一、成果主要内容
项目教学法是以建构主义,多元智力理论和发现学习理论为理论依据,以项目活动和学生为中心的一种教学模式。典型的特征是“项目为主线、教师为主导、学生为主体”。本课题将项目教学法引入设施农业科学与工程专业,通过明确教学目标,更新教学内容,变革教学模式,教学实验项目设计与实施,强化实践教学,在完成项目过程中培养学生的动手能力和实践应用能力。
成果结合设施农业科学与工程专业特点,从教学目标、教学内容、教学模式、教学项目探索和师生角色几方面进行了探索和改革。探索了可行性强的教学模式,形成了具有本专业特色教学项目。针对设施农业科学与工程专业中培养计划中农业园区规划与管理、农业设施工程学、无土栽培学、工厂化育苗原理与技术、设施农业环境控制五门核心课程和园艺专业园艺设施学课程,探索和制定了既符合课程培养目标又具有可行性的实践项目,形成了适用于本专业的项目教学法实践操作流程和创新性实践项目操作规范,具有示范性,能在存在相似问题的专业中可推广应用。
在该教学改革工作的基础上,项目组成员发表教学论文5篇,参编规划教材3部,设施园艺学课程组被认定为河南省优秀基层教学组织,无土栽培学和设施蔬菜栽培学课程组被认定为河南省合格基层教学组织。2019年,董晓星老师在河南省本科高校青年教师课堂创新大赛中获特等奖。《翻转课堂+项目教学法在农业设施工程学课程中的研究与应用》获得河南农业大学教学改革实践项目立项。《园艺设施学》在线课程获河南农业大学精品在线课程立项。2019年,李胜利教授牵头的河南省优秀科技特派员服务团获河南省优秀科技特派员服务团。
二、成果主要解决的教学问题及解决方法
1.存在的教学问题
设施农业科学与工程专业是随着社会发展的脚步应运而生的一门学科,是一门生物、工程、环境等多学科有机结合与统一的新兴专业。但其教学目标及方法并没有跟上农业改革的步伐,在教学模式、教材和教学内容的选择、实践教学和职业素质培养、教学侧重点、教师和学生角色上都存在诸多问题。
2.解决方法
(1)结合人才培养目标,进一步明确课程教学目标
设施农业科学与工程专业旨在将学生培养成为适应我国设施农业行业发展及其相关领域经济建设需求,能够将农业工程科学与园艺科学相结合,进行高效的园艺植物生产,具有良好的社会责任感、道德修养以及心理素质,具有创新意识和团队合作精神的复合型高级现代农业专门人才。为了能实现该人才培养目标,更好地落实该项教学改革,项目组组织了一批校内外专家和项目组教师,进行了多次研讨,对核心专业课程的教学大纲进行了重新修订,制定了适应专业培养需要的教学目标和单元目标,为项目化教学在课程中的实施打下了基础。
(2)结合学科和行业发展,更新整合教学内容
设施农业是现代农业中最具活力的一个分支,教学内容更新快。项目组定期进行教学研讨,以开放的思路来进行教学工作,结合行业发展需要、学科进展,及时更新教学内容,保证教学内容的创新性,解决教材内容滞后的问题。同时,实践教学中,以项目实施为核心,围绕项目开展过程贯入知识理论体系,形成系统有序的知识链,实现理论与实践的融会贯通。
(3)结合实践教学,探索适应本专业需要的项目化教学模式
为提高学生的学习兴趣和灵活运用知识的能力,在核心课程中开展项目化教学。为提高学生的专业技能,项目组制定了适应本专业需要的项目化教学模式。该教学模式分为三个阶段:
第一阶段,教师重新构建教学内容体系,分析出项目教学的主要内容和完成项目所需要学习的知识点,并将一个项目分成几个子任务,几个子任务综合起来仍组成一个大的教学项目。第二阶段,开始项目实施,以项目实施过程所需要的知识点为知识脉络导向,进行讲授,先进行知识点讲授在进行项目实践实施,在实施过程中进行疑难知识点的补充。第三阶段,项目考核和总结,学生们完成实践项目,要进行实践项目的验证和项目汇报,并完成项目总结报告,总结报告要求学生以思维导图的方式编制项目实施的流程,并梳理项目所用到的知识点,帮助学生进一步理清思路。
(4)结合各课程特点,探索适用的教学实践项目,编制实践项目操作规范
不同课程组的教师团队根据新的教学内容和培养目标共同研讨,结合教学内容、行业实践需要和科研背景,探索出教学项目主题,编制出适用的项目操作规范。
在《无土栽培学》课程中,组织学生进行无土栽培装置的设计及叶菜类蔬菜的无土栽培。组织学生进行了无土栽培装置的设计及叶菜类蔬菜的无土栽培,使学生将营养液的配制和管理、固体基质的选择和配置、无土栽培装置结构的设计和管理技术等理论知识融入项目实施过程中,激发学生们自主学习的积极性及独立思考的能力。
