農(nóng)業(yè)院校計算機教學(xué)改革研究

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-9902（2025）12-0166-04

DOI：10.20028/j.zhnydk.2025.12.039

Abstract：Withtheadvancementofagriculturalinformatizationandinteligentization，computationalthinkingandiovation capabilityhavebecomeessentialcorecompetenciesforstudentsinagriculturaluniversities.However，traditionalfundamental computercoursesoftensuferfromdisconnection between teachingcontentandagriculturalpractices，aswellasagapbetween theoryandapplicationmakingitdificulttomeetthedemandforinterdisciplinarytalentinagriculturalmoderizationThisstudy developsablendedlearningmodelthatintegratesonlineandoflineteachingsystems，employing Problem-BasedLearning （PBL） approachestodeplyembedfundamentalcomputerknowledgewithsmartagriculturecasestudies.Theresultsdemonstratethat thismodelefectivelyenhancesstudents’leaingmotivation，self-directedleaingskils，andpracticalaplicationabilities， providing valuable insights for computer education reform in agricultural institutions.

Keywords：blendedleaming；computationalthinking;innovationcapability；agriculturaluniversity；fundamentalcomputer courses

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，計算機技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、管理與決策等領(lǐng)域，農(nóng)業(yè)信息化、智能化進程加快，對農(nóng)業(yè)院校人才培養(yǎng)提出了更高要求。計算思維作為信息時代的核心能力之一，不僅是解決復(fù)雜問題的重要工具，也是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)。然而，目前農(nóng)業(yè)院校的計算機基礎(chǔ)課程仍存在教學(xué)內(nèi)容與農(nóng)業(yè)實踐脫節(jié)、理論與應(yīng)用結(jié)合不緊密、教學(xué)方式單一等問題，難以有效培養(yǎng)學(xué)生的計算思維和創(chuàng)新能力[1]。

混合式教學(xué)模式（BlendedLearning）作為一種線上與線下相結(jié)合的教學(xué)方式，為計算機基礎(chǔ)教育改革提供了新的思路。本研究基于混合式教學(xué)，構(gòu)建線上自學(xué)與線下實踐相結(jié)合的課程體系，采用問題驅(qū)動學(xué)習(xí)（PBL）策略3-4，通過智慧農(nóng)業(yè)案例提升學(xué)生的計算思維與創(chuàng)新能力。研究結(jié)果表明，該模式能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、實踐能力和自主學(xué)習(xí)能力，為農(nóng)業(yè)院校計算機課程改革提供了有力支持。研究的成果可為后續(xù)教學(xué)優(yōu)化提供借鑒，并推動農(nóng)業(yè)院校計算機教育的持續(xù)發(fā)展。

1混合式教學(xué)模式與農(nóng)業(yè)院校計算機教育

1.1混合式教學(xué)模式的概念與發(fā)展

混合式教學(xué)是一種結(jié)合線上和線下教學(xué)資源，綜合利用現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)的教學(xué)模式。其核心思想是發(fā)揮線上學(xué)習(xí)的靈活性與資源豐富性，同時保持線下面授的互動性與實踐性，以提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果。自20世紀90年代以來，混合式教學(xué)逐步發(fā)展，并在全球高等教育領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。研究表明，混合式教學(xué)可以有效提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和問題解決能力，同時增強教學(xué)過程中的互動性和個性化體驗。

在計算機教育領(lǐng)域，混合式教學(xué)模式得到了積極推廣。許多高校借助慕課（MOOC）微課、虛擬實驗室等在線資源，使學(xué)生可以隨時隨地進行理論知識學(xué)習(xí)，并通過課堂互動、案例分析、實驗操作等環(huán)節(jié)鞏固知識8。然而，傳統(tǒng)混合式教學(xué)模式主要以計算機專業(yè)課程為主，對于農(nóng)業(yè)院校的計算機基礎(chǔ)課程，其應(yīng)用仍處于探索階段。如何在農(nóng)業(yè)院校中合理引入混合式教學(xué)，使其更好地服務(wù)于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)，是本研究的核心問題之一。

1.2農(nóng)業(yè)院校計算機基礎(chǔ)教育的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

