研究生课程开放式教学模式探索与实践

彭慧杰 张欣冉 戚江涛 坎杂 蒙贺伟

摘  要：针对传统教学模式无法适应创新型人才培育的问题，该文以石河子大学农业工程专业研究生高等农业机械学课程为研究对象，在分析课程特点的基础上，探索构建基于问题驱动与教师引导的双螺旋递进式开放教学模式。通过教学内容、教学方法、教学团队、教学资源、教学平台和考核方式六个维度的开放，为新时代农机专业高素质人才提供理论依据和实践路径，也为同类高校改进研究生教学质量、培养创新型人才提供一定参考。

关键词：高等农业机械学；开放式教学模式；教育改革；研究生培养；创新能力

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）S1-0136-04

Abstract： To address the problem that the traditional teaching mode cannot adapt to the cultivation of innovative talents， this paper took the course of Advanced Agricultural Mechanics for postgraduate students in agricultural engineering of Shihezi University as the research object. The paper explored the construction of a double spiral progressive open teaching mode based on problem-driven and teacher-led based on the analysis of the course characteristics. Through the opening up of six dimensions， such as teaching content， teaching method， teaching team， teaching resource， teaching platform and assessment method， it provided a theoretical basis and practical path for high-quality talents in agricultural machinery in the new era， and also provided some reference for similar universities to improve the quality of postgraduate teaching and cultivate innovative talents.

Keywords： Advanced Agricultural Mechanics; open teaching mode; education reform; postgraduate training; innovation ability

黨的十八大以来，我国研究生教育改革发展取得历史性成就。根据美国著名教育社会学家马丁·特罗的高等教育大众化理论，我国高等教育现已进入普及化发展阶段，传统教学模式无法适应国家创新驱动发展战略的需要。教育部《关于改进和加强研究生课程建设的意见》对加强课程教学质量提出了更高的要求和期望。

育创新性人才是研究生培养的目标和导向，传统的教学模式其教学内容与方法较为单一。而开放式教学是一种以“人本主义”及 “建构主义”为理论支撑的现代教育模式，该模式以学生为主体、思维为主线、教师为主导。教师充分利用课堂内外的教学资源，为学生构建开放包容与激活创新思维的学习环境。

自美国进步主义教育者于20世纪30年代提出“开放式教育”主张以来，这种教学模式的理论框架逐渐被建立并广泛运用于欧美等西方发达国家教学实践。开放式教学模式作为现代教育模式的代表性成果，我国高等教育从业者也在不断丰富和完善其理论体系。张晓刚[1]基于“互联网思维”建构了高校思想政治理论课的开放式教学模式，增强了思政课的思想性、理论性、针对性和亲和力。陈曦蓉[2]分析了慕课在开放式创新创业教育中的实施思路，探究了“1服务+3平台+3主体”的教学模式。张坤等[3]提出了以学生专业能力培养为中心，以岗位能力需求为目标，以学生实践和创新成果为导向的基于开放实验的车辆工程专业实践教学模式。陈健等[4]从教学内容、教学方法、考核方式三个方面分析了开放式教学模式在课程教学中的应用，并就该模式的改革与发展提出了建议。贾勇等[5]构建了基于“问题驱动”和“教师引导”的开放式课程教学模式，通过不同维度的开放实现了研究生创新能力培养的有效提高。

本文以石河子大学高等农业机械学课程为研究对象，以培养创新能力为教学目标，探索构建以学生为中心的开放式教学模式，旨在改进课程教学质量，为培养创新型应用人才提供一定参考。

一  高等农业机械学课程教学存在的问题

石河子大学是教育部与新疆生产建设兵团“部省合建”的“双一流”建设高校，其农业机械学相关课程已有六十余年的建设历史。高等农业机械学是在新疆维吾尔自治区精品课程农业机械学的基础上，发展起来的一门农业工程硕士研究生专业教育选修课程，课程内容主要包括耕整地机械、播种机械、中耕机械、植保机械与收获机械等。通过课程学习，研究生需要结合现代农业工程技术发展要求，解决当代农业工程装备存在的问题，包括运用现代设计理论与方法及现代工程技术手段，掌握生物生产机械装备研究、设计、检测、使用和管理的基本理论和方法；农产品的品质检测和控制手段；并了解专业与学科国内外最新研究动态。课程教学给研究生以理论知识的了解、工程实践的锻炼、农机文化的体验和工匠精神的熏陶，从而提高发现问题、分析问题、解决问题的能力，使其具备农业机械领域复杂机械工程问题的研究能力，为从事农业工程科学研究打下坚实的基础。课程内容丰富、涉及面广、实践性强，无论对于授课教师还是研究生而言，都具有一定难度。当前课程教学存在的主要问题及其原因分析如下。

