新農科背景下智慧課堂建設探索與實踐

摘" 要：針對傳統“注入式”教學方式所帶來的不能充分調動學生的積極性和學生對知識吸收和能力提升效果較差問題，開展教學模式改革與創新。新農科背景下的土壤學教學改革與創新依托農林院校相關涉農專業的基礎課程土壤學的智慧課堂建設為例，運用慕課堂、易而思和科大訊飛等教學共享平臺相結合的方式，主要從課程學習環境設計、課程教學過程設計以及實踐應用效果三方面對智慧課堂教學模式進行設計，創建“三板塊、四環節、五步走”的智慧課堂教學模式，以確保課堂教學以學生為中心，達到教學效果的提升。

關鍵詞：智慧課堂；新農科；教學改革；線上教學；土壤學

中圖分類號：G642" " " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-9902（2023）09-0131-04

Abstract： Aiming at the problems caused by the traditional \"imparting\" teaching method， the reform and innovation of teaching mode are carried out. The problems include inability to fully mobilize the enthusiasm of students and poor effect on students' knowledge absorption. The teaching reform and innovation in the context of new agricultural science takes the construction of smart classroom in Soil Science as an example. Soil Science is a basic course for agriculture-related majors in agriculture and forestry colleges. This teaching model uses a combination of teaching sharing platforms such as MOOC， ELS and iFLYTEK. The smart classroom teaching model is designed mainly from three aspects： curriculum learning environment design， curriculum teaching process design and practical application effect. The smart classroom teaching model of \"three sections， four links and five steps\" is created to ensure that the classroom teaching is student-centered and achieve the improvement of teaching effect.

Keywords： smart classroom; new agricultural science; teaching reform; online teaching; Soil Science

新農科是世界高等農林教育領域的中國智慧和中國方案，是一個新的教育概念。新農科的教育理念扎根于中國大地，必然打上“三農情懷”這一中國本土特色的烙印[1]。在全面貫徹黨的二十大精神背景下，特別是《關于加快新農科建設推進高等農林教育創新發展的意見》的提出，為涉農高校如何加快發展步伐，更好地支撐服務農業強國建設指明了方向。我們必須深刻領會和準確把握相關精神，并落實到人才培養和課堂教學過程中。如今，在教育教學信息化的推動下，線上教學或線上線下混合式教學模式的興起和改革促使智慧課堂這種新型的教學方式日益受到重視，智慧課堂是信息化技術發展中高校教學改革的必然趨勢。

我國作為農業大國，長期以來面臨農業農村社會發展的巨大壓力，這也使高等農林教育的發展面臨嚴峻挑戰[2]。加快新農科建設是我國由高等農業教育大國向高等農業教育強國轉變的需要，更是加快我們涉農高校“雙一流”建設的需要。高等農林院校作為主干農林教育機構，是落實實施和探索實踐新農科建設的主力軍，要把日新月異的新農村建設內涵和所需實際技能融入到專業課的課程教學中，培養優質，高校的新型農業人才。

“智慧課堂”重在“智慧”二字，其既包括心理學意義上的聰敏、有見解，也包括技術層面上的智能化。近幾年隨著物聯網、大數據、云計算和人工智能等信息技術的發展和在教育教學中的應用逐步構建起了“智慧課堂”教學模式。教育教學信息化也是高校教學改革發展的新方向，主要通過整合校園內的計算機、網絡技術、通信技術以及規范管理對課堂內的學習、教學、科研、管理和生活服務進行綜合的信息統籌規劃，資源配置，規避了傳統教學條件下對學習時間、學習內容、教學環境及運行方式方面的諸多限制，實現課堂平臺化、學習個性化與師生創客化，也為高校教師開展新時代下課程改革與建設提供良好契機[3-4]。智慧課堂是一種個性化、情景化、智能化的社區式學習環境[5]：除了可以通過在傳統的常規教室環境里，借助黑板或多媒體設備開展，還可借助多種教學平臺，教師和學生借助智慧課堂平臺，圍繞“教與學”目標形成學習型社區。在這一社區中所遵循的教學和學習流程仍然是教師分別對課前、課中和課后3個階段進行設計，在每個階段中設計有趣高效的教師的“教學環節”、學生的“學習環節”和“課后問題”的反饋環節，各環節和階段均需學生和教師配合完成，極大地調動學生的課堂參與度[6-7]。目前，對智慧課堂的研究和應用在思政課堂和形式與政策課堂或一些電子信息技術相關專業的課堂教學中較為集中，而在農林院校的相關涉農課程特別是土壤與植物營養領域的相關主干課程教學中的開發和應用報道較少。

