农业设施工程学课程教学改革与探索

熊婷婷 李 蒙 张 燕

（信阳农林学院园艺学院，河南 信阳 464000）

设施农业是现代农业中的一种生产方式，其充分将工程技术与现代农业相结合，实现农作物高产、高效和绿色发展，通过智能化、数字化新技术为作物生产提供适宜的生长环境，获得产量、品质和经济效益的同步提高[1]。设施农业科学与工程专业是一门农业和工程交叉的学科，是为了培养兼具农业学科技能和工程学科技能的优秀复合型人才。而农业设施工程学课程是设施农业科学与工程专业本科必修的核心课程之一，是一门研究设施农业生产规律以及工程技术在设施农业生产中应用的重要课程，在培养优秀设施农业人才中发挥着重要作用。在新工科背景下，传统设施农业科学与工程专业课程设置和课程内容，需要根据设施工程产业的市场需求变化进行改革。王长义等[2]在乡村振兴战略和新农科建设背景下，基于成果导向教育（OBE）理念对教学改革进行探讨。董晓星等[3-4]重新构建并深度挖掘教学内容，以线上线下混合式的模式组织教学，形成了适宜本课程的线上线下混合式“金课”建设模式，并以农业设施工程学课程为例，介绍了农科专业有效开展课程思政的途径。刘素慧等[5]将基于共享课+翻转课堂的混合教学模式引入教学中，并观察其教学效果，探索其在本课程教学中新的教学模式。为提高设施农业科学与工程专业人才培养的专业能力和技能水平，满足现阶段地区经济发展对综合性、创新型人才的需求，结合设施农业科学与工程专业特点及学院自身优势，对农业设施工程学课程教学进行了改革和探索。

1 加强师资队伍建设

农业设施工程学是一门涉及园艺学、建筑学、工程学、材料学和环境学等多学科交叉的课程。学生学习的内容主要包括园艺设施的规划与设计、园艺设施工程材料的种类和特性、园艺设施的建筑与施工、园艺设施的环境调控及其设备、设施园艺配套设施设备等。由于该课程涉及的知识点跨越不同学科，内容交叉融合，增加了授课教师的教学难度。

设施农业科学与工程是近5年新开设的一门专业，就师资力量和试验条件来说，工科方面相对较弱。教师作为课程的建设者和开发者，是提高教学质量的关键因素之一。教师不仅要有渊博的理论知识，还需要有丰富的生产实践经验，这样才能将理论与实践结合[6]。

为了课程教学改革的需要，指派相关教师到校外的农业基地进行科技服务和外出学习交流等，以了解新型农业设施设备和农业设施发展的现状，增长农业设施工程生产建设经验；将农业设施工程学的教学内容和生产现状紧密结合起来，优化教学内容、创新教学模式、融入课程思政和完善实践教学环节，有利于培养综合性、创新型优秀人才，顺应市场需求。先后与十多所大型农业园区和农业科技有限公司签订了校外实习基地协议、生产教学研究合作协议。通过和企业合作，培养出一批既能讲授专业理论课，又具有一定实践经验的师资队伍。

2 优化教学内容

农业设施工程学课程教学改革需对理论课的教学内容和实验课程进行优化，并对48个学时进行合理分配，让学生既能通过36个理论学时的学习系统了解农业设施先进的设施设备和研究成果，又能通过12个实验学时的实践掌握塑料大棚的建造设计和现代化温室的内部设备。成立了农业设施工程学课程教学改革小组，结合当地农业设施设备以及农业设施发展的现状对本课程的理论教学内容进行了优化，将设施农业环境工程学和设施园艺学这些专业课程与农业设施工程学课程内容相似的部分归并，使该课程的教学内容更加符合农业设施工程的发展现状。另外，教学内容以教材为主，而教材中有部分内容滞后于生产。例如，目前全球最先进的一些温室和最新的温室环境控制技术尚未在教材中体现出来。教学改革小组针对以上问题，探究把教材上没有的温室类型和温室环境控制技术内容添加到课程教学中，如主动蓄热采光温室、可拆装式日光温室和双效节能日光温室等[7]，同时采用案例分析的方法，探讨不同温室在信阳地区的适用性，让学生了解到先进的农业设施设备。

