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《农业生物环境原理》课程建设实践与思考
宗文明, 曹成茂, 邱
磊, 杨智良, 伍德林(安徽农业大学 工学院，安徽合肥 230036)
摘要：本文通过农业生物环境原理课程建设的实践, 阐述了从优选教学内容、创新教学方法和手段、尝试构建多元化的课程考核方式等方面进行了系列改革和实践探索。结果表明，这些改革措施对充分调动学生学习的主动性和创造性，提高教学质量起到了良好的激励和促进作用，同时对推动高等农业院校相关课程的建设有一定的理论意义和参考价值。
关键词：农业生物环境原理;课程建设;实践
The Practice and Speculation in Construction of Principle of Agricultural Bio-Environment Course Abstract: Principle of Agricultural Bio-Environment is the core course of agricultural architectural environment and energy engineering major, which is designated Provincial characteristic major.According to the requirements of higher agricultural education on bachelor degree personnel training of agricultural engineering in our country at present, we strengthen course construction of Principle of Agricultural Bio-Environment.This includes the content and knowledge system, the teaching and aement method, etc.The results show that these reform measures fully arouse students' learning initiative and creativity and improve teaching quality.Key words: Principle of Agricultural Bio-Environment;Course construction;Practice农业生物环境原理是一门以农业生物与环境因子为对象，研究它们之间相互关系和相互作用规律，从而实现对农业生物环境调节和控制的科学。其是在不同学科之间高度分化又广泛结合现代科学发展总趋势下产生的一门边缘性、应用性综合—
收稿日期:
基金项目: 安徽省高校省级科研重点项目(KJ2012A104);安徽农业大学教学研究重点项目(jy2011-43);安徽农业大学多媒体教育软件研究一般项目(kj2011-27)。
作者简介:宗文明(1973－),男,安徽天长人,讲师,博士,主要从事能源与环境工程教学与研究
学科。欧美许多国家以及日本一直都非常重视农业生物环境原理的理论研究及实践运用。我国自从1979年创办农业建筑环境专业以来，农业生物环境原理已经成为许多涉农类高校和农业类高校农业工程类专业一门重要的专业基础课在本科生中开设[1]。自2000年起，《农业生物环境原理》又成为中国农业科学研究院、北京林业大学等许多科研院所农业建筑环境与能源工程专业硕士研究生入学考试的必考课程。安徽农业大学从2000年创建农业建筑环境与能源工程专业以来就开设了该课程，通过借鉴中国农业大学等先进院校的教学经验并经过多年的教学实践与探索，逐渐形成了自己的教学特色和内容体系。
2.第一部分，建设目标要具体明确；
一、确立课程建设目标
鉴于农业生物环境原理这门课程对促进农业建筑环境与能源工程专业学生对专业理论的学习，以及培养学生运用理论解决生产中实际问题的能力，树立和培养学生的专业意识具有重大意义，安徽农业大学从课程开设之日起就确立了该课程建设目标，即以现代教育思想为先导,以教学内容现代化为基础, 以现代信息技术手段为平台, 以科学的管理体制为保障, 通过优选教学内容、创新教学方法和手段以及尝试构建多元化的课程考核方式等一系列举措，来建立和不断完善农业生物环境原理教学体系，提升课程影响力，目标是将其建成省级精品课程。
二、优选教学内容
科学技术的迅猛发展，反映到高校专业教学中最显著的特点就是知识的半衰期越来越短[2]。为了使教学跟上科技发展的步伐，教学内容必须不断更新。优选教学内容，删除陈旧过时的理论和知识，把最新的科研成果带进课堂，把学科前沿知识和创新意识传授给学生，在课程内容上体现科学性、先进性和创造性。
