張亞莉，楊丹彤，黃世醒，馬瑞峻，王鵬程

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，廣州 510642）

農(nóng)業(yè)工程學(xué)科試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析雙語(yǔ)教學(xué)研究與實(shí)踐

張亞莉，楊丹彤，黃世醒，馬瑞峻，王鵬程

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，廣州 510642）

針對(duì)《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》課程在進(jìn)行雙語(yǔ)教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)工作中存在的問題和困難，緊密結(jié)合本學(xué)科雄厚的科研教學(xué)實(shí)力，討論了結(jié)合農(nóng)業(yè)工程最新科研成果，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生參加老師的科研課題和工作，在科研實(shí)踐中主動(dòng)學(xué)習(xí)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)知識(shí)，并在課堂上進(jìn)行英語(yǔ)演講匯報(bào)成果，成功案例放入教學(xué)案例庫(kù)等一系列教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)了雙語(yǔ)教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)并重，促進(jìn)了課程的良性發(fā)展。

試驗(yàn)設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)處理 雙語(yǔ)教學(xué) 實(shí)踐教學(xué)

0 引言

《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》一直是華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化本科專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，2005年開始改為雙語(yǔ)課程，調(diào)整為專業(yè)選修課。作為華南農(nóng)業(yè)大學(xué)歷史最悠久的專業(yè)之一和國(guó)家級(jí)特色專業(yè)，農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)已成為與南方現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展緊密結(jié)合、具有亞熱帶地域特色的農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)也成為了南方農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程高素質(zhì)人才培養(yǎng)的重要基地。在這種雄厚的專業(yè)基礎(chǔ)和歷史背景下，《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理（雙語(yǔ)）》作為一門綜合性課程，不但要培養(yǎng)提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、數(shù)據(jù)處理、性能分析等能力，為他們能進(jìn)行研究性試驗(yàn)打下基礎(chǔ)，同時(shí)還肩負(fù)著增加外語(yǔ)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生聽、說、讀、寫等外語(yǔ)能力的任務(wù)。該課程的雙語(yǔ)教學(xué)必須積極聯(lián)系農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化的專業(yè)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，面向農(nóng)業(yè)工程類學(xué)科課程體系的建設(shè)，培養(yǎng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)的學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)，堅(jiān)持教學(xué)、研究和實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)基礎(chǔ)理論扎實(shí)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力強(qiáng)的高素質(zhì)人才[1]。

1 雙語(yǔ)實(shí)踐教學(xué)面臨的困難

針對(duì)本課程雙語(yǔ)教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)并重的要求，在教學(xué)實(shí)踐中面臨著以下問題。

1.1 課堂互動(dòng)難

2005年華南農(nóng)業(yè)大學(xué)劉月秀等人曾對(duì)全校學(xué)生做過關(guān)于雙語(yǔ)教學(xué)的問卷調(diào)查，大部分同學(xué)（61.22%）認(rèn)為雙語(yǔ)教學(xué)效果的好壞最主要取決于師生之間的互動(dòng)性[2]。與此形成鮮明對(duì)比的是，目前在雙語(yǔ)教學(xué)中重視教師教，忽視學(xué)生學(xué)的狀況普遍存在。教學(xué)中沒有讓學(xué)生全身心地投入到雙語(yǔ)教學(xué)的氛圍中來，最多只是練一練學(xué)生的聽力而已，學(xué)生外語(yǔ)表達(dá)能力與交際能力很難有機(jī)會(huì)得到訓(xùn)練與提高，學(xué)生在外語(yǔ)“聽、說、讀、寫、譯”等方面的綜合素質(zhì)難以得到強(qiáng)化，雙語(yǔ)教學(xué)的實(shí)際效果得不到很好的體現(xiàn)[3,4]。

在《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》的教學(xué)實(shí)踐中，也同樣存在著類似問題。由于語(yǔ)言環(huán)境的變化，使得外語(yǔ)教學(xué)語(yǔ)言進(jìn)入專業(yè)課課堂，在一定程度上影響了學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，從而使學(xué)生的專業(yè)知識(shí)攝取量比僅使用漢語(yǔ)作為教學(xué)語(yǔ)言授課時(shí)減少。為了減輕學(xué)生的壓力，排除學(xué)生的心理障礙，避免學(xué)生因外語(yǔ)水平較差而影響到對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握，因此在講授有關(guān)試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理方法的時(shí)候，常常過分注重課程上教師講授專業(yè)理論知識(shí)，忽視發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的參與性和主體作用。并且教學(xué)手段比較單一，在課堂教學(xué)過程中較少應(yīng)用問題討論、個(gè)人發(fā)言等方式讓學(xué)生積極地參與到教學(xué)活動(dòng)中來，不利于營(yíng)造雙語(yǔ)課堂濃厚的英語(yǔ)氛圍。然而雙語(yǔ)教學(xué)決不僅僅是指學(xué)生使用外文教材聽老師用外語(yǔ)上課，更強(qiáng)調(diào)的是師生之間用外語(yǔ)進(jìn)行課堂交流和互動(dòng)，任何雙語(yǔ)教學(xué)的一個(gè)重要的目標(biāo)就是要提高學(xué)生的外語(yǔ)應(yīng)用能力。因此在本課程雙語(yǔ)教學(xué)中應(yīng)該充分創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生將所學(xué)的外語(yǔ)付諸應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用中鍛煉與提高外語(yǔ)應(yīng)用能力，以取得掌握專業(yè)知識(shí)和訓(xùn)練語(yǔ)言技能的雙重效果。

