VLEs數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)分析
時(shí)間:2022-04-09 03:48:00
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21世紀(jì)農(nóng)業(yè)是信息農(nóng)業(yè)的時(shí)代,農(nóng)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)賴(lài)以存在和發(fā)展的基礎(chǔ),將隨同國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)、各行業(yè)一起,朝著信息化方向蓬勃發(fā)展。高等農(nóng)業(yè)院校是培養(yǎng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)建設(shè)人才的搖籃,在非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)中開(kāi)展《數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)》課程,根據(jù)農(nóng)業(yè)院校的特點(diǎn)和學(xué)生所在專(zhuān)業(yè)的不同需求制定合理的教育教學(xué)方法是形勢(shì)所趨。
基于2010年吉林省高等教育研究重點(diǎn)課題《數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)與應(yīng)用研究》,依據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論,課題組架構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合的混合型學(xué)習(xí)環(huán)境,形成基于vles的《數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)》課程,為學(xué)生構(gòu)建合理的知識(shí)體系、有效發(fā)展認(rèn)知能力提出了新的探索。
1數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)簡(jiǎn)介
1.1數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)概念
數(shù)字農(nóng)業(yè)是指將遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等高新技術(shù)與地理學(xué)、農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、土壤學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科有機(jī)地結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)農(nóng)作物、土壤從宏觀到微觀的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)、發(fā)育狀況、病蟲(chóng)害、水肥狀況以及相應(yīng)的環(huán)境進(jìn)行定期信息獲取,生成動(dòng)態(tài)空間信息系統(tǒng),對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的現(xiàn)象、過(guò)程進(jìn)行模擬,達(dá)到合理利用農(nóng)業(yè)資源、降低生產(chǎn)成本、改善生態(tài)環(huán)境、提高農(nóng)作物產(chǎn)品和質(zhì)量的目的[1]。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外在數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)的研究、應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了諸多研究和探索,進(jìn)步和成果十分顯著,數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)已經(jīng)成為促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展強(qiáng)有力的武器。
1.2具有數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)人才的培養(yǎng)要求
在農(nóng)業(yè)高等院校中培養(yǎng)具有數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)的人才,應(yīng)該在掌握數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)科學(xué)等方面的基本理論和基本知識(shí)的前提下,從理論和實(shí)踐上掌握數(shù)字農(nóng)業(yè)的原理、組成和方法,建立關(guān)于數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)框架,了解信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀,掌握信息技術(shù)與專(zhuān)業(yè)結(jié)合的基本方法。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生將信息技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的能力。這對(duì)推進(jìn)數(shù)字農(nóng)業(yè)進(jìn)程具有十分積極的作用,為我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的更快發(fā)展提供新的契機(jī)。農(nóng)業(yè)數(shù)字技術(shù)課程涵蓋農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感(RS)為支撐的農(nóng)業(yè)信息工程的基本理論和基本技能,內(nèi)容龐大繁雜,同時(shí)對(duì)不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生要求掌握的內(nèi)容和難度具有較大的差異,課程的復(fù)雜性使它更需要一條有效的途徑提升學(xué)習(xí)質(zhì)量、促進(jìn)師生關(guān)系、加強(qiáng)教學(xué)效果。身處互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,它完全可以創(chuàng)造跨越時(shí)空開(kāi)展學(xué)習(xí)活動(dòng)的技術(shù)支持情境,使學(xué)習(xí)不受時(shí)間、地域限制,具有教育資源充分共享的優(yōu)勢(shì),課堂在這樣的技術(shù)支持下被賦予了更廣闊的內(nèi)涵。
1.3建構(gòu)主義