（一）  课程实践性强而研究生动手能力差

课程理论性和实践性较强，在探索促进农机专业知识与实践有效融合的模式过程中，课程增加了实践教学课时。但受课程学时限制，实验教学主要以农机理论知识为依托，以验证性实验为主，实验种类包括测试物理力学特性、机构设计、性能测试等。研究生只能根据老师讲解的步骤简单地重复完成实验项目要求的各项任务，严重影响其发挥实验的主动性。尽管这种教学模式一定程度上减轻了研究生的学习负担，但其科研创新思维却受到了极大限制，导致其实践动手能力较差。

（二）  课程传统教学模式达不到预期效果

课程早期主要以老师为中心，以讲授为主，研究生在学习过程中缺乏自主学习的内驱力，教学效果不明显。针对传统教学模式存在的问题，课程开展了专题研讨式教学模式改革，在一定程度上解决了课程内容的专题性、课程组织的互动性及课程形式的独立性。但由于选修高等农业机械学课程的研究生生源较为复杂，入学初期大家的知识基础和专业素养各不相同，研讨式教学容易出现研讨深度与宽度不够等情况。同时，该模式主要强调学生讨论的过程，忽视了研讨结果的重要性，导致学生存在对知识一知半解的情形。因此，在高等农业机械学课程的学习过程中，部分研究生存在积极性不高等问题，严重影响教学质量、进度及难度。

（三）  课程考核方式不能激发学生积极性

高等农业机械学课程主要采用平时成绩和期末成绩的考核方式，平时成绩主要包括作业练习成绩和考勤等，期末成绩包括实验报告成绩和结课论文成绩。平时成绩区分度小，究其原因大部分研究生能够保证上课满勤，但愿意回答问题的人数不多，表现为学生只是进入课堂，而没有真正融入课堂教学；且平时作业存在抄袭现象，不能反映对知识点的真实掌握情况。而期末成绩主要通过开放性专题论文和实验报告撰写进行评定，由于教学内容范围广、难度大，教学时长有限等因素，研究生的专题论文与课堂知识往往联系度较小，无法反映对本课程的掌握程度；此外，存在学生只注重实验报告撰写却忽略实验的创新设计与实验过程现象。课程考核方式不尽完善，学生缺乏积极性，且学习效率低。

二  高等农业机械学课程开放式教学模式构建

开放式教学主张将学习主动权移交学生，教师引导其积极探索、独立思考、交流讨论及操作实践，注重学生知识与技能等综合能力的培养与发展[6]。构建高等农业机械学课程双螺旋递进式开放教学模式是一项系统工程，其构成要素主要包括教学内容等六个维度的开放，以及分别代表问题驱动与教师引导的两条螺旋链，如图1所示。通过对高等农业机械学课程内容重构，实现六个开放，可体现问题驱动与教师引导的并行关系，形成教学过程中的两个完整循环且螺旋式上升。从而能有效提高教学过程互动性、激发学生学习主动性，切实培养研究生创新能力，每循环一次，研究生的综合素质就提升一个层次。

（一）  教学内容开放

根据高等农业机械学课程教学目标，结合研究生培养特征，采用“宏观保留”的方式，从教学内容、实验内容、实践内容三方面实现对课程内容的重构。其中理论部分以九大专题为基础，总结农机新成果；实践部分开展八大结构课与六大设计性实验，实现科研与教学的完美融合。

保留以现代农业机械设计为主的理论基础知识，并充分利用新疆生产建设兵团农业机械化水平走在全国前列的区位优势，不断充实遥感检测、深度学习、物联网等新知识、新方法、新技术，融合石河子大学机械电气工程学院棉花采摘性能动态测试试验台、复合液态肥精准施肥系统、高地隙自走式喷雾机等多类具有自主知识产权的科研成果，形成具有“高阶”“创新”“挑战”特点的课程内容体系。消除研究生学习膽怯心理，提高其对课程的兴趣，让其及时掌握学科发展动态，从而培养和提升其创新意识与实践能力。

