工科高等院校農(nóng)學(xué)概論課程改革探索

隋媛媛，張 蕾，張勁松，于海業(yè)，張 強(qiáng)，徐 巖，韓麗曼

(吉林大學(xué)生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，吉林長春 130022)

以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)，指以學(xué)生的學(xué)習(xí)、發(fā)展和學(xué)習(xí)效果為中心，構(gòu)建課程教學(xué)內(nèi)容、評價體系，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性、思考獨(dú)立性、心態(tài)積極性和專業(yè)熱衷性，有效開發(fā)學(xué)生的潛能。農(nóng)學(xué)概論是工科高等院校農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化、農(nóng)業(yè)電氣化及其自動化等農(nóng)業(yè)工程類及農(nóng)學(xué)專業(yè)普遍開設(shè)的基礎(chǔ)課程，為農(nóng)業(yè)工程類學(xué)生的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、農(nóng)業(yè)機(jī)械機(jī)具設(shè)計等教學(xué)和設(shè)計環(huán)節(jié)提供理論及實踐支撐。

1 圍繞授課對象完善課程體系建設(shè)

農(nóng)學(xué)概論通常被列為通識教育課程或?qū)I(yè)教育課程。多數(shù)院校將其列為必修課，也有院校列為選修課，但培養(yǎng)目標(biāo)截然不同。通識教育課程的教育目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力，讓學(xué)生對該課程有廣泛的了解和認(rèn)識，擴(kuò)大學(xué)生的基礎(chǔ)知識面；而面向農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)學(xué)生開設(shè)的農(nóng)學(xué)概論課程，側(cè)重點(diǎn)在于將農(nóng)業(yè)機(jī)械與農(nóng)藝充分結(jié)合，工程設(shè)計充分體現(xiàn)農(nóng)藝的基礎(chǔ)，針對不同作物、不同生育時期、不同作業(yè)功能設(shè)計不同的農(nóng)業(yè)機(jī)械。農(nóng)學(xué)概論課程旨在讓具有工科背景的農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)學(xué)生掌握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中涉及的土壤、水、種子、南北方耕作制度以及栽培措施、常見作物的生長規(guī)律等內(nèi)容，提高學(xué)生將農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝相結(jié)合的意識。

2 針對知識結(jié)構(gòu)促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容深化

面向農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)學(xué)生開設(shè)的農(nóng)學(xué)概論課程，內(nèi)容一般涉及土壤學(xué)、作物學(xué)、栽培學(xué)、植物保護(hù)等多學(xué)科交叉知識，從章節(jié)上可分為“土壤的基本物質(zhì)組成”“土壤水”“土壤空氣”“土壤結(jié)構(gòu)與孔性”“土壤的物理機(jī)械性質(zhì)”“土壤耕性”“作物育種與種子生產(chǎn)”“作物營養(yǎng)與施肥”“種植制度”“作物生長發(fā)育與產(chǎn)量品質(zhì)”“作物栽培技術(shù)”“作物的病蟲草害”等。有些院校也會以作物專題形式向?qū)W生介紹玉米、水稻、小麥等主要作物生育時期的生長變化規(guī)律。農(nóng)學(xué)概論課程基本概念多、涵蓋面廣，看似松散的課程內(nèi)容實際包含著較強(qiáng)的邏輯關(guān)系。因此，高校要圍繞學(xué)生的接受程度和思維方式進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容與實驗內(nèi)容的安排。學(xué)習(xí)農(nóng)學(xué)概論課程的意義在于將農(nóng)業(yè)機(jī)械與農(nóng)藝相結(jié)合，了解作物的生長習(xí)性，掌握農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)過程對作物、土壤可能存在的影響。這是區(qū)別于一般農(nóng)學(xué)課程的根本之處，因此在課程內(nèi)容安排上必須著重體現(xiàn)以學(xué)生為中心的農(nóng)機(jī)農(nóng)藝相結(jié)合。

如第一章“土壤的基本物質(zhì)組成”，舊課程大綱中主要向?qū)W生介紹土壤的形成過程、土壤中含有的礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)、土壤中物質(zhì)轉(zhuǎn)化三部分主要內(nèi)容；而在修訂后的課程大綱(新大綱)中，雖然主體內(nèi)容仍是土壤中礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)以及物質(zhì)轉(zhuǎn)化，但側(cè)重點(diǎn)轉(zhuǎn)變成作物根系生長對土壤的機(jī)械作用、植物生長土壤中礦物質(zhì)與有機(jī)質(zhì)的變化以及秸稈在土壤中的轉(zhuǎn)化狀態(tài)，旨在讓學(xué)生掌握作物生長與土壤環(huán)境之間的相互作用。在第二章“土壤的孔性與結(jié)構(gòu)”中，舊課程大綱中只介紹了土壤孔性和數(shù)量、土壤結(jié)構(gòu)及其類型，新大綱則更側(cè)重于不同性質(zhì)與數(shù)量的土壤孔隙對作物生長的影響、不同類型的土壤結(jié)構(gòu)對機(jī)械作業(yè)可能產(chǎn)生的影響。相較于舊大綱的內(nèi)容，作物、農(nóng)業(yè)機(jī)械在新大綱每個章節(jié)中都能得以體現(xiàn)，便于學(xué)生了解農(nóng)學(xué)概論課程對生產(chǎn)實際的重要性。

