“互聯網+教育”背景下農業工程學科智慧課堂教學模式探索

關 睿，唐 漢，王金武，周文琪，王 奇，孫小博

（東北農業大學，哈爾濱 150030）

隨著“互聯網+”時代的到來，傳統課堂教學與互聯網相結合不僅拓寬了教育教學的時間和空間，而且更有利于教學質量的提高。教育部在2018年發布的《教育信息化2.0行動計劃》提出到2022年建成“互聯網+教育”大平臺[1]，2020 年發布的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》首次肯定了在線教育的重要地位[2]。目前，高校課堂教育受“互聯網+教育”的影響日漸加深，傳統課堂教學模式被一系列教育教學新模式顛覆。其中，智慧課堂教學是以“互聯網+教育”為背景，以借助移動終端設備將線上線下教學活動相融合為手段，突破課堂時空界限，為學生打造的一種更個性化、智能化、高效的教學模式[3]。這種教學模式為農業工程學科教育方式革新帶來重大突破。為適應現代經濟和農業發展的需要，以“現代卓越農業建設創新人才需求”為導向，為建立具有國際化鮮明特色的農業工程學科，培養農業工程學科智慧型人才，探索基于“互聯網+教育”背景的農業學科智慧課堂教育模式建設路徑，并在東北農業大學取得了良好的實踐成果，為推動我國“新農業工程”學科建設提供參考。

1 智慧課堂是未來農業工程學科教育發展方向

培養關心、熱愛、服務“三農”，具有厚基礎、寬口徑、廣適應、強能力、高素質的農業工程學科人才，構建農業工程學科智慧課堂，對增強學生個性化培養、打破學生學習空間局限性、強化師生互動多元化，具有重要意義。

1.1 因材施教：增強農業工程學科學生個性化培養

農業工程學科融合了多種特色專業，需教師因材施教，逐步引導學生并根據不同學生的特點，著重培養學生分析問題、解決問題和靈活思考的能力?，F有農業工程學科教學大多以期末考試成績和作業完成情況來評價學生對學科的認識程度，但僅靠一套習題、一張試卷就來判斷學生掌握知識水平的教學模式易使學生思維產生局限性，導致其創新能力減弱。

在國家發布中長期教育改革和發展規劃綱要、實施創新型國家戰略的宏觀背景下，有待打破農業工程類專業傳統教育模式，提升學生實踐動手能力和創新精神，以適應新工科建設背景下農業工程學科專業人才的培養需求。要注重培養學生的家國情懷、社會責任感和時代使命感，激發其科技創新欲望與責任擔當，為每名學生的個性化發展和人格養成提供充分條件和多樣化機會。智慧課堂就提供了這一方法。該教學模式覆蓋面廣，可根據學生移動終端設備的學習信息反饋，幫助教師實時掌握學生的學習情況，了解不同學生的認知發展水平，同時還可通過總結、分析學生的反饋內容，及時調整課堂教學方式，設計個性化教學方案，以顧全每名學生的獨立發展，提供個性化學習資源。通過“興趣引導—專業能力—農業工程學科特色專業方向”，培養學生獨立思考能力，建立完善農業工程學科專業化教育、實踐創新、通識教育和個性化發展合理融合的創新性課程體系。

1.2 師生互動多元化：增強農業工程學科學生學習積極主動性

現有的農業工程學科課堂授課模式大多采用傳統的“6+5”教學模式。教師授課流程為課前備課、課上講解、向學生提出問題、課后布置作業、批改作業和期末考試；學生學習過程為課前預習、聽課、被抽選回答問題、完成作業和完成考試。這種教學方法將“教”與“學”割裂開來，讓教師與學生有著很強的距離感[4-5]，同時打壓了學生的學習積極性和主動性，使其對農業工程學科專業課學習喪失興趣。

新時代新背景下，全面推進鄉村振興和加快農業農村現代化賦予農業工程學科新的職責和使命。創建農業工程學科教學新模式與新體系，培養高素質拔尖型農業工程領域人才，滿足新業態需求，引領未來農業工程領域高新技術蓬勃發展，培養學生對農業工程學科的學習興趣勢在必行。相較于傳統農業工程學科教育教學模式，智慧課堂教學的交流互動更加生動靈活。教師可通過各種智能化教學工具，生動講解農業工程學科應用場景與知識內容，有助于激發學生的學習興趣，同時，借助移動終端設備，老師和學生之間、同學與同學之間的交流方式和信息溝通方式更加多元化。即使是課外時間，師生之間也可借助移動終端設備在云端平臺進行交流，實現任何時間、任何地點全方位實時互動和信息溝通，從而打破師生、生生之間的時空限制，拉近了師生之間的距離。