農(nóng)業(yè)院校的計算機基礎(chǔ)課程主要面向非計算機專業(yè)學(xué)生，課程目標是培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)、計算思維和基本編程能力，使其能夠在農(nóng)業(yè)實踐中運用計算機技術(shù)。然而，目前的教學(xué)模式存在以下主要問題。

1）課程內(nèi)容與農(nóng)業(yè)實踐結(jié)合度低。多數(shù)農(nóng)業(yè)院校的計算機基礎(chǔ)課程仍以通用計算機知識為主，如操作系統(tǒng)、編程基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等，而缺乏與農(nóng)業(yè)相關(guān)的案例和實踐，使學(xué)生難以理解計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用價值。

2）教學(xué)方式傳統(tǒng)，學(xué)生計算思維培養(yǎng)不足。目前的教學(xué)方法仍以課堂講授為主，實踐環(huán)節(jié)較少，導(dǎo)致學(xué)生缺乏動手能力和計算思維訓(xùn)練，難以將所學(xué)知識應(yīng)用于農(nóng)業(yè)問題的解決。

3）教學(xué)資源利用不足，學(xué)習(xí)方式缺乏靈活性。盡管在線課程資源豐富，但農(nóng)業(yè)院校的計算機課程仍以線下教學(xué)為主，未能充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，導(dǎo)致教學(xué)方式單一，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，個性化學(xué)習(xí)需求難以滿足。

上述問題使得農(nóng)業(yè)院校的計算機基礎(chǔ)教育難以有效提升學(xué)生的計算思維和創(chuàng)新能力，影響其在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用能力。因此，亟需探索一種更加高效的教學(xué)模式，以改善當(dāng)前的教學(xué)現(xiàn)狀，提高教學(xué)質(zhì)量。

1.3混合式教學(xué)在農(nóng)業(yè)院校計算機教育中的應(yīng)用優(yōu)勢

針對農(nóng)業(yè)院校計算機基礎(chǔ)課程的特點，混合式教學(xué)模式具有以下顯著優(yōu)勢。

1）增強理論學(xué)習(xí)的靈活性。通過在線平臺提供課程視頻、教學(xué)PPT、實驗指導(dǎo)等資源，學(xué)生可以根據(jù)自身進度進行學(xué)習(xí)，提升學(xué)習(xí)的自主性和針對性。

2）提升實踐能力和培養(yǎng)計算思維。線上理論學(xué)習(xí)完成后，線下課程重點安排實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，如編程實驗、案例分析、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)處理等，幫助學(xué)生在實踐中理解和運用計算機技術(shù)。

3）促進教學(xué)互動，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣?；旌鲜浇虒W(xué)利用線上討論區(qū)、虛擬實驗、在線測評等手段，提高師生互動頻率，使學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)過程中隨時獲得教師的指導(dǎo)和反饋。

4）推動課程內(nèi)容與農(nóng)業(yè)應(yīng)用結(jié)合。通過引入智慧農(nóng)業(yè)案例，如精準農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、無人機植保等，使計算機課程更貼近農(nóng)業(yè)應(yīng)用場景，提高學(xué)生的實際應(yīng)用能力。

綜合來看，混合式教學(xué)模式能夠有效解決農(nóng)業(yè)院校計算機基礎(chǔ)課程在內(nèi)容、方法和資源利用等方面的不足，提高學(xué)生的計算思維和創(chuàng)新能力。本研究基于混合式教學(xué)理念，設(shè)計并實施了符合農(nóng)業(yè)院校特點的計算機課程改革方案，以期推動農(nóng)業(yè)信息化人才的培養(yǎng)

2基于混合式教學(xué)的課程體系設(shè)計

2.1線上線下融合的教學(xué)模式

為了有效提升農(nóng)業(yè)院校學(xué)生的計算思維與創(chuàng)新能力，本研究基于混合式教學(xué)模式，構(gòu)建了線上線下融合的課程體系。該模式充分利用線上課程的靈活性和資源豐富性，同時結(jié)合線下實踐教學(xué)，確保學(xué)生能夠在實際操作中鞏固所學(xué)知識。

