張毅，石玉，李捷，趙海亮，侯雷平

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，山西太谷 030801）

1 實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)與案例教學(xué)

1.1 實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的路徑

2020 年9 月，教育部、國家發(fā)展改革委、財政部印發(fā)《關(guān)于加快新時代研究生教育改革發(fā)展的意見》，明確提出強(qiáng)化產(chǎn)教融合育人機(jī)制，加強(qiáng)專業(yè)學(xué)位研究生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)[1]。傳統(tǒng)教學(xué)模式偏重于理論講授，忽視實踐操作，學(xué)生多處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，不利于其創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)[2]。因此，首先要強(qiáng)化應(yīng)用導(dǎo)向，構(gòu)建“理實一體”“教、學(xué)、做結(jié)合”的課程體系，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的形成。同時，以提高學(xué)生綜合素質(zhì)為目標(biāo)，加強(qiáng)校內(nèi)外實踐基地建設(shè)，深度推進(jìn)產(chǎn)教融合、校企合作，營造積極向上的實踐創(chuàng)新氛圍，使學(xué)生把所學(xué)的專業(yè)理論知識轉(zhuǎn)化為實踐能力。

1.2 案例教學(xué)法的內(nèi)涵

案例教學(xué)法是一種以教學(xué)案例為基礎(chǔ)的啟發(fā)式教學(xué)方法[3]。在教學(xué)過程中，在授課教師指導(dǎo)下，學(xué)生應(yīng)具備課程基礎(chǔ)知識，依據(jù)教學(xué)目標(biāo)和授課內(nèi)容在教學(xué)過程中引入典型案例，引導(dǎo)學(xué)生開展研究，在特定的情境中對案例進(jìn)行綜合分析，分析的重點在于真實事件和情境的分析、思辨[4]，最終目的在于提升學(xué)生運用理論知識分析和解決實際問題的能力，同時培養(yǎng)學(xué)生溝通能力和團(tuán)隊協(xié)作精神。案例教學(xué)法通過課堂上組織學(xué)生參與思考和討論，引導(dǎo)學(xué)生將理論和現(xiàn)實案例結(jié)合[5]。

1.3 案例教學(xué)法在學(xué)生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用

一是教師創(chuàng)設(shè)案例，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新熱情。教師通過案例將真實發(fā)生的事情呈現(xiàn)在課堂上，讓學(xué)生可以融入情景、通過自己的研究和探索提出解決問題的方法。二是通過學(xué)生自主探索，培育其創(chuàng)新思維。案例教學(xué)法就是教師在課上給出案例，學(xué)生先自己閱讀案例，然后通過小組討論和獨立思考對案例進(jìn)行剖析和探索；教師對學(xué)生提出的問題和解決辦法進(jìn)行總結(jié)和點評，該過程強(qiáng)調(diào)師生良性互動[6]。三是學(xué)生通過交流討論，能夠提高思辨能力。在思考和分析問題的過程中，學(xué)生的獨立思考和交流合作都很重要，通過交流討論，可以讓學(xué)生從多個角度分析和思考問題，提升學(xué)生的邏輯推導(dǎo)和辨別分析能力。四是有利于教師了解和把握每位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，同樣也有助于學(xué)生在不斷思考的過程中對知識進(jìn)行梳理和消化，為培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力打下堅實基礎(chǔ)。

2 設(shè)施園藝工程技術(shù)課程開展案例教學(xué)的必要性

農(nóng)業(yè)工程與信息技術(shù)專業(yè)主要為農(nóng)業(yè)設(shè)施化、農(nóng)業(yè)信息化、農(nóng)業(yè)機(jī)械化等方面的技術(shù)研究、開發(fā)、應(yīng)用、推廣等企事業(yè)單位和管理部門培養(yǎng)應(yīng)用型、交叉型、復(fù)合型高素質(zhì)人才[7-8]。設(shè)施園藝工程技術(shù)是農(nóng)業(yè)工程與信息技術(shù)專業(yè)設(shè)施農(nóng)業(yè)方向的核心課程，也是新農(nóng)科建設(shè)背景下開設(shè)的一門多學(xué)科交叉的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)應(yīng)用性課程，共32 課時。課程基于案例式、項目式等教學(xué)方法，講授和實踐不同結(jié)構(gòu)設(shè)施建造施工、設(shè)施環(huán)境調(diào)控以及智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)在設(shè)施園藝中的應(yīng)用等內(nèi)容，旨在培養(yǎng)研究生設(shè)施園藝工程技術(shù)方面的創(chuàng)新和實踐能力，更好地適應(yīng)鄉(xiāng)村振興和設(shè)施農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的需要。在課程教學(xué)過程中，與理論知識相關(guān)聯(lián)的實踐實訓(xùn)案例是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和動手能力的重要載體，對于農(nóng)業(yè)工程與信息技術(shù)專業(yè)設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)方向研究生的專業(yè)素質(zhì)和職業(yè)能力培養(yǎng)具有重要價值。