1.2 教學(xué)案例不足

作為一個(gè)必須通過大量科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)分析案例來講授的雙語(yǔ)課程，《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》的教學(xué)案例較少，雖然都是農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)長(zhǎng)期教學(xué)研究過程中的經(jīng)典案例，但是反映的是上個(gè)世紀(jì)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化狀況和農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，與本專業(yè)老師最新的信息技術(shù)方面的科研課題沒有及時(shí)跟蹤結(jié)合，學(xué)生對(duì)此興趣有限。如果能夠有一個(gè)每年都逐漸完善的教學(xué)案例庫(kù)，那么任課教師在教學(xué)過程中，可以根據(jù)不同階段的教學(xué)要求，適時(shí)抽取案例庫(kù)中的有關(guān)問題，運(yùn)用提問、討論、作業(yè)、小測(cè)驗(yàn)等方式了解學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，及時(shí)獲取反饋的教學(xué)信息，就可促進(jìn)課程互動(dòng)，更好地開展教學(xué)。然而問題是，由于及時(shí)跟蹤相關(guān)老師的最新科研進(jìn)展、搜集試驗(yàn)教學(xué)案例的工作工作量較大，單靠主講老師一人或幾人，常常會(huì)造成力不從心的局面。

1.3 實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)雙語(yǔ)教學(xué)亟待加強(qiáng)

《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析》是農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)本科學(xué)生三年級(jí)開設(shè)的專業(yè)課程，該課程在雙語(yǔ)教學(xué)之前就十分強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。根據(jù)新教學(xué)改革的要求和以往經(jīng)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容分為構(gòu)造認(rèn)識(shí)和性能測(cè)定兩大部分，并將整個(gè)實(shí)驗(yàn)課的重點(diǎn)放在對(duì)常用農(nóng)業(yè)機(jī)械的測(cè)試上，要求學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求，通過觀察和資料的查找，確定試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，在完成性能測(cè)試的綜合試驗(yàn)后，結(jié)合原始測(cè)試數(shù)據(jù)和在理論課上學(xué)到的數(shù)據(jù)分析方法，提交一份試驗(yàn)報(bào)告，從而培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、數(shù)據(jù)處理、性能分析等能力，為他們能進(jìn)行研究性試驗(yàn)打下基礎(chǔ)。在一共32個(gè)學(xué)時(shí)的教學(xué)過程中，設(shè)立了6個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，包括農(nóng)機(jī)常用測(cè)力傳感器的標(biāo)定、深松犁在不同土層深度的受力測(cè)試分析、微型旋耕機(jī)性能測(cè)試分析，以及甘蔗切削力實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析等。

但是教學(xué)實(shí)踐表明，由于老師安排的實(shí)驗(yàn)通常是事先設(shè)計(jì)好的，而且很多學(xué)生往往是被動(dòng)的來理解試驗(yàn)，試驗(yàn)報(bào)告完成后對(duì)于正確與否也不關(guān)心，得不到積極主動(dòng)性的鍛煉，結(jié)果陷入了雖然增加實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，仍然不能有效地利用理論課上學(xué)到的知識(shí)用于今后科研實(shí)踐的尷尬境地。在美國(guó)的農(nóng)業(yè)工程本科教學(xué)實(shí)踐中就非常重視學(xué)生的溝通和交流能力的鍛煉和培養(yǎng)，不但要求學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，還必須進(jìn)行課堂匯報(bào)和答辯。在我國(guó)農(nóng)業(yè)工程本科教學(xué)中，如果能夠結(jié)合我國(guó)國(guó)情和教學(xué)實(shí)際條件，鼓勵(lì)優(yōu)秀學(xué)生參與到各位老師的科研工作中，并進(jìn)行英語(yǔ)課堂匯報(bào)答辯，不但可以充分發(fā)揮本專業(yè)師資的優(yōu)勢(shì)，而且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思考和研究能力，以及靈活應(yīng)用外語(yǔ)能力有積極的意義。