1）線上自主學(xué)習(xí)：建立數(shù)字化教學(xué)資源，包括MOOC課程、微課、教學(xué)視頻、在線測驗和案例庫，使學(xué)生能夠自主學(xué)習(xí)計算機基礎(chǔ)知識，如編程語言、數(shù)據(jù)分析、農(nóng)業(yè)人工智能等內(nèi)容。此外，線上平臺設(shè)有互動討論區(qū)，學(xué)生可以隨時提問，促進師生交流

2）線下案例實踐：線下教學(xué)環(huán)節(jié)主要以案例教學(xué)、實驗操作和小組討論為主。通過引入智慧農(nóng)業(yè)案例，如物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測作物生長、無人機農(nóng)業(yè)植保、精準灌溉系統(tǒng)等，使學(xué)生在實踐中理解計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。

3）線上線下互補：線上課程側(cè)重知識講解和自主學(xué)習(xí)，線下教學(xué)則通過案例分析、編程實踐、小組項目等環(huán)節(jié)強化學(xué)生的動手能力。教師通過線上學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析學(xué)生學(xué)習(xí)進度，在線下教學(xué)時針對性地提供輔導(dǎo)，以提高教學(xué)效率[]。

這種線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式不僅優(yōu)化了教學(xué)資源配置，還提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和應(yīng)用能力，增強了課程的針對性和實踐性。

2.2計算機基礎(chǔ)課程與農(nóng)業(yè)應(yīng)用的融合

農(nóng)業(yè)院校計算機基礎(chǔ)課程的核心目標是培養(yǎng)學(xué)生將計算機技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理的能力[12]。因此，本研究在課程體系設(shè)計中，重點引入農(nóng)業(yè)相關(guān)案例，使學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)過程中理解計算機知識的實際應(yīng)用價值。

1）課程內(nèi)容優(yōu)化：在傳統(tǒng)計算機基礎(chǔ)課程（如C語言編程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫管理等）的基礎(chǔ)上，引入農(nóng)業(yè)人工智能、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分析、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)，拓展學(xué)生的知識體系，使其更好地適應(yīng)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。

2）農(nóng)業(yè)案例教學(xué)：精選農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的計算機應(yīng)用案例，如基于傳感器的土壤水分監(jiān)測系統(tǒng)、智能溫室控制系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)機械自動化導(dǎo)航等，作為課程內(nèi)容的一部分。案例教學(xué)能夠幫助學(xué)生在真實農(nóng)業(yè)應(yīng)用場景中理解計算機技術(shù)的作用，提升學(xué)習(xí)興趣和實踐能力。

3）項目式學(xué)習(xí)：采用PBL方式，以農(nóng)業(yè)實際問題為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生使用計算機技術(shù)進行分析和解決。例如，學(xué)生可以通過編程設(shè)計一個農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測系統(tǒng)，或利用數(shù)據(jù)分析方法優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理決策。這種方式不僅培養(yǎng)了學(xué)生的計算思維，也提升了其創(chuàng)新能力。

通過將計算機基礎(chǔ)知識與農(nóng)業(yè)應(yīng)用深度融合，學(xué)生能夠更直觀地理解計算機技術(shù)的價值，增強其在農(nóng)業(yè)信息化領(lǐng)域的實踐能力和創(chuàng)新意識。

2.3以PBL方式培養(yǎng)計算思維

計算思維的核心在于問題分析、邏輯推理、算法設(shè)計和問題解決能力。為了在教學(xué)過程中強化計算思維培養(yǎng)，本研究將PBL作為教學(xué)策略之一，通過實際農(nóng)業(yè)問題驅(qū)動學(xué)生進行計算機技術(shù)應(yīng)用探索。

1）問題設(shè)定：教師在教學(xué)過程中設(shè)置貼近農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際的計算機應(yīng)用問題，如“如何利用數(shù)據(jù)分析優(yōu)化農(nóng)作物施肥策略”“如何設(shè)計一個智能化畜禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)\"等，引導(dǎo)學(xué)生思考如何使用計算機技術(shù)解決問題。

2）團隊合作與探索：學(xué)生以小組形式開展項目研究，通過查閱文獻、數(shù)據(jù)分析、算法編程等方式，共同探索和解決問題。在這一過程中，教師提供必要的技術(shù)指導(dǎo)，并通過線上線下討論環(huán)節(jié)給予反饋和建議。

