新農(nóng)科背景下“農(nóng)業(yè)機械學”教學實踐與改革思考*

劉 婷 ，胡 紅，2 ，梁 劍，2

（1.西華大學現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究院，四川 成都 610039；2.西華大學機械工程學院，四川 成都 610039）

農(nóng)機人才是加快推進農(nóng)業(yè)機械化和農(nóng)機裝備產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的第一資源。新農(nóng)科建設(shè)的著眼點是面向國家經(jīng)濟結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整和農(nóng)業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，進行農(nóng)科人才供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，落腳點是提高農(nóng)科人才培養(yǎng)質(zhì)量[1-2]。西華大學前身是1960年成立的“四川農(nóng)業(yè)機械學院”，緣起于毛澤東“農(nóng)業(yè)的根本出路在于機械化”的著名論斷，是由原國家農(nóng)機部規(guī)劃布局并服務(wù)西南大區(qū)農(nóng)業(yè)機械化的重點院校[3]。農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)（以下簡稱“農(nóng)機專業(yè)”）是西華大學建校初期開設(shè)的專業(yè)，主要面向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神，動手能力強，懂農(nóng)業(yè)機械設(shè)計、制造和使用維修的專業(yè)人才，其中“農(nóng)業(yè)機械學”是專業(yè)核心課程，是一門理論性與實踐性都很強的專業(yè)課程。

1 西華大學“農(nóng)業(yè)機械學”基本情況

西華大學“農(nóng)業(yè)機械學”課程情況為：總學時為56 學時，包括46 個理論學時和10 個實驗學時。根據(jù)農(nóng)機專業(yè)培養(yǎng)方案設(shè)置，該課程授課對象為大三下的學生，在第6 學期進行教學。由于學時受限，在課程內(nèi)容安排上具有選擇性和側(cè)重點，教學內(nèi)容以大田作業(yè)機械為主，包括耕、整、種、管、收五個環(huán)節(jié)所涉及的主要農(nóng)業(yè)機械等。課堂教學首先講解各個環(huán)節(jié)的作業(yè)對象特點、作業(yè)方式以及農(nóng)業(yè)技術(shù)要求，隨后主要講解各種農(nóng)機具的結(jié)構(gòu)、工作原理與過程、工作特點等，并及時更新相應(yīng)裝備領(lǐng)域的新技術(shù)，使課程內(nèi)容緊跟科研和市場發(fā)展前沿，以開拓學生視野，吸引學生注意力；實驗內(nèi)容選取了鏵式犁、旋耕機、播種機、插秧機和聯(lián)合收獲機5 個典型機具，主要鞏固學習其構(gòu)造、工作原理和使用調(diào)整。實驗教學以見習為主，即教師負責適時引導(dǎo)學生思考相關(guān)的知識、解答疑惑和把握整體實驗進度。在第6 學期末進行“農(nóng)業(yè)機械學”課程設(shè)計，該課程設(shè)計是一個重要的農(nóng)機實踐環(huán)節(jié)，學生根據(jù)指導(dǎo)老師的選題，自主選擇題目，按照要求，針對某一個農(nóng)業(yè)機械部件或機構(gòu)查找資料、確定設(shè)計或改進方案，完成設(shè)計后提交圖紙和設(shè)計說明書并進行答辯。

2 “農(nóng)業(yè)機械學”課程教學實踐中的問題分析

2.1 從教學內(nèi)容出發(fā)

2.1.1 理論部分

教學內(nèi)容不僅是本課程特點的重要體現(xiàn)，同時也要緊緊圍繞培養(yǎng)目標進行展開。教材是教學內(nèi)容的主要組成部分[4-6]。就目前“農(nóng)業(yè)機械學”的教材來說，主流的教材偏少，教材內(nèi)容繁多，偏理論分析，書中案例陳舊等問題愈加明顯，存在著理論與實際脫節(jié)的問題。根據(jù)目前的課程教學大綱，要達到教學目的，主要依賴于機械構(gòu)造、工作過程以及基本原理等方面的知識傳授即可。理論上這些知識的掌握可以幫助學生在日后的專業(yè)實踐中順利開展設(shè)計和相關(guān)研究。但理論教學的實際效果仍然存在不可忽視的難點，例如過于偏重理論知識的教學，缺乏對學生創(chuàng)新思維和設(shè)計能力的培養(yǎng)。長期實踐證明，學生對“農(nóng)業(yè)機械學”的認知仍然停留在理論學習和考試需求上，缺乏對這門課的實用性價值認可。

2.1.2 實驗部分

西華大學農(nóng)機專業(yè)經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展，各類農(nóng)機具較齊全，建設(shè)有土槽實驗室，各類機具和實驗室相對獨立，機具主要以參觀教學為主，總體呈現(xiàn)出“靜態(tài)機具認知代替工作原理演示、實際作業(yè)過程展示和實際問題解決”的現(xiàn)象。而靜態(tài)的參觀見習難以讓學生置身于課程實驗中綜合運用所學知識，直觀地理解各部件的功用、工作原理、作業(yè)過程，親手去調(diào)整各零部件，解決實際問題。因此，理論教學課堂難以得到有效鞏固和延伸。

