導(dǎo)語：農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)主干課程實驗教學(xué)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)的主干課程通常包括《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》、《拖拉機(jī)構(gòu)造》等課程，其實驗環(huán)節(jié)注重學(xué)生實踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。隨著“新農(nóng)科”概念的提出和執(zhí)行以及農(nóng)業(yè)機(jī)械新的發(fā)展方向，這些課程的實驗教學(xué)體系也需要相應(yīng)改革和更新。本文以山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化專業(yè)為例，在分析幾門專業(yè)主干課程實驗教學(xué)體系現(xiàn)狀和存在問題的基礎(chǔ)上，對其改革的途徑提出了幾點(diǎn)見解和建議。

關(guān)鍵詞:實驗教學(xué);農(nóng)機(jī)專業(yè);主干課程;貫通式體系

農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化專業(yè)是為我國農(nóng)業(yè)機(jī)械工程領(lǐng)域培養(yǎng)人才的對口專業(yè)，其專業(yè)課程的布局和教學(xué)質(zhì)量直接影響所培養(yǎng)人才的專業(yè)基礎(chǔ)，而其中的實驗環(huán)節(jié)既是理論課的延續(xù)，又是理論課的升華［1］，是學(xué)生實踐動手能力以及創(chuàng)新能力養(yǎng)成的第1個實踐環(huán)節(jié)，因此實驗教學(xué)是農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)課程教學(xué)的重要組成部分，對于專業(yè)人才創(chuàng)新與實踐能力的培養(yǎng)具有不可替代的重要作用。基于這樣的共識，近年國內(nèi)各高校的農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)在制定和修正培養(yǎng)計劃時不斷加大實踐環(huán)節(jié)占比，而且專業(yè)課程中的實驗學(xué)時比重在課程總體學(xué)時不斷壓縮的同時基本維持不變。以山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)為例，核心主干課程《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》的總學(xué)時由72學(xué)時壓縮至64學(xué)時，而實驗學(xué)時的比例均保持在30%以上。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械朝自動化、智能化方向的發(fā)展，農(nóng)機(jī)專業(yè)的培養(yǎng)方案和包括實驗教學(xué)在內(nèi)的課程教學(xué)體系也面臨著新的、更高要求的挑戰(zhàn)，因此需要不斷進(jìn)行升級和革新［2］。本文在分析以《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》和《拖拉機(jī)構(gòu)造課程》為核心的幾門專業(yè)主干課程的實驗教學(xué)體系現(xiàn)狀和存在問題的基礎(chǔ)上，對農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)主干課程實驗教學(xué)體系的改革途徑提出了幾點(diǎn)見解和建議。

1專業(yè)主干課程實驗教學(xué)體系現(xiàn)狀及存在的問題

以山東理工大學(xué)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化專業(yè)為例，目前主要包含實驗環(huán)節(jié)的主干課程有《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》、《拖拉機(jī)構(gòu)造》、《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《自動機(jī)械設(shè)計》、《機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計》、《液壓與氣壓傳動》以及《工程測試技術(shù)》等。在這些課程當(dāng)中，除前3門的總學(xué)時分別為64學(xué)時、56學(xué)時和64學(xué)時外，其它課程基本為總學(xué)時32學(xué)時，其中實驗教學(xué)為4～8學(xué)時不等;而《機(jī)械制造工藝學(xué)》課程考慮到設(shè)有單獨(dú)的實習(xí)環(huán)節(jié)，其實驗教學(xué)只有4學(xué)時。這些課程的主要實驗內(nèi)容大多是認(rèn)知性實驗、元部件的拆裝實驗和部分特性與性能測試實驗等。實驗教學(xué)在時間安排上采用緊密銜接課堂教學(xué)的方式，實驗與授課穿插式同步進(jìn)行。在實驗過程中，教師需要進(jìn)行講解、指導(dǎo)和答疑解惑;學(xué)生分組完成實驗后，每人需要上交實驗報告，教師根據(jù)實驗過程中學(xué)生的表現(xiàn)以及實驗報告的質(zhì)量給出實驗成績，最后以約20%的比例計入課程的總成績中。目前，專業(yè)主干課程實驗教學(xué)存在的主要問題包07括:教學(xué)內(nèi)容、模式和方法以及實驗效果評價方法較為傳統(tǒng)，需要采用更新更好的策略以提高學(xué)生動手實踐的積極性，增加實驗的知識與能力收獲;實驗設(shè)備更新緩慢、數(shù)量偏少，不能很好地與時俱進(jìn)、與農(nóng)機(jī)智能化的趨勢接軌，且每位學(xué)生的動手機(jī)會有限;各課程各自為政、缺乏有效的關(guān)聯(lián)與貫通，導(dǎo)致學(xué)生的專業(yè)知識較為零碎，難以形成一個完整連貫的體系;部分課程“農(nóng)”的含量比重偏低，未能突出體現(xiàn)農(nóng)機(jī)專業(yè)特色、服務(wù)農(nóng)機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)。