3）成果展示與評估：學(xué)生完成項自后，以報告、代碼演示或系統(tǒng)原型展示等形式匯報成果，并通過課堂討論進行互評。教師結(jié)合學(xué)生的創(chuàng)新性、計算思維能力和實踐操作能力進行綜合評估。

采用PBL教學(xué)方式，不僅能夠增強學(xué)生的計算思維能力，還能夠提升其團隊協(xié)作能力和問題解決能力，使他們在未來農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展中具備更強的競爭力。

綜上，本研究設(shè)計的混合式教學(xué)體系，以線上線下結(jié)合的方式優(yōu)化教學(xué)過程，通過農(nóng)業(yè)案例教學(xué)實現(xiàn)計算機課程內(nèi)容與農(nóng)業(yè)應(yīng)用的深度融合，并采用PBL方式強化計算思維培養(yǎng)。這種教學(xué)模式為農(nóng)業(yè)院校計算機基礎(chǔ)課程改革提供了可行的路徑，有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、實踐能力和創(chuàng)新思維，為農(nóng)業(yè)信息化人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

3教學(xué)實施與成效分析

3.1教學(xué)實施過程

本研究在電氣與信息學(xué)院計算機基礎(chǔ)課程中開展混合式教學(xué)改革，具體實施過程如下。

1）線上資源建設(shè)：建立數(shù)字化教學(xué)平臺，提供計算機基礎(chǔ)知識的在線課程，包括編程基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫管理等內(nèi)容。同時，增設(shè)農(nóng)業(yè)信息化相關(guān)課程模塊，如農(nóng)業(yè)人工智能、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、精準農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分析等，使學(xué)生能夠自主學(xué)習(xí)，并結(jié)合農(nóng)業(yè)實際需求深化理解。

2）線下案例教學(xué)：在課堂教學(xué)中，采用農(nóng)業(yè)案例驅(qū)動學(xué)習(xí)模式，如智能溫室控制、無人機植保、農(nóng)業(yè)傳感器數(shù)據(jù)分析等，讓學(xué)生在實際應(yīng)用場景中掌握計算機知識。通過實驗操作、小組討論和教師指導(dǎo)，促進學(xué)生知識的應(yīng)用與遷移。

3）PBL項目實踐：圍繞智慧農(nóng)業(yè)中的實際問題，如\"如何利用Python分析農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)\"“如何基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)農(nóng)作物遠程監(jiān)測”等，引導(dǎo)學(xué)生運用計算機技術(shù)進行問題分析與解決。學(xué)生以小組為單位完成項目，最終通過代碼演示、系統(tǒng)原型展示或數(shù)據(jù)分析報告的方式提交成果。

4過程性評價與改進：采用課堂測評、在線測試、小組討論等方式，對學(xué)生的學(xué)習(xí)進度進行跟蹤，教師依據(jù)學(xué)習(xí)反饋調(diào)整教學(xué)策略。同時，學(xué)生可通過在線問卷或課堂反饋提出建議，以優(yōu)化課程設(shè)計。

通過線上線下融合的教學(xué)模式，學(xué)生可以在課堂之外自主學(xué)習(xí)計算機理論知識，并在課堂上進行案例實踐和問題解決，從而增強計算思維和創(chuàng)新能力。

3.2 計算思維與創(chuàng)新能力提升評估

為了驗證混合式教學(xué)模式對計算思維和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的成效，本研究采用定量與定性結(jié)合的方法進行評估[13]。

1）量化評估：在教學(xué)實施前后，分別對實驗班（采用混合式教學(xué)模式）和對照班（采用傳統(tǒng)教學(xué)模式）的學(xué)生進行計算思維能力測試，評估學(xué)生在算法設(shè)計、編程能力、數(shù)據(jù)分析能力等方面的提升幅度。同時，通過問卷調(diào)查收集學(xué)生對計算機知識理解度、學(xué)習(xí)興趣及應(yīng)用能力的變化情況。

2）課堂觀察與訪談：通過課堂記錄、學(xué)生討論情況、項目展示等觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度。此外，針對部分學(xué)生進行訪談，了解他們對混合式教學(xué)模式的體驗感受及對計算機課程的興趣變化。

3）項目成果評估：分析學(xué)生在PBL項目中的表現(xiàn)，包括問題分析能力、編程實現(xiàn)能力、團隊協(xié)作能力等，評價其計算思維和創(chuàng)新能力的發(fā)展情況。

