新農(nóng)科背景下“農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)”智慧教學(xué)的探索與實(shí)踐
——以信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院為例

趙筱岑,王春生,陳利軍

(信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院 農(nóng)學(xué)院,河南 信陽(yáng) 464000)

“安吉共識(shí)”“北大倉(cāng)行動(dòng)”“北京指南”新農(nóng)科建設(shè)的三部曲的奏響,標(biāo)志著新農(nóng)科建設(shè)已成為新時(shí)代農(nóng)業(yè)高校教學(xué)改革的重要方向。新農(nóng)科強(qiáng)調(diào):通過(guò)多學(xué)科交叉融合發(fā)展促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展;通過(guò)專(zhuān)業(yè)教育與通識(shí)教育融合促進(jìn)個(gè)人本位發(fā)展;通過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)升級(jí)改造傳統(tǒng)農(nóng)科。新農(nóng)科建設(shè)要求培養(yǎng)大批專(zhuān)業(yè)理論扎實(shí)、實(shí)踐操作嫻熟、具有現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)交叉融合應(yīng)用能力的新型人才。因此,高校必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)農(nóng)科教學(xué)模式以適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展方向,為實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略提供強(qiáng)有力的人才支撐。

近年來(lái),隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)的進(jìn)一步深度融合與廣泛應(yīng)用,智慧教學(xué)也逐漸成為了新農(nóng)科建設(shè)的重要助力。在中共中央與國(guó)務(wù)院印發(fā)的《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》與教育部印發(fā)的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》中,進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了要聚焦新時(shí)代對(duì)人才培養(yǎng)的新需求,以教育信息化建設(shè)為內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力,開(kāi)展與普及智慧教學(xué),通過(guò)推動(dòng)教育信息化發(fā)展,推動(dòng)教學(xué)環(huán)境、教育理念以及教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新,培養(yǎng)適應(yīng)未來(lái),具備良好專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)、先進(jìn)思維模式、優(yōu)秀實(shí)踐能力和核心競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)人才。

智慧教學(xué)具有三個(gè)主要特征,即智慧化的教學(xué)環(huán)境、現(xiàn)代化的教學(xué)理念與個(gè)性化的教學(xué)方式。與傳統(tǒng)教學(xué)相比,智慧教學(xué)倡導(dǎo)教師轉(zhuǎn)變教學(xué)理念,從以教師“教”為主轉(zhuǎn)到以學(xué)生“學(xué)”為主,利用現(xiàn)代信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)線上教學(xué)平臺(tái)與豐富的教學(xué)情境,通過(guò)多樣化的教學(xué)方式促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生潛能,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。目前,智慧教學(xué)已逐漸成為高等教育的新業(yè)態(tài)[1]。

1 農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)教學(xué)的特點(diǎn)

作為植物保護(hù)專(zhuān)業(yè)本科生的專(zhuān)業(yè)必修課程,農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)在人才培養(yǎng)過(guò)程中占據(jù)著重要的地位,具有學(xué)科交叉性強(qiáng)、理論與實(shí)踐結(jié)合緊密的特點(diǎn)[2-3]。授課內(nèi)容主要為糧食作物及經(jīng)濟(jì)作物病害,要求學(xué)生掌握病害癥狀、病原物特點(diǎn)、病害循環(huán)規(guī)律及防治措施。課程涉及到的作物種類(lèi)多,病害繁雜,知識(shí)點(diǎn)零碎。目前,傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)教學(xué)中仍普遍存在著如下問(wèn)題:

1.1 教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)環(huán)境無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展新形勢(shì)

目前,遙感衛(wèi)星、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)已深度融入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)中,我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展也將將逐步實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、智能化。推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈改造升級(jí),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精細(xì)化、高效化、綠色化發(fā)展離不開(kāi)高素質(zhì)的農(nóng)業(yè)科技人才,而傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)環(huán)境已很難滿足現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)人才的需求。

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)理論教學(xué)多是以教師講授為主,內(nèi)容較為固定,缺乏對(duì)學(xué)科前沿知識(shí)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向等內(nèi)容的講解,且線上學(xué)習(xí)資源少,學(xué)生自主探究空間不足,難以提升課外自主拓展學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。課程實(shí)踐教學(xué)多為室內(nèi)觀察標(biāo)本或參觀、采集校園及周邊農(nóng)田病害作物,學(xué)生接觸農(nóng)業(yè)前沿技術(shù)的機(jī)會(huì)少,對(duì)農(nóng)業(yè)的信息化、規(guī)?；c機(jī)械化方面缺乏深入理解,不利于學(xué)生提高實(shí)踐能力與創(chuàng)新意識(shí)[4]。