2 教學(xué)改革策略

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院擁有國(guó)家級(jí)特色專業(yè)“農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化”、國(guó)家級(jí)重點(diǎn)學(xué)科“農(nóng)業(yè)機(jī)械化”工程的優(yōu)勢(shì)。由羅錫文院士領(lǐng)導(dǎo)的“南方農(nóng)業(yè)機(jī)械與裝備關(guān)鍵技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”的科研團(tuán)隊(duì)在GPS，GIS，RS，DSS，IAM等精細(xì)農(nóng)業(yè)信息技術(shù)方面有著豐富的研究經(jīng)驗(yàn)和科研成果。本專業(yè)區(qū)穎剛教授和馬旭教授分別擔(dān)任甘蔗產(chǎn)業(yè)體系、水稻產(chǎn)業(yè)體系機(jī)械化研究室崗位專家，蔣恩臣教授的生物能源研究，辜松教授的蔬菜嫁接機(jī)器人研究等，這些前沿的研究課題和最新成果都引起了學(xué)生的濃厚興趣，很多課題都有本科學(xué)生參加部分科研工作。如果能夠緊密結(jié)合這些農(nóng)業(yè)工程最新研究成果，讓學(xué)生能夠了解并參與本專業(yè)教師的科研工作，在科研實(shí)踐中主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，主動(dòng)應(yīng)用試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法去設(shè)計(jì)試驗(yàn)，進(jìn)行試驗(yàn)研究，得出結(jié)果并進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，最終制作出PPT，在課堂上用英語(yǔ)進(jìn)行報(bào)告，那么不但可以鍛煉學(xué)生應(yīng)用外語(yǔ)進(jìn)行交流的能力，同時(shí)這樣的實(shí)踐環(huán)節(jié)更能發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用[5,6]。

因此，針對(duì)以上在《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析》教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的難題以及本專業(yè)和本學(xué)科雄厚的科研教學(xué)實(shí)力，本課題提出結(jié)合農(nóng)業(yè)工程最新科研成果，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生參加老師的科研課題和工作，在科研實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題，主動(dòng)學(xué)習(xí)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)知識(shí)去解決問題，并在課堂上進(jìn)行英語(yǔ)演講匯報(bào)成果的教學(xué)改革思路。同時(shí)，成功解決問題的案例可以直接放入教學(xué)案例庫(kù)，直接作為今后課堂實(shí)踐中供學(xué)生討論與分析的素材，能夠促進(jìn)本課程的教學(xué)改革和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

要求學(xué)生從參與老師課題中發(fā)現(xiàn)應(yīng)用試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理方法能夠解決的問題，自己參與設(shè)計(jì)試驗(yàn)，并且應(yīng)用外語(yǔ)在課堂上作報(bào)告，加大了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的挑戰(zhàn)，但一部分學(xué)生會(huì)感覺較大的壓力，并且也必然大大增加任課老師的工作量。如何合理安排教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生試驗(yàn)課題的選題工作，做好實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的雙語(yǔ)教學(xué)，是《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理（雙語(yǔ)）》課程需要考慮的問題。

3 教學(xué)改革實(shí)施方案

在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》以及多門專業(yè)課的前提下，《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》課堂上教師根據(jù)教材內(nèi)容選擇適當(dāng)題目，對(duì)要研究的試驗(yàn)設(shè)計(jì)問題，采用照片和錄像等多媒體形式介紹研究背景，復(fù)習(xí)并夯實(shí)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)。同時(shí)多提問或組織小組討論試驗(yàn)設(shè)計(jì)的條件和應(yīng)注意的問題，要求學(xué)生盡可能用英語(yǔ)表達(dá)。采取啟發(fā)式和討論式相結(jié)合的雙向互動(dòng)教學(xué)法，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。應(yīng)建立教學(xué)案例庫(kù)，不但通過照片、錄像等多媒體教學(xué)手段的應(yīng)用形象生動(dòng)的介紹案例研究的問題和方法，而且積極組織課堂討論，讓學(xué)生參與分析試驗(yàn)條件和試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理方法的選用。采用多樣化的考試形式，如筆試、口試、閉卷、開卷、半開卷等考核方式，學(xué)生平時(shí)在課堂上的發(fā)言次數(shù)、答問的質(zhì)量和水平也都可計(jì)入考試成績(jī)，以此來調(diào)動(dòng)學(xué)生的平時(shí)學(xué)習(xí)積極性，提高他們的語(yǔ)言表達(dá)能力、思維水平及知識(shí)掌握程度，使成績(jī)構(gòu)成多元化和客觀公正，避免“一考定成敗”。而對(duì)于學(xué)生成績(jī)的評(píng)定，要結(jié)合課程總結(jié)性考試與平時(shí)考核進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并逐步加大平時(shí)考核成績(jī)?cè)诳偝煽?jī)中所占比例。

