基于物聯(lián)網(wǎng)技術的高職特種蔬菜生產(chǎn)技術課程改革與實踐

劉萍　李麗　徐月明

摘要根據(jù)揚州市職業(yè)大學園藝技術專業(yè)特種蔬菜生產(chǎn)技術課程教學實踐中存在的問題，從課程標準、教學內(nèi)容、教學方法與手段、實驗教學，特別是基于物聯(lián)網(wǎng)技術的自主實踐學習等方面探討了該課程的教學改革與創(chuàng)新。通過改革激發(fā)了學生學習的主動性和積極性，增強了學生的專業(yè)技能，使該課程的教學效果得到明顯提升。

關鍵詞物聯(lián)網(wǎng)技術；特種蔬菜生產(chǎn)技術；教學改革；實踐能力；自主學習

中圖分類號S-01文獻標識碼A文章編號0517-6611（2018）25-0226-03

Reform and Practice of Special Vegetable Production Technology Curriculum in Higher Vocational Colleges Based on Internet of Things Technology

LIU Ping， LI Li， XU Yueming et al

（Yangzhou Polytechnic College/Engineering Research Center for Agricultural Security and Environmental Protection of Jiangsu Province，Yangzhou，Jiangsu 225009）

AbstractAccording to the existing problems in the teaching practice of special vegetable production technology curriculum in Yangzhou Polytechnic College， the teaching reform and innovation of this course were discussed from the aspects of curriculum standards， teaching content， teaching methods and means， experimental teaching， especially the independent practical learning based on the technology of internet of things. Through reform， students learning initiative and enthusiasm have been stimulated， and their professional skills have been enhanced. The teaching effect of this course has been significantly improved.

Key wordsInternet of things technology；Special vegetable production technology；Teaching reform；Practical ability；Autonomous learning

特種蔬菜是指在一定時間、地域條件下比較名貴、優(yōu)質(zhì)或供特殊需要的一類蔬菜。在不同時期，特種蔬菜包含的范圍有其不同的內(nèi)涵。也有專家指出：所謂“特種蔬菜”是指從國外引進的“西菜”和我國某些地區(qū)的名、特、優(yōu)、新蔬菜[1]。特種蔬菜生產(chǎn)技術課程是揚州市職業(yè)大學園藝技術專業(yè)的一門專業(yè)選修課程，是研究特種蔬菜生產(chǎn)技術，實現(xiàn)蔬菜生產(chǎn)、環(huán)境調(diào)控以及各項技術間的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，達到安全、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的應用型課程。

農(nóng)業(yè)種植類課程與其他學科課程一樣，分學期、有規(guī)定課時[2-6]，但植物生產(chǎn)過程是連續(xù)不間斷的，因此實踐教學環(huán)節(jié)要取得良好的效果，課時之外的良好栽培管理就不能間斷。因此，采用創(chuàng)新的教學手段促進了學生的自主學習、主動實踐能力。目前，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)技術的融合，打破了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)澆水、施肥、打藥，憑經(jīng)驗、較模糊的做法，利用設施控制系統(tǒng)，運用物聯(lián)網(wǎng)溫、濕度傳感器、二氧化碳傳感器、酸堿度感應器、光感應器等設備，檢測環(huán)境中的溫度、空氣相對濕度、二氧化碳濃度、酸堿度、光強等參數(shù)，再通過各種儀器、儀表實時顯示或作為自動控制的參變量參與到自動控制中，并且利用網(wǎng)絡客戶端、手機APP客戶端，并通過無線（GPRS）方式直接將相關數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)信息中心，控制平臺進行數(shù)據(jù)處理，此后通過公共網(wǎng)路或移動運營商將信息發(fā)送到種植戶的手機或電腦里，這樣種植戶就可以通過電腦或手機查閱信息[7-8]。該生產(chǎn)方式與科學的管理制度相結合，實現(xiàn)了實時監(jiān)控、精準管理、溯源管理、遠程控制和智能決策，是精準農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)的重要組成。由此可見，利用校外實訓基地的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的數(shù)據(jù)、圖像等信息傳輸?shù)揭苿邮謾CAPP客戶端，提高學生自主發(fā)現(xiàn)、分析和解決生產(chǎn)實際問題的能力，激發(fā)學生自主學習能力，提高實踐水平，盡早與生產(chǎn)對接，是十分可行的做法。這樣能夠解決校內(nèi)教學資源有限、學生自主學習動力不足、常規(guī)教學資源內(nèi)容枯燥，學生自學效果差以及假期學習中斷等問題。

