基于理實一體與產教融合的園藝設施課程教學探究

摘要 現代化園藝設施以玻璃溫室和智能型植物工廠為代表，集成了現代生物技術、信息技術和自動化控制等高新技術設施設備。園藝設施的環境智能管理是促進設施農業現代化的重要手段。園藝設施是園藝技術專業的基礎課程，為了實現高素質技術技能型園藝人才的培養，本文對園藝設施課程進行理實一體與產教融合的教學探索，分別從課程的教學設計、教學實施、教學效果評價和教學反思4個方面展開探究，為高等職業院校的農學類專業基礎課程的教學提供參考。

關鍵詞 園藝技術；園藝植物；園藝設施

中圖分類號 G640；S62 文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2024）05-0120-05

Exploration of Horticultural Facilities curriculum teaching based on the integration

of theory and practice and the integration of industry and education

LI Huimin" "ZHENG Chenfei" " WANG Pengkai" " CHEN Jun" " CHEN Sujuan" " WANG Zhen

PANG Xin" " ZHANG Yanping

（Suzhou Polytechnic Institute of Agriculture， Suzhou 215008， China）

Abstract Modern horticultural facilities， represented by glass greenhouses and intelligent plant factories， integrate high-tech facilities and equipment such as modern biotechnology， information technology， and automation control. The intelligent management of horticultural facilities is an important means to promote the modernization of facility agriculture. Horticultural Facilities were the fundamental courses of horticultural technology majors. In order to cultivate high-quality technical and skilled horticultural talents， this article explored the integration of theory and practice with industry and education in Horticultural Facilities course， explored the course from four aspects： teaching design， implementation， evaluation of effectiveness， and reflection， to provide reference for the teaching of basic courses in agricultural majors in higher vocational colleges.

Keywords horticultural techniques; horticultural plant; Horticultural Facilities

智慧農業是農業發展的重要方向，是實現農業現代化的關鍵步驟，其集合了新興的移動互聯網、云計算和物聯網等技術，通過在農業生產現場部署各種傳感節點（如環境溫濕度、土壤水分、二氧化碳和圖像等）和無線通信網絡，實現了農業生產環境的智能感知、智能預警、智能決策、智能分析以及專家在線指導等[1-2]。這些技術手段的應用，使得農業生產更加精細化、高效化和綠色化，同時也提升了農產品的安全性和農業競爭力[3]。

課程教學體系的改革與產業需求的聯系日益密切。產教融合作為一種新興的教育理念，旨在實現教育機構與產業部門之間的深度合作，以培養更具實踐能力和創新精神的高素質人才。產教融合是指教育機構與產業部門之間進行深度合作，通過共享資源、互通有無，實現教育與實踐的有效對接。這種教育理念強調產業與教育的緊密結合，以市場需求為導向，以實踐能力為目標，以人才培養為核心。該方式是教育模式的一種創新，亦是產業發展的一種趨勢[4-5]。隨著科學技術的迅速發展和市場競爭的加劇，理論與實踐相結合的教學模式越來越受到重視。理實一體教學模式將理論教學與實踐教學相結合，強調理論與實踐的相互融合、相互促進，旨在提高學生的綜合素質和實踐能力。這種教學模式注重突出學生的主體地位，以任務為導向，引導學生主動探索、實踐操作，以實現知識的構建和能力的提升[6-8]。

在園藝設施課程的教學實踐中，應重點關注園藝植物生產領域，針對智能化玻璃溫室和數字型植物工廠中蔬菜、花卉和果樹等的生產環節進行教學設計[9-10]。遵循園藝技術專業教學標準和“1+X”設施蔬菜生產職業技能等級證書標準，采用“三段六步”教學策略，注重實踐操作和技能強化，將精準的管理理念、方法和前沿技術生動立體地傳授給學生。通過這樣的教學設計，提升教學的針對性和有效性，培養學生的數字化素養、“三農”情懷和興農愛農意識。同時，注重培養學生的勞動觀念和敬業精神，使其能夠更好地適應農業現代化的需求，為農業發展做出更大貢獻。本文介紹了該課程的教學設計、教學實施、教學效果評價和教學反思4個方面，為農學類專業基礎課程的教學優化提供參考。