為體現(xiàn)以學(xué)生為中心的教育思想，需注重對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)式教育，讓學(xué)生了解土壤的物質(zhì)組成、性質(zhì)等。以第一、二章為例，土壤有機(jī)質(zhì)、礦物質(zhì)以及物質(zhì)轉(zhuǎn)化程度不同，會導(dǎo)致土壤的孔性和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。如土壤中有機(jī)質(zhì)含量多，顆粒較為細(xì)小，孔隙數(shù)量會變多，結(jié)構(gòu)也會變得松散。如果單獨(dú)進(jìn)行第一、二章的講解，學(xué)生了解土壤中包含有礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)以及不斷進(jìn)行的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，卻很難建立二者之間的互作關(guān)系。因此在進(jìn)行第一章節(jié)教學(xué)時要向?qū)W生滲透“土壤中不同含量的有機(jī)質(zhì)、礦物質(zhì)對土壤性質(zhì)、作物生長會有哪些影響”等類似問題，有針對性地引導(dǎo)學(xué)生建立知識結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行第二章節(jié)教學(xué)時同樣要設(shè)立問題：“土壤中不同含量的有機(jī)質(zhì)、礦物質(zhì)對土壤性質(zhì)會有哪些影響？”并分別以東北黑土、云南紅土的營養(yǎng)成分進(jìn)行分析，對比兩者土壤中存在的孔隙、結(jié)構(gòu)的不同，讓學(xué)生從感性認(rèn)識提升到理論高度，提高學(xué)生分析問題、歸納問題的能力。

3 遵循認(rèn)知規(guī)律合理應(yīng)用教學(xué)技術(shù)

如今，視頻、動畫、故事等教學(xué)技術(shù)已經(jīng)得到普遍應(yīng)用，但教師仍然依據(jù)課程內(nèi)容安排相應(yīng)的視頻、動畫等。教師作為主講人，要保持較長時間的注意力，以講解知識點(diǎn)、建立知識結(jié)構(gòu)、觀察課堂動態(tài)、吸引學(xué)生注意力、維持課堂秩序等。研究表明，學(xué)生一堂課45分鐘的注意力分配規(guī)律呈現(xiàn)曲線變化趨勢，即上課至第10分鐘，學(xué)生興趣呈現(xiàn)指數(shù)型下降；第10～35分鐘處于較低水平；第35～45分鐘逐漸回升。因此，教師應(yīng)該善用各種教學(xué)技術(shù)并將其有效融合，合理安排教學(xué)內(nèi)容。

新大綱按學(xué)生注意力的分配規(guī)律重新設(shè)計課程內(nèi)容。以第一章為例，課程的回顧與導(dǎo)入是必不可少的教學(xué)過渡環(huán)節(jié)，安排在第1～5分鐘進(jìn)行；與導(dǎo)入相對應(yīng)，以機(jī)械耕作與土壤的相互作用等生產(chǎn)實際中遇到的問題引出“土壤的基本物質(zhì)組成”等教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生從書本到生產(chǎn)，增加課堂的趣味性，安排時間為第5～10分鐘。依據(jù)學(xué)生的注意力集中情況，教師可以播放視頻、動畫等吸引學(xué)生，進(jìn)而輻射課程知識點(diǎn)。視頻、動畫的時間太短(不足30秒)難以激發(fā)學(xué)生的興趣，但時間太長(超過5分鐘)又容易分散學(xué)生的注意力。因此，視頻、動畫的插入時間很重要，需根據(jù)學(xué)生的注意力合理安排課程內(nèi)容。

以第一章“土壤的基本物質(zhì)組成”為例。教師從農(nóng)業(yè)機(jī)械耕作與土壤的相互作用引出土壤知識點(diǎn)，它為人們的衣食住行提供基本支撐，對生態(tài)環(huán)境起到調(diào)節(jié)作用，為植物生長提供機(jī)械支持和營養(yǎng)元素，這部分用時3分鐘。由土壤能夠?qū)崿F(xiàn)這些功能，提出問題：“土壤為什么具有這樣的功能？”從而提煉出土壤形成的關(guān)鍵時期和形成過程，這部分用時7分鐘。緊接著，播放視頻“大自然土壤形成”，穿插土壤形成過程回顧，用時3分鐘。播放后請學(xué)生討論：土壤中有哪些基本物質(zhì)組成？這些物質(zhì)分別有哪些功能？用時5分鐘。由土壤具有的這些功能，教師和學(xué)生共同引出知識點(diǎn)，闡述土壤肥力定義及類型、土壤三相、土壤礦物質(zhì)、土壤質(zhì)地，用時12分鐘。插入圖片“沙漠樹——梭梭”，引導(dǎo)學(xué)生觀察其根系及樹冠生長情況，闡述根系生長與土壤環(huán)境的相互作用，進(jìn)而輻射土壤有機(jī)質(zhì)的分布、存在狀態(tài)、轉(zhuǎn)化過程以及影響有機(jī)質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化的因素，用時12分鐘。最后總結(jié)課程知識點(diǎn)，進(jìn)行課堂小測試，并介紹下節(jié)課程內(nèi)容，用時3分鐘。

