关 睿，唐 汉，王金武，周文琪，王 奇，孙小博
（东北农业大学，哈尔滨 150030）
随着“互联网+”时代的到来，传统课堂教学与互联网相结合不仅拓宽了教育教学的时间和空间，而且更有利于教学质量的提高。教育部在2018年发布的《教育信息化2.0行动计划》提出到2022年建成“互联网+教育”大平台[1]，2020 年发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》首次肯定了在线教育的重要地位[2]。目前，高校课堂教育受“互联网+教育”的影响日渐加深，传统课堂教学模式被一系列教育教学新模式颠覆。其中，智慧课堂教学是以“互联网+教育”为背景，以借助移动终端设备将线上线下教学活动相融合为手段，突破课堂时空界限，为学生打造的一种更个性化、智能化、高效的教学模式[3]。这种教学模式为农业工程学科教育方式革新带来重大突破。为适应现代经济和农业发展的需要，以“现代卓越农业建设创新人才需求”为导向，为建立具有国际化鲜明特色的农业工程学科，培养农业工程学科智慧型人才，探索基于“互联网+教育”背景的农业学科智慧课堂教育模式建设路径，并在东北农业大学取得了良好的实践成果，为推动我国“新农业工程”学科建设提供参考。
培养关心、热爱、服务“三农”，具有厚基础、宽口径、广适应、强能力、高素质的农业工程学科人才，构建农业工程学科智慧课堂，对增强学生个性化培养、打破学生学习空间局限性、强化师生互动多元化，具有重要意义。
1.1 因材施教：增强农业工程学科学生个性化培养
农业工程学科融合了多种特色专业，需教师因材施教，逐步引导学生并根据不同学生的特点，着重培养学生分析问题、解决问题和灵活思考的能力。现有农业工程学科教学大多以期末考试成绩和作业完成情况来评价学生对学科的认识程度，但仅靠一套习题、一张试卷就来判断学生掌握知识水平的教学模式易使学生思维产生局限性，导致其创新能力减弱。
在国家发布中长期教育改革和发展规划纲要、实施创新型国家战略的宏观背景下，有待打破农业工程类专业传统教育模式，提升学生实践动手能力和创新精神，以适应新工科建设背景下农业工程学科专业人才的培养需求。要注重培养学生的家国情怀、社会责任感和时代使命感，激发其科技创新欲望与责任担当，为每名学生的个性化发展和人格养成提供充分条件和多样化机会。智慧课堂就提供了这一方法。该教学模式覆盖面广，可根据学生移动终端设备的学习信息反馈，帮助教师实时掌握学生的学习情况，了解不同学生的认知发展水平，同时还可通过总结、分析学生的反馈内容，及时调整课堂教学方式，设计个性化教学方案，以顾全每名学生的独立发展，提供个性化学习资源。通过“兴趣引导—专业能力—农业工程学科特色专业方向”，培养学生独立思考能力，建立完善农业工程学科专业化教育、实践创新、通识教育和个性化发展合理融合的创新性课程体系。
1.2 师生互动多元化：增强农业工程学科学生学习积极主动性
现有的农业工程学科课堂授课模式大多采用传统的“6+5”教学模式。教师授课流程为课前备课、课上讲解、向学生提出问题、课后布置作业、批改作业和期末考试；
学生学习过程为课前预习、听课、被抽选回答问题、完成作业和完成考试。这种教学方法将“教”与“学”割裂开来，让教师与学生有着很强的距离感[4-5]，同时打压了学生的学习积极性和主动性，使其对农业工程学科专业课学习丧失兴趣。
新时代新背景下，全面推进乡村振兴和加快农业农村现代化赋予农业工程学科新的职责和使命。创建农业工程学科教学新模式与新体系，培养高素质拔尖型农业工程领域人才，满足新业态需求，引领未来农业工程领域高新技术蓬勃发展，培养学生对农业工程学科的学习兴趣势在必行。相较于传统农业工程学科教育教学模式，智慧课堂教学的交流互动更加生动灵活。教师可通过各种智能化教学工具，生动讲解农业工程学科应用场景与知识内容，有助于激发学生的学习兴趣，同时，借助移动终端设备，老师和学生之间、同学与同学之间的交流方式和信息沟通方式更加多元化。即使是课外时间，师生之间也可借助移动终端设备在云端平台进行交流，实现任何时间、任何地点全方位实时互动和信息沟通，从而打破师生、生生之间的时空限制，拉近了师生之间的距离。