1 教學設計

1.1 重構教學模塊

本課程秉承學科發展理念和思路，在建設設施農業4.0的要求下，圍繞設施園藝生產的發展需求和技術技能要求進行課程設計。整體教學設計以教學情境對接生產實踐為基礎，以教學內容契合崗位需求為目標，聚焦培養服務區域發展的高素質、技術技能型人才。課程以生產中常見的具備智能管理設施設備的園藝設施為載體，按照“模塊區分、項目導向、任務驅動”的教學模式，使學生掌握設施環境調控與應用的基本技能，熟悉農業物聯網、智能管理設備在園藝生產中的應用等知識。

本課程按照園藝設施基礎知識和類型分為園藝設施基礎、園藝設施類型、園藝設施環境調控、園藝設施智能管理和園藝設施應用等模塊（圖1）。同時，不同類型設施的維護、使用和性能均安排教學項目。對園藝生產的主要設施（塑料拱棚、日光溫室和玻璃溫室）分別按照結構類型、使用維護和生產性能劃分教學任務，依據認知構造、性能解析和具體使用安排教學任務；按照設施結構由簡單到復雜、配套設備由獨立到系統、環境調控由單一到綜合及生產應用由普通到高端的邏輯架構梳理課程內容。在教學過程中，通過突出個性、提煉共性的方式逐步構建理論知識框架，重點突出園藝設施的智能化管理，并利用物聯網、設施智能化管理系統等融合線上線下、課堂實訓和教學實踐等，形成理實一體、產教融合教學模式。

1.2 精準分析學情

本課程開設在大一第一學期，學生同時期還需要學習植物與植物生理、植物生長環境等專業基礎課程。上述課程為該課程的學習鞏固了基礎，有利于學生了解植物生長規律、環境要素和二者之間的相互關系，促使學生掌握基本的植物結構、生理特征、環境條件數據、相關測定儀器的結構及基本原理和監測工作的基本流程等。同時，前期安排的專業認知實習和專業核心課程園藝植物種苗生產，有利于學生直觀感受園藝生產過程，并逐步樹立專業意識和專業思維。

學生在前期的知識學習過程中了解了玻璃溫室的結構、小氣候環境的特點和光溫調控技術的基本知識，對常規管理知識有一定的掌握，能根據要求制定方案，語言表達能力得到了鍛煉。部分學生對智能化控制系統的運用能力有待加強，在創新意識和綜合靈活運用的培養上仍須加大力度。大一學生有較高的專業學習熱情，動手能力比較強，能處理簡單問題，但是面對復雜問題缺乏有效的解決方案。同時，多門專業課程同步學習，部分學生將不同課程相關知識進行融會貫通的能力有待加強。

1.3 確定教學目標

根據學情分析，結合人才培養方案和課程標準，圍繞園藝植物生產崗位能力需求，確定了三維教學的目標和重難點。例如，園藝設施智能管理模塊的教學重點為水肥智能管理流程、智能管理的策略配置以及光溫、水肥的聯動智能管理。教學難點為配置智能管理策略、光溫聯動調控和水肥聯動調控。通過本課程的學習，學生在真實的生產場景下開展職業能力的培養和職業素質的提升，有利于其成為懂管理、肯吃苦和學農愛農的高素質、技術技能型園藝人才。

1.4 創新教學方式

在教學過程中，依托在超星泛雅學習平臺自建的園藝設施在線課程自主開發的設施智能控制虛擬仿真實訓平臺和校內玻璃溫室與智能植物工廠產教融合實體平臺，采用實操與虛擬仿真相結合的方式開展教學。通過實操，有利于學生樹立勞動觀念、敬業精神；通過虛擬仿真實訓，有利于將知識點、關鍵技術等融入虛擬仿真生產場景和生產過程。通過模擬生產操作，可以了解精準管理和技術優化；通過試錯修改，不斷強化知識點和關鍵技術在生產中的應用，進一步鞏固實踐技能和學習成效。