1.2 教學(xué)模式陳舊,因材施教的個(gè)性化教學(xué)不足

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)教學(xué)模式猶如“大水漫灌”,是教師的單端一致化輸出,缺乏因材施教的個(gè)性化教學(xué),大部分學(xué)生接收知識(shí)較為被動(dòng),學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性不高。且試卷考核仍是教學(xué)效果的主要檢驗(yàn)方式,學(xué)生普遍存在靠死記硬背通過(guò)考試的情況,不利于學(xué)生將知識(shí)內(nèi)化,也不利于完成預(yù)期育人目的[5]。

2 農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)智慧教學(xué)改革實(shí)踐

2019年教育部高等教育司吳巖司長(zhǎng)提出了“兩性一度”的課程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),即高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度。所謂“高階性”,就是知識(shí)、能力和素質(zhì)的有機(jī)融合,旨在培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的綜合能力和高級(jí)思維;所謂“創(chuàng)新性”,是課程內(nèi)容具有前沿性和時(shí)代性,教學(xué)形式呈現(xiàn)先進(jìn)性和互動(dòng)性,學(xué)習(xí)結(jié)果具有探究性和個(gè)性化;所謂“挑戰(zhàn)度”,是指課程有一定難度,對(duì)教師備課和學(xué)生課下有較高要求。

為培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展兼具豐富專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)與實(shí)踐創(chuàng)新能力的高素質(zhì)、創(chuàng)新型、應(yīng)用型新農(nóng)科人才,信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)課程組以學(xué)生為中心,按照“兩性一度”的課程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了智慧教學(xué)的改革與實(shí)踐。其中,以變革傳統(tǒng)的教學(xué)模式體現(xiàn)智慧教學(xué)的創(chuàng)新性,通過(guò)融合現(xiàn)代多媒體信息技術(shù),構(gòu)建了個(gè)性化、智能化、數(shù)字化的課堂氛圍,通過(guò)校企合作,在教學(xué)內(nèi)容中融入了農(nóng)業(yè)發(fā)展前沿知識(shí)與技術(shù)[6-7];以創(chuàng)建與開(kāi)放線上學(xué)習(xí)資源體現(xiàn)高階性,通過(guò)任務(wù)式、合作探究式等新型教學(xué)方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與潛力,提升課堂效果;挑戰(zhàn)度則體現(xiàn)在以小組探究任務(wù)與課堂參與度為基礎(chǔ)的無(wú)固定標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程考核上,可以有效促進(jìn)與提升學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、主動(dòng)探索的積極性[8]。

2.1 智慧化教學(xué)環(huán)境的構(gòu)建

智慧化教學(xué)離不開(kāi)智慧化教學(xué)環(huán)境,為此,設(shè)計(jì)、改造、建成了智慧化教室,充分滿足師生與教學(xué)資源、信息技術(shù)、教學(xué)環(huán)境的有機(jī)結(jié)合,為教師創(chuàng)新教學(xué)模式、教學(xué)方式奠定基礎(chǔ)。智慧教室打破了傳統(tǒng)教室布局,學(xué)生可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)參與課堂內(nèi)外的實(shí)時(shí)互動(dòng),教師也可以得到即時(shí)反饋,既提高了課堂活躍度、增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)參與感,又方便了師生、生生之間的討論與交流。

依托平臺(tái)建設(shè)農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)智慧化課程?！按髣e山智慧農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”,下屬有農(nóng)業(yè)智能機(jī)械管理系統(tǒng)、物聯(lián)監(jiān)控系統(tǒng)(溯源)等8個(gè)子系統(tǒng)、為農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)的實(shí)踐教學(xué)提供了完備的技術(shù)與硬件支撐。同時(shí),依托校企共建的“植物保護(hù)專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐教育合作育人示范基地”等,促進(jìn)師生了解產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向,實(shí)施實(shí)踐鍛煉、合作創(chuàng)新等,探索產(chǎn)教融合、校企合作育人的新路徑。

