拖拉機構造學課程教學改革探析

趙靜+楊自棟

［摘要］拖拉機構造是農業機械化及自動化專業的一門專業核心課程，實踐性和專業性都非常強，探索在課程教學過程中提高學生分析問題、解決問題的能力，培養學生的創新意識和創新思維能力，對于學生綜合素質的提高具有重要的意義。針對目前拖拉機構造教學中存在的問題，從課程教學內容的選擇、學生實踐能力的培養、教學方法及教學手段的改革等方面進行了探索，并運用于教學實踐，取得了良好的效果。

［關鍵詞］課程改革課程內容教學模式

［中圖分類號］G642.3［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2013）08-0053-03、

一、引言

拖拉機構造課程是講授拖拉機主要零部件的構造及工作原理的一門課程，包括內燃機構造、拖拉機地盤和動力輸出及控制、懸掛和牽引裝置等。在內容多、學時少的情況下，如何去培養基礎厚、能力強、素質高，具有創新能力的人才，是課程教學中必須面對的一個問題。在課程內容的選擇、教學方法和教學手段的改革與創新方面以及課程網絡資源的建設方面都必須以培養學生創新意識和實踐能力為目標，既要重視理論知識的學習，也要提高其動手能力和創新能力。以山東理工大學校級核心課程項目為依托，針對拖拉機構造教學中存在的問題進行了改革和探索，在2012級農機專業的教學中取得了良好的效果。

二、課堂教學內容及教學模式的改革與創新

首先根據農業機械化及自動化專業人才的培養目標改革課程內容。農業機械化及自動化專業的培養目標是培養具備面向未來國家農業現代化和農業機械化的發展需要，適應未來科技進步，掌握農業機械化工程學科的相關原理和知識，獲得工程師良好訓練，基礎理論扎實、專業知識寬厚、實踐能力強，能勝任農業機械化裝備研究、設計、制造、試驗鑒定、推廣應用、系統規劃和企業經營管理等方面工作的應用型人才。因此本課程內容的改革從提高學生的工程實踐能力、工程研究能力和工程創新能力的理念出發，內容的選擇和講授注重學生對拖拉機構造知識的綜合運用，以提高學生的工程意識和創新意識為原則。

（一）根據拖拉機技術的發展，不斷修訂和完善教學大綱

由于專業課時較少，加之本課程又是一門實踐性較強的學科，內容多而雜，因此制定合適的教學大綱，既方便課堂教學又方便學生自學。同時通過對拖拉機制造企業的調研，根據企業產品中用到的新技術新工藝，不斷完善大綱的內容，使課堂教學內容能夠跟上現代拖拉機制造企業的步伐。另外教學大綱的制定依據本專業學生的實際及實驗室條件制定了詳細的實驗教學大綱，實驗教學大綱不僅重視拖拉機構造基本零部件結構拆解及裝配檢查，而且注重在實驗教學過程中培養學生對所學知識的綜合運用，激發學生的創新意識和創新精神，提高他們的動手實踐能力。

（二）隨著新技術新工藝在拖拉機上的應用，及時更新課堂教學內容

根據拖拉機技術的最新發展，在講授相應章節內容時，及時增加該部分結構技術的最新知識及其在拖拉機上的應用。例如在內燃機部分增加了高壓共軌柴油機的技術及應用的介紹，高壓共軌柴油機采用高壓共軌系統給發動機供油，它集成了計算機控制技術、現代傳感檢測技術以及先進的噴油結構于一身，具有許多優點和優勢。在拖拉機底盤部分增加了拖拉機上的動力換擋技術、自動導航技術的介紹。隨著大型拖拉機技術的發展及應用的增加，傳動技術方面，可實現機械傳動、動力換擋、無級變速模塊化多種配置，在國外，動力換擋已成為主流配置，CVT傳動系應用將進一步加快；同步器換擋、HST傳動等技術將在中小型輪式拖拉機產品上得到更多的應用和發展。在國內，動力換擋、動力換向技術已經獲得應用，而且已經開始無級變速應用研究。因此在講授變速器和分動箱以及轉向系統時，在課堂上介紹一下這些技術的應用及發展，激發學生的學習興趣。在講授拖拉機液壓懸掛機構部分的內容時，增加電液比例控制技術在懸掛機構方面的應用。同時，針對部分同學對農機專業不感興趣，總感覺不如車輛工程專業學生的想法和心理，給他們講解由于GPS技術的發展，已使無人駕駛拖拉機成為現實，并播放相關的視頻，極大地提高了他們學習該門課程的興趣。