設(shè)施農(nóng)業(yè)作為最可靠的避災(zāi)減災(zāi)、高產(chǎn)高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，是彌補(bǔ)耕地、淡水、熱量等農(nóng)業(yè)資源短缺的有力措施，是轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式、實現(xiàn)農(nóng)民持續(xù)增收的有效途徑，也是保障食物安全、賦能鄉(xiāng)村振興的重要抓手[9-10]。改革開放以來，我國以設(shè)施園藝為主體的設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速。盡管我國設(shè)立了設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程本科專業(yè)，也設(shè)立了設(shè)施園藝學(xué)碩士和博士點學(xué)科，但目前人才培養(yǎng)規(guī)模仍然不大[11]，尤其是高層次復(fù)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)不能滿足設(shè)施農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的需求。近年來，農(nóng)業(yè)工程與信息技術(shù)專業(yè)設(shè)施農(nóng)業(yè)方向研究生數(shù)量穩(wěn)中有升，加強(qiáng)專業(yè)核心課程改革與建設(shè)、提升教學(xué)效果勢在必行。

3 設(shè)施園藝工程技術(shù)課程案例庫建設(shè)概況

設(shè)施園藝工程技術(shù)課程教學(xué)案例庫建設(shè)在我國尚處于起步階段，可供參考和借鑒的優(yōu)秀案例較少。同時，設(shè)施園藝工程技術(shù)課程案例教學(xué)的實施還存在一些問題：一是案例選取無規(guī)則。雖然教師在授課過程中結(jié)合自己的科研和實踐經(jīng)驗采用了案例教學(xué)法，但對整個課程體系來講，案例教學(xué)法不完備不系統(tǒng)，存在明顯的吸引力不足問題。無規(guī)則的零散案例不利于學(xué)生在時間緊張的課程學(xué)習(xí)中快速總結(jié)規(guī)律和掌握應(yīng)用技巧[12]，也不利于學(xué)生對案例進(jìn)行類比分析、總結(jié)經(jīng)驗。二是共享性較差。典型的設(shè)施園藝工程案例多依賴教師講授，導(dǎo)致案例的可使用率低，影響范圍較小，這與實踐教學(xué)資源開放共享的發(fā)展改革趨勢相悖[13]。三是展示形式落后。既有的案例庫建設(shè)滯后于設(shè)施園藝工程技術(shù)的發(fā)展，亟須采用各種更新、更高效的方式建設(shè)新技術(shù)背景下的案例庫，如物聯(lián)網(wǎng)、云平臺、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)在設(shè)施園藝生產(chǎn)中的應(yīng)用等。

盡管設(shè)施園藝工程技術(shù)課程案例教學(xué)起步較晚，但設(shè)施園藝工程技術(shù)方面的研究則較為全面系統(tǒng)。在發(fā)達(dá)國家，設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)發(fā)展高度依賴多種新技術(shù)的深度融合，涵蓋了新設(shè)施結(jié)構(gòu)、新覆蓋材料、新能源利用、物聯(lián)網(wǎng)等設(shè)施園藝工程與信息技術(shù)，驅(qū)動產(chǎn)業(yè)向工廠化、數(shù)字化、智能化發(fā)展，育苗、定植、栽培、灌溉施肥、病蟲害防治以及產(chǎn)品的收獲、分裝等過程已基本實現(xiàn)智能化管理，節(jié)約了大量勞動力[14]。我國在設(shè)施光熱環(huán)境模擬分析、太陽能利用、設(shè)施環(huán)境綜合調(diào)控技術(shù)與生產(chǎn)管理配套裝備等方面成果豐富，研制了一批多功能耕作機(jī)械，提高了生產(chǎn)效率；開發(fā)出針對我國不同區(qū)域及不同設(shè)施類型的新材料、新裝備和新設(shè)施，提升了設(shè)施園藝的自動化水平；開發(fā)出系列化環(huán)境控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對園藝設(shè)施環(huán)境因子的精準(zhǔn)、高效和智能控制[11]。這些設(shè)施園藝工程技術(shù)不論是理論研究還是生產(chǎn)實踐均已相對成熟，并不斷創(chuàng)新發(fā)展，革新速度相對較快，為設(shè)施園藝工程技術(shù)課程教學(xué)案例庫的構(gòu)建奠定了良好的基礎(chǔ)。

4 設(shè)施園藝工程技術(shù)課程案例庫建設(shè)實踐

4.1 建設(shè)目標(biāo)

通過設(shè)施園藝工程技術(shù)課程教學(xué)案例庫建設(shè)以學(xué)生為中心，將理論與實踐緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力。同時，將設(shè)施園藝工程實際案例系統(tǒng)化、規(guī)則化分類整理并集成的案例庫建成后，有助于充分發(fā)揮案例教學(xué)的優(yōu)勢，提高教師的教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)與職業(yè)素養(yǎng)，為設(shè)施農(nóng)業(yè)方向的技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用、推廣和管理等用人單位培養(yǎng)復(fù)合應(yīng)用型高素質(zhì)人才。