土壤學課程是涉農高校農業資源與環境、園藝學、種子科學和環境科學與工程等專業的專業基礎課程，對學生進一步完善知識體系，擴展理論聯系實際解決農業生產實際問題具有重要作用。目前，隨著信息化技術和大數據的快速發展，土壤學作為一門綜合性交叉學科，其課程知識體系也不斷更新，融入了大量的前沿研究成果。這就使得教材內容的修訂速度往往趕不上學生對相關知識的需求速度，那么傳統的“注入式”教學方式就不能充分調動學生的積極性和滿足學生的知識渴望。對此，我們提出全面提升和改革土壤學課程的實驗教學內容、課程結構和教學方法等環節。已達到新農科背景下，構建多類型農林人才培養體系，培養國際化、高水平和用得上的復合型農林人才的目標。

本文結合高等農林院校農業資源與環境學科特點，依托農林院校相關涉農專業的基礎課程土壤學的智慧課堂建設為例，運用慕課堂、易而思和科大訊飛等教學共享平臺相結合的方式，主要從課程學習環境設計、課程教學過程設計以及實踐應用效果3方面對智慧課堂教學模式進行設計，就土壤學課程的智慧課堂教學改革與創新，進行研究和探討，以期為智慧課堂的教學改革提供實踐案例。

1" 土壤學課程的智慧課堂框架構建

智慧課堂的框架主要針對土壤學課程知識體系特點，將課前、課中和課后3個階段的教與學的過程實現智能化和信息化。具體操作就是將各個階段融入教師的教學、師生的互動及學生對知識掌握情況的反饋幾個環節。通過這些環節的精心設計和智慧化模式提升整個課堂教學的信息化和技術化。由此激發學生的學習潛能和學習興趣，更積極地投入到課堂學習中，成為課堂的主人。具體的土壤學智慧課堂構成體系如圖1所示。

2" 土壤學智慧課堂建設主要內容和方法

課前：將土壤學課程理論講授中的重點難點拆解開，以案例導入或微課的形式發布到易而思平臺上，引導學生課前了解和預習；運用平臺簽到功能對學生進行考勤，同時提醒學生即將開始上課。課中：教師提前將本節知識點凝練，并編輯對應的校測試2～3題錄入慕課堂小程序中，待發布狀態，課堂講授完該知識點，立即發布闖關練習，學生當場答題，如有疑問立即解決強調，這樣一方面加強學生對該知識點的印象，趁熱打鐵地將知識點內化于心。另一方面，智慧課堂活動可以拆解開整節的重、難點，各個擊破，避免學生因為中間一處斷點而影響整個鏈條學習的情況。此外，平臺自動統計闖關練習成績，可激發學生的學習興趣和欲牢固掌握知識點的欲望；同時可以利用平臺隨機點名的功能進行提問和互動，可隨時根據學生的聽課狀態開展此活動。課后：智慧化考核，包括每章內容學習結束后，抽選部分練習題，以多種題型方式錄入易而思題庫中，并發布章節測試，以此作為平時成績的依據之一；期末考試采用線上形式，題庫抽題，借助科大訊飛平臺，可實現部分客觀題電腦評閱。在最近兩輪的土壤學課程教學中利用易而思平臺和中國大學慕課網的慕課堂小程序及微信社交平臺獲取智慧教學數據，構建智慧教學環境。

3" 智慧課堂建設過程中解決的關鍵問題

傳統的教學模式存在學生學習積極性不高、對學習過程重視不夠，教學以教材為本位、教師為中心和對學習時間、學習內容、教學環境及運行方式有諸多限制等問題，對此，從以下幾方面提出解決方案。