2專業(yè)主干課程實驗教學(xué)體系改革路徑

2.1實驗教學(xué)內(nèi)容、模式和方法的升級

隨著農(nóng)機(jī)向著智能化發(fā)展的趨勢，專業(yè)主干課程的實驗教學(xué)內(nèi)容也要相應(yīng)升級和創(chuàng)新。如，《拖拉機(jī)構(gòu)造》和《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》的實驗可以引入無人駕駛拖拉機(jī)以及無人作業(yè)機(jī)械等智能農(nóng)機(jī)裝備的結(jié)構(gòu)、性能認(rèn)識與測試等項目;《自動機(jī)械設(shè)計》和《機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計》的教學(xué)內(nèi)容也要統(tǒng)一擴(kuò)展至智能機(jī)械、機(jī)電一體化農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計與開發(fā)。此外，實驗內(nèi)容不只局限于實驗室，應(yīng)該讓學(xué)生走進(jìn)田間和工廠去進(jìn)行認(rèn)知性甚至實操性實驗。如，前往試驗田、學(xué)校的合作企業(yè)和實習(xí)基地完成實驗項目，參加各類農(nóng)機(jī)演示等現(xiàn)場會，對教學(xué)內(nèi)容有更具體、生動和深刻的學(xué)習(xí)。在教學(xué)模式和教學(xué)方法上，也要嘗試將課堂教學(xué)中常采用的先進(jìn)教學(xué)模式和教學(xué)創(chuàng)新技法等加以應(yīng)用。如，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式［3］，線上線下混合式的實驗教學(xué)模式，線上可以觀看視頻和動畫等自學(xué)，線下通過實物拆裝與測試鍛煉實踐動手與動腦能力;采用頭腦風(fēng)暴法等創(chuàng)新思維訓(xùn)練方法引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行拆裝或認(rèn)知性實驗，在了解某一部件功能的基礎(chǔ)上，根據(jù)專業(yè)知識對部件結(jié)構(gòu)提出創(chuàng)新改進(jìn)和設(shè)計方案等。農(nóng)機(jī)專業(yè)的主干課程都十分注重實踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，因此在教學(xué)方法上要加大引導(dǎo)的力度，較少填鴨式灌輸和過場式實驗，認(rèn)為完成拆裝就可以，而忽略了拆裝和測試過程中的觀察、思考和發(fā)現(xiàn)。在實驗成績評定方面，教師主要以實驗報告的質(zhì)量作為評價依據(jù)，同時兼顧實驗過程表現(xiàn)。但是，學(xué)生提交的實驗報告都是采用校發(fā)的統(tǒng)一格式的實驗報告紙，對于不同類型的實驗項目來講太過簡單粗獷。因此，有必要針對不同課程的不同實驗項目，配合實驗指導(dǎo)書，根據(jù)具體實驗內(nèi)容設(shè)置相應(yīng)的實驗報告格式，量身打造個性化的、項目專屬的實驗報告紙，準(zhǔn)確地對學(xué)生的實驗效果和能力進(jìn)行評判。

