新農(nóng)科建設背景下農(nóng)業(yè)氣象學課程問題教學模式的構(gòu)建與實施

張 琨，張 巽，韓志平，王 娟

(山西大同大學農(nóng)學與生命科學學院，山西大同 037009)

自2019年以來，隨著《安吉共識——中國新農(nóng)科建設宣言》的提出，培育卓越農(nóng)林人才，著力提升學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和科研素養(yǎng)已成為新時代創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的根本要求。新農(nóng)科在培養(yǎng)理念與培養(yǎng)模式等方面超越傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)教育范式，要求持續(xù)創(chuàng)新教育教學方法，創(chuàng)建一流課程和科學的教學體系。山西大同大學是山西省首批應用型轉(zhuǎn)型試點高校。作為全校唯一的涉農(nóng)專業(yè)，設施農(nóng)業(yè)科學與工程專業(yè)承載著為地方培養(yǎng)輸送應用型農(nóng)業(yè)人才、服務鄉(xiāng)村振興發(fā)展的重要使命。農(nóng)業(yè)氣象學是設施農(nóng)業(yè)科學與工程專業(yè)的一門核心課程，也是設施環(huán)境與調(diào)控、設施作物栽培學等課程的重要專業(yè)基礎課。該課程旨在讓學生熟悉農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象條件的相互作用規(guī)律，以充分、合理地利用農(nóng)業(yè)氣候資源，更好地服務于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。農(nóng)業(yè)氣象學課程涵蓋了氣象學基本理論和農(nóng)學基礎知識，表現(xiàn)出較強的綜合性、實踐性和應用性。與其他專業(yè)基礎課類似，農(nóng)業(yè)氣象學課程存在教學模式單一、知識點瑣碎繁多等共性問題，再加上內(nèi)容抽象、綜合性強，學生缺乏學習興趣，學習效率低。

基于問題學習(problem-based learning，PBL)的教學模式在培養(yǎng)學生跨學科創(chuàng)新性發(fā)展能力方面效果顯著，近年來被越來越多地應用于高校教學活動中。PBL模式是以學生為學習主體，教師設置與課堂理論教學聯(lián)系緊密且具有一定意義的實際問題，引導學生通過自學、討論、小組合作等方式解決問題，幫助學生將理論知識與實際應用相結(jié)合，激發(fā)學生主動參與和自行管理，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和批判思維能力。筆者將PBL模式應用于農(nóng)業(yè)氣象學課程教學，構(gòu)建基于PBL教學法的農(nóng)業(yè)氣象學課程教學新模式，將傳統(tǒng)教學中學生的被動學習改為主動學習，進一步提高學生分析問題、解決問題的能力，旨在為培養(yǎng)高質(zhì)量設施農(nóng)業(yè)科學與工程專業(yè)應用型人才奠定基礎。

1 農(nóng)業(yè)氣象學課程教學現(xiàn)狀

山西大同大學作為山西省首批應用型轉(zhuǎn)型試點高校，人才培養(yǎng)必須適合社會對應用型人才的需求，注重理論基礎與生產(chǎn)實踐的有機結(jié)合。在新農(nóng)科建設培育卓越農(nóng)林人才的背景下，目前農(nóng)業(yè)氣象學課程教學存在以下問題：①課程內(nèi)容缺乏針對性。目前選用的農(nóng)業(yè)氣象學教材是面向高等院校非氣象領域涉農(nóng)專業(yè)編寫的，教材內(nèi)容豐富，但缺乏能體現(xiàn)高校所在地區(qū)的氣候特征、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及氣象災害發(fā)生情況等內(nèi)容，加上課程學時一再縮減，授課內(nèi)容針對性不強。②課程內(nèi)容陳舊，知識更新慢。在聚焦現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展與鄉(xiāng)村振興的環(huán)境下，農(nóng)業(yè)氣象學課程很多教學內(nèi)容顯得比較陳舊，授課內(nèi)容缺乏新穎性、時效性和前沿性，更新速度慢。③課程內(nèi)容與實踐應用脫節(jié)。與多數(shù)專業(yè)基礎課一樣，農(nóng)業(yè)氣象學課程教學過程往往更注重理論知識的講授，欠缺對學生實踐應用能力的培養(yǎng)，致使理論與實際脫節(jié)，偏離新農(nóng)科人才培養(yǎng)目標。④教學方法陳舊，學生學習主體性不強。目前農(nóng)業(yè)氣象學課程教學大多采用傳統(tǒng)的“灌輸式”教學方法，學生學習的主動性和積極性不高；課程理論知識瑣碎繁多且較為抽象，與生產(chǎn)應用的聯(lián)系不容易直接體現(xiàn)出來，使學生誤以為課程實用性不強，學習興趣較低。