1）通過線上線下混合的多元化的智慧課堂教學模式，解決學生積極性不高的問題，通過智慧平臺進行過程化考核和成績組成的多元化解決學生重考試輕過程的問題。將課程理論講授中的重點難點拆解開，以案例導入或微課的形式發布到易而思平臺上，引導學生課前預習觀看，帶著疑問來到課堂，并在課堂教學過程中通過討論、提問等學習方式解決，設計知識點闖關測試以調動學生的學習積極性，這樣一方面加強學生對該知識點的印象，趁熱打鐵地將知識點內化于心，平臺自動統計闖關練習成績，可激發學生的學習興趣和欲牢固掌握知識點的欲望；同時可以利用平臺隨機點名的功能進行提問和互動，可隨時根據學生的聽課狀態開展此活動。此外，智慧課堂活動可以拆解開整節的重、難點，各個擊破，避免學生因為中間一處斷點而影響整個鏈條學習的情況；智慧化考核，包括課堂上的闖關測試、章節測試、課后作業和期末考試等，每章內容學習結束后，抽選部分練習題，以多種題型方式錄入易而思題庫中，并發布章節測試，以此作為平時成績的依據之一。多元化的考核方式，使學生注重學習全程，過程化考核，避免一考定結局。

2）通過易而思平臺發布豐富的教學資源和不斷完善思維導圖的過程打破“以教材為本位、教師為中心”單調的教學模式。隨著課程內容的不斷更新和信息化技術的快速發展，學生對課程教學提出了更高的要求，課堂不能僅僅局限于教材，要應用新理念、新內容、新方法、新技術使知識能力素質有機融合，課程內容反映前沿性和時代性，教學形式呈現先進性和互動性，學習結果具有探究性和個性化，建設具有高階性、創新性、挑戰度的課堂。堅持“學生中心、成果導向、持續改進”理念，對標“兩性一度”特征要求，注重課程內涵建設。

3）通過線上線下相結合的教學模式解決傳統條件下對學習時間、學習內容、教學環境及運行方式方面的諸多限制，新的教學模式可實現課堂平臺化、學習個性化與師生創客化。借助易而思、慕課堂和訊飛等多種教學平臺分享教學資源，可以對預習、討論、復習和考試等多環節線上進行，學生可以不受場地和時間的限制，達到更好的預習效果。此外，對思維導圖的運用也有利于學生創新思維發展，為大學生創建可以促進創新思維能力發展的課堂教學環境。

4" 土壤學“三板塊、四環節、五步走”的智慧課堂教學模式

針對目前教學中存在的問題，經過多年的教學實踐，形成了“三板塊、四環節、五步走”的智慧課堂教學模式。具體解決方法如圖2所示。

圖2" 課程建設中的主要問題及解決途徑

土壤學智慧課堂教育模式變革需要從教學實施、平臺部署、資源建設和教學質量控制等方面全面行動。

1）首先要注意提高教師自身素質。常言說得好，所謂打鐵必須自身硬，巧婦難為無米之炊，教師要深刻理解智慧課堂的內涵，并熟練掌握各種智慧教學平臺的優勢和適用情況，根據課程特點靈活選擇。

2）智慧課堂要調動學生的參與積極性。土壤學課程做到理論聯系實際并與時俱進，課前教師借助易爾思平臺，上傳教學資源，發布課前預習通知和教學要點，學生則結合教學材料，提出重難點問題。學生通過教學視頻、課件或案例資料，了解課程的基本內容。主講教師根據學生的實時反饋，通過交流分析，確定教學的重難點，準備課上重點講解的內容。真正體現以學生為中心的課堂教學理念。同時，通過有關案例和視頻影像資料等，培養學生學農、愛農的“三農”情懷。此外，通過教師精準的課程設計，和一些教學方法的創新改進，利用智慧平臺在課堂教學中設置多個課堂闖關測試環節，在重點、難點講述后立即趁熱打鐵式地通過習題加以鞏固，檢測學習效果，并根據智慧平臺的記錄作為考核的依據之一，這樣教學考核方法多樣、過程化，通過多項考核成為綜合評價學生學習的最終成績，以達到調動學生積極性的目的，教學效果顯著。課堂上實現生生互動，師生互動，實行開放式、討論式教學方式，提高教學效率，提升學生自主學習能力。為了破除理論與實際脫節和各個章節之間脫節的問題，要適時開展一些多章節綜合練習，通過農業生產中的實際案例分析，例如分析討論一句農諺，探索其背后所蘊藏的理論知識，這樣打破章節的問答題，通過采取幾章內容融合在一起來綜合回答的形式，提高學生綜合分析能力，達到真學、真會、真用教學目的。