組建智慧教學(xué)課程資源。將農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)內(nèi)容按照“理論學(xué)習(xí)-技能操作-實(shí)踐應(yīng)用”重新整合,劃分為不同的知識(shí)單元,并錄制線上視頻課程。每個(gè)教學(xué)視頻長(zhǎng)度5～10分鐘,基本涵蓋本課程重要知識(shí)點(diǎn),且呈現(xiàn)方式靈活多樣。此外,還為線上課程構(gòu)建了以知識(shí)單元為單位的課件、測(cè)試題、課后作業(yè)任務(wù)、小組討論、病害癥狀圖片、病原菌視頻等拓展資源。同時(shí)線下的標(biāo)本室中整理有信陽(yáng)及周邊地區(qū)常見(jiàn)植物病害臘葉標(biāo)本2000余份,浸漬標(biāo)本200余種,病原菌永久玻片300余種。形成了以教材內(nèi)容為引導(dǎo)、教學(xué)視頻為核心、豐富的線上線下學(xué)習(xí)資源為輔助的學(xué)習(xí)資源體系,為學(xué)生自主探究、協(xié)作學(xué)習(xí)提供有力支持。

2.2 智慧化教學(xué)探索與實(shí)踐

農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)的理論性與實(shí)踐性均較強(qiáng),且理論內(nèi)容需結(jié)合實(shí)踐操作與應(yīng)用才能使學(xué)生真正理解與內(nèi)化。傳統(tǒng)教學(xué)中存在課堂互動(dòng)少、學(xué)生自主實(shí)踐不足、學(xué)習(xí)的技術(shù)操作無(wú)法在真實(shí)情境中得到應(yīng)用和遷移、過(guò)程性評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的采集和整理困難等問(wèn)題。因此,農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)課程組教師對(duì)教學(xué)進(jìn)行了一系列改革,以提升學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的能力。

2.2.1 實(shí)施混合式教學(xué),夯實(shí)理論基礎(chǔ) 采用以目標(biāo)為導(dǎo)向、以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)、以活動(dòng)為核心、以評(píng)價(jià)為激勵(lì)的線上線下混合式教學(xué)模式,綜合運(yùn)用了講授、演示、探究、討論等教學(xué)方法。線上學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),包括學(xué)習(xí)教學(xué)視頻、完成在線測(cè)試與作業(yè)、參與在線討論等;線下學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)包括重難點(diǎn)輔導(dǎo)答疑、課堂討論、學(xué)習(xí)任務(wù)指導(dǎo)、實(shí)踐操作、完成協(xié)作學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)成果展示、小組互評(píng)等。學(xué)生首先要在教師引導(dǎo)下完成在線學(xué)習(xí),帶著問(wèn)題參與互動(dòng)、完成知識(shí)的理解和內(nèi)化,然后采用小組研討交流、學(xué)習(xí)成果展示、學(xué)習(xí)互評(píng)、分享交流等形式完成實(shí)踐性學(xué)習(xí)任務(wù),實(shí)現(xiàn)能力的提升。教師可以在線進(jìn)行任務(wù)指導(dǎo)、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)和反饋等教學(xué)活動(dòng)。

混合式教學(xué)讓學(xué)生在線上完成基本知識(shí)概念的學(xué)習(xí)、自主構(gòu)建知識(shí)體系,為課堂互動(dòng)、實(shí)踐和研討提供了更充足的時(shí)間。同時(shí),線上線下混合式教學(xué)改造了傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式,實(shí)現(xiàn)了先學(xué)后教、多學(xué)少教,充分體現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念,將以往“大水漫灌”的課堂教學(xué)變?yōu)椤熬珳?zhǔn)滴灌”,給予學(xué)生充分的自由度與學(xué)習(xí)探索空間,不僅有效激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、積極性,提高了參與度,更促進(jìn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)與高階學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),有效地加深了學(xué)習(xí)體驗(yàn)、提升了學(xué)習(xí)質(zhì)量。

2.2.2 多層面理實(shí)結(jié)合,提升實(shí)踐能力 作為一門(mén)學(xué)科交叉性與應(yīng)用性較強(qiáng)的課程,農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)不僅需要學(xué)生具有扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)理論基礎(chǔ),更要具備與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展前沿相適應(yīng)的實(shí)踐能力。因此,在課程實(shí)驗(yàn)及實(shí)習(xí)中,教師將智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展前沿技術(shù)如智能裝備應(yīng)用、遙感病害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水肥藥一體化等融入教學(xué)內(nèi)容中,幫助學(xué)生了解病理學(xué)知識(shí)在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展。同時(shí),為了加深學(xué)生對(duì)課程知識(shí)在智慧農(nóng)業(yè)中實(shí)際應(yīng)用的直觀感受,在課程實(shí)踐中,除帶領(lǐng)學(xué)生參觀與實(shí)際操作“智慧農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”外,教師們還會(huì)帶領(lǐng)學(xué)生參觀如水稻自動(dòng)化育秧工廠、無(wú)土栽培工廠、無(wú)人果園等智慧化程度較高的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園,通過(guò)相關(guān)專(zhuān)家及企業(yè)技術(shù)人員的詳細(xì)講解與演示,幫助學(xué)生將課堂上的理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際相聯(lián)系,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)和對(duì)實(shí)際問(wèn)題探索的熱情。

