《設施環境調控》教學內容與方法的改革和優化

摘要：我們在多年教學實踐的基礎上，根據設施農業科學與工程發展的實際需要出發，對《設施環境調控》的教學內容和方法進行改革與深化，為本課程結構調整和人才培養模式提供依據和方向。

關鍵詞：設施環境調控；教學內容；教學方法；優化

一、存在的問題

《設施環境調控》是一門集農業工程、環境工程、建筑工程為一體的綜合性課程，不僅要求學生要掌握植物學、土壤學等農學類的基礎課程，還要求學生要具有一定的力學、材料學等工科類課程的基礎知識。在課程內容的設置、教材的選擇以及主講教師的教學實踐活動中，注重各學科的交叉點和融合部分，這不但有利于學生掌握有關知識點，而且可以為以后創造性工作提供基礎。《設施環境調控》是設施農業科學與工程和園藝專業的專業課程，在我校開設已有8年多的歷史。課程組目前擁有一支年齡、知識結構合理，責任心強，業務素質高的師資隊伍，經過多年的教學實踐，形成了有效的教學方法和手段，教學質量和效果深受同行和學生的認可。課程特色明顯，在國內同行中處于先進水平。但在近幾年的教學實踐中發現許多方面的內容有待進一步深化、改革和完善，主要存在如下問題：①課程體系還不盡合理，課程內容還不能適應創新型農業工程技術人才培養目標的要求；②專業實踐技能訓練的內容安排較少，學生還沒有很好地達到實踐技能要求的標準；③教材區域特色不明顯，與我省實際差異較大。設施環境調控技術具有顯著的區域特色，調控設備與當地的經濟水平和氣候條件有密切的關系，目前教材以現代溫室環境調控為背景編寫，與我省實際條件差異較大。

二、課程體系的優化

1.優化了教學內容，選用了新教材，編寫了新的教學大綱。本課程本為園藝專業《設施園藝學》部分內容，設施農業科學與工程專業成立后，《設施園藝學》中設施環境調控部分內容相對簡單，且由于教材編寫較早，內容相對陳舊，已不能滿足設施環境調控教學的要求。故課程組依據新教學計劃，從教學大綱和實驗大綱的修訂入手，選用了新的國家統編教材，完善了教學內容，使之更加全面化、系統化。如重點強化和補充了如下內容：各環境因素調控的量化指標和計算方式；各環境因子調控的主要設備、性能及使用方法；綜合環境調控原理以及調控設備、程序的特點、性能等。

2.編寫了考試大綱，完成了試題庫建設。依據教學大綱及實驗大綱，編寫了考試大綱；同時依據考試大綱的要求，編寫了6套考試題，完成了具有一定完整性和配套性的高質量的試題庫的建設。實踐證明，試題庫的應用可極大地引起學生對學習的重視程度，同時為學生學習和復習提供了依據，避免了考前輔導和劃范圍等問題，保證了考核的公平公正，使考核工作有據可依。為考教分離打下了基礎。

3.講稿電子化，收集、整理圖片和視頻資料，完成全部教學內容多媒體課件制作。按照課程建設要求，教師的講稿全部實現了電子化，以便于教學材料的更新與補充，也便于多媒體課件的制作。目前，全部教學內容已做成幻燈片文件并已在教學中應用。在制作過程中，重視文字、圖片、模式圖以及視頻的結合，課程組已經拍攝、收集到各類教學圖片1000余張，包括各類設施環境因子調控的設備以及方法。購置《主要設施環境綜合調控》等多部教學錄像資料，涉及主要設施溫、光、水、氣等環境因子的調控設備和方法。為了強化教學的針對性，避免教學過程不必要的重復和時間浪費，我們將錄像資料進行了編輯和歸類。大量圖片和視頻的收集、整理和編輯工作為教學課件的制作和質量的提升奠定了基礎。講稿全部實現了電子化，以便于教學材料的更新與補充，也便于多媒體課件的制作。