2 教學實施

2.1 培養方向

園藝技術屬于大農業范疇，園藝生產是農業生產的重要組成部分，園藝設施則在園藝生產中占有相當大的比重，而且是未來農業生產的發展趨勢之一。例如，園藝設施智能化管理教學模塊的設置及時反映園藝生產領域的政策要求和發展趨勢，有機融入農業生產相關的思政教育元素。本模塊的教學內容有利于為學生構建智慧農業生產管理的相關基礎，也是農業物聯網、大數據等相關課程的教學前導。通過展示園藝設施智能管理的生產案例，將實際使用管理數據融入教學情境，引導學生關注未來農業發展的方向，注重設施生產的重要地位，培養學生應用新技術的關注度和敏銳性，聚焦社會對新型職業農民的要求。

2.2 教學內容

對教學內容進行漸進式設置，園藝設施智能管理模塊的教學內容以園藝設施智能化管理系統為載體，從系統組建、策略配置到光溫、水分環境調控，始終著眼于實際生產應用。學習流程按照思維習慣分為智能化管理系統組建、智能化管理策略配置、光溫聯動智能化管理和水肥聯動智能化管理。同時，考慮工作崗位的要求，各個教學任務在遞進的基礎上要保持一定的獨立性，為活頁教材的開發奠定基礎。課內充分利用智能化管理虛擬軟件和物聯網遠程控制系統，模擬示意和現場呈現同時應用，盡量模糊課堂和生產現場的界限。課后通過聯合企業導師評價指導、組織溫室變溫管理比賽和舉辦園藝生產主題作品展等形式，幫助學生將所學知識融會貫通，并縮小課堂學習和生產實踐之間的距離。

2.3 教學安排

教學安排以學生學情分析結果為基礎，充分考慮學生的學習特點和需求。將教學任務合理分解成若干個課堂小任務，引導學生積極完成。適當加大分析預測教學環節的分配，增強學生的學習信心。在確保教學效果的同時，幫助學生適應職業教育的教學特點。充分激發學生的專業學習熱情，利用物聯網系統直觀展示生產場景；以智能化模擬軟件為媒介引入真實的用于實踐生產的現代化玻璃溫室相關數據；構建課堂講解和模擬演練的學習情境，并從聯合生產的角度進行點評；企業導師評閱學生的課后報告，并將與學習情境相對應的生產實際情況與評閱意見反饋給學生，使學生在樹立專業學習信心的同時，掌握專業知識。在園藝設施智能化管理模塊的大部分教學環節安排演練（模擬演練和實踐練習）和知識并舉，通過演練或數據分析總結知識點，兼顧學生原有學習習慣，鍛煉學生自主學習能力。

2.4 模擬反饋

在園藝設施智能化管理教學模塊的教學實施過程中，充分利用課程平臺、職業教育專業教學資源庫、智能化管理模擬教學軟件和物聯網系統，幫助推進學習進程，直觀展示教學重難點內容，將其以容易理解的表現方式呈現給教學雙方，保障教學效果。學生在學習平臺接收任務并上傳任務完成結果，查看反饋意見，并與教師和企業導師保持溝通交流；利用職業教育專業教學資源庫平臺進行預習，并上傳收集到的素材；運用智能化模擬教學軟件和物聯網系統進行模擬演練和生產情景觀察。教師利用微課、視頻和動畫等數字資源開展智能化模擬教學，利用物聯網接入系統、園藝設施智能控制系統等進行教學，并在課程平臺聯合企業導師共同評閱學生的學習成果，實時統計并分析學生的學習任務完成情況，教學平臺自動評分、統計測試和評估，讓教師能關注到每個學生的學習能力與知識掌握情況，并分析學習小組和學生個人的成績與表現。