因此，基于物聯(lián)網(wǎng)技術，如何改革、調(diào)整與創(chuàng)新特種蔬菜生產(chǎn)技術課程體系，使其適應現(xiàn)代設施農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)和精準農(nóng)業(yè)的發(fā)展，并培養(yǎng)基本功扎實的創(chuàng)新型農(nóng)業(yè)人才，是人們關注的問題。筆者以揚州市職業(yè)大學園藝技術專業(yè)開設的特種蔬菜生產(chǎn)技術為例，結合教學實踐中發(fā)現(xiàn)的問題，基于物聯(lián)網(wǎng)技術，從課程標準、教學內(nèi)容、教學方法與手段、實驗教學，特別是基于物聯(lián)網(wǎng)技術的自主實踐手段等方面探討了該課程的教學改革與創(chuàng)新。

1制定課程質(zhì)量標準

根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標中“掌握園藝植物生產(chǎn)技術的理論知識與實踐技能，能在園藝企業(yè)生產(chǎn)、建設、管理、服務部門從事園藝專業(yè)相關工作的高素質(zhì)技術技能應用型專門人才”的要求，結合就業(yè)崗位（即蔬菜生產(chǎn)公司和現(xiàn)代化園藝場技術員和管理者）的任職要求以及蔬菜園藝工的技能要求，借鑒國家精品課程、其他栽培類課程的教學經(jīng)驗和做法，并結合園藝技術專業(yè)蔬菜生產(chǎn)技術的課程體系與結構，調(diào)整并優(yōu)化教學大綱，制訂適合高職園藝技術專業(yè)的課程質(zhì)量標準。按照新制定的教學大綱和課程質(zhì)量標準培養(yǎng)的學生在掌握蔬菜栽培技術的基礎上，能夠從事特種蔬菜生產(chǎn)、管理技能，并在教學過程中貫穿與人溝通、與人交流、解決問題等職業(yè)核心能力的培養(yǎng)。內(nèi)容突出重點，同時將學科前沿發(fā)展、智能農(nóng)業(yè)發(fā)展與實際生產(chǎn)結合起來，并利用校內(nèi)外實訓基地的物聯(lián)網(wǎng)技術培養(yǎng)學生自主學習與實踐，提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

2調(diào)整教學內(nèi)容

在教學實踐中，為了避免該課程的教學內(nèi)容與其他課程（如蔬菜生產(chǎn)技術）內(nèi)容重復，缺乏新意，在蔬菜生產(chǎn)技術課程的基礎上開設32課時；教學內(nèi)容上，根菜類選取牛蒡、美洲防風、紅菜頭；白菜類選取紫菜苔；甘藍類選取紫甘藍、芥藍、抱子甘藍；綠葉類選取紫背天葵、薄荷；生菜、蔞蒿；薯芋類選取魔芋；茄果類選取觀賞番茄、彩椒；瓜類選取佛手瓜、四棱豆、蛇瓜；雜類選取甜、糯玉米的最新栽培技術（常規(guī)包括品種選擇、播前種子處理、播種方式與播種量、栽培季節(jié)、整地作畦施肥、育苗技術、定植、植株調(diào)整、水肥管理、植物生長調(diào)節(jié)劑應用、病蟲害綜合防治、收獲等），要求學生系統(tǒng)掌握特種蔬菜栽培管理的基本概念、理論、技術和操作技能。