在《设施农业工程学》课程中,组织同学进行了两个教学项目实践。第一,进行温室创新改良大赛,学完各类园艺设施的性能、类型、应用、设计后,安排讨论和总结,对园艺设施的性能进行比较,总结各自的优缺点,让学生认识到的设施缺点和限制因素。在此基础上,学生以小组为单位阅读相关文献,提出自己的创新改良方案,并进行汇报,培养学生的批判性思维,锻炼学生的创新能力。第二,进行温室模型设计与制作,项目实施过程包括项目制定、学生分组设计制作、学生现场介绍、专家点评几个环节,过程中学生利用温室建筑材料和覆盖材料选择、温室结构参数计算、温室结构构件设计、温室建造程序几方面知识指导模型制作,完成项目实践。实现了课堂知识的融汇贯通,获取了温室设计和建造的实践经验,锻炼了团队协作能力和实践能力。
在《农业园区规划及管理》课程中,以“心目中家乡的现代农业园区规划”为项目,要求每位同学结合自己家乡的实际,撰写一份农业园区的详细规划报告。学生需从立项依据、规划方案、可行性研究等几方面进行分析,将理论知识用于实践分析,利用自己所学专业知识,为自己的家乡出谋划策。调动了学生创作的积极性,树立学生懂农业、爱农村、爱农民的情感和价值观。
在《工厂化育苗原理与技术》课程中,组织学生进行了瓜类蔬菜和茄果类蔬菜不同嫁接方法的操作竞赛项目,学生将学到的蔬菜嫁接方法融入项目实施过程中,以比赛的形式激发学生学习的热情和积极性。
(5)结合项目化教学实践,实现师生角色的转换
项目教学法的三个中心是“以学生为中心(主体),以实践、探索为中心,以项目活动为中心”。利用项目化教学法,教学过程中学生以项目为主题,制作计划,借助多种资源解决问题,完成项目,并对自己的工作反思和评价。学生由被动接受知识变为学生在完成项目时主动整合利用知识,教师由主导课堂变为引导学生完成项目,实现了师生角色的转换。
三、成果特色与创新
1. 探索了适用于设施农业科学与工程专业的以学生为中心,注重学生实践能力培养,提高学生综合素质和知识水平的项目化教学模式,取得了良好的效果。
2.结合设施农业科学与工程专业特点和项目化教学的要求,在设工专业五门专业核心课中实践,探索获得适用于五门核心专业课程的实践项目。如温室模型设计与制作、温室模型改良与创新、无土栽培装置设计、心目中家乡的现代农业园区规划、工厂化育苗班等都具有鲜明的专业特色、实践性和目的性强的教学项目,并编制了对应的具体实施方案。其他学校在设施农业科学与工程专业上对这种教学法的应用还很少。
3.有助于项目教学法在设施农业科学与工程专业上的正确应用奠定基础,利于学生从理论到实践能力的提升,为培养设施农业领域方面的人才提供更好的方法,具有重要的推广意义。
四、成果推广应用效果
1.学生对新的教学方法满意度高
学生课堂积极性明显提高,到课率和参与度都有明显提升,结课后学生普遍反映课堂获得感高。依托项目实施过程,师生交流增多,交流从课堂内延伸到课堂外,培养了浓厚的师生情谊。学校网上评教结果显示,设工专业学生课程满意度名列前茅,课程优秀率逐年上升。
2.本专业人才培养质量提高
学生综合应用实践能力强,获得实习单位和用人单位好评。学生考研率39%,多名学生被国内知名高校录取。2019年,17级学生参加全国高等学校蔬菜专业技能竞赛,斩获多项奖励,获得团体一等奖。设工专业刘兴群同学获得个人一等奖。
3.教师的课研能力提升
课程组打造了一批具有专业理论厚、实践能力强、科研视野广的青年教师队伍。教学研究方面,出版教材3部,发表教改论文5篇,省级教学工程质量项目3项,建设在线课程1门,校级教学项目2项,1名教师河南省本科高校青年教师课堂创新大赛特等奖。科学研究方面,近年来,团队主要成员主持参与国家级项目4项,省部级项目十余项,先后获河南省优秀科技特派员服务团,发表科研论文30余篇。
4.教学改革具有示范和辐射作用
本教学改革方法在河南农业大学园艺学院14、15级设施农业科学与工程专业得到应用,受益学生200人,并在园艺专业部分课程中得到应用。同时该方法在东北农业大学园艺学院、信阳农林学院园艺学院、河南科技学院园艺学院得到推广应用。2018年广西百色学院设施农业教学考察团队到我院交流设施农业科学与工程专业建设情况,对本专业实施的“项目教学法”产生了浓厚的兴趣,而且针对各个课程开展的项目进行了详细的学习与讨论,得到了百色学院各位老师的一致认可,并表示会借鉴我们的教学