基于翻轉課堂的農業機械學課程混合式教學模式創新研究與實踐

李利橋，李景彬，坎雜，高宗余，蒙賀偉

（石河子大學 機械電氣工程學院，新疆石河子 832000）

隨著信息技術的不斷發展，互聯網已經成為人們獲取知識的新窗口，它的傳播速度快、覆蓋范圍廣，正在影響人們汲取知識的方式。信息媒體的介入為農業機械學課程教學增添了新模式，它拓展了教學的廣度與深度，對農業機械學教學的影響是全面而深遠的。農業機械學課程作為農機類專業的核心必修課程之一，其定位是為學生提供農機工程領域的知識，為培養高素質寬視野的創新型農業科技人才提供理論基礎[1-2]。近代農業科學技術的發展已有效證明，農業機械學課程是農業工程學科的基礎理論之一[3-4]，是新興智慧農業學科的發展基礎之一。在農業機械學課堂中，應用先進的信息技術平臺可以輔助教學，讓學生的學習更加主動，提高學生學習的效率及積極性。翻轉課堂基于先進的信息技術開展教學，教學方式新穎，是對傳統教學模式的創新[5-8]。翻轉課堂為農業機械學教學改革帶來契機，本文主要從農業機械學課程入手，提高學生對實際農業機械化現象和問題的深刻認知，提升學生對該課程的學習興趣和積極性，最終實現學生熟練運用農業機械理論知識解決實際農業機械化問題的目的，對新疆的農業發展具有重要意義。

1 翻轉課堂混合式教學模式的構建

混合式教學指的是將在線教學和傳統教學的優勢相結合的一種“線上+線下”的教學模式[9-11]。農業機械學課程教學完全符合這一模式。其中，耕作、移栽、施肥、收獲可以采用視頻展示方式在線上進行授課；播種、植保、干燥可以線下在實驗室進行授課，由此通過兩種教學組織形式的有機結合，可以把學生對知識的學習由淺入深，引向多維度深入學習，使其既掌握線上農業機械學習方法，也掌握線下農業機械學習內容。綜上，從農業機械學課程教學表現形式上來看，采用線上和線下兩種方式授課，其線上教學使學生完成了對農業機械學課程基礎知識的掌握，學生對農業機械學有了宏觀的認識，擴展了學生的知識體系結構。農業機械學線下教學不是傳統課堂教學活動的復制，而是在實驗室現場開展教學，是基于線上的前期學習而開展的更加深入的現場教學活動。基于智能信息平臺的線上與現場實際操作的線下相結合的混合教學模式，吸取了傳統教學方法與現代信息化教學的優勢，將實驗現場教學方式與現代智慧信息平臺的技術手段相結合，提高了學生學習的興趣與自主性。這種混合式教學模式能夠整合多種教學資源，結合課程設置與教學內容以及學生實際學習情況，合理利用各種教學資源，采用靈活多變的教學方法及教學工具，提高學生學習興趣和參與課堂活動的積極性，更好地培養學生的學習自主性和應用創新能力。該教學模式主要包括課前學習任務、課中學習指導和課后知識鞏固三個基本模塊，具體結構如圖1 所示：

圖1 農業機械學混合式教學模式框架圖

首先是課前準備模塊。課前，教師應該緊緊圍繞教學大綱和培養方案的要求制定科學合理的教學目標，將學習任務、教學課件及視頻上傳到教學信息平臺，同時開通線上交流互動功能，使得學生之間、學生與教師能夠進行線上交流，教師及時獲得學生學習情況反饋，對教學內容進行調整。課程學習目標要符合學生實際情況，使得大多數學生通過學習能夠掌握知識要點，達成目標。為達到設定的教學目標，教師不僅要分析教學內容，還要掌握學生的學習情況，真正做到因材施教[12]。此外，課前教師還要進行教學設計，通過換位思考，了解學生課前學習需求。學生通過線上平臺提前學習課程內容，了解所學課程內容所需的其他課程知識，以實現課程之間的鏈條化銜接，并實時通過平臺留言系統進行在線交流、在線討論等活動，從而實現知識橫向深層次理解，為后續學習打好基礎。