從以下4個方面對課程內(nèi)容和結構進行調(diào)整。第一，增加當?shù)貧夂?、土壤特點等內(nèi)容，分析當?shù)厝说娘嬍沉晳T，增加特種蔬菜的發(fā)展與當?shù)厝说娘嬍沉晳T、當?shù)剞r(nóng)戶的種植習慣、生產(chǎn)力水平等的關系以及影響特種蔬菜新品種推廣的因素、特種蔬菜新資源開發(fā)等內(nèi)容。第二，增加植物工廠生產(chǎn)技術（如工廠化育苗技術、不同光質(zhì)對育苗的影響），現(xiàn)代設施生產(chǎn)前沿知識和相關研究，如設施無土栽培技術，特別是固體基質(zhì)混配、營養(yǎng)液配制、使用與管理等，使學生了解特種蔬菜栽培及至現(xiàn)代蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前沿，了解當?shù)卦O施特種蔬菜栽培的特點與優(yōu)勢。第三，增加特種蔬菜栽培設施環(huán)境調(diào)控內(nèi)容，減少單純蔬菜生產(chǎn)技術等在栽培類課程中重復較多的內(nèi)容。園藝技術專業(yè)前期開設了蔬菜生產(chǎn)技術總論及各論等課程，學生對蔬菜生產(chǎn)相關知識已有較多了解，如育苗、整地施基肥等，而對設施環(huán)境調(diào)控相關內(nèi)容不夠熟悉。因此，課程內(nèi)容選取上緊跟當前設施栽培前沿，更側重設施環(huán)境中生產(chǎn)特種蔬菜的知識的講授、注重設施調(diào)控技術。第四，注重將該課程領域的研究動態(tài)、生產(chǎn)上的新技術與教學內(nèi)容結合，不斷更新教學內(nèi)容，確保教學內(nèi)容與技術革新同步，改善教學效果，提高教學質(zhì)量。通過以上改革，有助于學生形成現(xiàn)代農(nóng)業(yè)環(huán)境工程、生產(chǎn)技術、設施調(diào)控相互協(xié)調(diào)的完善知識體系。

3運用現(xiàn)代信息技術等多種教學方法與手段，提升教學效果

以往的教學過程中存在教學模式單一、教學方法落后，尤其是以教師為中心的填鴨式教學等問題，學生大多被動接受，缺乏學習的能動性和自主性，導致教學效果不佳，學生學習動力不足。因此，在教學方法和手段的改革上，堅持“以學生為主體，以教師為主導”，靈活運用多種教學方法與現(xiàn)代教育技術手段，改變傳統(tǒng)的教學模式與方法，激發(fā)學生的興趣和主動探索欲望，強化其自主學習能力，鼓勵學生創(chuàng)新。同時，注重實際生產(chǎn)與理論知識的有機結合，培養(yǎng)學生獨立分析問題與解決問題的能力。

3.1增加問題導向教學

問題導向教學是一種教學雙方直接參與，共同對問題進行研究和討論的一種開放、合作的教學方式，它可以促進教學過程中的師生互動和生生互動。特種蔬菜生產(chǎn)技術是一門應用型課程，單純的理論講解枯燥乏味且比較抽象，學生缺乏興趣且難以理解掌握。僅掌握理論知識，在遇到生產(chǎn)實際問題時不能有效解決。因此，在教學過程中，結合典型生產(chǎn)案例或生產(chǎn)實際問題，與學生分析、討論，讓學生觀察和思考現(xiàn)實生產(chǎn)問題，并根據(jù)所學理論提出解決問題的方法，達到理論聯(lián)系實際的教學目的。

3.2開設專題教學

適時安排幾個專題，如設施栽培新領域與新技術，包括休閑農(nóng)業(yè)與蔬菜生產(chǎn)、固體栽培技術、水培技術、特種蔬菜水肥一體化技術等內(nèi)容，介紹發(fā)展前沿與新技術成果。這樣既能培養(yǎng)學生的專業(yè)素養(yǎng)，又能提高他們不斷思考學科之間、課程之間的交叉融合對蔬菜產(chǎn)業(yè)的作用。

