農業設施工程學課程教學改革與探索

熊婷婷 李 蒙 張 燕

（信陽農林學院園藝學院，河南 信陽 464000）

設施農業是現代農業中的一種生產方式，其充分將工程技術與現代農業相結合，實現農作物高產、高效和綠色發展，通過智能化、數字化新技術為作物生產提供適宜的生長環境，獲得產量、品質和經濟效益的同步提高[1]。設施農業科學與工程專業是一門農業和工程交叉的學科，是為了培養兼具農業學科技能和工程學科技能的優秀復合型人才。而農業設施工程學課程是設施農業科學與工程專業本科必修的核心課程之一，是一門研究設施農業生產規律以及工程技術在設施農業生產中應用的重要課程，在培養優秀設施農業人才中發揮著重要作用。在新工科背景下，傳統設施農業科學與工程專業課程設置和課程內容，需要根據設施工程產業的市場需求變化進行改革。王長義等[2]在鄉村振興戰略和新農科建設背景下，基于成果導向教育（OBE）理念對教學改革進行探討。董曉星等[3-4]重新構建并深度挖掘教學內容，以線上線下混合式的模式組織教學，形成了適宜本課程的線上線下混合式“金課”建設模式，并以農業設施工程學課程為例，介紹了農科專業有效開展課程思政的途徑。劉素慧等[5]將基于共享課+翻轉課堂的混合教學模式引入教學中，并觀察其教學效果，探索其在本課程教學中新的教學模式。為提高設施農業科學與工程專業人才培養的專業能力和技能水平，滿足現階段地區經濟發展對綜合性、創新型人才的需求，結合設施農業科學與工程專業特點及學院自身優勢，對農業設施工程學課程教學進行了改革和探索。

1 加強師資隊伍建設

農業設施工程學是一門涉及園藝學、建筑學、工程學、材料學和環境學等多學科交叉的課程。學生學習的內容主要包括園藝設施的規劃與設計、園藝設施工程材料的種類和特性、園藝設施的建筑與施工、園藝設施的環境調控及其設備、設施園藝配套設施設備等。由于該課程涉及的知識點跨越不同學科，內容交叉融合，增加了授課教師的教學難度。

設施農業科學與工程是近5年新開設的一門專業，就師資力量和試驗條件來說，工科方面相對較弱。教師作為課程的建設者和開發者，是提高教學質量的關鍵因素之一。教師不僅要有淵博的理論知識，還需要有豐富的生產實踐經驗，這樣才能將理論與實踐結合[6]。

為了課程教學改革的需要，指派相關教師到校外的農業基地進行科技服務和外出學習交流等，以了解新型農業設施設備和農業設施發展的現狀，增長農業設施工程生產建設經驗；將農業設施工程學的教學內容和生產現狀緊密結合起來，優化教學內容、創新教學模式、融入課程思政和完善實踐教學環節，有利于培養綜合性、創新型優秀人才，順應市場需求。先后與十多所大型農業園區和農業科技有限公司簽訂了校外實習基地協議、生產教學研究合作協議。通過和企業合作，培養出一批既能講授專業理論課，又具有一定實踐經驗的師資隊伍。

2 優化教學內容

農業設施工程學課程教學改革需對理論課的教學內容和實驗課程進行優化，并對48個學時進行合理分配，讓學生既能通過36個理論學時的學習系統了解農業設施先進的設施設備和研究成果，又能通過12個實驗學時的實踐掌握塑料大棚的建造設計和現代化溫室的內部設備。成立了農業設施工程學課程教學改革小組，結合當地農業設施設備以及農業設施發展的現狀對本課程的理論教學內容進行了優化，將設施農業環境工程學和設施園藝學這些專業課程與農業設施工程學課程內容相似的部分歸并，使該課程的教學內容更加符合農業設施工程的發展現狀。另外，教學內容以教材為主，而教材中有部分內容滯后于生產。例如，目前全球最先進的一些溫室和最新的溫室環境控制技術尚未在教材中體現出來。教學改革小組針對以上問題，探究把教材上沒有的溫室類型和溫室環境控制技術內容添加到課程教學中，如主動蓄熱采光溫室、可拆裝式日光溫室和雙效節能日光溫室等[7]，同時采用案例分析的方法，探討不同溫室在信陽地區的適用性，讓學生了解到先進的農業設施設備。