（二）  教学方法开放

理论教学以培养研究生思辨能力为目标，打破传统教学模式下教师“一言堂”的僵局，充分发挥研究生自主性。采取研究生自主选择研讨主题的方式，将案例分析、学术沙龙、个人汇报等多种活动贯穿于整个教学过程中，形成研讨式教学。引导研究生利用课余时间通过在线学习资源主动探索问题，深入挖掘并锻炼其学习主动性与口头表达能力。

实践教学以培养研究生工程实践能力为目标，针对课程学时少的特点，在课外时间引入设计性实验环节。研究生可选择一个农业机械相关的部件或装置进行实验设计，借助仿真软件开展实验，并对实验数据进行处理与分析，进而提出合理的改进设计方案。突出理论知识在实践中的运用，培养研究生自主学习习惯，提升其实际应用能力、工程设计能力及交流协调能力，达到学以致用的目的。

（三）  教学团队开放

选择科研方向吻合、业务能力强、研究经历丰富的导师成立授课组，采取开放、协作的运行管理机制，进行高等农业机械学各模块的教学。注重校企协同指导，积极采用“请进来、走出去”的办法，邀请兵团农机专家、行业拔尖人才进行专题讲座，紧密联系教学与实际[7]。实现授课教师多元化，能综合不同研究方向、不同教学风格的导师知识。开放的教学团队可整合众议，筛选出最适合教学的内容和方式，让研究生在最容易接受的方式下汲取最全面的知识，避免单一任课教师因长年累月讲授一门固定课程易形成教学思维定势的问题，提高研究生学习兴趣，有效保证教学质量。此外，教师队伍不断结合地方特色、兵团精神、工匠精神加强课程思政建设，综合运用各类育人元素构建了全员、全过程、全方位育人格局。

（四）  教学资源开放

教学参考书籍与课后习题是重要的课程资源，前者是对理论知识的整合，后者能检验学生对理论的理解程度，二者兼施有利于夯实研究生专业知识基础，拔高实践技能。开放的教学资源使研究生既能掌握农机专业基础知识，又能了解地区特色农机装备、学科领域前沿技术及未来发展趋势，从而探寻自己研究方向的创新点。

依托授课教师丰富的教学经验及农机专家渊博的学科知识，在考虑学生基础的前提下，根据教学目标梳理已收集的国内外优秀农业机械化教材及辅导用书等教学材料，形成模块化内容，并增添具有区域特色的农机知识、先进性的关键技术与前瞻性的研究方法。结合以课程问卷调查等形式收集的学生反馈与建议，及时调整或更新教学材料，最终形成具有兵团特色、符合研究生实际的模块化教材资源库。而课后习题以章节习题与科研前沿动态为载体，由任课教师与农机专家共同把控习题数量与质量，搭建习题资源库。保证其与教材资源库的一致性，根据教材资源库变动及学生反馈，定期更新题库以保证合理性与有效性。

（五）  教学平台开放

在疫情防控常态化背景下，利用慕课等网络资源与平台丰富教学尤为重要。高等农业机械学课程依托石河子大学研究生在线课程平台Blackboard并不断完善，最大程度释放了时间、空间等学习限制，实现课堂教学与自主学习有机结合。建立了研究生课程网络共享学习资源与自主学习平台，包括教学文件、教学视频、作业思考、电子教材、案例库和拓展资源等模块，拓宽了研究生学习渠道，积极鼓励研究生利用信息技术手段增强分析解决问题的能力。此外，积极拓展课程思政教学平台，收录兵团农机发展史、农机典型案例、农机科学家故事和农机科学前沿等与教学内容同向同行的思政素材，结合石河子大学机械电气工程学院“全国党建工作样板支部”“全国高校双带头人教师党支部书记工作室”“全国党建工作标杆院系”等思政资源，将思政教育与专业教育有机融合，切实提高思政育人成效，培养高质量农机特色人才。