3.3增加基于物聯(lián)網(wǎng)技術的課外教學，促進學生自主學習

作物生產(chǎn)是一個連續(xù)、不間斷的過程，利用校外實訓基地物聯(lián)網(wǎng)技術的視頻圖像實時監(jiān)控系統(tǒng)、遠程控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等。在設施內(nèi)特種蔬菜生產(chǎn)的關鍵季節(jié)，特別是反季節(jié)生產(chǎn)的越冬茬栽培和早春、秋延后栽培的冬季和早春季節(jié)，作為重點監(jiān)控時段，突破課時和課堂的限制，實時學習，當手機終端或電腦上監(jiān)測的數(shù)據(jù)出現(xiàn)信息異常警示時，以生產(chǎn)中實際問題為導向，制定教學方案，以學生為主體，教師引導，通過分組討論、查閱資料、與校外實訓基地的教師遠程交流，解決設施內(nèi)水肥澆灌問題、溫度控制、光照控制以及病蟲害問題。然后，再讓學生根據(jù)解決這一問題涉及的相關知識，通過參考教材、查閱文獻和資料等，歸納總結相關知識點，并準備 5～10 min 的 PPT 在課堂與大家分享。通過各方交流提高學生與人溝通、團隊合作、解決問題的綜合能力，培養(yǎng)學生主動學習的意識和能力，增強其對所學知識的理解，同時能鍛煉學生的歸納總結能力、語言組織和表達能力等。盡早讓學生與生產(chǎn)對接，為后續(xù)頂崗實習、就業(yè)等打下基礎。此外，還能開發(fā)學生批判性思維，發(fā)揮學生學習的主動性與創(chuàng)造性，也可以進一步強化學生校外實訓基地的實踐功能。

4改革實驗教學，增加學生學習的自主性

第一，改變傳統(tǒng)的實驗教學，減少驗證性實驗，開設綜合性和設計性試驗，完成由實驗到試驗的轉變，創(chuàng)建開放式實驗教學體系。把學生分成若干小組，要求每個小組根據(jù)課程內(nèi)容獨立設計一個主題試驗，然后查閱文獻和資料，設計試驗思路，制訂切實可行的試驗內(nèi)容與方案，進行過程和結果考核；第二，縮減傳統(tǒng)特種蔬菜栽培技術的內(nèi)容（有些在其他栽培課程已涉及），增加設施環(huán)境調(diào)控的相關實驗內(nèi)容，如設施內(nèi)小氣候監(jiān)測、變化規(guī)律和調(diào)控，營養(yǎng)液配制管理與施用等；第三，畢業(yè)論文需開展的試驗也可結合在該課程栽培試驗進行，可作為預備試驗提前開展，為后續(xù)畢業(yè)論文答辯打下基礎。通過這種方式，極大地激發(fā)了學生的自主性，培養(yǎng)了學生的科研思維以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

5結語

特種蔬菜生產(chǎn)技術課程的開設在培養(yǎng)適應我國設施農(nóng)業(yè)發(fā)展需要的創(chuàng)新型農(nóng)業(yè)人才方面具有重要意義。以學生為主體，以新型職業(yè)農(nóng)民素養(yǎng)為目標，以提升技能為核心，堅持產(chǎn)學研相結合的教學，從課程標準、教學內(nèi)容、教學方法與手段、實驗教學等方面積極探索該課程的的教學改革與創(chuàng)新。特別是利用現(xiàn)代信息技術，增加基于物聯(lián)網(wǎng)技術的課外自主學習實踐，拓展了課程的深度和廣度，打破了課時、學期、場地、案例等的局限，激發(fā)了學生學習的主動性和積極性，課程的教學質(zhì)量和效果有了明顯提升。但一門課程的教學改革是一個長期開發(fā)、不斷完善的過程，在今后的教學過程中，應根據(jù)智慧農(nóng)業(yè)、精準農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求，根據(jù)新型職業(yè)農(nóng)民的具體要求，不斷完善本課程的教學改革，切實提高園藝技術專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

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