2.2 從教學主體出發(fā)

2.2.1 教師角度

目前，西華大學農(nóng)機專業(yè)的授課教師主力為青年教師，知識更新快，但仍存在教師教學模式的限制，主要表現(xiàn)為教學方式較為傳統(tǒng)，沿用PPT 講授為主的方式。受教學用農(nóng)機具的設(shè)備限制，目前實驗課仍采用靜態(tài)教學，實驗課程的實踐能力培養(yǎng)不足。另外，課程教學的改革離不開團隊的共同發(fā)力，教師教學隊伍的建設(shè)仍是目前的一大難題。

2.2.2 學生角度

1）學生的“三農(nóng)”情懷欠缺。隨著我國經(jīng)濟水平提高和城鎮(zhèn)化進程加快，該課程的學習主體越來越接近于“00 后”，該群體大多對“三農(nóng)”了解甚少。

2）學生的農(nóng)學基礎(chǔ)知識薄弱。西華大學農(nóng)機專業(yè)培養(yǎng)方案顯示，培養(yǎng)體系中缺乏農(nóng)學、農(nóng)藝等基礎(chǔ)知識的系統(tǒng)學習和鋪墊。

3）學生先修課程的不足。學生的先修課程基礎(chǔ)各異，而這門課本身是一門綜合性的專業(yè)課程，會涉及拖拉機理論、機械原理、機械設(shè)計以及液壓和氣動傳動等相關(guān)的基礎(chǔ)知識?；趯嶋H的學生學情，在現(xiàn)有的學時限制下要做到給學生講透難以實現(xiàn)。

2.2.3 “教”與“學”二者結(jié)合的角度

1）學生基礎(chǔ)不一，教學難度大。學生先修課程的不足，使得融合順暢的綜合講解變得困難，老師的教學難度也有所增加，從而一定程度上影響了該課程的教學效果。

2）師生之間缺乏深入的溝通與交流。目前，線下教學多以教師單向講授PPT 為主，有限的課堂互動不足以及時反饋學生的學習情況和教師的教學效果。

總的來說，教學主要問題表現(xiàn)為學生被動學習，主觀能動性較差，專業(yè)綜合能力有待提高；課程內(nèi)容涵蓋面廣，在有限時間內(nèi)難以達到良好的教學效果；實驗課程以靜態(tài)為主，需要動靜結(jié)合。

3 西華大學“農(nóng)業(yè)機械學”課程現(xiàn)有改革探索與實踐

近年來，西華大學積極加強“農(nóng)業(yè)機械學”教學基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，增設(shè)20 畝試驗田、土槽等場地，為動態(tài)農(nóng)機教學提供場所。同時，積極組織和動員學生參加國際大學生智能農(nóng)業(yè)裝備創(chuàng)新大賽、全國大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、全國機器人錦標賽等學科競賽20余項次。依托于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究院的科研項目，適時適當?shù)刈寣W生參與其中。例如，組織各級本科生參觀四川“五良融合”無人農(nóng)場項目，用實際研究和生產(chǎn)改變學生對農(nóng)機專業(yè)的刻板印象，激發(fā)學生對本專業(yè)的熱愛與探索。

4 課程改革措施

隨著科技進步以及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)機具也在加速更新?lián)Q代。社會需求的是“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強能力、重實踐”的高素質(zhì)專業(yè)人才[7]，這對學校的人才培養(yǎng)提出了新的要求。

4.1 完善培養(yǎng)方案

1）重視和加強課程思政建設(shè)，開展學農(nóng)愛農(nóng)的專業(yè)教育。在保證專業(yè)知識和技能培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，充分挖掘課程中的思政元素，并以思想政治教學規(guī)律為依據(jù)，確定課程思政的總體教學方向[8]。

2）培養(yǎng)學生知農(nóng)愛農(nóng)的情懷，逐步樹立學生的專業(yè)自信。將思政元素與課程內(nèi)容進行有機結(jié)合，課程內(nèi)容注重體現(xiàn)四川農(nóng)業(yè)特點，使學生能夠?qū)⒄n程學習與實際真正聯(lián)系起來，提高專業(yè)學習的熱情。

3）完善培養(yǎng)方案，課程安排成體系。從專業(yè)培養(yǎng)角度出發(fā)，課程設(shè)置應(yīng)涵蓋“土壤—農(nóng)機—植物”等相關(guān)專業(yè)知識，詳略得當，注重學科之間的銜接和交叉融合。

4）大力開展地方院校新農(nóng)科應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)探索與實踐[9-10]，能力教育時刻與就業(yè)前景相結(jié)合。地方高校的特色和責任之一，是培養(yǎng)符合地方發(fā)展需要的應(yīng)用型本科人才，農(nóng)機專業(yè)也不例外。

4.2 改革教學模式

1）進一步改變學生被動學習的現(xiàn)狀。將科研成果貫穿于教學過程中，開闊眼界，激發(fā)學生求知欲；變靜態(tài)參觀實驗為動靜結(jié)合的實驗?zāi)Ｊ剑岣邔W生學習參與度。