3）土壤學智慧課堂怎么融入課程思政元素。結合課程內容每節課都有課程思政內容的融合點和最佳方法。土壤學課中融入的思政教育最大的特點也可以說是一個優勢應該就是寓教于無形之中。土壤學中的思政教育不需要太多專業的術語，更不需要生搬硬套的說教，而是就土壤和農業生產中出現的一些問題與現象在進行專業理論講授的同時，把問題聯系并上升到思想政治教育的高度，與國家相關的農業領域政策、規定和農民的民生問題聯系起來，從而實現專業理論講授與思政教育的有機結合，最終達到潤物細無聲的土壤學課程思政教育效果。例如，講到土壤退化、土壤污染理論的部分時，在分析土壤治理技術的同時，結合當前生態觀和“兩山理論”，既要金山銀山，也要綠水青山；就地域特色而言，我們處在我國東北黑土地區，對于“耕地中的大熊貓”——黑土地的保護和有機質提升問題可融入到土壤有機質的章節講解中。

4）尋找智慧課堂教學方法和教學內容。根據精準課程設計調整和完善教學課件，確保各教學環境的連貫性和前后邏輯性好。課堂闖關問答題的選擇一定要具有充分的代表性。多搜集相關的視頻，影像資料和微課等配套的教學資源和教學資料，分門別類管理，并找到最佳的引入時機，確保最好的教學效果。

5" 土壤學智慧課堂的應用情況

智慧課堂的教學模式構建了課前預習、課堂學習和課后復習三大板塊教學過程的全程智慧化和信息化以及教師教學、學生學習、課后反饋和效果評價4個教學環節的連貫運用，能讓整個課堂教學更智能、更高效，同時能激發學生學習的興趣和潛能。在“一看，二論，三聽，四畫，五完善”五步走的智慧課堂教學模式實施后，我們對學生的體驗情況進行了問卷調查，收集總結學情反饋信息，有62.99%的學生愿意用5～20 min在預習環節，有88.19%的學生認為課堂闖關測試能夠提高對課程的學習興趣，也有96.06%的學生表示用思維導圖的形式進行章節小結對課堂學習效果有所幫助，且95.28%的學生愿意將思維導圖運用到其他課程的學習中。在受訪學生中，85.83%的學生認為智慧課堂教學模式提高了他們對土壤學課程的學習興趣和學習效果；對智慧課堂模式的學習效果打分（百分制）調查結果顯示：小于60分占比6.3%，60～80分占比27.56%，80～90分占比37.01%，90～100分占比29.13%。特別是思維導圖的繪制過程對學生的幫助很大，有80%～90%的學生表示，愿意將思維導圖運用到其他課程的學習和復習過程中。同時，也有部分學生手繪或通過一些繪圖軟件將整門課程的內容按照不同的邏輯思路歸納總結，繪制不同形式，體現不同角度的思維導圖，更深刻地歸納總結所學內容，這也算是意想不到的效果之一。

6" 結束語

新農科背景下的土壤學教學改革與創新涉及范圍廣、操作難度大，是一項綜合性的系統工程。土壤作為復雜的多相異質體系，土壤學的基本理論既融匯多學科交叉又有其自身的特點，且隨著土壤科學研究的日益深入，學科內的新理論、新知識和新技術迅猛發展，有著無限廣闊的前景。特別是在我國大力發展生態農業，倡導“雙碳”理念及確保糧食安全的多重需求下給土壤學的發展帶來新的機遇和挑戰，對土壤學的教學要求也越來越高，為教師賦予了新的責任和使命?？蒲腥谌虢虒W，教學提升科研，兩者相輔相成，相互促進；必須適應新時代高等教育發展和新農科建設的要求，站在培養創新人才和搶占科學制高點的高度，去深入考量、精心謀劃和大力實施，深化土壤學課程教學的改革創新，力爭實現新的突破，使高等農林院校相關課程教學取得新的更大的成就。

參考文獻：

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