根據現有的農業設施，著重安排學生進行實踐操作與實訓，讓學生通過將理論與實際結合，掌握農業設施設備的操作技能，能夠運用基本理論和技術建造部分農業設施，配置有關的設備和裝置，指導和管理農業設施生產。農業設施工程學課程教學改革小組通過對教學內容進行一系列的整改和優化，以提高教學質量和教學效果，讓學生增長見識，擴展知識面。

3 創新教學模式

農業設施工程學課程是實現設施工程專業人才培養目標的重要一環，主要講授農業設施材料、設計、建造性能和應用，旨在培養學生從事園藝設施工程設計、建造和科研方面的能力。從設施農業科學與工程專業培養方案來看，學生在學習該課程前具有農業設施CAD 的知識儲備，對設計有一定了解，但并未對農業設施的實際建造等相關知識進行系統學習。因此，學習設計和建造園藝設施對于本科生來說是一項全新的挑戰，授課教師所采取的教學模式是否有效與學生能否深度掌握本課程的知識點緊密相關。

傳統的教學模式為講授型，主要是教師在課堂上講解課本中的知識點，學生被動接受知識，雙方都在按要求完成上課的任務。這種方式最簡單且不費事，甚至教師只需備一次課、做一次課件，就能連續用很多年。在傳統的教學模式下，教師難以真正了解學生對農業設施設備等專業知識的掌握程度，教學效果也會受到影響。因此，在教學改革要求下，教師需要積極轉變教學觀念，改善并創新教學模式，采取多元化的教學方法，引導學生學習，并且遵循以學生為主體的教學原則，充分發揮教師的主導作用[8]。

在課堂教學中，將“老師講學生聽”轉變為“學生講老師聽”，讓學生分小組在課余時間查閱相關的資料去了解下節課要學習的內容，以PPT 或者視頻的形式講解匯報，以小組討論的方式，針對本節課的內容進行探討，比如日光溫室和連棟溫室的更新換代有哪些技術方面的提升、如何推廣農業設施設備、互聯網在農業設施設備上的應用等。授課教師也應參與學生的討論，為學生答疑解惑并進行適當引導。以學生為主體的教學模式，不僅可以讓學生做到提前預習，鍛煉自主學習能力，還把課堂交給學生，讓課堂成為學生的舞臺，既鍛煉了學生的口才，又增強了學生的自信心。

4 融入課程思政

高校教育不僅是讓學生學習農業設施設備等專業知識，也需要提高學生的思想道德素質。推動專業課與思政課協同育人，將思政元素融入學生學習生活中，最終落實教育的根本任務。在農業設施工程學中融入課程思政元素，需要課程教學改革小組的教師共同探索，爭取做到“潤物細無聲”，在潛移默化中引導并傳授給學生。例如，可將設施建筑材料和覆蓋材料與環保關聯起來，培養學生保護環境的意識以及可持續發展的理念。在分析農業設施快速發展的意義時，可講解農業設施能提高土地利用率、農業生產率以及推動傳統農業向現代農業轉型的重要價值，強調依靠現代設備設施和技術手段實現農業生產現代化，賦能鄉村振興。在講授到引進國外先進的連棟溫室和現代化溫室，耗資巨大卻沒有得到有效收益時，可聯系事物發展的方向是前進的、曲折的，強調適宜我國農業生產的農業設施需要總結經驗、慢慢更新改造。依托農業設施工程學課程的知識點融入思政元素，有利于引導學生樹立愛國情懷，建立正確的價值觀，提高人才質量。

5 完善實踐教學環節

設施農業科學與工程專業是因現代農業發展而興起的一個兼顧工科和農科的專業，以現代先進科技為依托，為其提供先進的基礎設施，其經營模式主要是通過產業化，在人工干預的最適環境條件下，實現效率及可持續發展的現代農業生產管理體系[9]。在優化和整改教學內容的同時，應認識到實踐在教學中是必不可少的，需要讓學生掌握設施建造材料的種類和特性、農業設施設計建造與施工、設施環境特性與調控技術等。同時，應注重培養學生運用基本理論分析和解決問題的能力，如建造一些農業設施、配置有關的設備、裝置，指導和管理農業設施生產等。

每年組織學生到各農業園區和合作企業進行參觀學習，學生通過現場參觀以及教學實習，了解現代農業園區溫室農業設施設備的布局和溫室環境控制的運轉過程。通過親手實踐操作，從整地、作畦、播種、育苗、定植、田間管理到溫室環境控制，掌握農業設施內蔬菜的育苗流程、技術要點以及溫室管理環境調控技術，了解利用農業設施溫控技術規模化調整農業園區溫室內空氣的濕度、溫度和CO2含量等操作為生產管理帶來的便捷。