1.精选传统的经典内容，注重对基本概念的传授，实现相关内容间的相互贯通、相互融合、相互渗透，提高教学效率，为引进新内容创造条件。
本课程以农业生物在不同环境因子作用下的表现为核心，研究农业生物与环境因子的相互关系和作用规律，主要由环境与生态、植物环境原理、动物环境原理、环境污染及保护等四部分所组成。环境与生态部分优选的主要内容包括：生态环境因子、生态系统的概念，生物与生态环境因子之间的关系，农业生态系统
和生态平衡对人类及其他生物生存的意义；植物环境原理部分优选的主要内容包括自然条件下和设施环境下光、温、水、气、土的变化规律及其对作物生产的影响，以及极端环境下对作物生产的不利影响及其作物对极端环境的忍耐限度，实现农业工厂化周年生产的环境要求；动物环境原理部分选择的主要内容包括家畜行为与生理特性，几种主要家畜的生物学特征，环境应激，自然和人工环境下温热环境因子、非温热环境因子对动物生长发育和生产的影响，以及极端环境条件对动物生存和生产的危害；环境污染及保护部分需要讲授的内容包括：一是环境污染的途径以及对农业生产所造成的危害，二是农业生产过程对环境带来的危害，三是防止污染的措施及其途径以及环境保护的意义，四是农业环境保护的法律法规。
2.引入本课程相关的最新科技成果，扩大学生知识面，以增强学生适应性。根据国家经济发展需要和产业政策调整，跟踪本专业技术发展动向，及时将本专业最新科学技术与方法传授给学生，更新教学内容，增强学生毕业后适应工作的能力。
3.根据本课程的特点和专业的教学要求，形成课程的模块结构，建立新的、多层次、高效率的课程体系。为克服本学科教材比较陈旧的缺陷，在明确课程建设目标的基础上，优选教学内容，完成一套模块式、内容全面、信息丰富的多种媒体电子教案。
三、创新教学方法与教学手段
（一）创新教学方法是课程建设的重要内容
在知识快速更新和学生创新和实践能力全面培养要求下，如何解决好传统课堂教学模式不适应的问题显得尤为重要。通过具体的教学实践，老师一致认为对这门课程的知识学习与课堂教学内容之间，并不是绝对的“一一对应”关系。如果教师对知识的讲授仅限于教材，沿用传统的“灌输式”教学法[3]，不但教学效果较差，而且势必会在一定程度上造成培养的人才落后于社会发展的需要。就农业生物环境原理学科而言，科技的迅猛发展加剧了设施农业和现代农业实践的创新进程以及农业生物环境知识内容的深化与突破。因此，如何超越教材，将最新的理论知识引人学生的学习范围，同时如何突破32学时课堂教学的限制，引导学生课外自我学习等，要解决这些问题必然需要改革单纯依赖课堂教学的传统模式。因此，以调动学生学习积极性为目的，创新教学方法，实现以教师为主导、学生为主体，做到教师的“教”与学生的“学”融会贯通是《农业生物环境原理》课程建设的重要内容。
1.进行启发式教学
启发式教学是以探索问题和完成任务的形式来引导和维持学习者的学习兴趣和动机。实施过程是创建真实的教学环境，让学生在模拟真实的任务和情境中学习，学生始终保持学习的主动性，这有利于培养学生的创新能力和独立分析问题和解决问题的能力[4]。为使启发式教学在农业生物环境原理这门课的教学中取得实效，笔者首先是根据农业工程类农业生物环境原理的课程特点，在教学中运用问题教学法，由教师提出问题，揭示矛盾，激发学生的强烈求知欲望，培养学生创新思维能力。在教学过程中笔者发现适时提问，课内小测，重、难点内容在课堂上适当重复，有助于吸引学生听课的注意力，启发学生思维，提高课堂学习效率。比如在讲解“太阳辐射在作物群体中的分布”这一节的内容时，先讲解“作物叶片对太阳辐射各波长的反射率、透过率和吸收率的选择性”，随即提出“太阳辐射在群体中的分布有哪些特点？”的问题，让同学通过阅读，比较其异同点，加深了同学对这一知识点的理解和掌握。其次可以采用发现教学法，使学生视自己为知识的发现者，引导学生主动学习，探索知识的来源，得出结论，使其对课程知识点的理解更深刻、更牢固，从而培养学生探究和发现问题的求知欲；第三是精心编写课程每章课后思考题和习题，特别是提出的思考题要有启发性，使学生通过学习和思考，不仅能掌握基本概念、基本理论和基本方法，更有效地引导了学生积极思维。通过采用启发式教学，既充分发挥了教师的主导作用，同时也充分尊重了学生在教学活动中的主体地位。
2.适时开设课堂讨论课
在课程学习进行到一半左右，适时安排一次课堂讨论课。比如，在学习了“作物与光、水与大气”这三章内容后，我们将“作物与土壤”这一章节作为师生共同完成的课堂讨论课的内容。先将班级学生分组，并将课程讨论内容分配到各个小组，由小组成员在课前认真备课，把讨论内容编写成教案，并自行选出主讲人，主讲人在规定时间内讲述讨论内容，其他成员可作补充，最后由老师评议并小结。笔者采用课堂讨论教学法，精心设计各个环节，实现了“三个有利于”：即有利于发挥学生学习本课程的主动性和积极性；有利于培养和锻炼学生独立思考、分