2.5 田間課堂

充分運用學校實訓資源與條件，將課堂教學與實訓相結合，形成園藝設施實地課堂，在講授理論知識的同時指導學生對知識內容加以運用，尤其是在光溫聯動調控教學中，設置實地課堂和教學任務分解，采用邊學邊練的形式，有利于在保證學生實踐學習效果的同時滿足勞動教育的要求。實地課堂結合環境控制系統、物聯網系統的運用，使學生可以通過便攜設備進行相關操作，跟蹤并觀察操作結果，實現學習→操作→觀察→調整→結果的教學循環，為農業生產課程教學過程中周期性存在的觀察難、調整慢和結果展示難等問題的解決提供了可能。同時，田間課堂邊學邊做可以將企業導師合理引入教學過程，發揮了教學優勢，保障了學習效果。

2.6 校企聯合

本課程教學過程中許多任務情境的設置來源于實際生產環節，為校企聯合評價提供了基礎。其中，教學環節測試、課中評價表現（包括知識測驗、模擬演練和參與表現）、課后任務提交（包括自評、互評）以教師為主，根據實際情況模擬演練，企業導師參與評價。田間課堂部分由企業導師參與，并進行全程評價。在學習效果評價中，綜合考慮任務目標、教學目標和具體學習活動實施情況，整個評價過程分為課前、課中和課后3個階段，教師和學生全程參與評價，企業導師依據參與情況動態參與評價，由此實現對學生的學習行為和學習結果的全面多維評價。課前，考評學生的預習情況；課中，考評學生的方案制定、數據分析、知識總結、技能掌握、課堂參與及團隊協作等能力；課后，考評學生的技能拓展、記錄觀察和綜合運用能力。

3 教學效果評價

3.1 提升教學達成度

本課程教學基于實際生產場景，實現了“學中做，做中學”的教學要求，多方位展示學生的學習成果、學習效率，并全面反映學生綜合能力訓練的完成情況。學生可通過平臺自主學習，查缺補漏，強化對知識點的理解，加強對技能的熟練運用，從而激發其內在學習動力和責任心，有效提升其自主探究、智能化策略制定、智能管理、設備應用和團隊合作等能力。

3.2 提高數字素養

將課堂教學安排在植物工廠內進行，通過智能設施的實操訓練，實現了學習方式從虛擬向實踐的轉變，極大提升了學生投身智能化管理的信心，大大縮短其到企業后的適應時間，實現了課堂與崗位的有效對接。實踐證明，通過虛實結合訓練，學生自覺應用科技、學習新技術、服務生產一線的意識得到加強，工廠化智能管理、信息化應用、數字化農業推廣等能力有所提升，自主分析探索、自主創新能力與信心大大增強。

4 教學實踐反思

4.1 優化實踐環節

本課程是對耕讀結合與虛實結合的專業課程教學的一次有效實踐，實踐訓練環節設置較為成功，讓學生體驗到智慧化生產的同時，能將理論與實踐有機結合，并強化了其分析問題和解決問題的能力，但學生知識技能的運用能力尚有待提高。

4.2 更新教學資源

隨著農業科技的不斷進步，智慧農業迅速發展，智能化生產設施設備的更新換代加快，工廠化生產模式不斷創新。對此，必須加強與行業企業的深度對接，持續更新教學內容和教學資源，保障教學資源的實用性和時效性，將新技術、新成果有效展示給學生，樹立其科技興農的責任感。

5 結語

針對高職院校學生的特點，本文基于園藝設施課程理實一體與產教融合相結合的教學經驗，探討了教學設計、教學實施、教學效果評價和教學反思4個方面，為高等職業技術學校專業基礎類課程的教學提供參考。

參考文獻

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（責編：楊 歡）

基金項目 江蘇高校哲學社會科學研究項目（2021SJA1488，2020SJB0716，2022SJYB1580）；江蘇省高校“青藍工程”項目（2021，2023）；第二批國家級職業教育教師教學創新團隊課題研究項目（ZI2021100204）；教育部供需對接就業育人項目（20230100151）；蘇州農業職業技術學院高職教育研究項目（SNGZYBXM202002）。

作者簡介 李慧敏（1981—），女，山東金鄉人，博士，副教授，從事園藝相關教學工作。

收稿日期 2023-11-21