為了提高教學效果，加強學生對不同溫室類型的了解，學院連續舉辦了2屆溫室模型設計比賽，要求學生從優化溫室結構和改善溫室內部環境調控2個方面來設計制作溫室模型。比賽旨在讓學生在熟練掌握溫室建筑設計、設施環境調控等專業知識和提升動手實踐能力的同時，領略設施農業科學與工程專業多學科交叉融合的特點，實現以賽促學、以賽促研的目的，這也是檢驗農業設施工程學課程實踐教學效果的重要手段。

6 采用多樣化考核方式

課程考核評價是促進教學質量提高的一個重要教學環節，而教學質量是高等教育可持續發展的根本保證[10]。有效的課程教學評價有利于提高學生成績和能力。為了有效評估學生對本門課程的學習狀況，需要改變以往僅以考試為主的考核方式，構建全程性、綜合性的考核和評價模式[11]。

農業設施工程學課程含有30 個學時的實訓課時，一般是將實驗實訓指導書下發給學生，在操作講解后讓學生按要求完成實驗實訓報告，實驗實訓課以小組3～4 人進行實驗。例如，觀測設施內外的溫濕度、光照和風速，讓學生掌握溫室內外小氣候的變化規律，在此過程中，需要利用一些小型測定儀器來觀測。然而，由于儀器設備少，部分學生自己不動手或者僅觀看別人操作。教師所帶的班級學生較多，因此在實驗實訓課中對每個學生的過程考核不夠全面，難以準確評估每個學生的真實學習成果。

為了提高教學效果，教學改革小組經討論后決定，結合實際采用多樣化考核方式。授課教師可以對課堂上回答問題積極、實驗前準備充分、實驗中盡職盡責且動手能力較強、在小組共同實驗過程中有團隊協作精神并且實驗報告完成度較高的學生進行加分，加強學生對過程考核的重視程度，在調動學生積極主動性的同時，鍛煉其動手實踐能力，以提高教學質量。農業設施工程學的總成績是由平時作業、實驗實訓報告和考試成績3 個部分構成，可通過調整實驗實訓報告成績的占比，讓學生重視過程考核，而考試內容除了有客觀題，還應該在試卷中增加信陽地區農業設施的案例分析，著重考查學生在實際生產中解決問題的能力。

7 發揮網絡教育平臺優勢

僅傳授書本上的理論知識難以滿足當前農業設施發展的需要和學生學習的需求，要更新陳舊內容，這就需要源源不斷學習新的知識。教師可以利用寒暑假等空閑時間來獲取互聯網最新資源。采用互聯網備課的方式，教師能夠緊跟時代發展前沿，第一時間獲得與課程有關的新案例，并在課堂中傳授給學生。采取網絡授課的形式，教師能夠及時解答學生提出的問題，以便集中整理問題，寫出課堂分析報告，改進后續教學，并作為側重點講解。授課教師應及時將農業設施工程學課程的教學課件、案例分析視頻和習題答案等內容上傳到學習通網站上，引導學生課下進行自主預習和復習，能夠有效補充課堂教學的不足。

慕課MOOC 作為一種新的教育形式，進一步推動了我國高等教育的網絡化發展，在網絡化新技術的影響下，傳統地方高校專業課程教育也融入了網絡MOOC教育平臺[12]。學生依托中國大學MOOC網絡平臺的農業設施工程學網課進行課前預習，完成慕課線上作業，授課教師可通過學生完成的學習任務來了解學生學習的情況。由于每個學生的學習能力不同，教師在線下課堂教學中可以根據個體差異進行分層教學，這有利于獲得更好的教學效果。采取線上線下相結合的方式學習，學生不僅能提高自身學習的自主性、獨立解決問題的能力，還能提高語言組織能力和表達能力。在互聯網快速發展的時代，教師應充分利用互聯網平臺高效、便捷的優勢來提升農業設施工程學課程的教學效果，構建高效課堂。

綜上，教學改革是一個不斷創新和探索的過程，需要傾注學校和教師大量的精力[13]。本研究通過對農業設施工程學課程進行教學改革，從加強教學團隊建設、優化教學內容、創新教學模式、融入課程思政、完善實踐教學環節、采用多樣化考核方式和發揮網絡教育平臺優勢7個方面進行改革與探索，以培養出農業設施工程理論知識與實踐技能相統一的綜合性、創新性的優秀設施工程人才，為信陽農業設施工程的發展作出貢獻。