析以及判断问题的能力；同时也有利于开阔学生视野、拓宽思路，从而加深对所学知识重、难点的理解。
3.现场教学法
所谓现场教学法就是教师和学生同时深入现场，通过对现场事实的调查、分析和研究，提出解决问题的办法或总结出可供借鉴的经验，从事实材料中提炼出新观点，从而提高学生运用理论认识问题、研究问题和解决问题能力的教学方式和方法[5]。在农业生物环境原理的教学中，我们在讲完作物与各种环境因子的关系后，带领学生参观各种现代农业设施，通过现场察看、现场介绍、现场答问、现场讨论和现场点评等教学环节，让学生深刻认识到光、温、水、气、肥对作物生长的重要性，了解现代农业生产中的采取的各种新工艺、新技术、新材料和新方法都是围绕提供和控制适宜的环境条件，提高作物的品质。现场教学法的核心，就是利用现场教学资源实现教学目的，以激发学生对现代农业产生浓厚兴趣。
4.自主学习教学法
自主学习教学法是指引导学生形成自主学习与课外自学结合的教学方式[6]。为了突破教师依赖课堂的几十个学时知识灌输的传统教育误区、同时解决课堂讲授模式下学生无法获得有针对性、个性化学习的矛盾，我们积极探索自主学习教学法。在实施过程中，我们把重点放在学生课外学习这一常规教学活动较难把握的“盲区”。因此，在农业生物环境原理课程建设中，专门编写《课程自学精要》、《课程最新阅读资料集》等作为指导学生自我学习的重要指南。这些指导材料不仅分析了课程每一章的知识点、重难点，而且编写了针对性强的练习、案例、思考题，专门列出了最新的学科文献和相关的专业网站等等。上述辅导学习材料的编写与使用，做到了有利于引导学生扩大对农业生物环境知识的接触面，形成课堂学习与课外自学结合的良好学习方式；同时还有利于系统地指导学生进行课外自学、观察思考，将学生的课外学习纳入广义上的教师作为指导者的职责范畴。
针对学生的群体特征和个性特点实施有效的教学，无论是采取启发式、讨论式、还是参与式教学，目的都是为了营造一种全新的、多元的教学文化，激发学生的好奇心，培养学生的兴趣爱好，创造宽松民主的学习环境，把课堂变成师生交流、探索和发现的场所，把学生吸引到课堂学习中来，使学生主动地、自觉地投入到学习活动中去。同时引导学生改革学习方式，倡导自主学习、合作学习、探究学习或研究型学习，帮助学生学会学习。最终实现以教励学、以学促教、教学相长。
（二）多种教学手段结合是提高教学效率的保障
在教学手段创新方面，注重完善教学大纲、习题、参考文献等内容。我们精心制作农业生物环境原理多媒体教学课件，集文字、声音、影像、图形、视频、动画互动式教材为一体，在目前压缩教学时数的情况下，确实将课堂信息传递时间大大节省，提高了课堂学习效率。在具体教学过程中，我们通过使用幻灯片，全面、深入地分析了每一章节的知识点、重点内容、反映学科前沿进展的资料等，课堂气氛活跃，增进了学生对农业生物环境原理概念、原理、方法的理解和掌握，收到了较好的教学效果。随着信息技术的快速发展，我们越来越感受到：基于网络(或其他技术)的学习系统，不仅能够实现学习资源共享，为学生之间的协作提供了可能，而且在实现以学生为中心的教学创新目标方面，提供了较好的基本条件。因此，我们认为今后的重点应该是在现代多媒体教学平台上，积极探索学生与教师之间、学习者群体之间的互动式学习，探索学生个人不受时空限制的自主学习方式，使教学内容更充实、生动，学生学习方式更多元化、个性化，从而优化教与学的效果。
四、构建多元课程考核方式
课程建设不仅要在教学内容、教学大纲、教学方法和手段等方面进行更新和优化，也要改革课程的考核评定方式，建立客观评价学生成绩和促进教学质量不断提高的课程考核体系。考核是对学生学习成绩和教师教学效果的检验手段，也是课程教学的指挥棒。在构建多元的课程考核方式前，学生不重视平时的课堂和课后学习，认为上课前只要到堂就应该获得平时成绩，另外到考前两个星期看一看、记一记，这门课就可以应付过去了，学习非常被动。为了激发和引导学生学习的主动性和学习的兴趣，在《农业生物环境原理》课程的考核方式上我们进行了多项尝试。首先结合《农业生物环境原理》课程的教学要求确立考核目标，包括考核学生对基本原理的理解和掌握能力、综合运用知识解决实际问题的能力、实践创新能力以及专业素养等；然后建立具体的考核体系。新的考核体系除包括原有的课堂提问、课后作业和期末考试成绩外，增加了出勤考核、分组自学自讲讨论和课程小论文等3项考核。特别是将课程小论文成绩提高到占课程总成绩的20%，极大地调动了学生主动学习和获取专业知识的积极性，提高了学生的写作技能，同时对学生创新能力的培养起到了积极地推动作用。我们对《农业生物环境原理》课程考核内容的设计思路，就是从基础理论出发，以基本技能培养为突破口，以考促教，以考促学，使考核方式及内容有利于创新人才的培养和学生专业素质的提高。在采取了多元考核方式后，尽管一开始学生有一些抵触情绪，但事后大家都表示认可，觉得通过对课程的学习，收获很多。
