展示的情況，教師負(fù)責(zé)解答討論中學(xué)生的疑惑，并進(jìn)行指導(dǎo)點(diǎn)評和歸納總結(jié)。課后，學(xué)生在教師的指導(dǎo)與建議下，通過補(bǔ)充資料和小組討論進(jìn)一步完善方案，并將最終成果上傳至學(xué)習(xí)通平臺。

以期末閉卷考試為主的評價(jià)體系已經(jīng)不能全面、合理地對學(xué)生綜合能力進(jìn)行考核。秉持以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用，降低期末試卷考核的比重，豐富過程性考核環(huán)節(jié)，加大過程性考核的力度和比重。PBL教學(xué)模式更加注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，因此建立一套針對課堂討論、作業(yè)、在線學(xué)習(xí)、期末考試等環(huán)節(jié)的綜合評價(jià)體系顯得尤為重要。PBL教學(xué)法的農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程綜合評價(jià)體系主要由過程性考核(40%)和終結(jié)性考核(60%)兩部分組成。終結(jié)性考核是以閉卷考試形式考查學(xué)生對基礎(chǔ)理論的掌握能力、理解能力及綜合分析應(yīng)用能力。過程性考核環(huán)節(jié)包括課堂出勤(4%)、課程作業(yè)(8%)、在線學(xué)習(xí)(8%)和討論(20%)4個(gè)部分。課程作業(yè)是對學(xué)生每章學(xué)習(xí)后的測驗(yàn)，以答題正確率計(jì)算作業(yè)得分；在線學(xué)習(xí)要求學(xué)生按時(shí)完成學(xué)習(xí)通平臺上布置的視頻學(xué)習(xí)任務(wù)，以任務(wù)完成情況計(jì)算得分；討論部分則根據(jù)小組上傳至學(xué)習(xí)通平臺的匯報(bào)PPT，重點(diǎn)評判匯報(bào)PPT制作情況和小組匯報(bào)表現(xiàn)，綜合評價(jià)體系由教師評價(jià)、組間互評和組內(nèi)互評3個(gè)部分組成，小組最終得分由教師評分(50%)、組間互評平均分?jǐn)?shù)(30%)、組內(nèi)互評平均分?jǐn)?shù)(20%)組成。教師可對積極參加討論、有突出表現(xiàn)的同學(xué)給予適當(dāng)?shù)姆謹(jǐn)?shù)獎(jiǎng)勵(lì)。

3 結(jié)語

將PBL模式應(yīng)用于農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程教學(xué)，重點(diǎn)對教學(xué)資源利用、課程教學(xué)組織、綜合評價(jià)體系進(jìn)行了一系列改革創(chuàng)新，構(gòu)建基于PBL教學(xué)法的農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程教學(xué)模式。實(shí)踐表明，該模式利用線上教學(xué)資源極大地豐富了教學(xué)內(nèi)容，拓寬了學(xué)生的視野；在教學(xué)設(shè)計(jì)中添加PBL教學(xué)法有效地引導(dǎo)學(xué)生自主參與到課堂學(xué)習(xí)中來，提高了學(xué)生的課堂參與度，同時(shí)小組協(xié)作解決問題，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和解決實(shí)際問題的能力，提高了學(xué)生的語言組織能力和表達(dá)能力；將專業(yè)知識、思政元素與課程教學(xué)有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)理論知識與實(shí)踐應(yīng)用緊密結(jié)合、技能培養(yǎng)與思想道德建設(shè)相輔相成；構(gòu)建課程綜合評價(jià)體系，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用，激發(fā)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)積極性。基于PBL法的農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程教學(xué)模式在實(shí)際教學(xué)中取得良好成效，通過調(diào)整優(yōu)化和持續(xù)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)新農(nóng)科建設(shè)背景下設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。