农业信息系统课程教学改革与实践

李屹旭　张俊

摘要：借鉴工程教育专业认证中“成果导向”教学理念，结合农林类各专业特点及教学实践，探讨如何从课程教学目标、教学内容、实践教学和考核方式等环节着手，对《农业信息系统》课程实施“以提高学生自主学习能力”为核心的教学改革，旨在促使传统的知识课堂向能力课堂转变，以满足农林类各专业对本课程的深度学习要求。

关键詞：成果导向；农林类专业；农业信息系统课程；讨论式教学；课程考核

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）17-0144-03

一、引言

国际工程教育专业认证本质上要求以“成果导向”为核心理念开展各项具体教学活动，取得了显著成果。所谓“成果导向”就是强调要以学生学习成果为评价核心的高等教育，即遵循“以成果为基础教育（Outcome Based Education，OBE）”的教育理念。OBE强调五个方面：第一，学生学到什么成果；第二，为什么让学生学到这些成果；第三，如何帮助学生学到这些成果；第四，如何知道学生已经学到这些成果；第五，如何保障学生学习到这些成果。从OBE强调的五个方面可以看出，工程教育专业认证对教学质量评价的核心不在于学校教了什么，而在于学生学到了什么，同时还强调为使学生能持续不断地学到预定成果，教育方还必须采取措施改善办学条件并接受来自社会各界的评价和反馈，以此使专业教育能够持续改进。尽管目前为止，我国尚未对高校各理科专业教育提出类似于工程教育认证那样系统的专业认证标准和要求，但作者以为OBE强调的五个方面对高等教育是具有普遍意义的。本文借鉴工程教育专业认证的OBE理念，阐述了农业信息系统课程教学改革的若干观点；针对农业信息系统课程，开展了旨在“提高学生自主学习能力、以学生学习产出”为导向的课程教学改革，对连续两届农林类专业本科生农业信息系统课程进行了教学改革试验，取得了满意的教学效果。

二、课程概述

1.相关背景。当前，我国农业生产正处于由传统农业向现代农业转型的历史时期，人多地少的矛盾，要求我国农业生产要在有限的土地资源上集约化生产，以满足人们对农产品日益增长的物质需求。时下，我国已经以多种新生组织形式奠定了农业集约化发展的基础，然而只有发展以农业信息技术为支撑的新型农业生产力才能保证我国农业健康稳步的快速发展，但目前我国农业信息技术的发展和应用水平还不高，有些地方甚至还处在原始农业生产和管理水平。要解决这一问题，就必须大力发展高等农业信息技术教育。高校作为高等专业人才培养的摇篮，理所当然地要承担起为我国培养大批合格农业信息技术人才的任务。

2.课程开设现状。目前，贵州大学几乎所有涉农专业（包括农学、中草药栽培与鉴定、园艺、茶学、农业资源与环境、植物保护、土壤学、林学、生态学和水土保持等10个本科专业），都开设了农业信息系统课程，开课时间大部分在大学第二学您第二学期，开课学时数32学时。在教学中，使我们感到最棘手的问题是由于专业背景不同，且采用各专业一起集中授课的形式进行授课，结果是教学效果难以保证。尽管以往我们在教学中努力通过对教学内容精心筛选和采用不同备课方式来解决对不同专业的授课需求，但感觉教学效果依然不是很好。为此，我们决定借鉴工程教育专业认证中OBE教学模式，开展旨在“提高学生自主学习能力、以学生学习产出”为核心的课程教学改革。具体就是秉承“授之以鱼，不如授之以渔”的理念改革课堂授课模式，引导学生掌握包括文献检索等在内的各种学习技巧和能力，使他们在课堂之外，通过多种方式自学课堂所未涉及的部分课程内容，以此将有限课堂延伸至无限课堂，并研究出多种课程考核方式激励学生学习积极性。

三、课程教学改革及实践

1.课程教学目标调整。贵州大学农学院以及林学院作为众多高等农林类院校之一，于2005年开始开设了农业信息技术课程。多年来，本课程一直以传授能使学生具备利用现代信息技术带来的新思想、新方法和新技术来改造传统农业的研究、示范、生产、经营和管理能力的基本知识为教学目标，从OBE理念来看，这个教学目标对学生应该达到的能力的描述过于笼统，对学生具体学习成果没有明确表述。为此，我们将农业信息系统课程教学目标分解为以下几个方面：（1）通过系统教授，使学生初步了解农业信息采集、存储和加工利用的技术过程和原理；（2）了解农业数据库系统的建立和维护方法；（3）了解农业遥感监测、地理信息系统、全球定位系统等相关技术以及其在农业领域的集成应用；（4）能借助MapGIS、ArcGIS等软件平台提供的作物模拟模型、利用农业专家知识库算法进行有关农业数据分析和处理；（5）了解精准农业技术和农业信息网络等技术的原理、应用现状与发展趋势；（6）能将农业信息技术指导和应用于先关农业生产和管理领域。

2.确定合理的课程开设时间。为保证农业信息系统课程的教学效果，必须顾及本课程与开设本课程的各专业其他课程的相关性，合理规划课程的开设时间。我们认为农业信息系统课程最早开设时间应该是在大二第二学期。这样做得原因是，学生在一年级已经学习了高等数学、线性代数、计算机基础，在大二第一学期开始系统学习了有关专业课程、自修或开设了计算机编程语言课程，此时开设农业信息系统课程，一方面学生已经对所学专业有了深入了解并具备了比较宽泛的专业知识，这使得学生有可能找到农业信息技术在本专业领域的应用突破口；另一方面，学生已经掌握了工具性基础学科知识，这使得他们有能力接受本课程的许多高新复杂技术并利用计算机编程知识去实现一些简单应用程序开发或利用软件解决专业问题。目前，我校在农业信息系统课程开设时间上，对上述认识已经达成一致，今后，我们将建议将农业信息系统课程安排在第三学年的两个学期开设，这样效果将更好。