此外,開(kāi)放與植物病理學(xué)研究相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室,為學(xué)生探究試驗(yàn)提供場(chǎng)所。鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合理論知識(shí)和專(zhuān)業(yè)興趣,積極參加病害識(shí)別技能比賽、申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目或參與教師的科研項(xiàng)目。通過(guò)“教學(xué)+科研”聯(lián)動(dòng)機(jī)制,形成相互協(xié)同效應(yīng),不僅讓學(xué)生完成了從“要我學(xué)”到“我要學(xué)”的學(xué)習(xí)態(tài)度轉(zhuǎn)變,也培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)的工作態(tài)度,為以后從事相關(guān)工作或科學(xué)研究奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2.3 優(yōu)化課程考核方式,提升學(xué)習(xí)效果 傳統(tǒng)的課程考核,學(xué)生往往考前突擊,考完就忘,難以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)能力素養(yǎng)的目標(biāo)。為此,課程組教師對(duì)大綱進(jìn)行了修改,降低了卷面成績(jī)比例,提高了過(guò)程成績(jī)比例。過(guò)程成績(jī)主要由課堂參與度、小組任務(wù)、線上資源學(xué)習(xí)、課外閱讀、課后作業(yè)等多個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成,更側(cè)重于考核學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解、綜合應(yīng)用能力及創(chuàng)新思維能力,充分發(fā)揮了學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的導(dǎo)向、激勵(lì)與檢驗(yàn)作用。

2.3 智慧化教學(xué)的改革成效

通過(guò)以上內(nèi)容的教學(xué)改革與實(shí)踐,課程組取得了良好的成效。團(tuán)隊(duì)教師積極申報(bào)教學(xué)及科研成果,獲得2021年度河南省教育廳科技成果一等獎(jiǎng)及河南省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),申報(bào)并獲批校級(jí)教改項(xiàng)目2項(xiàng);2人被評(píng)為河南省學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人;組建科技服務(wù)團(tuán)隊(duì)并積極進(jìn)行“三區(qū)”人才科技服務(wù),了解地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì),有效提高了專(zhuān)業(yè)教學(xué)水平。學(xué)生在課程改革后,學(xué)習(xí)積極性、參與度和學(xué)習(xí)投入方面都有明顯提高;專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)、協(xié)作能力、表達(dá)能力、創(chuàng)新能力等方面有較大提升,近3年獲得了第二屆全國(guó)大學(xué)生植物保護(hù)專(zhuān)業(yè)能力大賽團(tuán)體優(yōu)秀獎(jiǎng)、第八屆河南省“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽初創(chuàng)組三等獎(jiǎng)等榮譽(yù)。同時(shí),學(xué)生自主組隊(duì)申請(qǐng)并完成“大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目”十余項(xiàng),有三十余名學(xué)生陸續(xù)參與到教師科研項(xiàng)目中并以第一作者發(fā)表專(zhuān)業(yè)文章十余篇。在課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)信息反饋表中,學(xué)生對(duì)教師的教學(xué)態(tài)度、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)效果等指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)分值均在90分以上,優(yōu)良率達(dá)100%。而基于該課程探索的智慧化教學(xué)模式也得到了用人單位、同行教師和學(xué)生的認(rèn)可與高度評(píng)價(jià)。

3 結(jié)語(yǔ)

智慧教學(xué)作為一種新時(shí)代下高等教育的新業(yè)態(tài),它尊重學(xué)生個(gè)體差異,允許學(xué)生多向發(fā)展,并采用不同的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)多方面考核學(xué)習(xí)效果,改變了傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的局面,培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)與創(chuàng)新創(chuàng)造的精神,同時(shí)也促進(jìn)了教師教學(xué)理念與知識(shí)儲(chǔ)備的更新。在新農(nóng)科建設(shè)的背景下,智慧教學(xué)將不斷融入到人才培養(yǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中,為培養(yǎng)情系“三農(nóng)”的創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型農(nóng)林人才發(fā)揮重要作用。