對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué)進(jìn)行改革，精心安排實(shí)驗(yàn)，使其貫穿于理論課程的講授過程中。首先在課程初期向?qū)W生布置任務(wù)，要求在自己參與的課題中發(fā)現(xiàn)需要試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理的問題，隨著理論課程的講述，在課堂討論中提出自己的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。在教師的引導(dǎo)下，組織課堂討論其可行性，當(dāng)完成數(shù)據(jù)處理分析后，進(jìn)行課堂匯報(bào)。要求學(xué)生將研究的問題和結(jié)果做成PPT，用外語(yǔ)在課堂上做匯報(bào)，并回答其他學(xué)生提出的問題，增加課堂互動(dòng)并且鍛煉本科生用外語(yǔ)溝通交流的能力。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，結(jié)合農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)的師資優(yōu)勢(shì)，優(yōu)先鼓勵(lì)本科生盡早參加相關(guān)老師的科研工作，在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)要求使用試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理方法來解決的研究問題，在老師指導(dǎo)下親身參與試驗(yàn)設(shè)計(jì)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)課程的積極主動(dòng)性，以及分析能力和研究能力。當(dāng)然，能夠參加老師科研并能解決問題的學(xué)生還是少數(shù)，針對(duì)大班上課的情況，其余的學(xué)生就參加有實(shí)驗(yàn)課老師設(shè)計(jì)的試驗(yàn)，但要求學(xué)生仍然使用外語(yǔ)做課堂報(bào)告，接受提問。對(duì)勇于積極匯報(bào)的學(xué)生應(yīng)該實(shí)行激勵(lì)政策，增加平時(shí)成績(jī)。在該方法實(shí)施過程的初期，一般采用小組實(shí)驗(yàn)集體匯報(bào)的方式。對(duì)于參加老師科研工作并獨(dú)立做出試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析的優(yōu)秀學(xué)生，不但可以獲得平時(shí)成績(jī)的加分激勵(lì)，而且要鼓勵(lì)其撰寫科研論文。

改革考核方式[7]：學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定分為平時(shí)回答問題與作業(yè)30%、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告30%以及期末考試40%，為了鼓勵(lì)學(xué)生使用英語(yǔ)，凡課堂時(shí)用英文回答問題或者課堂匯報(bào)使用英文的可獲得5分的附加分（但總分不超過100）。

在《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》的教學(xué)活動(dòng)中，逐漸建立教學(xué)案例庫(kù)用于課堂討論，有利于采取啟發(fā)式和討論式相結(jié)合的雙向互動(dòng)教學(xué)法，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，解決課堂雙語(yǔ)教學(xué)教學(xué)手段單一、學(xué)生參與少的問題。

4 結(jié)論

在雙語(yǔ)教學(xué)中，鼓勵(lì)學(xué)生通過參加教師的科研課題，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)能夠應(yīng)用試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法解決的科研問題，提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。借鑒國(guó)外農(nóng)業(yè)工程專業(yè)本科的教學(xué)方式，鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)自己的設(shè)計(jì)和分析，用外語(yǔ)撰寫案例分析和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并組織課堂匯報(bào)和討論，鍛煉和提高了學(xué)生應(yīng)用外語(yǔ)進(jìn)行溝通交流的能力。在此過程中進(jìn)行教學(xué)案例庫(kù)的建設(shè)，將優(yōu)秀學(xué)生的成功實(shí)驗(yàn)報(bào)告放進(jìn)教學(xué)案例庫(kù)，供今后課堂討論和分析，促進(jìn)互動(dòng)型教學(xué)工作，并且可為今后雙語(yǔ)教材的編寫積累素材。

將《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》課程的實(shí)踐教學(xué)真正與本專業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和人才培養(yǎng)模式緊密結(jié)合，不但培養(yǎng)學(xué)生參與科研工作的能力，還通過課堂匯報(bào)和答辯，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)參與課程知識(shí)學(xué)習(xí)的積極性，以及鍛煉學(xué)生用外語(yǔ)對(duì)科研問題進(jìn)行溝通和交流的能力。

學(xué)生通過發(fā)揮其能動(dòng)作用積極思考，主動(dòng)探求有關(guān)知識(shí)，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，使語(yǔ)言能力在各種活動(dòng)中得到強(qiáng)化與提高，從而實(shí)現(xiàn)了雙語(yǔ)教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)并重，以及學(xué)生的專業(yè)研究能力和語(yǔ)言運(yùn)用能力的同步提高和有機(jī)統(tǒng)一。

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華南農(nóng)業(yè)大學(xué)2012年校級(jí)教學(xué)改革項(xiàng)目（JG12049）資助。

張亞莉（1975-），女，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，博士，講師，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)田水污染檢測(cè)方法與傳感器開發(fā)。