研究結(jié)果顯示，實驗班學(xué)生在計算思維測試中的平均得分較對照班提高了 15% 以上，尤其在算法設(shè)計、編程邏輯思維和數(shù)據(jù)分析能力方面有明顯提升。此外，學(xué)生對計算機課程的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力均有較大提高，說明混合式教學(xué)模式能夠有效促進計算思維的培養(yǎng)。

3.3學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與自主學(xué)習(xí)能力分析

傳統(tǒng)計算機基礎(chǔ)課程以理論講授為主，學(xué)生容易缺乏興趣，學(xué)習(xí)效果有限?；旌鲜浇虒W(xué)模式的實施，使教學(xué)內(nèi)容更加貼近農(nóng)業(yè)應(yīng)用，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力，具體體現(xiàn)在以下幾個方面。

1）學(xué)習(xí)興趣提升：通過引入農(nóng)業(yè)案例，如\"農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)分析與預(yù)測”“智能灌溉系統(tǒng)的算法優(yōu)化”等，使學(xué)生能夠?qū)⒂嬎銠C技術(shù)與農(nóng)業(yè)實踐相結(jié)合，增強課程的現(xiàn)實感和實用性。調(diào)查結(jié)果顯示， 80% 以上的學(xué)生認為案例教學(xué)使課程內(nèi)容更加生動，提高了其學(xué)習(xí)動力。

2自主學(xué)習(xí)能力增強：線上課程資源的開放性，使學(xué)生能夠根據(jù)個人進度靈活學(xué)習(xí)，并在課堂上進行針對性提問和討論。數(shù)據(jù)顯示， 70% 以上的學(xué)生認為線上學(xué)習(xí)使他們更容易掌握課程知識，并有助于培養(yǎng)自學(xué)能力。

3）學(xué)習(xí)行為變化：課堂觀察發(fā)現(xiàn)，采用混合式教學(xué)后，學(xué)生主動參與課堂討論、團隊合作解決問題的比例顯著提高，而被動聽講的情況減少，反映出學(xué)習(xí)主動性的增強。

綜上，混合式教學(xué)模式不僅優(yōu)化了農(nóng)業(yè)院校計算機課程的教學(xué)內(nèi)容和方法，還有效提升了學(xué)生的計算思維、創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力，為農(nóng)業(yè)院校計算機基礎(chǔ)教育的改革提供了可行方案。未來，可進一步擴展課程資源，優(yōu)化案例教學(xué)設(shè)計，深化混合式教學(xué)模式在農(nóng)業(yè)信息化人才培養(yǎng)中的應(yīng)用。

4結(jié)束語

研究針對農(nóng)業(yè)院校計算機基礎(chǔ)課程中存在的理論與實踐脫節(jié)、教學(xué)模式單一、計算思維培養(yǎng)不足等問題，提出并實施了一種基于混合式教學(xué)的教學(xué)改革方案。通過線上線下融合、農(nóng)業(yè)案例引導(dǎo)、PBL等方式，優(yōu)化課程體系，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升其計算思維和創(chuàng)新能力。

研究結(jié)果表明，混合式教學(xué)模式能夠有效提高學(xué)生的計算思維培養(yǎng)質(zhì)量，促進其知識應(yīng)用能力和實踐操作能力的發(fā)展。通過農(nóng)業(yè)相關(guān)案例的引入，學(xué)生能夠更直觀地理解計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用價值，增強對課程內(nèi)容的興趣。此外，PBL教學(xué)方式促使學(xué)生主動探索問題，提高了解決復(fù)雜問題的能力，同時也增強了團隊合作意識。數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，接受混合式教學(xué)的學(xué)生在計算思維測試、編程能力、問題解決能力等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)模式下的學(xué)生。

本研究為農(nóng)業(yè)院校計算機教學(xué)改革提供了實踐經(jīng)驗和理論依據(jù)，有助于推動智慧農(nóng)業(yè)背景下的信息化人才培養(yǎng)。未來，通過持續(xù)優(yōu)化和推廣該教學(xué)模式，可進一步提升農(nóng)業(yè)院校計算機教育的質(zhì)量和成效，為我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供有力支撐

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