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)氣象學課程教學模式很難讓學生感受到實用性、挑戰(zhàn)性和前沿性。因此，新形勢下開展農(nóng)業(yè)氣象學課程教學改革已成為培養(yǎng)高素質(zhì)應用型人才的迫切需求。

近年來，不同高校教師從優(yōu)化教學內(nèi)容、創(chuàng)新教學方法、加強實踐教學等方面對農(nóng)業(yè)氣象學課程教學進行了教學改革探索。各高校普遍以優(yōu)化教學內(nèi)容作為改革起點，重點強化教學內(nèi)容與授課專業(yè)的緊密銜接，同時緊跟時代發(fā)展，不斷充實教學內(nèi)容，注重體現(xiàn)教學內(nèi)容的時效性和應用性。將翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學等模式引入農(nóng)業(yè)氣象學課程教學，充分運用網(wǎng)絡等現(xiàn)代信息手段，采用探究式教學法、實例教學法、互動式教學法等方法轉(zhuǎn)變課程教學模式。加強實踐教學環(huán)節(jié)建設，優(yōu)化實驗教學內(nèi)容，刪減時效性和實用性差的傳統(tǒng)內(nèi)容，增加開放式設計性和綜合性實驗；突出“以學生為中心”，改革實驗課教學方法和考核方式。經(jīng)過不斷探索和實踐，農(nóng)業(yè)氣象學課程教學方法不斷豐富，課程體系持續(xù)完善，有力推動了人才培養(yǎng)質(zhì)量的不斷提升。

2 基于PBL法的農(nóng)業(yè)氣象學教學模式的構(gòu)建與實施

在參考前人對農(nóng)業(yè)氣象學課程教學改革具體措施的基礎上，充分考慮目前農(nóng)業(yè)氣象學課程教學中存在的諸多問題，緊密圍繞新農(nóng)科背景下培養(yǎng)高素質(zhì)應用型人才的培養(yǎng)目標，構(gòu)建了基于PBL教學法的農(nóng)業(yè)氣象學課程教學模式。該課程教學模式主要由高效利用網(wǎng)絡教學資源、合理創(chuàng)設課程核心問題、構(gòu)建有效的課堂討論模式和改革課程綜合評價體系4個部分組成。

PBL教學方法需要建立在學生對基礎知識基本掌握的前提下。由于授課學時的限制，難以保證在有效開展問題討論教學的同時，對學生進行足夠時間的基礎知識輔導，需要學生通過自學來彌補其中的不足。隨著國家對網(wǎng)絡教學資源投入的不斷加大，優(yōu)勢教學資源在網(wǎng)絡得到共享。就農(nóng)業(yè)氣象學課程而言，僅在中國大學MOOC平臺上就有3所高校的在線開放課程，包括福建農(nóng)林大學的國家精品課程、南京農(nóng)業(yè)大學和南京信息工程大學的共享課程。此外，更為重要的是前期筆者在超星學習通平臺上已建立了農(nóng)業(yè)氣象學網(wǎng)絡學習課程，創(chuàng)建33個教學視頻，內(nèi)容覆蓋整個課程教學大綱，每章節(jié)設置章節(jié)測驗。利用校外慕課資源和校內(nèi)網(wǎng)絡學習平臺，可以完全滿足學生的自學需求，為構(gòu)建農(nóng)業(yè)氣象學課程PBL教學模式奠定重要基礎。

創(chuàng)設課程核心問題是PBL教學模式成功的關鍵。提出的問題既要注意難易適中，同時也要充分考慮課程內(nèi)容與生產(chǎn)實踐的聯(lián)系，從學生的學習興趣及社會熱點角度發(fā)掘問題。問題要在學生課程基礎知識學習的基礎上，根據(jù)學習情況，有層次、循序漸進地提出：在章節(jié)學習的前段，問題以簡單的知識水平題為主；章節(jié)學習的后段，應以綜合水平提問或開放式、推理性問題為主。例如，在“農(nóng)業(yè)小氣候”這一章，教師講解農(nóng)業(yè)小氣候的基本概念和主要特點，要求學生舉例典型農(nóng)業(yè)小氣候系統(tǒng)；在自學農(nóng)業(yè)小氣候人工調(diào)控基本原則和思路的基礎上，結(jié)合前期其他專業(yè)課程相關知識的學習，提出問題。通過回答這些問題，學生對農(nóng)業(yè)小氣候的理解更加透徹，同時也將氣象學基本知識更好地融入設施農(nóng)業(yè)科學與工程專業(yè)的學習和生產(chǎn)實踐。