其次是課內學習模塊。翻轉課堂顛覆了過去“課上教師講授+課下學生作業”的學習模式，由于農業機械學是實踐性很強的課程，教師在實驗室現場教學對學生領悟及理解知識具有重要作用。在農業機械學課程教學中，教師的作用主要是現場講解、引導、現場答疑解惑、通過實驗場所具體操作深化教學知識與教學內容，使學生有實踐的機會，從而進一步促進學生對知識的內化吸收。在實驗室現場，教師針對學生存在的共性問題進行集中講解，并且可以通過實際操作進行演示，為學生答疑解惑，讓學生能夠全面深刻理解并掌握教學內容，使“以教授學生理論知識為主”的課堂教學轉變為“以實驗現場解決實際問題為主”的新型實驗課堂教學活動[13]。

最后是課后知識鞏固模塊。每節課結束后，教師要及時對該節課教學情況及學生的學習反饋進行梳理和總結。針對農業機械學課程實踐性強、課程知識點分布廣、與前后相關課程聯系緊密的特點，總結課程教學設計是否合理、教學方法是否得當，教學效果是否能達到預期目標、教學目的是否體現課程特點、線上和線下課程教學資源是否能滿足學生獲取知識的需要等，為后續改進教學提供依據。

以新疆維吾爾自治區精品課程農業機械學為例，在農業機械學線上線下混合式課程設計中，借助信息化技術平臺，構建學生主動參與—依據循序漸進的經驗積累學習過程—根據不同過程和條件實時調整學習類型—最終使得教學作為學生學習的外部條件，依據學生學習規律給予及時、準確的外部支持的整體教學思路，用以實現農業機械學課程的線上線下混合式教學設計。其整體教學設計流程和章節內容設計如圖2 和圖3 所示。

圖2 線上線下整體教學設計流程

圖3 線上線下章節內容設計圖

2 教學方法改革

2.1 教學理念凸顯主體性教育

課程建設強調學生的主體性，充分調動并發揮學生的能動性，使外在的、客體實施的課程教學轉換為學生自身的能動活動。從學生學習需求與學習習慣出發，創新教學設計，突破章節限制，以農業機械學的主要內容為線索實施項目化教學。所有概念、原理、案例既強調理論基礎，又緊密結合實際應用，每個知識模塊均對應一項技術技能。

2.2 教學手段融入信息化平臺

引導學生使用學習通等手機客戶端App，兼用其他網絡教學輔助平臺，如騰訊課堂、釘釘等，讓學生能將碎片化的時間再度整合。讓專業課程學習具有新穎性、信息化、參與性，滿足培養高素質專業人才的需要。

2.3 考核方式體現長期化機制

考核以學生創新能力提升為導向，引入業務操作題、案例分析題等非標準化試題，考核學生課程知識掌握情況。此外，考核分階段進行，實施“平時+期中 +期末”三段式考核，可有效避免學生考前一周突擊復習，考過即忘，缺乏專業知識的持續積累等情況。

2.4 隊伍建設強調課程組發展

在課程教學團隊中，中青年教師結合，年齡、職稱、知識結構合理。課程組教師積極參加高質量暑期研修班、智慧教室使用培訓、Stata 培訓，提升資訊收集能力、獲取前沿分析手段。課程組開展“線上+線下”集中備課與主題討論，始終強調課程教學方式創新與教學質量提升。

2.5 課程思政緊扣新政策

本課程知識運用主要場景為我國農機類市場，課程思政將重點突出我國智慧農業及智慧農機市場發展的美好前景。課程教學在每個業務節點上均實時更新相關的農機系統領域的新技術、新方法，以及《中國制造2025》發展戰略、全國農業機械化工作會議精神及決議。

3 課程教學內容及組織實施情況

3.1 課程教學主要內容

本課程主要講述農業機械學作為農業機械化工程領域的一門核心課程如何做到“承前啟后”，構成整個農業工程學科學習領域的橋梁，強調學以致用，滿足用人單位對農機專業人才的需求。本課程主要內容有：土壤耕作機械、播種施肥機械、育苗移栽機械、中耕與植物保護機械、節水灌溉機械與設備、谷物收獲機械、蔬菜水果收獲機械等。