4.2 建設(shè)內(nèi)容

設(shè)施園藝工程技術(shù)課程主要包括園藝設(shè)施設(shè)計建造、環(huán)境調(diào)控與智慧管理等方面的內(nèi)容，如表1 所示。在教學(xué)過程中，導(dǎo)入家國情懷（實現(xiàn)設(shè)施農(nóng)業(yè)強(qiáng)國夢）、溫室節(jié)能（墻體蓄熱保溫設(shè)計）、工匠精神（環(huán)境精準(zhǔn)調(diào)控）等思政元素，構(gòu)建師生雙向積極互動的思政教學(xué)模式。其中，第一章“緒論”，主要講授國內(nèi)外設(shè)施園藝工程技術(shù)的研究現(xiàn)狀與熱點領(lǐng)域；第二章“園藝設(shè)施建造施工案例”，主要講授常見園藝設(shè)施的種類與結(jié)構(gòu)組成，以及宜機(jī)化塑料拱棚、模塊化日光溫室、裝配式連棟玻璃溫室與新型結(jié)構(gòu)園藝設(shè)施的建造施工案例；第三章“園藝設(shè)施環(huán)境調(diào)控技術(shù)案例”，主要講授園藝設(shè)施的保溫、加溫、降溫、補(bǔ)光、CO2施肥、水肥一體化、土壤連作障礙修復(fù)等環(huán)境調(diào)控技術(shù)案例；第四章“智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)在設(shè)施園藝中的應(yīng)用案例”，主要講授設(shè)施園藝常用傳感器的種類與特性、設(shè)施環(huán)境綜合控制系統(tǒng)、基于物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)和作物生長模型的數(shù)字化管理（例如EC、pH 值在線分析和設(shè)施作物病蟲害智能識別）等方面的應(yīng)用案例。

表1 課程教學(xué)內(nèi)容安排

4.3 實施思路

（1）明確教學(xué)案例庫建設(shè)原則。首先，案例內(nèi)容要與時俱進(jìn)。目前，設(shè)施園藝工程技術(shù)課程已有一些案例，但這些案例大多比較經(jīng)典，與前沿研究有一定差距，因此需要選擇一些物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)應(yīng)用等方面的案例對案例庫進(jìn)行更新和補(bǔ)充。其次，案例要盡可能選取身邊的真人真事。真實案例的背景信息能夠讓學(xué)生有充分的代入感，讓學(xué)生切實感受到是在解決實際問題[15]。

（2）教師組織案例總結(jié)。開展案例教學(xué)的基本前提是編寫優(yōu)秀的教學(xué)案例。案例建設(shè)要根據(jù)教學(xué)大綱、知識點特征等從科研和工程實踐中進(jìn)行選取[16]，針對教學(xué)重點和難點進(jìn)行設(shè)計，合適的案例作為教學(xué)素材能增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的直觀性以及教學(xué)方法的互動性和啟發(fā)性；案例設(shè)計融入課程思政元素，達(dá)到課程講授的知識要求和綜合素養(yǎng)培養(yǎng)的目標(biāo)。首先案例庫建設(shè)要包括以下內(nèi)容：設(shè)施園藝學(xué)科前沿介紹，與課程相關(guān)的技術(shù)介紹，以及具體的工程和科研案例實施。其次在教學(xué)過程中，將基本原理和概念的講述結(jié)合具體案例，通過討論、報告等方式，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對知識點的理解；通過對具體案例的發(fā)散性、多角度討論，提高學(xué)生工程技術(shù)能力，培養(yǎng)學(xué)生精益求精、愛崗敬業(yè)的工匠精神。同時，將設(shè)施園藝工程技術(shù)知識傳授與愛國主義教育有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生愛國敬業(yè)精神，最終達(dá)到課程知識目標(biāo)和思政目標(biāo)的教學(xué)要求。

（3）案例挖掘選擇。教學(xué)案例庫的構(gòu)成有兩部分：即團(tuán)隊自行開發(fā)的教學(xué)案例和中國專業(yè)學(xué)位教學(xué)案例中心推廣的案例。教學(xué)案例應(yīng)具有真實性、典型性、創(chuàng)新性、系統(tǒng)性和前沿性等特點。在設(shè)施園藝工程技術(shù)課程教學(xué)案例庫建設(shè)時，對每個案例均需進(jìn)行深入分析挖掘，選擇的案例都是有理論與實踐基礎(chǔ)的案例，并將相關(guān)研究成果融入案例中，讓每個案例都有獨特的意義和價值。

5 結(jié)語

隨著知識更新和科技創(chuàng)新步伐的加快，設(shè)施園藝工程技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式發(fā)生了巨大變化，因此，案例庫建設(shè)也應(yīng)該與時俱進(jìn)。在案例庫建設(shè)過程中，可充分利用數(shù)字媒體技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，這樣既可以節(jié)省實踐教學(xué)成本，還可以實現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)無法達(dá)到的效果。要牢固樹立實踐創(chuàng)新導(dǎo)向，結(jié)合農(nóng)業(yè)工程與信息技術(shù)專業(yè)研究生培養(yǎng)方案的要求，持續(xù)完善設(shè)施園藝工程技術(shù)課程教學(xué)案例庫，培養(yǎng)更多的知農(nóng)愛農(nóng)新型人才。