（三）擴展學生視野，適當增加部分雙語教學的內容

講授拖拉機構造課程時，查閱了國外許多拖拉機的技術資料，由于本專業不開設專業外語這門課程，有些課程內容，直接用英語資料進行講授，拖拉機的主要零部件在PPT上同時注明中文名稱和相應的英文名稱，一方面有助于學生了解國外拖拉機新技術的發展情況，認識到國內拖拉機技術和國外先進國家之間的差距，激勵他們為國家拖拉機技術的發展努力學習的熱情；二是幫助學生熟悉拖拉機構造方面的英語詞匯，有助于他們閱讀本專業的英語文獻資料，因此部分拖拉機構造內容實現了雙語教學。目前大部分農業院校的農業機械化及自動化專業所用的拖拉機構造教材都是拖拉機汽車學或汽車拖拉機學，大部分內容是以汽車為主進行該課程的講授，反映的是汽車的最新研究成果及其新技術的使用，較少涉及拖拉機，像拖拉機上的動力換擋技術、自動導航技術，大型拖拉機上的電液比例懸掛技術等。專門講授拖拉機構造的教材比較少，最新的一個版本是十幾年前的拖拉機構造教材，因此組織本系相關老師編寫了拖拉機構造課程的教材，本教材與中國某拖拉機公司合作編寫。該教材不僅注重拖拉機構造中典型零部件的結構及工作原理的介紹，而且增加了拖拉機上各種新技術的應用，并對典型的拖拉機零部件進行實體建模，使讀者看起來更直觀形象和容易理解。

（四）課程教學中，注重和前后課程的銜接及融合，提高學生融會貫通的能力

課程內容的改革是整個教學改革的核心，必須從對學生“知識、能力、素質”的培養出發來設置和選擇課程的內容。拖拉機構造是農業機械化及自動化專業的一門主干課，在設置課程內容時，必須注意前后課程的銜接與融合，在教學內容的組織上要從學科特點和發展趨勢上去把握。在拖拉機構造理論內容和實踐內容的設置上，應注重培養學生的探索精神和實踐能力。學習該課程時，通過老師有意識的訓練和引導，讓學生能夠主動提出問題，分析問題，自主去探索解決問題的方法，提高他們的科學思維能力和創新意識。比如該專業的先修課程為液壓技術基礎、機械原理、機械設計、機械制造工藝學以及計算機輔助設計，機械創新設計等，在學完拖拉機構造課程后，還會學習農業機械學，機電控制基礎等課程，在講授該門課程時，要注重和已修課程的融合，比如機械創新設計中學過頭腦風暴法，那么在學習拖拉機變速箱時，讓同學們自由討論，自由發言，變速箱還可以有哪些形式，不論是從結構還是從原理上都可以進行改進或更新，鼓勵同學盡可能天馬行空，自由想象出未來的變速箱應該是什么樣子。這樣就增加了學生學習的主動性和積極性，激發了他們的創新思維能力，把前面學過的課程內容和方法運用到解決本課程來。在學習拖拉機動力輸出與控制系統時，可以讓學生討論哪些農業機械是用拖拉機作為動力來完成農田作業的，同學們踴躍發言，調動了課堂氣氛，增加了教師和學生的互動性，提高了教與學的效果。

（五）借助各種現代教育技術，積極利用各種媒體進行課堂教學

在課堂教學中，以拖拉機結構為主線，通過文字、圖片、動畫及視頻等多媒體手段進行講授，有很多學生對汽車感興趣，以此為切入點，通過課上留問題、課下查資料，讓學生分析拖拉機的構造與汽車構造的相同與不同之處，思考為什么會有這些區別？引導學生積極去思考或去網絡和圖書館尋求答案。同時利用建設中央廣播電視大學三農課程中拍攝的拖拉機主要零部件的拆裝及調整視頻，提高學生理解和掌握拖拉機典型零部件的構造及檢查調整知識。在課堂教學中，與機械創新課程和三維造型設計課程相聯系，引導學生更加熱愛本專業的學習，提高其學習本專業的興趣。