1.3 跨區域協同教學：打破農業工程學科學習時間和空間壁壘

傳統農業工程學科授課地點多在固定教室，由教師現場講解授課。受到技術與設備的限制，學生在課堂上必須全神貫注地緊跟老師步伐，一旦走神便會錯過重要知識點。長此以往，必然禁錮學生思想。

中國作為農業大國，農業工程學科建設更是不可忽視[6]。隨著科學技術和社會經濟的快速發展，擁有百年歷史的農業工程學科早已從原來的簡單機械應用，發展到強烈依賴工程、生物等多學科信息的互相滲透與融合。傳統的農業工程學科教學主要圍繞課本向學生傳遞知識，課程體系缺乏綜合性，無法滿足新工科新農科新時代下涉農人才的培養需要。智慧課堂可在雨課堂、學習通、藍墨云平臺、慕課在線網絡課程等信息化教學平臺支持下實現教育教學的深度融合和高校間的協同合作。這種跨區域教學方法可以解決高校農業工程學科優質課程資源短缺、學生多渠道學習環境與資源不足等問題，利于打破學習時間與空間的壁壘，拓寬學習渠道。在這種模式下，學生可隨時隨地選擇適合自己的學習課程，通過反復觀看視頻鞏固課堂所學知識點，這不僅解決了傳統課堂和移動終端設備之間的矛盾，而且能實現傳統面對面課堂教學與數字移動端設備的深度融合，從而構建智能化、現代化和數字化的課堂環境，促進農業工程學科學生成長。

2 基于“互聯網+”教育背景下的農業工程學科智慧課堂構建路徑

為適應農業院校產學研辦學模式發展的需要，主動對接國家智能農業裝備產業人才培養需求，應以立德樹人為根本，匯聚國內外高校優質資源，推動農業工程學科教學模式由“以線下教學模式為中心”向“線上+線下智慧課堂教學模式為中心”的轉變，由“以教師為中心”向“以學生為中心”的轉變?；诖颂岢鲛r業工程學科智慧課堂建設路徑為課前利用富媒體資源引起學生興趣、課中打造虛擬仿真實驗室、課后創建微課和跨區域打造農業工程學科開放課程。

2.1 課前預習：學情分析，利用富媒體資源引起學生興趣

傳統農業工程學科采用大課教學模式，教師備課方式主要為備教材、備教法和備學生。由于學生眾多，教師難以深入了解每位學生。從學生的角度，其預習大多為提前閱讀教材內容，但教材文字枯燥無味，這就會削減學生對新知識的學習積極性。長此以往，能夠堅持課前自主預習且及時與老師探討反饋的學生寥寥無幾。教師備課內容大多基于以往的課堂經驗，導致課堂上教與學之間具有滯后性。因此，合理利用富媒體資源，根據新工科新農科導向建設，融合學科交叉及科技創新理念，聚焦農業工程產業發展趨勢，實現農業工程學科教學內容與互聯網上多媒體信息的深度融合，對提高學生的學習效果大有裨益。教師可根據下節課所講知識，強基拓域抓特色，在互聯網上尋找農機作業視頻、圖片、動畫等學習資源自制多媒體課件，然后分享到網絡連接、網絡視頻，將預習內容通過智慧課堂信息技術平臺推送至學生的移動設備終端，同時，通過平臺發布預習內容，設定預習截止時間，點明本節課程目標。學生則可通過平臺，實時反饋預習進度和問題。由于富媒體制作的預習資料重點突出、生動有趣，因此，這種教學模式不僅可以激發學生的學習興趣，還能了解學生的預習質量，以便及時調整課堂知識重點。

2.2 課中互動：打造虛擬仿真實驗室，培養學生創新思維

農業工程學科教育大多采用傳統的“三個中心”教育思想。這種教學方式過于強調教師和教材的主體地位，學生則處于被動地位。教學活動大多為教師在課堂內講解教材知識，而教材更新迭代緩慢，新知識新技術新裝備進入課程體的時效性較差，導致課堂知識結構體系與實際生產應用產生脫節，同時，忽略了學生主觀能動性和動手能力的培養，阻礙了學生創新思維的培養和個性的發展。