技術(shù)支持情境的構(gòu)建目標(biāo)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域是知識(shí)學(xué)習(xí),因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須符合先進(jìn)的學(xué)習(xí)理論,體現(xiàn)合理的認(rèn)知規(guī)律,適應(yīng)自主的學(xué)習(xí)需求。學(xué)習(xí)理論至今經(jīng)歷了行為主義學(xué)習(xí)、認(rèn)知主義學(xué)習(xí)、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的發(fā)展歷程。其中,建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論是在認(rèn)知主義基礎(chǔ)之上逐漸發(fā)展起來(lái)的,對(duì)推動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)起到了推波助瀾的作用。建構(gòu)主義思想強(qiáng)調(diào)學(xué)生在知識(shí)掌握中的主體地位,他們具有積極的自我控制、目標(biāo)導(dǎo)向和反思型特點(diǎn),通過(guò)學(xué)習(xí)情境中的發(fā)現(xiàn)過(guò)程和精細(xì)加工過(guò)程,自己建構(gòu)知識(shí),建構(gòu)主義指導(dǎo)的學(xué)習(xí)方式的環(huán)境包括以下四大要素[2]。
1.3.1情境。學(xué)習(xí)環(huán)境中的情境必須有利于學(xué)習(xí)者對(duì)所學(xué)內(nèi)容的意義建構(gòu)。在教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中,創(chuàng)建有利于達(dá)成意義構(gòu)建的情境至關(guān)重要,是創(chuàng)建教學(xué)環(huán)境的基礎(chǔ)。
1.3.2協(xié)作。在學(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)貫穿始終。通過(guò)教師與學(xué)生之間的協(xié)作、學(xué)生與學(xué)生之間的協(xié)作,可以有效地分析收集教學(xué)資料、能夠及時(shí)對(duì)提出的理論進(jìn)行驗(yàn)證,對(duì)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)和意義構(gòu)建都很有作用。
1.3.3交流。學(xué)習(xí)過(guò)程必然需要交流。形成良好的交流氛圍、交流方式是達(dá)成最終學(xué)習(xí)目標(biāo)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。
1.3.4意義建構(gòu)。意義建構(gòu)是教學(xué)過(guò)程的最終目標(biāo)。其建構(gòu)的意義是指事物的性質(zhì)、規(guī)律以及事物之間的內(nèi)在聯(lián)系。在學(xué)習(xí)過(guò)程中幫助學(xué)生建構(gòu)意義就是要幫助學(xué)生對(duì)當(dāng)前學(xué)習(xí)的內(nèi)容所反映事物的性質(zhì)、規(guī)律以及該事物與其他事物之間的內(nèi)在聯(lián)系達(dá)到較深刻的理解。
2虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境(VLEs)
虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境(VirtualLearningEnvironments,VLEs)是近年來(lái)得到廣泛關(guān)注的一個(gè)領(lǐng)域,是指基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)習(xí)與學(xué)習(xí)管理的系統(tǒng),主要用于支持絡(luò)學(xué)習(xí)過(guò)程中內(nèi)容傳遞、促進(jìn)在線師生間的交互。它的概念目前并不統(tǒng)一,還有諸如“整合化學(xué)習(xí)系統(tǒng)”(IntegratedLearningSystems,ILS)、“內(nèi)容管理學(xué)習(xí)系統(tǒng)”(ContentManagementLearningstems,CMLS)等解釋。VLEs目的是通過(guò)技術(shù)提供各種促進(jìn)學(xué)習(xí)的有效工具,滿(mǎn)足各類(lèi)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求,為有效進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)、基于資源的學(xué)習(xí)以及廣泛的資源共享提供有力的教學(xué)和技術(shù)環(huán)境支持。目前的VLEs在技術(shù)特性上不同,但設(shè)計(jì)思路都類(lèi)似,主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)空拓展和資源共享。不難看出,主導(dǎo)思想都是課堂再現(xiàn)與傳遞,本質(zhì)在于解決教學(xué)資源短缺。這種教學(xué)模式僅僅是傳統(tǒng)教學(xué)模式的網(wǎng)絡(luò)延伸,思考模式基于同一個(gè)“尺度”,適用于每一個(gè)人,而有效的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建應(yīng)該是體現(xiàn)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,體現(xiàn)適應(yīng)個(gè)性化的學(xué)習(xí)。因此,拓展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的內(nèi)涵以提高教學(xué)效果和實(shí)施質(zhì)量,對(duì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)發(fā)展提出了更深層次的要求,《數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)》VLEs構(gòu)架見(jiàn)圖1。
2.1知識(shí)學(xué)習(xí)