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三、實驗教學內容及實驗教學模式的改革與創新

實驗教學是拖拉機構造課程教學中的重要一環，是學生將理論與實踐相結合的過程，對于提高他們的動手能力、提出問題、分析問題和解決問題的能力具有重要的意義，是課堂教學和其他教學環節不可替代的。目前拖拉機構造實驗教學中存在的問題是內容單一，主要是驗證性和演示性的實驗，很多情況下是老師講一遍、示范一遍，然后學生按照老師講的，重新做一遍，不少學生既不愿意動手也不愿意動腦，只是站在旁邊看別的同學做，老師和學生之間缺乏互動，學生積極性不高，學生不愿主動動手和思考，因此其發現問題、解決問題的能力差。這對于培養學生的創新精神和綜合素質很不利。針對這些問題，在實驗教學內容和實驗教學模式的改革上做了一些探索。

（一）提高學生參與拖拉機構造實驗積極主動性，引導學生進行創新性思維

在拖拉機構造教學中，有些學生重視理論課的學習，而輕視實踐實驗教學，不愿意動手進行實踐，認為是修理工做的工作。針對這些問題，在拖拉機構造實驗教學中，實驗內容不僅以拖拉機典型零部件的拆卸和裝配為主，而且增加了互動討論的環節。拖拉機典型零部件的拆卸和裝配的目的是為了增加學生的直觀認識，提高學生的動手實踐能力。將TRIZ發明創造理論引入實驗課的教學，根據TRIZ理論的40個發明創造原理和39個通用工程參數，構成了矛盾矩陣，讓學生討論哪些零部件還可以改進，從哪些方面進行參數改進，在改進的過程中，哪些參數會惡化，如何解決，通過查TRIZ的矛盾矩陣，可以找到相應的解決方法，如果有特別感興趣的同學，鼓勵他們完成該項創新，參加學校或省里的大學生機電創新大賽。實驗課內容較多，把實驗內容分為幾大模塊，利用周六、周日、周四下午的大塊時間，讓學生有充分的時間動手拆裝，了解實際產品中零部件結構的裝配，在此過程中，給學生設置一些問題，促使他們積極思考零件為什么要這么設計，在完成此功能的前提下，能否進行改進或還有沒有其他的設計方案，充分發揮他們的創造性思維和創新精神。在實驗報告上要求寫出本次實驗的體會想法及可能的改進方案，這種方法在2010級農機學生的實驗教學中取得了良好的效果。在課程建設過程中編寫了實驗指導書。在每個模塊的實驗后面，都提了一些相關的問題，促使他們討論，利用學過的機械創新設計課程的知識，提出問題，然后去解決問題，取得了良好的效果。以省級特色專業和國家級品牌專業為依托，建立了校企合作實踐平臺，帶領學生參觀拖拉機設計制造企業的生產線及生產流程，提高他們的工程意識和創新能力。

（二）培養學生工程實踐意識和創新能力，改革創新實驗內容

在實驗教學方面，對拖拉機構造的實驗內容進行整合，將整個課程的實驗內容整合相對獨立的模塊，實行模塊化教學，每個模塊大約4課時，發動機兩個模塊，底盤部分兩個模塊，懸掛機構和動力輸出軸1個模塊，學生分組進行拆裝，以組為單位進行成績評定，從其動手能力、同學參與的積極性、討論的熱烈程度、實驗報告的質量等進行綜合評定，增強了學生們的團隊意識和合作精神，不論是實驗課教學還是課堂的理論講授，不采取滿堂灌的形式，而是通過提問的形式，采取課后尋求答案，課堂討論的形式來進行，調動了學生學習的積極性。

［參考文獻］

［1］程永揚，王為，李小昱等.構建立體化的創新性實驗教學體系與模式［J］.實驗室研究與探索，2008，（7）.

［2］張四方.高校實驗教學改革的探索與思考［J］.太原師范學院學報（社會科學版），2007，（4）.

［3］楊自棟，杜瑞成，王相友等.基于產學研合作平臺的農業機械化專業人才“三創“能力培養探索［J］.高等農業教育，2013，（2）.

［責任編輯：雷艷］

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