1.3 跨区域协同教学：打破农业工程学科学习时间和空间壁垒
传统农业工程学科授课地点多在固定教室，由教师现场讲解授课。受到技术与设备的限制，学生在课堂上必须全神贯注地紧跟老师步伐，一旦走神便会错过重要知识点。长此以往，必然禁锢学生思想。
中国作为农业大国，农业工程学科建设更是不可忽视[6]。随着科学技术和社会经济的快速发展，拥有百年历史的农业工程学科早已从原来的简单机械应用，发展到强烈依赖工程、生物等多学科信息的互相渗透与融合。传统的农业工程学科教学主要围绕课本向学生传递知识，课程体系缺乏综合性，无法满足新工科新农科新时代下涉农人才的培养需要。智慧课堂可在雨课堂、学习通、蓝墨云平台、慕课在线网络课程等信息化教学平台支持下实现教育教学的深度融合和高校间的协同合作。这种跨区域教学方法可以解决高校农业工程学科优质课程资源短缺、学生多渠道学习环境与资源不足等问题，利于打破学习时间与空间的壁垒，拓宽学习渠道。在这种模式下，学生可随时随地选择适合自己的学习课程，通过反复观看视频巩固课堂所学知识点，这不仅解决了传统课堂和移动终端设备之间的矛盾，而且能实现传统面对面课堂教学与数字移动端设备的深度融合，从而构建智能化、现代化和数字化的课堂环境，促进农业工程学科学生成长。
为适应农业院校产学研办学模式发展的需要，主动对接国家智能农业装备产业人才培养需求，应以立德树人为根本，汇聚国内外高校优质资源，推动农业工程学科教学模式由“以线下教学模式为中心”向“线上+线下智慧课堂教学模式为中心”的转变，由“以教师为中心”向“以学生为中心”的转变。基于此提出农业工程学科智慧课堂建设路径为课前利用富媒体资源引起学生兴趣、课中打造虚拟仿真实验室、课后创建微课和跨区域打造农业工程学科开放课程。
2.1 课前预习：学情分析，利用富媒体资源引起学生兴趣
传统农业工程学科采用大课教学模式，教师备课方式主要为备教材、备教法和备学生。由于学生众多，教师难以深入了解每位学生。从学生的角度，其预习大多为提前阅读教材内容，但教材文字枯燥无味，这就会削减学生对新知识的学习积极性。长此以往，能够坚持课前自主预习且及时与老师探讨反馈的学生寥寥无几。教师备课内容大多基于以往的课堂经验，导致课堂上教与学之间具有滞后性。因此，合理利用富媒体资源，根据新工科新农科导向建设，融合学科交叉及科技创新理念，聚焦农业工程产业发展趋势，实现农业工程学科教学内容与互联网上多媒体信息的深度融合，对提高学生的学习效果大有裨益。教师可根据下节课所讲知识，强基拓域抓特色，在互联网上寻找农机作业视频、图片、动画等学习资源自制多媒体课件，然后分享到网络连接、网络视频，将预习内容通过智慧课堂信息技术平台推送至学生的移动设备终端，同时，通过平台发布预习内容，设定预习截止时间，点明本节课程目标。学生则可通过平台，实时反馈预习进度和问题。由于富媒体制作的预习资料重点突出、生动有趣，因此，这种教学模式不仅可以激发学生的学习兴趣，还能了解学生的预习质量，以便及时调整课堂知识重点。
2.2 课中互动：打造虚拟仿真实验室，培养学生创新思维
农业工程学科教育大多采用传统的“三个中心”教育思想。这种教学方式过于强调教师和教材的主体地位，学生则处于被动地位。教学活动大多为教师在课堂内讲解教材知识，而教材更新迭代缓慢，新知识新技术新装备进入课程体的时效性较差，导致课堂知识结构体系与实际生产应用产生脱节，同时，忽略了学生主观能动性和动手能力的培养，阻碍了学生创新思维的培养和个性的发展。
探索农业工程学科智慧课堂教学，重在构建以学生为主的课堂教学模式，梳理新时代农业工程学科农机、农电、农建、农水等专业智慧课堂构建方案,将现代农业、物联网、大数据等新理论、新知识、新技术融入教学内容，通过分层次教学、VR 教学等方式，保证新知识新技术新装备的时效性。建造虚拟仿真实验室十分必要，学生可借助移动终端设备，使用虚拟仿真软件，开展各种农业机械的仿真实验，使学生在学习理论知识后实时应用软件观察农业机械构造并利用软件操控农业机械。实验过程中，学生可及时与老师反馈沟通，共同分析并解决所遇到的问题，这样不仅使学到的知识更易掌握更难忘却，而且利于提高学生动手能力，增长实践经验，解决传统教学方法导致学生所学知识停留在书本上的问题。