根据现有的农业设施，着重安排学生进行实践操作与实训，让学生通过将理论与实际结合，掌握农业设施设备的操作技能，能够运用基本理论和技术建造部分农业设施，配置有关的设备和装置，指导和管理农业设施生产。农业设施工程学课程教学改革小组通过对教学内容进行一系列的整改和优化，以提高教学质量和教学效果，让学生增长见识，扩展知识面。

3 创新教学模式

农业设施工程学课程是实现设施工程专业人才培养目标的重要一环，主要讲授农业设施材料、设计、建造性能和应用，旨在培养学生从事园艺设施工程设计、建造和科研方面的能力。从设施农业科学与工程专业培养方案来看，学生在学习该课程前具有农业设施CAD 的知识储备，对设计有一定了解，但并未对农业设施的实际建造等相关知识进行系统学习。因此，学习设计和建造园艺设施对于本科生来说是一项全新的挑战，授课教师所采取的教学模式是否有效与学生能否深度掌握本课程的知识点紧密相关。

传统的教学模式为讲授型，主要是教师在课堂上讲解课本中的知识点，学生被动接受知识，双方都在按要求完成上课的任务。这种方式最简单且不费事，甚至教师只需备一次课、做一次课件，就能连续用很多年。在传统的教学模式下，教师难以真正了解学生对农业设施设备等专业知识的掌握程度，教学效果也会受到影响。因此，在教学改革要求下，教师需要积极转变教学观念，改善并创新教学模式，采取多元化的教学方法，引导学生学习，并且遵循以学生为主体的教学原则，充分发挥教师的主导作用[8]。

在课堂教学中，将“老师讲学生听”转变为“学生讲老师听”，让学生分小组在课余时间查阅相关的资料去了解下节课要学习的内容，以PPT 或者视频的形式讲解汇报，以小组讨论的方式，针对本节课的内容进行探讨，比如日光温室和连栋温室的更新换代有哪些技术方面的提升、如何推广农业设施设备、互联网在农业设施设备上的应用等。授课教师也应参与学生的讨论，为学生答疑解惑并进行适当引导。以学生为主体的教学模式，不仅可以让学生做到提前预习，锻炼自主学习能力，还把课堂交给学生，让课堂成为学生的舞台，既锻炼了学生的口才，又增强了学生的自信心。

4 融入课程思政

高校教育不仅是让学生学习农业设施设备等专业知识，也需要提高学生的思想道德素质。推动专业课与思政课协同育人，将思政元素融入学生学习生活中，最终落实教育的根本任务。在农业设施工程学中融入课程思政元素，需要课程教学改革小组的教师共同探索，争取做到“润物细无声”，在潜移默化中引导并传授给学生。例如，可将设施建筑材料和覆盖材料与环保关联起来，培养学生保护环境的意识以及可持续发展的理念。在分析农业设施快速发展的意义时，可讲解农业设施能提高土地利用率、农业生产率以及推动传统农业向现代农业转型的重要价值，强调依靠现代设备设施和技术手段实现农业生产现代化，赋能乡村振兴。在讲授到引进国外先进的连栋温室和现代化温室，耗资巨大却没有得到有效收益时，可联系事物发展的方向是前进的、曲折的，强调适宜我国农业生产的农业设施需要总结经验、慢慢更新改造。依托农业设施工程学课程的知识点融入思政元素，有利于引导学生树立爱国情怀，建立正确的价值观，提高人才质量。

5 完善实践教学环节

设施农业科学与工程专业是因现代农业发展而兴起的一个兼顾工科和农科的专业，以现代先进科技为依托，为其提供先进的基础设施，其经营模式主要是通过产业化，在人工干预的最适环境条件下，实现效率及可持续发展的现代农业生产管理体系[9]。在优化和整改教学内容的同时，应认识到实践在教学中是必不可少的，需要让学生掌握设施建造材料的种类和特性、农业设施设计建造与施工、设施环境特性与调控技术等。同时，应注重培养学生运用基本理论分析和解决问题的能力，如建造一些农业设施、配置有关的设备、装置，指导和管理农业设施生产等。

每年组织学生到各农业园区和合作企业进行参观学习，学生通过现场参观以及教学实习，了解现代农业园区温室农业设施设备的布局和温室环境控制的运转过程。通过亲手实践操作，从整地、作畦、播种、育苗、定植、田间管理到温室环境控制，掌握农业设施内蔬菜的育苗流程、技术要点以及温室管理环境调控技术，了解利用农业设施温控技术规模化调整农业园区温室内空气的湿度、温度和CO2含量等操作为生产管理带来的便捷。

