園藝機(jī)械與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

唐明祥 丁雪梅 張?chǎng)紊? 溫海嬌 席景會(huì)

[摘要]在《園藝機(jī)械與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核方式等方面進(jìn)行了全面改革。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在有利于提高學(xué)生上課的興趣，有利于培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、分析問題、解決問題的能力，尤其是有利于提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，還能提高學(xué)生的語言表達(dá)能力和邏輯思維能力。

[關(guān)鍵詞]園藝機(jī)械與應(yīng)用； 實(shí)驗(yàn)教學(xué)； 翻轉(zhuǎn)課堂； 數(shù)據(jù)分析； 大學(xué)教學(xué)

[中圖分類號(hào)]G642.0[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]10054634（2018）020092040引言

《園藝機(jī)械與應(yīng)用》是園藝專業(yè)的一門專業(yè)性和應(yīng)用性極強(qiáng)的專業(yè)選修課，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)是重要環(huán)節(jié)，能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力，提高綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的能力。本文以園藝專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)為基礎(chǔ)，根據(jù)吉林大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院教學(xué)的實(shí)際情況并結(jié)合筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)《園藝機(jī)械與應(yīng)用》課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行改革與探討。

1《園藝機(jī)械與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題1） 從師資力量及學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)看。任課教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足，尤其是對(duì)這門課程涉及的園林機(jī)械、草坪養(yǎng)護(hù)機(jī)械等沒有實(shí)踐經(jīng)歷；該課程的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)很少，僅僅6學(xué)時(shí)，只能采取講授示范的方法進(jìn)行；學(xué)生沒有機(jī)械制圖、機(jī)械原理、機(jī)械零件、工程力學(xué)等機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)課的知識(shí)，不像農(nóng)機(jī)專業(yè)的學(xué)生利用PPT中的各種教學(xué)圖片、機(jī)械專用名詞術(shù)語等就能較快地進(jìn)入角色，教學(xué)進(jìn)度比較快，教學(xué)效果也比較好，而對(duì)于園藝專業(yè)的學(xué)生，教學(xué)實(shí)踐證明，即使用這類簡(jiǎn)單的教學(xué)手段，他們也難以對(duì)機(jī)械零件的立體結(jié)構(gòu)、機(jī)器的整體連接形成清晰的認(rèn)識(shí)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)更是如此了，從而造成課堂效率不高[1]。

2） 從實(shí)驗(yàn)設(shè)備和教學(xué)方式、方法看。由于投入的資金不足，存在實(shí)驗(yàn)室設(shè)備臺(tái)套數(shù)少（幾乎都是單臺(tái)套）以及設(shè)備不全、設(shè)備陳舊等問題，這就使得教學(xué)的針對(duì)性不強(qiáng)，教學(xué)效果差，從而影響了學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣和積極性[2，3]；由于受課時(shí)和實(shí)驗(yàn)條件的限制，實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)方法主要采取講解示范的方式，基本上沒有時(shí)間由學(xué)生親手操作，這種情況嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量的提高。

2“園藝機(jī)械與應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

2.1合理調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

《園藝機(jī)械與應(yīng)用》共設(shè)3個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，6學(xué)時(shí)，其中第一個(gè)實(shí)驗(yàn)為內(nèi)燃機(jī)拖拉機(jī)的使用；第二個(gè)實(shí)驗(yàn)為耕整地機(jī)械的使用與調(diào)整；第三個(gè)實(shí)驗(yàn)為草坪機(jī)械的使用與調(diào)整。這3個(gè)實(shí)驗(yàn)所涉及的機(jī)械種類比較多，而實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)比較少，3個(gè)實(shí)驗(yàn)覆蓋的面也有限，不夠典型。

鑒于上述情況，筆者對(duì)教學(xué)內(nèi)容做了相應(yīng)調(diào)整，在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中增加了氣門間隙的檢查調(diào)整、內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)兩個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；增加播種機(jī)的使用與調(diào)整作為選修實(shí)驗(yàn)，而且在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中增加了電控指夾式排種器的使用與調(diào)整綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；在第三個(gè)實(shí)驗(yàn)中增加噴頭的使用與調(diào)整綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這些內(nèi)容，尤其是增加的這些綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均在實(shí)驗(yàn)教師的指導(dǎo)之下由學(xué)生親自操作，不但提高了學(xué)生的上課積極性，同時(shí)還提高了課堂效率。

