关于《设施园艺学》课程教学改革的思考与展望

2023-02-25

《设施园艺学》(protected cultivation,cultivation under cover)是园艺学的重要分支,它是指研究在不适宜园艺作物(蔬菜、花卉、水果)生长发育的寒冷季节或炎热季节,利用保温、防寒或降温、防雨设施、设备,人为地创造园艺作物生长发育的小气候环境,不受或少受自然季节气候的影响而进行园艺作物生产的科学[1]。这是一门理论与实践结合相当紧密的课程,以往依靠教师讲、学生听的课堂教学方式无法达到理想的教学效果,造成理论学习与生产实践脱节。近年来互联网思维开始冲击传统的教学模式,大量的覆盖文、理众多学科的网络公开课[3]、TED[4]、慕课[5]等网络资源呈现几何速度增长。因此,结合课程的特点,利用多种教学手段,依托计算机软硬件和网络的云计算资源为学生提供可听、可见、可感受、可参与、可自主掌控的教学资源是今后《设施园艺学》发展的方向。针对这种状况,有必要对该课程的教学方式进行改革。为此,对《设施园艺学》课程的教学内容、教学方法和教学手段等课程体系建设进行了探索,以期提高学生参与教学、主动学习的兴趣。

1 丰富教学内容与手段

《设施园艺学》是一门多学科交叉的学科,涉及环境科学、生物科学和工程科学3方面的内容,要求学生具备相关学科的基础知识。在教学之前要对学生的基本知识构成和掌握情况有所了解,根据实际情况在教学过程中渗透相关的基础知识,帮助学生理解,夯实《设施园艺学》的基本理论体系中涉及的概念和基础知识。同时还要考虑到教材内容的相对滞后性,在教学过程中增加学科发展的最新前沿动态,强调知识的灵活运用,特别是理论和生产实践的结合,可以通过实际生产中的真实案例、虚拟动画、实践教学片等方式帮助学生理解教学内容,使学生真正认识到所学内容的实用性与科学性,增加学生学习的兴趣。在教学内容方面,由于教学理念的改变,《设施园艺学》的课时安排逐渐被压缩。因此,在有限的课时内如何做到教学内容的系统性和完整性是一个值得重视和必须解决的问题。针对这个问题一方面要做减法,将教学内容制作成网络版的课件,知识点模块化,学习时间控制在15分钟以内,方便学生利用闲暇或零散的时间进行学习,并分成不同的等级,部分等级的内容要求学生课后完成。教师利用互联网形成完整的教学、测验与评价系统,做到实时跟踪学生的学习和掌握情况。另一方面,按照教学大纲的要求,突出重点,包括支撑起本课程知识体系架构的内容,如园艺设施类型、结构、性能,覆盖材料,园艺设施的环境调控等。同时还要考虑不同地域的实际情况和实际生产中的实用性,适当增减。例如在温床的类型与建造一节内容的教学中,同电热温床相比,酿热温床由于自身的限制,实际生产中应用较少,因此对于这部分内容可根据学时进行酌情处理。

2 明确教学主体,改进教学方法

在传统的教学方式中教师是教学的主角,学生处于被动的学习环境中,学生的创造性、主动性得不到有效和充分的发挥。因此,明确学生作为教学主体,贯彻教学过程中的一切内容与环节都以学生为中心的理念,调动学生的学习热情,活跃课堂气氛,使学生的学习由被动变主动。在实际教学中教师作为组织者起到引导的作用,可以采用分组讨论的形式组织课堂,通过提出问题让同学思考,并给予启发和提示,让学生真正参与到教学中成为课堂的主角。例如在讲授塑料薄膜覆盖时,引导学生思考不同材料可以起到哪些作用,为何不同季节、不同作物、不同环境条件选择不同类型的薄膜,教师作为课堂的组织者对学生的答案进行解释和补充。

在教学手段方面,利用网络多媒体等形式使教学方式从平面到立体,学生的学习可以从感性认识顺利过渡到理性认识,即丰富了教学内容,提高了教学效率,还可以增加学生的学习兴趣。例如在园艺设施建造一节中,可以通过课件演示将授课内容直观的显现在同学们眼前,施工建造每一步的技术环节采用动画的形式在课堂中进行展示,强化学(下转第143页)生的记忆,提高教学效果。在讲授具体的栽培技术内容时,可以通过播放视频来达到教学目的。

3 紧密联系理论教学与实践教学

《设施园艺学》具有极强的实践性,单纯依靠黑板粉笔难以承载。为了达到理论与实践相结合的目的,可以通过2种方式来进行。一方面可以通过增加实验课的课时和内容,增加学生的动手实践机会;另一方面可以适当选择现场教学,这样学生可以直观感受教师所讲授的内容,做到事半功倍效果的同时还节省了教师在课堂反复讲解的过程和时间,如讲授园艺设施类型、结构一节内容时,可安排在园艺教学实习基地进行。

4 改革实验教学方法

注重学生在实验教学中主体地位是贯穿整个实验教学改革的主线。在实验内容的确定、实验教学方案的制定、到具体的实验操作步骤、对实验数据的处理和实验结果的分析等一系列环节中教师应起到引导和组织的作用,尽量让学生通过独立思考解决问题。如在电热温床建造的实验中,电热线条数的确定、电热线的间距、注意事项等内容,教师可以提出总体的解决思路,具体的操作由学生动手,培养学生的动手能力、实践能力和解决问题的能力。最关键的一点是让学生真正成为实验教学中的主角,激发学生的学习兴趣。

5 采用高科技技术手段辅助教学

近年来大数据分析[6]、人工智能和虚拟现实[7]以及增强现实技术的发展迅速,而设施园艺学教学过程中涉及大量的实践教学环节,受时间和经费的限制,部分无法在实验课中开展的教学内容可以尝试通过这些高科技手段来实现,通过大数据对实验中收集的海量数据进行分析处理,如设施内光照强度、温度、湿度随不同季节和时间的变化规律,不同设施类型的环境特点等都可以通过大数据的实施跟踪进行观测与验证;虚拟现实技术可以模拟教学中设计的大量无法在实验课中操作的内容,如日光温室的施工建造完全可以通过虚拟的方式来实现。虽然现在受制于技术和成本的影响尚未普及,但相信这些相关的技术手段将在日后的设施园艺学的教学中发挥巨大的作用。同时这些大量的教学内容可以利用云计算的方式在网络中共享,方便学生利用碎片化的时间学习。

结束语

在《设施园艺学》教学中,始终贯彻和坚持以学生为中心的主导思想,充分利用现代教学硬件与软件条件,积极面对新的高等教育教学模式,对教学内容、教学方式、教学手段进行系统的改革,同时将前沿技术应用于教学实践,使学生掌握《设施园艺学》的基础知识和基本理论的同时,培养学生的能力与素质,为知识更新和终身学习打下坚实的基础。

摘要：在互联网思维的冲击下和信息产业新技术的引领下,设施园艺学课程教学的与时俱进是该课程教育改革发展趋势与方向,特别是近年来信息产业发展的飞速发展使得大数据分析、人工智能、虚拟现实及增强现实的研究成为了现在研究的热点之一,在这样的背景下,从教学内容与手段、教育理念、教学方法和实验教学等方面进行了分析、思考与总结,并提出了未来可能发展的趋势。

关键词：设施园艺学,教学改革,教学方法,云计算,虚拟现实,大数据