新工科驅動下農機專業微機原理課程教學研究

張洪洲 弋曉康

【摘 要】目前，隨著新工科理念的提出，對農機專業微型計算機原理與接口技術課程教學有了新的要求；農機專業微型計算機原理與接口技術課程教學團隊建設需要進一步加強與完善以適應新時代新工科的要求；一直以來，塔里木大學農機專業的學生就業前景都比較好，畢業生就業率屢創新紀錄；在保持良好態勢基礎上，為適應新時代新工科的培養要求，微型計算機原理與接口技術課程作為農業機械化與自動化專業的一門專業基礎課在教學過程中，也要進行調整。微型計算機原理與接口技術課程涵蓋了自動控制設計的各個環節，既有理論，也有實踐性教學，在傳統的教學過程中，理論教學占絕大部分，實踐性教學部分比較少；根據目前的背景下，結合微型計算機原理與接口技術課程的結構特點，對其教學方法進行研究，以期滿足新工科的需要。

【關鍵詞】新工科；農機；微機；教學

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）32-0111-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.32.051

【Abstract】At present， with the proposition of new subject concept， there are new requirements for the teaching of Microcomputer Principle and interface technology course in agricultural machinery specialty； the teaching team construction of Microcomputer Principle and interface technology course in agricultural machinery specialty needs to be further strengthened and perfected to meet the requirements of new era and new subject； Tarim University has always been The employment prospects of students majoring in agricultural machinery are good， and the employment rate of graduates has been record-breaking； on the basis of maintaining a good situation and adapting to the requirements of the new era and new disciplines， the course of Microcomputer Principles and interface technology， as a basic course of agricultural mechanization and automation， should also be advanced in the teaching process. Adjustment. Microcomputer Principles and Interface Technology Course covers all aspects of automatic control design， both theoretical and practical teaching， in the traditional teaching process， theoretical teaching accounts for the majority， practical teaching part is relatively small； according to the current background， combined with Microcomputer Principles and Interface Technology Course The teaching methods are studied in order to meet the needs of new engineering.

【Key words】New engineering； Microcomputer Principle； Agricultural machinery； Teaching

微型計算機原理與接口技術課程作為農業機械化與自動化專業的一門專業基礎課，一般都在第六學期開設；課程教學大綱與理工科的微機原理課程大綱有一些區別。農業機械化與自動化專業的學生在學習該課程之前，已經開設了控制工程導論等課程，對自動化有了一定的認識，有一定的理論基礎；但和電氣化等學科同年級相比，農業機械化與自動化專業學生的自動化基礎還是比較弱，并且自動化類課程的實踐性教學所占比重較小[1-5]；鑒于此，微型計算機原理與接口技術課程作為農業機械化與自動化專業的一門專業基礎課，需要改變并調整現有的一些教學方法來適應新工科的要求，去掉一些不符合新工科發展需要的教學方式，保留傳統微型計算機原理與接口技術的教學精華部分，在此基礎上，研究新的微型計算機原理與接口技術課程教學模式；使學生認識到微型計算機原理與接口技術這門課在農業機械化與自動化研發與生產過程中的重要性，以及所學的知識如何應用于生產實踐。

1 新工科驅動下的微機原理教學模式

在國家“一帶一路”戰略布局和新疆生產建設兵團“向南發展”戰略舉措下，在新時代新工科的輻射下，南疆地區新工科人才培養面臨新機遇、新挑戰。南疆地區的發展急需既懂得基本農業知識又掌握自動化技術的應用型新工科人才。關鍵是培養控制理念、控制思維、控制能力和控制素養的農業機械化與自動化人才。在工科專業辦學實踐中，研究和跟蹤南疆地區整體戰略布局及行業需求與變化趨勢，開展各專業評估與診斷，調整優化工科自動化專業人才培養方案。定位“立足南疆，面向南疆、服務南疆”，確定“能力導向，強化實踐、突出應用、教科融合”的農業機械化與自動化專業人才培養理念。