提出問題、學(xué)生討論等是課堂中常用的與師生互動的方式，便于喚起學(xué)生的注意力。若能實現(xiàn)學(xué)生主導(dǎo)課堂，對學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的形成將會起到非常積極的作用。翻轉(zhuǎn)課堂以學(xué)生講解為主，教師把握知識點(diǎn)的準(zhǔn)確度、課堂進(jìn)展程度以及學(xué)生間的交流與互動等內(nèi)容，并根據(jù)課堂氛圍、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充和講解。在一個教學(xué)周期中，教師可以嘗試讓學(xué)生在每一次課(2學(xué)時)中以一個知識點(diǎn)的方式進(jìn)行翻轉(zhuǎn)；或者以一次課為單元，由全班同學(xué)分組進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，分1～2次進(jìn)行。翻轉(zhuǎn)課堂的形式使學(xué)生感到新奇，主講人由教師換成自己熟悉的同學(xué)，促使其更加集中精力參與課堂教學(xué)。同時，這樣的形式促使學(xué)生間形成榜樣的力量，從而吸引更多的學(xué)生加入翻轉(zhuǎn)課堂。

4 強(qiáng)化教學(xué)相長改革考核評價體系

教學(xué)相長能促進(jìn)教師的教、學(xué)生的學(xué)。教師的教學(xué)活動由學(xué)生來評價，學(xué)生的學(xué)習(xí)行為由教師來評價，兩者相互促進(jìn)、共同進(jìn)步。翻轉(zhuǎn)課堂、討論式教學(xué)等以學(xué)生為中心，旨在發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)造性思維的課程改革使學(xué)生的評價體系更為寬泛。而在學(xué)生短短幾分鐘的闡述時間內(nèi)，教師很難做到與小組內(nèi)每位學(xué)生進(jìn)行深層次交流，因此建議采用多元化考核評價體系。舊大綱考核標(biāo)準(zhǔn)為出勤與平時成績占總成績的10%，理論試卷成績占70%，實驗成績占20%。在翻轉(zhuǎn)課堂中，學(xué)生的課前準(zhǔn)備、課堂表現(xiàn)、課后評價等環(huán)節(jié)均采用學(xué)生互評機(jī)制，并計入平時成績中。因此新修訂的大綱考核體系為平時成績占15%，出勤占5%，實驗占20%，理論試卷占60%(閉卷)。

為體現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)改革思想，提倡學(xué)生將更多的精力投入到知識結(jié)構(gòu)構(gòu)建、課堂思考中，因此在理論試卷考評中對試題進(jìn)行了一定程度的改革。課程主體內(nèi)容結(jié)束之前，學(xué)生以作業(yè)形式每人出5道題，題型、題量自由，原則是不能重復(fù)隨堂測驗試題。期末試卷會根據(jù)學(xué)生的出題情況擇優(yōu)錄用，一般占試卷題量的10%。學(xué)生通過認(rèn)真思考、題型設(shè)計、知識點(diǎn)整合等方式將知識點(diǎn)揉合，同時進(jìn)行復(fù)習(xí)和總結(jié)。如果5道題都采用這種方式進(jìn)行，學(xué)生對本門課程就會形成一個清晰的知識結(jié)構(gòu)，這種題型被納入期末試卷中的可能性就比較大；有的學(xué)生敷衍了事，將課堂中講過的內(nèi)容以問答的形式出題或是在網(wǎng)上下載一些題庫，這種題型大多不會被采納。這兩種現(xiàn)象幾乎每年都會出現(xiàn)，這也帶來一個問題：認(rèn)真思考的學(xué)生設(shè)計題型被采納的多，成績自然會高，因此教師要對被采納題型進(jìn)行再次修正。此外，學(xué)生設(shè)計的題型往往以一個知識點(diǎn)為輻射，可能存在“同問不同答”現(xiàn)象，因此需要進(jìn)行再次修改，以提高試題的針對性和準(zhǔn)確性，這也是學(xué)生參與課程評價的間接表現(xiàn)。

課程評價體系改革使學(xué)生的成績不再局限于教師給定的課堂成績，還與其自身的相互評價、自我評價、相互考評息息相關(guān)，更為公平公正。

5 結(jié)語

以學(xué)生為中心的農(nóng)學(xué)概論課程改革在滿足課程安排的同時，時刻圍繞以學(xué)生為中心的主題，激發(fā)學(xué)生課堂討論，引領(lǐng)學(xué)生主導(dǎo)課堂，鼓勵學(xué)生參與考核評價，使學(xué)生由被動聽講轉(zhuǎn)為主動思考、構(gòu)建知識體系，深受學(xué)生好評。