3.2 課前準備階段

課前準備包括教師對農業機械學課程的教學資源準備以及學生對農業機械學課前學習材料的準備。教師將農業機械學相應章節的課程內容制作成精美的PPT 課件，并將課程學習內容制作成一段不超過8min的微視頻，將實驗現場的農機工作情況也制作成微視頻，并將PPT 課件、課程對應內容微視頻、相關網絡學習資料及鏈接地址、實驗場所農機實際工作狀態上傳到線上教學平臺。給學生下達明確的課前學習任務清單，按課程教學大綱要求列明需要了解、熟悉及掌握的不同層次學習內容。學生通過在線學習了解掌握該節課的重要知識點，對于不懂的內容可以在線咨詢教師，也可以在討論區進行小組討論，最終學生對學習內容進行總結歸納。

3.3 組織實施情況

以學生學習掌握教學內容為中心，教學過程分為三步：第一步，教師根據教學設計要求列出學生需要學習掌握的知識點。學生在課前通過教師推薦的相關課程網站事先觀看所授章節內容的講解視頻，完成線上知識閱讀，了解課堂教學相關章節理論內容及背景，事先學習相關章節內容，課堂上教師講解章節學習重點、難點，通過實驗現場操作演示，幫助學生理解重點和難點內容，隨后布置學習任務及課后作業。第二步，按照課程內容任務節點要求，學生線上完成主題討論及作業。智能線上系統平臺自動生成學生學習記錄與課程成績，監控學生學習進程。教師可以通過智能平臺在線批閱作業，綜合了解學生課堂內容掌握程度，也可以通過在線提問了解學生相應章節學習完成情況并給出相應成績。第三步，通過教師引導、學生主導，師生共同完成案例分析與課堂匯報。線上學生以視頻或PPT 課件形式做習題與案例分析，線下學生以小組形式集中展現習題案例與學習心得。最后，教師集中點評學生存在的問題并給出改進建議。

3.4 課堂學習階段

課堂的主要任務就是成果展示、疑難互答和評價考核，課堂學習包括課堂教學和實驗室操作兩部分。在課堂上可以對學習成果進行展示，展示內容包括對理論知識的理解及在實驗室學習的感受，展示方式可以是小組代表限時匯報、小組之間的討論、現場實操模擬等[14]。對于農業機械學移栽技術，成果展示可采取小組代表限時匯報的方式進行，就移栽的方式、移栽需注意的要點及移栽最新技術，學生通過匯報展示課前學習、課堂教學及課后復習的整體學習情況，培養語言表達能力、現場反應能力、知識擴展能力、團隊合作精神和創新能力。對于展示過程中出現的理論和技術問題，首先小組成員之間進行討論，學生解決不了的問題再由教師進行答疑解惑，還可以采取在工作現場直觀感受農機作業的方式幫助學生理解理論知識，培養學生獨立思考和解決問題的能力。學生學習成績主要由教師評分和學生評分兩部分組成，各占50%。采用學生互評及教師評價等方式，有助于從多維度、多視角及多層面對學生的農業機械學總體學習效果進行科學、全面、客觀的評價，通過評價方式改革提高學生學習的積極性。同時，鼓勵學生主動參與和積極配合評價工作，有利于學生自我反思和改進學習方式[15]。

3.5 課后總結階段

課后總結主要是教師對學生線上與線下學習情況的整體回顧與學習效果總結，及對在線資源提供與對學生的指導情況、課堂教學與實驗教學整體效果評估、多維度多視角的綜合考核評價等進行整體歸納和總結。由于混合式教學模式整體實施時間較短，而且每門課程又有其各自的特點，這就要求授課教師在教學實踐中要不斷進行總結和摸索，以不斷優化教學方式，提高教學質量。

4 結語

農業機械學是一門理論性與實踐性較強的課程，需要采用先進的教育理念和教學組織方式，激發學生對該課程的學習興趣。為此，本文探討了農業機械學課程混合式教學改革的方法和必要性，分析了該課程教學目前亟待解決的問題，對這些問題提出了具體的解決方法；通過在理論教學過程中融入實踐教學，采用“線上+線下”混合式教學模式，激發了學生學習熱情，培養了學生的綜合能力，達到了課程教學目標。