探索農業工程學科智慧課堂教學，重在構建以學生為主的課堂教學模式，梳理新時代農業工程學科農機、農電、農建、農水等專業智慧課堂構建方案,將現代農業、物聯網、大數據等新理論、新知識、新技術融入教學內容，通過分層次教學、VR 教學等方式，保證新知識新技術新裝備的時效性。建造虛擬仿真實驗室十分必要，學生可借助移動終端設備，使用虛擬仿真軟件，開展各種農業機械的仿真實驗，使學生在學習理論知識后實時應用軟件觀察農業機械構造并利用軟件操控農業機械。實驗過程中，學生可及時與老師反饋溝通，共同分析并解決所遇到的問題，這樣不僅使學到的知識更易掌握更難忘卻，而且利于提高學生動手能力，增長實踐經驗，解決傳統教學方法導致學生所學知識停留在書本上的問題。

2.3 課后輔導：兼顧學生差異，制作農業工程學科課程微課

在課后階段，傳統農業工程學科一般采用多媒體課件的授課形式，學生下課后拷貝教師課件。課件內容大多為本節課的講解綱要，無法展開講解。一旦學生遇到細節問題，只能占用下節課時間找老師解答。為不影響后續教學進度，教師通常選擇幾個共性重點問題予以講解，無法兼顧學生差異，影響部分學生的學習進度。

采用智慧課堂教學模式，教師可利用移動拍攝設備或錄頻軟件制作微課課程，將本節課的重點知識內容分點講解，制成多個5～10 min的短視頻，并在短視頻內增加有關農業機械的動畫講解，這樣會使學生直觀清晰地理解知識點。將視頻上傳至智慧課堂信息技術平臺，學生可自由挑選沒聽懂的知識點進行復習，并在視頻評論區提出問題，與教師實時線上交流。教師也可根據學生提出的問題進行針對性輔導，提供個性化復習資料。這種課后復習模式不僅做到了因材施教，而且能保證下節課的上課時間不被浪費，跟進教學進度。

2.4 跨區域打造農業工程學科開放課程

高校教師可將農業工程學科智慧課堂的整個上課過程整理上傳至慕課在線網絡課程、藍墨云平臺和雨課堂等信息化教學平臺，推出“M+N”教學模式——即由M所高校利用信息化教學平臺推出農業工程學科線上課程，惠至各校N 多學生，學生均可線上選擇適合自己的講解方式來進行專業學習，實現跨區跨校協同教學，解決不同區域涉農類高校農業工程學科優質課程資源短缺、學生多渠道學習環境與資源不足的問題，同時，還可解決不同地區農業工程學科教育發展不平衡問題，緩解大規模教學與分層次差異化教學的矛盾，在平臺教學互動中促進學生學習和發展。線上教學視頻亦可推廣至各大企業，企業員工可有選擇地自行學習、自我提升。智慧課堂構建路徑如圖1所示。

圖1 智慧課堂構建路徑Figure 1 Smart classroom construction path

3 課程實踐成果——以東北農業大學為例

3.1 智慧課堂建設成果

東北農業大學工程學院借助新媒體、新技術等信息化教學手段，開展“互聯網＋教育”智慧課堂教學模式。在《農業機械學》省級一流本科智慧課堂建設過程中，設計了視頻觀看、彈題顯現、章節自測、論壇分享、互動討論、作業考試等模塊，為提升課程教學質量、學生綜合能力和高級思維奠定了堅實基礎。同時，打造了如雨課堂、學習通、藍墨云平臺、慕課在線網絡課程等信息化教學平臺以及多維度的學習評價體系、真實逼真的網絡師生互動情景，強化了“以學生為主體”的體驗式課程學習模式，先后獲批省級線上一流本科課程1 門、省級虛擬仿真一流本科課程1門、校級一流本科課程2門。

3.2 線上開放課程教學成果

在線上教學方面，自課程正式登陸智慧樹平臺、面向全國開放選課以來，應用線上開放課程的高校達20 余所，包括黑龍江八一農墾大學、甘肅農業大學、內蒙古農業大學、黑龍江工業學院、佳木斯大學等；企業院所10余家，包括常州漢森機械股份有限公司、黑龍江德沃科技開發有限公司、農業農村部南京農業機械化研究所等；平臺互動累計1 萬余次，教師發帖1 000余個。該課程受到多方肯定。為宣傳習近平新時代中國特色社會主義思想，弘揚農耕文化，該課程已在“學習強國”平臺上線，截止目前已瀏覽5.8萬余次，點贊2 800余次。

4 結語

基于“互聯網+教育”背景提出農業工程學科課前利用富媒體資源引起學生興趣、課中打造虛擬仿真實驗室、課后創建微課和跨區域打造農業工程學科開放課程的智慧課堂教學模式，并在東北農業大學工程學院實施后得到良好反饋。這種教學模式能夠做到因材施教，利于突破農業工程學科課堂時空界限，實現以農業工程學科專業為中心向以人才綜合素質培養為中心的轉變，為培養農業工程學科優秀人才提供了有力支撐。