3.教学内容设计。农业信息系统是一门多学科支撑的课程，但鉴于专业课程设置的限制，本课程实际上是在大量知识背景缺乏的情况下开设的，因此，如何对农业信息系统课程的教学内容进行筛选、调整和删减将成为教学成功与失败的关键。根据本课程调整后的教学目标，我们对教学内容做了相应调整。调整原则是将课程教学内容进行模块化。这些模块包括地理信息系统模块、农业遥感监测模块、全球导航定位系统原理和应用模块、作物模拟模型模块、农业专家系统以及精确农业技术的应用模块。在以往教学中，我们曾设法贪多，唯恐教学内容太窄，导致学生知识面不够，将来在就业岗位竞争中败下阵来。现在经过反思，我们认为，在当今科学技术飞速发展的时代，在有限的课堂上，要教会学生所有东西是不现实的，但通过认真教学设计，秉承“授人于渔”的理念教书育人远比试图教会学生所有东西要现实的多。

4.改革课堂教学方法。在以OBE为核心的教育教学理念下，传统的“填鸭式”教学显然是行不通的，因为在这种模式下，课堂完全由教师来掌控，学生学习过程是被动的。为此，必须改革课堂教学方法，推动教学模式从“以教为主”向“以学为主，教学相长”转变。作者就《农业信息系統课程》对贵州大学园艺2013级和2014级以及农学131、农学141共2届4个班级进行了“讨论式”教学试验。具体做法是：先由教师进行传统课堂讲授，课堂讲授完相关章节内容后，布置若干和讲授内容有关的延伸课题作为“讨论作业”，要求学生在课下准备一段时间后（一般2—3天，最长不超过一周），在课堂“讨论”，发表观点和看法。作者发现这是一种良好的教学方法：一方面，在准备过程中，促使学生学会了文献检索的方法，课堂的分组讨论和补充培养了他们团队合作的能力、创新意识和创新思维能力；更重要的是教学试验表明大部分学生对这种讨论课兴趣极高，学习的积极性和主动性大为改观。作者相信，长期坚持“讨论式”教学，学生的自主学习能力一定会得到有效提升；长期以来，就是因为学生缺乏学习的主动性和自主学习能力，事事靠老师包办，结果学习效果很差，只要教师设法引导学生终树立“终身学习”的理念，则我们的课堂就可以得到无限延伸和拓展。

5.改革课程考核方式，建立多元化课程考核体系。农业信息系统课程考核改革的核心是加大对学生学习过程的考核力度。比如，在上述“讨论式”教学中，教师任务在于引导和评价学生讨论和发言，助教（由研究生担任）则记录下学生课堂讨论和发言情况，并按一定标准进行打分，最后将这部分成绩按比例计入该门课程总成绩。除此之外，对于那些未在课堂发言的同学，则要求针对发言主题查阅相关文献资料，撰写提交文献阅读报告，对这部分同学，也按照一定标准将报告成绩计入课程总成绩。另外，鼓励学生申报与课程相关的SRT项目和自主探索开展专业领域的农业信息技术实验项目，对于这部分同学则给予适当附加分数。总之，先进的课堂教学改革，必须有相应的课程考核方式加以支撑，否则必将难以收到良好教学改革效果。

6.网络教学平台建设。过去，教师与学生的交流主要限定在课堂或课间，而且有些学生并不善于当面表达问题，导致了一些问题长期搁置难以解决，影响了农业信息系统课程的学习效果。现代计算机和互联网技术为网络教学提供了灵活多样的教学模式，使师生网络互动成为可能。贵州大学为师生提供了网络教学平台，目前我们正在积极申报和开辟农业信息系统网络教学平台，通过网络教学平台，不仅可以实现师生网络互动，而且可以通过上传教学日历、教学大纲和课程简介、课件和相关模拟测试题目，使学生方便了解本课程教学进程和教学计划，并且可以方便访问我们设定的一切自学资料来辅助农业信息系统课程学习。学生可以针对本课程匿名提出问题，帮助教师改进教学方法，建立师生的联动机制，改变以往以“教”与“学”的鸿沟。

7.加强实践教学。近年来，由于贵州大学成为中西部14所国家重点建设高校之一，在中西部综合实力提升计划资金资助下，我校实验室条件得到大幅度改善，联网计算机数量明显增多。在这种情况下，农业信息系统课程的课堂实验教学也有了较好的保障。加强实践教学，实际上就是注重培养学生运用农业信息技术有关知识解决实际问题的能力。对于农业信息系统课程，我校主要是要求学生通过MapGIS软件和ArcGIS两种软件完成有关地理空间数据分析，比如缓冲区分析、图形裁剪、地理图斑的生成、栅格图形的矢量化和简单作物模型开发演示等。在实验考核时，采取现场从上述事先开设的实验项目中随机选择一个实验项目进行操作，根据在规定的时间内对实验项目操作情况打分。由于是现场随机抽取实验项目，基本上可以杜绝学生的临场侥幸心理，学生为通过考核，只有平时多练才有可能取得实验环节的考核。

四、结束语

本文借鉴工程教育专业认证中的OBE教学理念，确定了“以提高学生自主学习能力”以及“以学生学习产出”为指导的农业信息系统课程教学改革思想，尝试性采用“讨论式”教学方法和多元话课程考核方式激发学生学习积极性和主动性，培养他们自主学习能力和科研意识及创新能力，以“授人以渔”的方式引领课程教学，取得了一些成绩，希望借贵刊平台和广大同仁交流学习，共同促进高等农业信息技术教育事业的发展。

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