創(chuàng)設核心問題除了要與專業(yè)實際緊密結(jié)合外，還要自覺融入課程思政元素，在傳道授業(yè)的同時，始終不忘立德樹人這一根本任務。例如，在介紹洪澇、臺風等農(nóng)業(yè)氣象災害時，以“1998年特大洪水”和“2019年超強臺風利奇馬”為例，共同探討氣象災害的成因，并借助短視頻、圖片等形式，還原我國“一方有難、八方支援”的救災精神。與此同時，密切結(jié)合當下我國眾志成城抗擊疫情的形勢，向?qū)W生宣傳國家為疫情防控作出的諸多努力以及個人作出的奉獻和犧牲，領悟萬眾一心的中國精神和令人振奮的中國效率，體會我國社會主義制度的優(yōu)越性，加深學生對家國情懷、責任擔當?shù)恼J識，培養(yǎng)學生的愛國情懷。在講到“中國二十四節(jié)氣”時，設置問題，從“中國二十四節(jié)氣”的歷史由來、各節(jié)氣物候意義、與節(jié)氣相關的民俗文化及詩歌文學等方面展開討論，從中感受我國勞動人民的智慧，自覺弘揚中國傳統(tǒng)文化，增強學生的民族自豪感和歸屬感。

通過有效的課堂討論模式可以發(fā)現(xiàn)學生的已知領域，并通過小組間競賽激發(fā)學生的表現(xiàn)欲，提高學生的學習興趣，增強學生對知識的領會和靈活應用能力?；赑BL教學法的農(nóng)業(yè)氣象學課程課堂討論模式構(gòu)建如下：班級分小組交流，每組4～5人。課前，學生從學習通平臺獲取問題任務，圍繞主題進行個人自主預習和小組協(xié)作學習，借助教材、網(wǎng)絡等資源搜集整理資料，經(jīng)小組充分討論后形成問題解決方案。課上，各小組選派一名學生上臺進行PPT展示匯報，組內(nèi)其他成員及其他小組成員根據(jù)匯報情況補充交流；根據(jù)學生展示的情況，教師負責解答討論中學生的疑惑，并進行指導點評和歸納總結(jié)。課后，學生在教師的指導與建議下，通過補充資料和小組討論進一步完善方案，并將最終成果上傳至學習通平臺。

以期末閉卷考試為主的評價體系已經(jīng)不能全面、合理地對學生綜合能力進行考核。秉持以學生為中心的教學理念，強化學生學習的主體作用，降低期末試卷考核的比重，豐富過程性考核環(huán)節(jié)，加大過程性考核的力度和比重。PBL教學模式更加注重學生綜合能力的培養(yǎng)，因此建立一套針對課堂討論、作業(yè)、在線學習、期末考試等環(huán)節(jié)的綜合評價體系顯得尤為重要。PBL教學法的農(nóng)業(yè)氣象學課程綜合評價體系主要由過程性考核(40%)和終結(jié)性考核(60%)兩部分組成。終結(jié)性考核是以閉卷考試形式考查學生對基礎理論的掌握能力、理解能力及綜合分析應用能力。過程性考核環(huán)節(jié)包括課堂出勤(4%)、課程作業(yè)(8%)、在線學習(8%)和討論(20%)4個部分。課程作業(yè)是對學生每章學習后的測驗，以答題正確率計算作業(yè)得分；在線學習要求學生按時完成學習通平臺上布置的視頻學習任務，以任務完成情況計算得分；討論部分則根據(jù)小組上傳至學習通平臺的匯報PPT，重點評判匯報PPT制作情況和小組匯報表現(xiàn)，綜合評價體系由教師評價、組間互評和組內(nèi)互評3個部分組成，小組最終得分由教師評分(50%)、組間互評平均分數(shù)(30%)、組內(nèi)互評平均分數(shù)(20%)組成。教師可對積極參加討論、有突出表現(xiàn)的同學給予適當?shù)姆謹?shù)獎勵。

3 結(jié)語

將PBL模式應用于農(nóng)業(yè)氣象學課程教學，重點對教學資源利用、課程教學組織、綜合評價體系進行了一系列改革創(chuàng)新，構(gòu)建基于PBL教學法的農(nóng)業(yè)氣象學課程教學模式。實踐表明，該模式利用線上教學資源極大地豐富了教學內(nèi)容，拓寬了學生的視野；在教學設計中添加PBL教學法有效地引導學生自主參與到課堂學習中來，提高了學生的課堂參與度，同時小組協(xié)作解決問題，培養(yǎng)了學生的團隊合作意識和解決實際問題的能力，提高了學生的語言組織能力和表達能力；將專業(yè)知識、思政元素與課程教學有機融合，實現(xiàn)理論知識與實踐應用緊密結(jié)合、技能培養(yǎng)與思想道德建設相輔相成；構(gòu)建課程綜合評價體系，進一步強化學生學習的主體作用，激發(fā)學生的課堂學習積極性?；赑BL法的農(nóng)業(yè)氣象學課程教學模式在實際教學中取得良好成效，通過調(diào)整優(yōu)化和持續(xù)改進，實現(xiàn)新農(nóng)科建設背景下設施農(nóng)業(yè)科學與工程專業(yè)應用型人才的培養(yǎng)目標。