2）做好教學方法的改革，提升學生的學習效率。在看到傳統(tǒng)單向講授教學模式的缺陷的同時，不止步于此，積極嘗試改革，變“單向”為“雙向”。尤其是在課堂教學過程中，要把以教師為主轉(zhuǎn)換為以學生為主，積極關(guān)注學生，引導(dǎo)學生積極反饋學習效果，引入提問式、討論式或翻轉(zhuǎn)式課堂等新的教學手段。另外，無論是當堂的還是前序課堂的學生反饋，教師都應(yīng)高度重視，并進行分析且反饋給學生，有針對性地解決學生的困惑，從而使得教與學相互促進。

4.3 改革教學內(nèi)容

1）注重教學內(nèi)容的更新、改革與創(chuàng)新。一方面，可以根據(jù)農(nóng)業(yè)機械發(fā)展方向?qū)虒W內(nèi)容及時地進行更新調(diào)整；另一方面，可以根據(jù)地方高校特色，結(jié)合四川地區(qū)、西南地區(qū)乃至丘陵山區(qū)特色，有重點地突出教學特色，而對一些陳舊的機具和作業(yè)方式等內(nèi)容可以進行適當刪除，使得教學重點和特色凸顯。例如，西華大學位于丘陵山區(qū)居多的地區(qū)，丘區(qū)農(nóng)機研究經(jīng)驗更豐富，可有針對性地進行丘區(qū)動力底盤、小型水稻收獲機的詳細解讀。另外，緊跟信息和科技發(fā)展的腳步，實時為學生帶來新的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)，即實時更新教學內(nèi)容，并對前沿知識進行準確詳細的傳達和講授。

2）加強實驗課程的改進。實踐環(huán)節(jié)的教學質(zhì)量直接影響“農(nóng)業(yè)機械學”整個教學工作的質(zhì)量，是該課程教學的重要一環(huán)。讓農(nóng)機具“動起來”，學生直接參與到實驗機具的準備、調(diào)試和動態(tài)問題的解決中，如因零部件安裝位置、角度、運動參數(shù)以及牽引臺車行走速度等的不同，作業(yè)質(zhì)量都會有所不同，出現(xiàn)的問題各種各樣，針對出現(xiàn)的不同問題，學生認真分析，親自動手解決問題，使得學生的分析問題和解決問題能力、動手能力在實驗課程中綜合體現(xiàn)。

4.4 創(chuàng)新教學手段

1）虛擬仿真平臺的建設(shè)與應(yīng)用。虛擬仿真技術(shù)在學科專業(yè)教學中的應(yīng)用，將成為傳統(tǒng)課堂和實驗教學的有效補充，如農(nóng)學基礎(chǔ)方面的植物模擬動態(tài)生長，增強學生對農(nóng)學基礎(chǔ)的感性認知；農(nóng)機裝備的虛擬安裝和拆卸，可視化地再現(xiàn)理論知識，是銜接課堂教學和實操實驗的有力助手。

2）線上線下相結(jié)合的教學模式。建設(shè)慕課，增加翻轉(zhuǎn)課堂等教學形式，使得教學過程管理可控與可評價。

3）采取教學、科研、生產(chǎn)一體化的人才培養(yǎng)模式。首先，教師自身的知識儲備、實踐與創(chuàng)新能力、研究水平將直接影響到學生的培養(yǎng)質(zhì)量。因此，從學校層面來講，就需要部署好相應(yīng)政策和方案，重視教師隊伍的建設(shè)。其次，除課堂教學以外，多方位地開展專業(yè)相關(guān)的活動，建設(shè)學生為主的農(nóng)機專業(yè)團隊，吸納學有余力、積極性高和動手能力強的學生。最后，加強校企、政企等方面的合作，強強聯(lián)合，促進實踐基地的落地，積極為學生提供更全面的平臺。

4）定期開展專題性講座，增強學生專業(yè)素養(yǎng)。在進行日常教學工作時，學?？梢匝埿袠I(yè)相關(guān)的知名專家、工程師等以多種形式與學生進行溝通交流，例如學術(shù)報告、專家進課堂等等，讓“專業(yè)偶像”走進學生身邊，讓學生“看得見，摸得著”，提升專業(yè)素養(yǎng)、開闊眼界的同時，激發(fā)學生的主觀能動性，從而反過來促進學生對課程的學習。

5 結(jié)語

“農(nóng)業(yè)機械學”是一門多學科領(lǐng)域交叉融合的農(nóng)機專業(yè)核心課，既包括農(nóng)業(yè)機械的理論基礎(chǔ)知識，又具有較強的實踐性與應(yīng)用性，對本專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計和就業(yè)都起著舉足輕重的作用。因此，講授好這門課程不能只從傳授理論知識出發(fā)，更要全方位地考慮學生的能力培養(yǎng)，從培養(yǎng)方案、教學模式、教學手段等多個方面共同完善，不斷提升“農(nóng)業(yè)機械學”課程的教學質(zhì)量。