2.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的可行性

針對(duì)《園藝機(jī)械與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際情況，引入了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，該模式能從根本上解決學(xué)生人數(shù)多、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)少、實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)少等現(xiàn)實(shí)情況。具體做法是：采取分組授課，課下與課堂相結(jié)合、自學(xué)與講解相結(jié)合、現(xiàn)實(shí)與網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合、理論與實(shí)踐相結(jié)合等多種方式進(jìn)行教與學(xué)，同時(shí)采取綜合性的考核方法。實(shí)踐證明，通過這些方法與手段，《園藝機(jī)械與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革是完全可行的。

2.3采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法

1） 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法簡(jiǎn)介。來自于美國的這種新興的教學(xué)方式——“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式[46]，由于教學(xué)效果良好，已經(jīng)成為國內(nèi)外高校及教育界關(guān)注的熱點(diǎn)。翻轉(zhuǎn)課堂又名顛倒課堂，起源于美國林地公園高中的兩位化學(xué)教師。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式就是學(xué)生可以在家觀看視頻以替代教師的課堂講解，而在課堂上，主要體現(xiàn)師生之間、同學(xué)之間的互動(dòng)交流和完成練習(xí)，其最大的優(yōu)點(diǎn)是可以隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，不受時(shí)間地點(diǎn)等的限制。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在課外完成知識(shí)的傳授，在課內(nèi)完成知識(shí)的內(nèi)化，學(xué)生之間、師生之間進(jìn)行問題協(xié)作探討，在課堂上答疑并完成部分課堂練習(xí)與測(cè)試，除了通過網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行深入學(xué)習(xí)外，富有成效的面對(duì)面互動(dòng)學(xué)習(xí)活動(dòng)也是翻轉(zhuǎn)課堂最重要的價(jià)值。翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)結(jié)構(gòu)特征主要體現(xiàn)在課前學(xué)生自主學(xué)習(xí)教學(xué)資源，時(shí)間、地點(diǎn)、進(jìn)度均由學(xué)生自行掌握，課堂上教師可以一對(duì)一進(jìn)行指導(dǎo)，學(xué)生之間、師生之間進(jìn)行交流并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告[710]。

2） 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的構(gòu)建。對(duì)原來的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了必要的調(diào)整，根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式理論[11]，構(gòu)建了《園藝機(jī)械與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式（圖1）。

3） 《園藝機(jī)械與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。采用了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，《園藝機(jī)械與應(yīng)用》的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)發(fā)生了根本性的變化，即由原來的聽教師講解和觀察教師操作演示、師生之間交流、學(xué)生之間交流、課后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，轉(zhuǎn)變?yōu)椋赫n前觀看錄像、PPT、閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、預(yù)寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告、接受小測(cè)驗(yàn)等，課中主要是回答問題、做實(shí)驗(yàn)、交流及完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。整個(gè)授課過程中，交流平臺(tái)則是事先建立的QQ群或微信群。圖1“園藝機(jī)械與應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，教師的準(zhǔn)備工作主要是確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、制作PPT、建立學(xué)習(xí)交流的QQ群或微信群、準(zhǔn)備小錄像，這些小錄像一般都是根據(jù)實(shí)際進(jìn)行自編拍攝的，控制在10分鐘左右，這樣有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)學(xué)生也不會(huì)疲勞。提前將實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書發(fā)放到學(xué)生手中，便于預(yù)習(xí)、預(yù)寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在自學(xué)的過程中，學(xué)生將不會(huì)的問題記錄下來。制作的PPT具有引導(dǎo)性設(shè)計(jì)和思維的可視化設(shè)計(jì)，這樣有利于學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)有個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)和理解。另外，還可以準(zhǔn)備一些與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的知識(shí)文檔。上述這些影像資料和電子文檔資料均可以通過QQ群提前1～2周發(fā)給學(xué)生，使學(xué)生有充分的時(shí)間進(jìn)行預(yù)習(xí)。