（六）  考核方式开放

为改善研究生培养质量，高等农业机械学课程评价体系摈弃传统考勤+考试等方式，而采取开放式考核。以凸显学习成效为核心，融合课堂讨论参与度、课后探索性问题、作业练习、案例汇报和课程思政等多元考核方式，形成过程性考核评价机制。以课堂提问为依托，主要从学生课堂参与度、发言积极性和专注度等方面考察学生学习态度，引导研究生掌握理论知识；以实验报告为抓手，主要从学生实验设计能力、团队分工配合、操作熟练度等方面考察学生团队协作精神，推动研究生掌握专业技能；以结课论文为主体，主要从学生资料查阅是否充分、农业先进技术研究现状是否了解等方面考察学生自主学习能力，促进研究生掌握创新思维。构建课程考核“课堂表现+实验操作+结课作业”的综合评价体系，培养研究生积极思考、自主学习、创新性发现与分析及解决问题的能力（表1）。

三  高等农业机械学课程开放式教学模式实践

农业工程专业研究生高等农业机械学课程，在分析教学现状的基础上构建开放式教学模式，积极进行深入探索与实践。一方面，教师科研融合将最新成果及时转化为教学内容，提升了师资队伍教学科研水平，团队成员获评宝钢优秀教师3人，全国最美农机教师1人，全国十佳农机教师1人，自治区教学名师1人；ISO智慧农业战略咨询数据组联合主席1人，青年长江学者1人，国家百千万人才1人，全国五一劳动奖章获得者1人，国家棉花产业技术体系岗位科学家2人，兵团英才等省部级人才7人。另一方面，同学与同行反馈结果良好，学生学习效果稳步提升、创新能力不断增强，2021—2023年课程平均成绩达84.7分，研究生积极参与课程讨论、报告展示等环节，在“挑战杯”“创青春”“互联网+”等龙头赛事中获国家级与省部级奖励百余项，荣获“小平科技创新团队”称号。

为不断完善高等农业机械学课程开放式教学模式，持续改进研究生教学质量，课程负责人在学期课程结束后开展了教学问卷调查，主要内容共涉及5个方面：知识储备基础、开放教学模式、自主学习习惯、创新实践能力和意见建议反馈。统计分析结果表明，77.8%本科为农机专业的研究生完全可以在课前1周将课程学习需要的前期基础知识掌握到位，16.6%本科为工科相关专业的研究生基本可以达到上述要求，而5.6%的跨考研究生则难以完成。研究生对开放教學模式总体持肯定态度并积极支持，其中83.3%能完全适应授课方式，16.7%基本能适应授课方式。通过提前布置预习任务并在课前考核，设置探索性问题自行查询资料后分组讨论，开展设计性实验结合仿真分析验证等方式，研究生自主学习与创新实践等综合能力得到了较好的锻炼，与此同时，部分研究生针对课程教学提出了合理意见与建议。

四  结束语

研究生教育是高素质人才培养的重要基础，随着高等教育不断普及及国家创新驱动发展战略稳步推进，培养创新型人才正成为建设创新型国家的重要支撑与保障。加快新时代研究生教育改革发展的重要任务之一是提升课程教学质量，而开放式教学模式为培养研究生创新能力提供了有效解决途径。高等农业机械学课程开放式教学模式探索，为培养新时代农机专业创新型高素质人才提供了理论依据和实践路径。尽管现阶段仍存在诸多问题亟待解决，但开放式教学模式是新时代研究生教育改革发展的必然方向。

综上，开放式教学模式研究是一项长期的系统性工程，需要多方通力合作。只有提升课程教学质量，夯实研究生创新能力基础，培养创新型应用人才，才能更好地服务国家和区域经济社会发展。

参考文献：

[1] 张晓刚.基于“互联网思维”的高校思想政治理论课开放式教学模式的建构理路[J].现代教育科学，2022（4）：90-95.

[2] 陈曦蓉.基于慕课的开放式创新创业教学模式探究[J].中国成人教育，2021（2）：34-37.

[3] 张坤，张晋群，柯泽锋，等.基于开放实验的车辆工程专业实践教学创新模式探究[J].实验技术与管理，2021，38（7）：227-231.

[4] 陈健，余学祥，刘超，等.GNSS原理与应用课程的开放式教学模式研究[J].科教文汇，2022（20）：83-86.

[5] 贾勇，李冬姝.面向创新能力培养的开放式研究生课程教学模式研究[J].生产力研究，2015（10）：61-64.

[6] 李敏.开放式教学在高校体育保健课程中的可行性研究[J].核农学报，2021，35（4）：1011.

[7] 戚江涛，裴明昊，彭慧杰，等.基于科研团队的工科类研究生培养模式研究[J].科教导刊，2023（1）：45-47.