2.2豐富升級農(nóng)機(jī)專業(yè)主干課程的實驗條件

隨著農(nóng)業(yè)工程學(xué)科受到更多的重視，農(nóng)機(jī)專業(yè)課程的實驗條件也在逐步改善，如實驗場地的擴(kuò)大和新實驗大棚的投入使用，近幾年購入的大量實驗設(shè)備和試驗臺等。在此基礎(chǔ)上，充分挖掘利用已有的條件如土槽進(jìn)行各類“仿田間”試驗，根據(jù)改進(jìn)的實驗項目自制實驗設(shè)備和試驗臺也不失為低投入、高產(chǎn)出的升級模式。并且，借此機(jī)會調(diào)動學(xué)生參與課程實驗的準(zhǔn)備工作［4］，以及實驗設(shè)備、機(jī)具和模型等的設(shè)計、改進(jìn)與制作全過程，對于學(xué)生的動手與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也是大有裨益。對于實驗設(shè)備更新?lián)Q代相對滯后的另一種解決途徑就是搭建虛擬仿真實驗教學(xué)平臺。如，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)基于VR技術(shù)建成了網(wǎng)絡(luò)化的農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺，用以進(jìn)行農(nóng)業(yè)裝備的虛擬仿真實驗與部分農(nóng)業(yè)裝備虛擬仿真訓(xùn)練(實踐)［5］;安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)也以科研成果轉(zhuǎn)化為虛擬實驗資源，建立拖拉機(jī)構(gòu)造虛擬仿真實驗教學(xué)平臺［6］。山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程學(xué)院的虛擬仿真實驗平臺目前已經(jīng)初具規(guī)模，主要用于拖拉機(jī)構(gòu)造課程的部分實驗教學(xué)和玉米青貯收獲機(jī)械的科研等，在未來還需要向更多專業(yè)課程和實驗項目覆蓋。

2.3多門專業(yè)主干課程形成貫通式實驗教學(xué)

目前，農(nóng)機(jī)專業(yè)主干課程的實驗場地相對集中，但實驗內(nèi)容太過零散，相互之間的關(guān)聯(lián)并不明顯。為幫助學(xué)生形成一個完整的實踐認(rèn)知知識體系，有必要將多門專業(yè)課的實驗內(nèi)容放在一起進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，將各課程的多數(shù)實驗內(nèi)容有機(jī)串聯(lián)起來，形成貫穿式的專業(yè)課程實驗教學(xué)群，然后按照開課順序循序漸進(jìn)地進(jìn)行安排。如，實驗教學(xué)群以《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》和《拖拉機(jī)構(gòu)造》為核心，針對其重要組成部分進(jìn)行認(rèn)知與拆裝實驗，之后分別在《工程測試技術(shù)》與《機(jī)械制造工藝學(xué)》的實驗項目中安排該部件主要性能的測試實驗與其組成構(gòu)件的機(jī)械加工工藝和方法的實驗，最后在《液壓與氣壓傳動》、《自動機(jī)械設(shè)計》和《機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計》中布置實踐該部件及其構(gòu)成的自動化和智能化改進(jìn)或設(shè)計的實驗內(nèi)容。由于這些課程的開課時間分布在不同學(xué)期，因此各課程的實驗時間不可避免地存在時間差。為了保證學(xué)生的知識體系能夠有效連貫起來，可以在實驗教學(xué)上通過采取預(yù)習(xí)、提問以及帶領(lǐng)學(xué)生對前期實驗內(nèi)容進(jìn)行簡單回顧等方法，幫助學(xué)生將專業(yè)主干課程的實驗所學(xué)串聯(lián)起來，專業(yè)知識體系不但完整而且前后連貫。