在課堂上，采取互動(dòng)式教學(xué)。對(duì)學(xué)生進(jìn)行必要的提問，如果學(xué)生回答不上來予以解答，其次是學(xué)生向老師提問，主要是在預(yù)習(xí)過程中遇到的疑難問題，通過這個(gè)過程，學(xué)生能從中學(xué)會(huì)很多知識(shí)點(diǎn)。比如在內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)這個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)中，可以先提問學(xué)生，啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作有哪些？?jī)?nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)方式有幾種？在人力啟動(dòng)柴油機(jī)時(shí)，給學(xué)生演示或讓學(xué)生體驗(yàn)為什么搖不動(dòng)曲軸，這個(gè)問題能讓學(xué)生聯(lián)想到發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理，使學(xué)生充分理解到用手搖柄搖轉(zhuǎn)曲軸是克服壓縮行程中氣缸內(nèi)氣體被壓縮而形成的壓力對(duì)活塞頂部的作用力。在搞清楚這個(gè)問題之后，學(xué)生就很容易弄懂用手搖柄順利搖轉(zhuǎn)柴油機(jī)的曲軸必須將減壓手柄置于減壓位置，否則無法啟動(dòng)柴油機(jī)。通過這個(gè)過程更能使學(xué)生搞清楚柴油機(jī)減壓的原理，即通過一套杠桿機(jī)構(gòu)將進(jìn)氣門或排氣門或進(jìn)排氣門強(qiáng)制開啟，在壓縮行程中，在氣缸內(nèi)無法建立起壓力，從而實(shí)現(xiàn)減壓。在必要的互動(dòng)環(huán)節(jié)之后，再進(jìn)行部分實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的實(shí)踐操作，同時(shí)進(jìn)一步完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在整個(gè)授課環(huán)節(jié)中（包含課前課中），還投入了部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目研制的自制教具及錄像，比如在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)“內(nèi)燃機(jī)、拖拉機(jī)的使用”中采用了自制的小型柴油機(jī)啟動(dòng)裝置，還采用了“拖拉機(jī)常見4種故障巧排除”錄像輔助材料；在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)“耕整地機(jī)械的使用與調(diào)整”中采用了“鏵式犁”“整地的好幫手——圓盤耙”兩個(gè)錄像材料；在第三個(gè)實(shí)驗(yàn)“草坪機(jī)械的使用與調(diào)整”中采用了草坪養(yǎng)護(hù)機(jī)械、指針式噴灌機(jī)兩個(gè)錄像輔助材料，并增加一個(gè)自制設(shè)備“噴頭工作狀態(tài)實(shí)訓(xùn)裝置”；在選修實(shí)驗(yàn)“播種機(jī)的使用與調(diào)整”中增加了自制設(shè)備“電控指夾式排種器實(shí)訓(xùn)裝置”和輔助錄像材料“精播能手——?dú)馕骄懿シN機(jī)”。這些自制設(shè)備和影像輔助教材豐富了課堂內(nèi)容，激發(fā)了學(xué)生上課的積極性，提高了課堂效率。

課后，學(xué)生及時(shí)向教師提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，同時(shí)對(duì)該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出個(gè)人建議；教師及時(shí)批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)課的效果、學(xué)生反饋等對(duì)該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行全面總結(jié)，以便及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)的難易程度。

3考核方式的改革

傳統(tǒng)的考核方式是實(shí)驗(yàn)課成績(jī)按百分制記分，其中出勤率占30%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)占70%。