4.實踐教學。在實踐教學上，強調了實驗的綜合性、系統性、應用性和可操作性，通過“日光溫室綜合環境調控”和“現代溫室綜合環境調控”兩個綜合性實驗來實現。①日光溫室綜合環境調控。要求學生以任意一種蔬菜為例，利用輻射照度計、溫濕度檢測儀、CO2檢測儀等儀器，通過日光溫室光照、溫度、濕度以及CO2調控設備和方法，按照蔬菜對環境的要求，制定環境綜合控制方案，并加以實施。②現代溫室綜合環境調控。首先讓學生了解管理現代溫室的環境綜合管理系統，根據種植蔬菜作物對環境條件的要求，設定環境綜合管理系統的參數，并觀察、記錄實際執行情況。

三、教學方法與手段的改革

1.教學設計。教學設計根據如下步驟進行：①根據課程培養目標，確定章節教學目標；②依據教學目標，對教學內容進行分析，確定教學難點和重點及其相應的解決措施；③對章節內容進行教學思路設計，一般步驟為先將問題引入，讓同學們進行短時間討論，最后根據學生討論情況有針對性地進行講解；④布置作業，并在下一節課隨機抽檢。

2.教學方法。①充分利用多媒體教學方式。計算機輔助教學成為當今教育科學與教學手段的重要組成部分，它可以為教學提供豐富、直觀的感性材料，真實性、交互性及實用性強，能有效地激發學生的學習興趣，使學生產生強烈的學習欲望，從而形成學習動機。傳統的課堂教學效果不佳，本課程中諸如環境因子形成原理、環境調控設備及方法，通過圖片、示意圖或者影像播放的形式將整個過程活生生地展現在學生面前，這種教學方式，縮短教學時間，提高教學效率，使學生在這樣的交互式教學環境中有了主動參與的可能，擺脫一切都聽從教師被動接受的局面，充分調動了學生的主動性、積極性。②在理論教學方法上采用講授與案例討論相結合的方法。傳統教學過程中一切都是由教師主宰：教學內容、教學策略、教學方法、教學步驟都是教師事先安排好的，學生只能被動地參與這個過程。而設施環境調控是一門實踐性很強的課程，在學生掌握知識點的基礎上，培養學生調動已有知識，分析、解釋生產和科研實踐中的具體問題，這是形成系統專業知識，將知識轉化為技能，用理論指導實踐的關鍵。為此，本課理論教學方法上采用講授與討論相結合的方法。在講授相關知識點時，提出當前生產中普遍存在的問題組織學生討論，分析問題原因，并提出解決問題的途徑與方法。通過此種方式，在傳授知識的同時，闡明當前生產中急需解決的問題以及本學科的發展動向，培養學生分析問題和解決問題的能力。通過此項教學方法的應用，極大激發了學生的好奇心及對本專業的興趣，激發了學生獻身科學、熱愛農業的精神。③在實踐教學上采用獨立操作、參觀實習和視頻教學相結合，實驗室和實習基地相結合，校內基地和校外基地相結合的方式。在實踐教學上，除了甘肅農業大學農學院人工氣候室、實驗溫室外，通過項目組老師的努力和農學院領導的支持，現已經和甘肅省農科院蔬菜所、蘭州市農牧局張家寺農業示范基地形成緊密合作關系，成為穩定的校外實習基地，具有良好的實踐教學條件，因此，爭取所有操作讓學生動手完成，如氣象站、溫濕度檢測儀、輻射照度計各種環境因子檢測儀器的操作、計算機環境綜合管理系統的參數設置及執行等，保證每個同學能親手操作、獨立完成。對于國內外的先進技術和生產方式，則通過錄像教學，拓寬學生的視野，掌握國內外的發展趨勢。

3.教學手段。采用多媒體進行講解，提高了學生對相關內容在理解方面的感性認識。通過課程論文、專題討論以及倡導研究性學習，培養學生查閱資料、分析問題、綜合歸納、組織管理和表達的能力，鍛煉學生解決實際問題和進行科學研究，有效提升整體教學水平。

作者簡介：郁繼華，教務處“設施環境調控”重點課程建設項目資助，課程負責人。