为了提高教学效果，加强学生对不同温室类型的了解，学院连续举办了2届温室模型设计比赛，要求学生从优化温室结构和改善温室内部环境调控2个方面来设计制作温室模型。比赛旨在让学生在熟练掌握温室建筑设计、设施环境调控等专业知识和提升动手实践能力的同时，领略设施农业科学与工程专业多学科交叉融合的特点，实现以赛促学、以赛促研的目的，这也是检验农业设施工程学课程实践教学效果的重要手段。

6 采用多样化考核方式

课程考核评价是促进教学质量提高的一个重要教学环节，而教学质量是高等教育可持续发展的根本保证[10]。有效的课程教学评价有利于提高学生成绩和能力。为了有效评估学生对本门课程的学习状况，需要改变以往仅以考试为主的考核方式，构建全程性、综合性的考核和评价模式[11]。

农业设施工程学课程含有30 个学时的实训课时，一般是将实验实训指导书下发给学生，在操作讲解后让学生按要求完成实验实训报告，实验实训课以小组3～4 人进行实验。例如，观测设施内外的温湿度、光照和风速，让学生掌握温室内外小气候的变化规律，在此过程中，需要利用一些小型测定仪器来观测。然而，由于仪器设备少，部分学生自己不动手或者仅观看别人操作。教师所带的班级学生较多，因此在实验实训课中对每个学生的过程考核不够全面，难以准确评估每个学生的真实学习成果。

为了提高教学效果，教学改革小组经讨论后决定，结合实际采用多样化考核方式。授课教师可以对课堂上回答问题积极、实验前准备充分、实验中尽职尽责且动手能力较强、在小组共同实验过程中有团队协作精神并且实验报告完成度较高的学生进行加分，加强学生对过程考核的重视程度，在调动学生积极主动性的同时，锻炼其动手实践能力，以提高教学质量。农业设施工程学的总成绩是由平时作业、实验实训报告和考试成绩3 个部分构成，可通过调整实验实训报告成绩的占比，让学生重视过程考核，而考试内容除了有客观题，还应该在试卷中增加信阳地区农业设施的案例分析，着重考查学生在实际生产中解决问题的能力。

7 发挥网络教育平台优势

仅传授书本上的理论知识难以满足当前农业设施发展的需要和学生学习的需求，要更新陈旧内容，这就需要源源不断学习新的知识。教师可以利用寒暑假等空闲时间来获取互联网最新资源。采用互联网备课的方式，教师能够紧跟时代发展前沿，第一时间获得与课程有关的新案例，并在课堂中传授给学生。采取网络授课的形式，教师能够及时解答学生提出的问题，以便集中整理问题，写出课堂分析报告，改进后续教学，并作为侧重点讲解。授课教师应及时将农业设施工程学课程的教学课件、案例分析视频和习题答案等内容上传到学习通网站上，引导学生课下进行自主预习和复习，能够有效补充课堂教学的不足。

慕课MOOC 作为一种新的教育形式，进一步推动了我国高等教育的网络化发展，在网络化新技术的影响下，传统地方高校专业课程教育也融入了网络MOOC教育平台[12]。学生依托中国大学MOOC网络平台的农业设施工程学网课进行课前预习，完成慕课线上作业，授课教师可通过学生完成的学习任务来了解学生学习的情况。由于每个学生的学习能力不同，教师在线下课堂教学中可以根据个体差异进行分层教学，这有利于获得更好的教学效果。采取线上线下相结合的方式学习，学生不仅能提高自身学习的自主性、独立解决问题的能力，还能提高语言组织能力和表达能力。在互联网快速发展的时代，教师应充分利用互联网平台高效、便捷的优势来提升农业设施工程学课程的教学效果，构建高效课堂。

综上，教学改革是一个不断创新和探索的过程，需要倾注学校和教师大量的精力[13]。本研究通过对农业设施工程学课程进行教学改革，从加强教学团队建设、优化教学内容、创新教学模式、融入课程思政、完善实践教学环节、采用多样化考核方式和发挥网络教育平台优势7个方面进行改革与探索，以培养出农业设施工程理论知识与实践技能相统一的综合性、创新性的优秀设施工程人才，为信阳农业设施工程的发展作出贡献。