五、存在的不足及今后需要着重建设的内容
任课教师认识到课程建设的重要性，努力挖掘自身优势，在许多方面进行了大胆的尝试和创新。教学实践表明，通过对课程改革与建设，激发了学生学习该门课程的兴趣，调动了学生学习和探索新知的主观能动性，使学生的基础理论、实践和创新能力等方面都有显著提高，促进了学生综合素质和创新创业意识的培养。但同时，我们也深刻认识到，要把《农业生物环境原理》建设成省级精品课程，还存在着教材建设滞后、教师教研能力不强、实践教学薄弱等不足之处。在今后的建设过程中, 我们还需着重做好以下几方面的工作：加强教材建设
教材是教师传授知识的主要依据，也是教学大纲的具体化，更是教学工作正常进行的基本条件。教材建设对保证教学质量、促进教学内容和课程体系改革具有重要作用。自我国1979年创办第一个农业建筑环境专业以来，《农业生物环境原理》一直作为一门重要的专业基础课在本科生中开设。自2000年起，《农业生物环境原理》成为科研院所和许多高校农业生物环境与能源工程专业硕士研究生入学考试的专业基础课之一。但现在该课程所使用的教材还是1994年由原北京农业工程大学鲁纯养教授主编，施正香和曲萍老师参编的《农业生物环境原理》教程[1]，与本学科快速发展的现状极不相称。为此，我们建议由中国农业大学牵头，组织相关院校有关专家编写与本学科发展相适应的教材，增加学科最新研究成果和实验操作等方面的内容，使教材具有显著的实用性和科学性。着力提升教师的教科研能力
著名教育家钱伟长先生曾经说过：大学教学没有科研作底子，就是一种没有观点、没有灵魂的教育。就专业课教学而言，教师的教科研功底显得更为重要。科学研究可以帮助教师开阔眼界，深入了解本门学科某项科学技术的来龙去脉，熟知本学科前沿和目前所存在的问题，借以丰
富本学科的教学内容，推动课程建设不断向前发展。要提升教师科研能力，首先需要学校为教师“松绑”：减轻教师繁重的教学任务，积极鼓励、支持教师在业务上的进修和培训；其次，教师也需摆正教学与科研的关系，将自己在科研中碰到的问题及处理的方法在教学中介绍给学生，让学生参与讨论，激发学生学习的积极性和创造性。加强实践教学环节
农业建筑环境与能源工程是一个应用性很强的专业，对学生的实践动手能力要求很高，每门课程的开设都要服从和服务于专业培养目标。就农业生物环境原理课程而言，必须开设《农业生物环境原理》课程的实验课和增加课程设计，建立以培养学生创造能力为目标的实践教学方法体系，才能够培养学生的实践和创新能力。但长期以来，由于受传统观念、实验经费紧张、教学课时少等影响，我校一直没有开设该门课程的实验，学生本来就有重工轻农思想，这样就更加让学生觉得学习这门课空洞而枯燥。因此在修订专业培养方案时必须增设实验等实践环节，并且按照学生素质训练和能力培养目标，科学制定《农业生物环境原理实验课程大纲》，编写《农业生物环境原理实验指导》，以体现应用性、实践性的教学要求，并且把握住两个原则：一是在设计实验内容上，以综合性、设计性和创新性为原则，减少实验项目，但尽量增加每个实验项目的内容，增强学生的实践动手能力，借以培养学生的创新意识和科研能力。二是注重理论在实验中的指导作用，强调对实验结果能够做出理论分析和正确解释，除了对理论进行验证外，力争使实验内容能够成为理论课的延伸和扩展，培养学生将来从事设施农业设计、生产、示范、指导、技能培训、技术咨询、写作、语言表达等方面所必备的工作技能，有效地运用所学的专业知识和农业科技，应用于农业生产，推动我国农业和农村经济的发展。因此，在充分调动任课教师在课程建设中积极性的同时，还需要校、院两级教学管理部门以及学校其他各方面的重视和支持，才能共同搞好课程建设。
六、结语
课程建设是一项复杂的系统工程，是一个长期建设的过程。安徽农业大学农业生物环境原理的课程建设先期在确立课程建设目标，优选教学内容，创新教学方法和手段，采用多元化的课程考核办法等方面做了大量工作，并收到较满意的效果，该专业学生无论是在进一步深造，还是在就业面上均有拓宽。但是该课程
作为农业建筑环境与能源工程本科专业的一门必修课，需要进一步重视其课程建设工作，积极推进教材建设，创造条件提高教师科学研究能力，更新教育理念，加大经费投入，综合提高教学质量，使其在创新创业高素质人才培养中做出应有的贡献。
参考文献：
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