知識(shí)學(xué)習(xí)在VLEs中通常采用網(wǎng)頁(yè)文本、多媒體課件、教學(xué)錄像3種形式,組織方式往往是按照章節(jié)以樹(shù)形目錄的方式呈現(xiàn)。然而《數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)》課程對(duì)不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生構(gòu)建不同的知識(shí)框架體系,這些框架體系構(gòu)成了多個(gè)子課程。雖然子課程之間知識(shí)點(diǎn)側(cè)重不同,但是彼此之間的關(guān)系千絲萬(wàn)縷,因此構(gòu)建時(shí)應(yīng)該遵循課程必須具有一定彈性的原則。把《數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)》課程知識(shí)分解成最小的知識(shí)單位即知識(shí)點(diǎn),把每個(gè)子課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)分解成知識(shí)目標(biāo);然后,將知識(shí)點(diǎn)根據(jù)知識(shí)目標(biāo)組合成知識(shí)單元[3],確保每個(gè)知識(shí)單元都有自身的學(xué)習(xí)目標(biāo)和應(yīng)用目標(biāo);教師根據(jù)各個(gè)專(zhuān)業(yè)的不同、學(xué)習(xí)者特征的差別靈活設(shè)置不同的知識(shí)單元,將其組成基本知識(shí)框架即子課程。由于《數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)》課程的復(fù)雜性,交叉性以及不同專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)的差異,每一個(gè)知識(shí)單元可能被不同方向的子課程應(yīng)用,因此將知識(shí)單元構(gòu)建成可重用知識(shí)單元,以便不同專(zhuān)業(yè)方向的教師和學(xué)生根據(jù)不同的學(xué)習(xí)目標(biāo)選擇知識(shí)單元(圖2)。
2.2學(xué)習(xí)路徑選擇
VLEs中的學(xué)習(xí)路徑是指在網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下,學(xué)習(xí)者在一定的策略指導(dǎo)下、為實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的學(xué)習(xí)活動(dòng)的順序[4]。面對(duì)VLEs中的各種學(xué)習(xí)信息,學(xué)生常常感到無(wú)所適從,無(wú)法判斷從何處開(kāi)始學(xué)習(xí)活動(dòng)。因此在VLEs中為學(xué)生提供過(guò)程的參考路徑顯得尤為重要,可以說(shuō)學(xué)習(xí)路徑的選擇是VLEs的生命線,直接關(guān)系到學(xué)習(xí)效率與學(xué)習(xí)效果。教師根據(jù)課程中各個(gè)子課程的特點(diǎn)結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)提供多組學(xué)習(xí)路徑方案,學(xué)生自由選擇相應(yīng)的學(xué)習(xí)路徑方案。在遵循學(xué)習(xí)路徑的學(xué)習(xí)過(guò)程中,也可以根據(jù)自身的情況調(diào)整學(xué)習(xí)路徑的節(jié)點(diǎn)方向,使學(xué)習(xí)過(guò)程符合認(rèn)知規(guī)律,便于知識(shí)獲得、維持、遷移和應(yīng)用。
2.3角色定位
在VLEs中的角色根據(jù)不同的職能被定義具有不同的權(quán)限。該系統(tǒng)的角色有管理員、教師、學(xué)生3種,主要職責(zé)如圖3所示。管理員、學(xué)生、教師在虛擬環(huán)境中各司其職,并且都能夠圍繞課程的開(kāi)發(fā)與維護(hù)提出自己的設(shè)想和觀點(diǎn)。注冊(cè)模塊的注冊(cè)采取與校園網(wǎng)一卡通對(duì)接,通過(guò)校園卡的卡號(hào)和密碼可以直接確認(rèn)身份,確保實(shí)名登錄。
2.4參與機(jī)制
學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情直接關(guān)系學(xué)習(xí)的效果,在VLEs中設(shè)置問(wèn)卷調(diào)查、互動(dòng)評(píng)價(jià)、投票表決等環(huán)節(jié),使學(xué)生和教師融入VLEs之中,達(dá)成認(rèn)知與情感的統(tǒng)一,并依據(jù)師生參與的情感度和參與效果,分析教學(xué)所處真實(shí)狀態(tài),形成師生教學(xué)狀態(tài)、學(xué)習(xí)狀態(tài)診斷,為學(xué)習(xí)質(zhì)量評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
2.5教學(xué)評(píng)價(jià)
采用開(kāi)放的、多維度的方式評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。全面地記錄學(xué)生日志并進(jìn)行跟蹤監(jiān)控,跟蹤記錄學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的所有過(guò)程,包括學(xué)習(xí)時(shí)間、閱讀次數(shù)、學(xué)習(xí)路徑的選擇、參與互動(dòng)的次數(shù)、實(shí)驗(yàn)操作評(píng)測(cè)、作業(yè)成績(jī)、單元測(cè)評(píng)等。根據(jù)以上資料,形成合理的評(píng)價(jià)機(jī)制,對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行公平客觀的評(píng)價(jià)。
2.6教學(xué)反思
通過(guò)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中監(jiān)控到的大量學(xué)習(xí)過(guò)程的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行挖掘,在學(xué)習(xí)路徑、知識(shí)單元測(cè)試,學(xué)習(xí)成績(jī)和學(xué)習(xí)績(jī)效之間建立聯(lián)系,從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)行為的分析,建立學(xué)習(xí)特征模型[5],為學(xué)生提供更加合理的學(xué)習(xí)方案,以此為依據(jù)調(diào)整學(xué)習(xí)路徑。
3結(jié)語(yǔ)
基于VLEs的《數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)》課程使學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下學(xué)習(xí)、互動(dòng)、考核,為學(xué)習(xí)質(zhì)量評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),對(duì)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行更公平、客觀的評(píng)價(jià)。VLEs作為一種計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越受到關(guān)注,它為學(xué)習(xí)者提供了以學(xué)習(xí)者為中心的交互式個(gè)性化的學(xué)習(xí)場(chǎng)景,可以使不同的學(xué)習(xí)者隨時(shí)隨地開(kāi)展學(xué)習(xí)活動(dòng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展,該領(lǐng)域的研究必將有更廣闊的空間。