采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式后，實(shí)驗(yàn)課的考核也做了相應(yīng)的改革。為了改革后成績(jī)的可操作性和可行性，筆者在授課分兩大組的基礎(chǔ)之上，將每個(gè)組又分4～5個(gè)小組，保證每小組人數(shù)在5人左右，在課堂上回答問題以小組為單位，根據(jù)回答問題的積極性與準(zhǔn)確率等情況給出各小組課堂上回答問題的成績(jī)，而在QQ群中師生之間、學(xué)生之間交流這部分成績(jī)?nèi)匀皇且孕〗M為單位進(jìn)行考核，教師根據(jù)QQ平臺(tái)上的交流情況評(píng)定各小組的成績(jī)。改革后，實(shí)驗(yàn)課成績(jī)同樣按百分制記分，其中出勤率占10%、課前預(yù)寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告占15%、課堂上回答問題占25%、課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告占40%、在QQ群師生之間、學(xué)生之間交流占10%。這樣的考核方式更科學(xué)、更全面、更合理，更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性[12]，同時(shí)還能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

4教學(xué)效果評(píng)價(jià)

筆者通過在2012級(jí)園藝專業(yè)42人中采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，在2013級(jí)園藝專業(yè)57人中采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行主觀和客觀評(píng)價(jià)，對(duì)于前者依據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)，而后者依據(jù)調(diào)查問卷結(jié)果，利用SPSS19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析[13]，結(jié)果見表1。表1“園藝機(jī)械與應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果評(píng)價(jià)教學(xué)效果評(píng)價(jià)年級(jí)2012級(jí)2013級(jí)數(shù)據(jù)分析方法P值成績(jī)分?jǐn)?shù)78.7±12.3 分88.9±8.4分 獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)0.000優(yōu)秀率26.2%56.1%χ2檢驗(yàn)0.000問卷調(diào)查對(duì)教學(xué)模式的滿意度66.7%86.0%χ2檢驗(yàn)0.022對(duì)提高學(xué)習(xí)興趣的滿意度73.8%91.2%χ2檢驗(yàn)0.020對(duì)提高自學(xué)能力的滿意度71.4%89.5%χ2檢驗(yàn)0.021注： 表中實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)?yōu)槠骄怠罉?biāo)準(zhǔn)差。

正態(tài)性檢驗(yàn)結(jié)果表明，2012級(jí)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)P=0.363>0.05，2013級(jí)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)P=0.136>0.05，即均服從正態(tài)分布，可以采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。方差齊性檢驗(yàn)結(jié)果顯示，P=0.000<0.05，故方差不齊。獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，2013級(jí)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)高于2012級(jí)（P<0.05）。χ2檢驗(yàn)結(jié)果顯示，2013級(jí)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)優(yōu)秀率（≥90分），對(duì)教學(xué)模式的滿意度、對(duì)提高學(xué)習(xí)興趣的滿意度、對(duì)提高自學(xué)能力的滿意度均高于2012級(jí)（P<0.05） [14]。

5結(jié)束語

針對(duì)目前《園藝機(jī)械與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的不足，筆者在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，徹底把學(xué)生放在了課堂的主體地位。通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核方式等的全方位改革，明顯地改變了傳統(tǒng)的教學(xué)理念，不僅極大地提升了學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課的興趣和專業(yè)能力，更培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力、語言表達(dá)能力、實(shí)踐動(dòng)手能力以及邏輯思維表達(dá)能力，顯著提高了該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和質(zhì)量。在今后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要不斷更新教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與教學(xué)手段，最好 地與實(shí)踐和科研結(jié)合，將有關(guān)學(xué)科知識(shí)有效地融入到本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，從而提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，為今后從事相關(guān)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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Exploration and practice of experimental teaching reform

on horticulture machinery and application

Tang Mingxiang1， Ding Xuemei2， Zhang Xinsheng1， Wen Haijiao1，Xi jinghui1

（1. College of Plant Science， Jilin University， Changchun，Jilin 130062，China；

2. College of Animal Science， Jilin University， Changchun，Jilin 130062，China）

AbstractFlipped classroom model was adopted in experiment teaching in horticulture machinery and application， and reform measures were involved in teaching content， teaching model， and inspection. Flipped classroom played a positive role in greatly improving the students′ interest in learning， and cultivating students′ selflearning ability， practical ability， language expression ability and logical thinking ability.

Keywords horticulture machinery and application；experiment teaching；flipped classroom；data analysis；university teaching