2.4部分課程的實驗項目增加“農(nóng)”的比重

農(nóng)機(jī)專業(yè)主干課程的實驗開設(shè)學(xué)院基本均為農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，因此主要圍繞“農(nóng)機(jī)”開展。但目前《機(jī)械制造工藝學(xué)》的實驗教學(xué)場地在其它學(xué)院，實驗任課教師也是外學(xué)院教師，實驗的內(nèi)容主要包括“機(jī)床的靜剛度測量”和“可加工誤差統(tǒng)計分析”2個實驗項目，離農(nóng)機(jī)較遠(yuǎn)，不能很好地融合農(nóng)業(yè)機(jī)械的專業(yè)知識，體現(xiàn)專業(yè)特色，因此有必要在課程以及實驗教學(xué)內(nèi)容中增加農(nóng)機(jī)部件設(shè)計、制造加工工藝方面的內(nèi)容;并且，該課程目前只有4學(xué)時實驗，雖然安排有實習(xí)環(huán)節(jié)，但相對于64總學(xué)時來講占比還是偏少，因此有必要適當(dāng)加大實驗環(huán)節(jié)的學(xué)時比重。此外，為了擴(kuò)大學(xué)生的知識口徑并增加其就業(yè)競爭力，《機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計》中涉農(nóng)部分也較其它課程偏少。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化的發(fā)展，該課程在農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)人才培養(yǎng)方面具有日益重要的位置，因此需要在其課程內(nèi)容以及實驗和實踐環(huán)節(jié)中逐漸加大“含農(nóng)量”。為了適應(yīng)智能化農(nóng)機(jī)的發(fā)展方向，引導(dǎo)學(xué)生建立現(xiàn)代農(nóng)機(jī)需要“農(nóng)機(jī)”與“農(nóng)藝”相結(jié)合的理念，山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)的培養(yǎng)計劃將《農(nóng)學(xué)概論》列為專業(yè)選修課。該課程共32學(xué)時(均為課堂講授)，教學(xué)目的是幫助學(xué)生從農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的角度，了解、掌握作物生長發(fā)育、產(chǎn)量、品質(zhì)形成規(guī)律及其對環(huán)境條件的要求以及實現(xiàn)作物的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效和可持續(xù)發(fā)展所采取的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施，同時掌握農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計中需要運(yùn)用的農(nóng)藝學(xué)原理與原則。因此，《農(nóng)學(xué)概論》極有必要增加實驗環(huán)節(jié)，并引入農(nóng)機(jī)專業(yè)主干課程的實驗教學(xué)群，幫助學(xué)生對農(nóng)業(yè)機(jī)械的主要作業(yè)對象和作業(yè)目標(biāo)有實在、具體的認(rèn)知，理解和掌握智能農(nóng)業(yè)機(jī)械及其工作部件的設(shè)計、制造或改進(jìn)所遵循的原則和方法，奠定更為扎實和全面的農(nóng)機(jī)專業(yè)知識體系。

2.5加強(qiáng)農(nóng)機(jī)專業(yè)實驗教學(xué)師資力量

當(dāng)前國內(nèi)高校普遍重視師資隊伍建設(shè)，但實驗師資建設(shè)還未能受到相應(yīng)重視，引進(jìn)的高層次人才作為實驗師資數(shù)量極少，專職實驗人員和擔(dān)任實驗教學(xué)任務(wù)的任課教師能夠參與的實驗培訓(xùn)或進(jìn)修機(jī)會偏少，導(dǎo)致專業(yè)知識更新慢、實驗教學(xué)模式和方法都較為陳舊。因此，有必要從“引”和“育”2個方面加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)課程實驗教學(xué)隊伍的建設(shè)，增強(qiáng)農(nóng)機(jī)專業(yè)實驗以及課堂教學(xué)軟實力的同時，對培養(yǎng)實踐與創(chuàng)新能力強(qiáng)的專業(yè)人才也具有積極作用。

3結(jié)論

以《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》和《拖拉機(jī)構(gòu)造》為核心的農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)主干課程的實驗教學(xué)體系既存在教學(xué)內(nèi)容和模式傳統(tǒng)滯后、實驗設(shè)備更新緩慢等共性問題，也存在部分課程“含農(nóng)量”不高、未能緊密圍繞農(nóng)機(jī)開展的個性問題，還存在課程間關(guān)聯(lián)松散不能很好形成貫通體系的問題。對此，提出了根據(jù)智能化農(nóng)機(jī)發(fā)展趨勢進(jìn)行實驗教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式的更新升級，根據(jù)實驗項目“量身定制”實驗報告從而對成績進(jìn)行科學(xué)評價，依據(jù)“虛實結(jié)合、以虛補(bǔ)實”和自制或改進(jìn)實驗設(shè)備等原則改善實驗條件，以及將多門專業(yè)主干課程的實驗環(huán)節(jié)統(tǒng)籌規(guī)劃、形成“核心為主，貫穿其他”的貫通式專業(yè)課程實驗群的改革建議。

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作者：阮培英 蔡善儒 宋井玲 程衛(wèi)東 趙靜 牛國棟 單位：山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院