通過系統化的制度與條件建設，夯實農業機械化與自動化人才專業知識教育基礎，多環節的反復實踐與生產磨煉，提升農業機械化與自動化專業人才技能培育質量。

微型計算機原理與接口技術課程理論性強、內容抽象、難于理解；并且在以往的自動化課程教學中，沒有實驗教學，只有理論教學；基于以上因素，教學團隊教師采用四梯層對微型計算機原理與接口技術課程解析并進行遞進式教學，第一梯層：在實驗平臺支撐下，結合經典實驗（PID控制模擬實驗、慣性環節仿真實驗等），利用PBL教學手段，使學生對微型計算機原理與接口技術課程內容 “是什么（What）”有了直觀并且可視化的認識，教學不再枯燥，提高了學生學習微型計算機原理與接口技術課程的興趣；第二梯層：在校企平臺支撐下，結合工程實例（根據阿拉爾自來水公司水壓控制系統演變的水壓控制模型等），融合OBE，使學生知道所學的微型計算機原理與接口技術課程理論“用在哪兒（Where）”，提高了微型計算機原理與接口技術課程的教學效果；第三梯層：在科研平臺支撐下，結合科研項目（“紅棗清洗”項目中的超聲波控制和水溫控制系統等），教師科研項目伴隨式學習，弄清楚了微型計算機原理與接口技術課程理論知識“如何應用（How）”，鍛煉并提高學生實踐動手能力；第四梯層：在創新平臺支撐下，結合學科競賽（全國東方紅杯智能農機大賽--智能機械臂控制），基于CDIO手段，教師針對不同競賽對學生進行針對性的輔導的“一賽一帶”方式，使學生懂得了針對微型計算機原理與接口技術理論應用方面“怎么創新（How）”，并且提高了學生創新能力。

“三態化”南疆特色的自動化創新型人才培育機制的運行有效的促進了培育計劃，教學場地、主講教師與管理人員穩態化，教學體系應用常態化，培養對象吞吐動態化。在教學體系實施過程中，實驗課程面向授課班級內全體學生，有興趣的大部分學生參與教師科研項目，進行科研訓練，有潛質的小部分學生進入創新平臺訓練，參與學科競賽，通過效果反饋通道，開放式教學體系在實施中不斷改進與完善，在改進與完善中不斷實施，螺旋上升式培育學生，為新疆培養了大批的具有地域特色的農業機械化與自動化專業人才。

2 新工科驅動下的微機原理典型例題分析

農業機械化與自動化專業學生的就業大致分布在兵團直屬的團場，農業推廣站以及一些相關的農業性質的事業單位。隨著新疆生產建設兵團農業現代化水平的不斷提高，這些單位要求員工對農業機械的性能，維修等方面要求不斷地提高，而微型計算機原理與接口技術在現代農業生產中應用越來越廣泛，因此，農業機械化與自動化專業的微型計算機原理與接口技術要滿足新疆生產建設兵團農業現代化發展的需要。在授課過程中，有所針對性，每一個科研項目衍生的例題的選取都要和農業生產相關。

例：在微型計算機原理與接口技術授課過程中，我們經常會遇到的一個設計題，紅棗清洗控制系統的設計。針對這個題，我們可以引入新的教學模式。首先根據所學的知識設計出控制系統的框架并畫出系統結構圖，確定控制策略，畫出系統軟件流程圖，完成軟件設計，仿真運行，完成硬件搭建與調試。這樣科研項目衍生出來的例題更能激發學生的學習興趣，提高教學質量。

3 結束語

以上是我們課題組對新工科驅動下引進新的微型計算機原理與接口技教學模式的一些探討。在近期的微型計算機原理與接口技教學中，取得了一些成績，進一步激發了農業機械化與自動化專業學生對微型計算機原理與接口技課的興趣，提高了微型計算機原理與接口技課程教學質量。

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