2.3 课后辅导：兼顾学生差异，制作农业工程学科课程微课
在课后阶段，传统农业工程学科一般采用多媒体课件的授课形式，学生下课后拷贝教师课件。课件内容大多为本节课的讲解纲要，无法展开讲解。一旦学生遇到细节问题，只能占用下节课时间找老师解答。为不影响后续教学进度，教师通常选择几个共性重点问题予以讲解，无法兼顾学生差异，影响部分学生的学习进度。
采用智慧课堂教学模式，教师可利用移动拍摄设备或录频软件制作微课课程，将本节课的重点知识内容分点讲解，制成多个5～10 min的短视频，并在短视频内增加有关农业机械的动画讲解，这样会使学生直观清晰地理解知识点。将视频上传至智慧课堂信息技术平台，学生可自由挑选没听懂的知识点进行复习，并在视频评论区提出问题，与教师实时线上交流。教师也可根据学生提出的问题进行针对性辅导，提供个性化复习资料。这种课后复习模式不仅做到了因材施教，而且能保证下节课的上课时间不被浪费，跟进教学进度。
2.4 跨区域打造农业工程学科开放课程
高校教师可将农业工程学科智慧课堂的整个上课过程整理上传至慕课在线网络课程、蓝墨云平台和雨课堂等信息化教学平台，推出“M+N”教学模式——即由M所高校利用信息化教学平台推出农业工程学科线上课程，惠至各校N 多学生，学生均可线上选择适合自己的讲解方式来进行专业学习，实现跨区跨校协同教学，解决不同区域涉农类高校农业工程学科优质课程资源短缺、学生多渠道学习环境与资源不足的问题，同时，还可解决不同地区农业工程学科教育发展不平衡问题，缓解大规模教学与分层次差异化教学的矛盾，在平台教学互动中促进学生学习和发展。线上教学视频亦可推广至各大企业，企业员工可有选择地自行学习、自我提升。智慧课堂构建路径如图1所示。
图1 智慧课堂构建路径Figure 1 Smart classroom construction path
3.1 智慧课堂建设成果
东北农业大学工程学院借助新媒体、新技术等信息化教学手段，开展“互联网＋教育”智慧课堂教学模式。在《农业机械学》省级一流本科智慧课堂建设过程中，设计了视频观看、弹题显现、章节自测、论坛分享、互动讨论、作业考试等模块，为提升课程教学质量、学生综合能力和高级思维奠定了坚实基础。同时，打造了如雨课堂、学习通、蓝墨云平台、慕课在线网络课程等信息化教学平台以及多维度的学习评价体系、真实逼真的网络师生互动情景，强化了“以学生为主体”的体验式课程学习模式，先后获批省级线上一流本科课程1 门、省级虚拟仿真一流本科课程1门、校级一流本科课程2门。
3.2 线上开放课程教学成果
在线上教学方面，自课程正式登陆智慧树平台、面向全国开放选课以来，应用线上开放课程的高校达20 余所，包括黑龙江八一农垦大学、甘肃农业大学、内蒙古农业大学、黑龙江工业学院、佳木斯大学等；
企业院所10余家，包括常州汉森机械股份有限公司、黑龙江德沃科技开发有限公司、农业农村部南京农业机械化研究所等；
平台互动累计1 万余次，教师发帖1 000余个。该课程受到多方肯定。为宣传***新时代中国特色社会主义思想，弘扬农耕文化，该课程已在“学习强国”平台上线，截止目前已浏览5.8万余次，点赞2 800余次。
基于“互联网+教育”背景提出农业工程学科课前利用富媒体资源引起学生兴趣、课中打造虚拟仿真实验室、课后创建微课和跨区域打造农业工程学科开放课程的智慧课堂教学模式，并在东北农业大学工程学院实施后得到良好反馈。这种教学模式能够做到因材施教，利于突破农业工程学科课堂时空界限，实现以农业工程学科专业为中心向以人才综合素质培养为中心的转变，为培养农业工程学科优秀人才提供了有力支撑。
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