基于項(xiàng)目教學(xué)法的農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備課程教學(xué)改革

關(guān)鍵詞：農(nóng)產(chǎn)品加工；項(xiàng)目教學(xué)法；課程教學(xué)；教學(xué)改革

0引言

先進(jìn)的農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化及智能化的關(guān)鍵，已成為發(fā)展我國優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品加工的重要且緊迫任務(wù)[1]。全國農(nóng)業(yè)機(jī)械化“十四五”發(fā)展規(guī)劃中提出，要推進(jìn)綠色高效農(nóng)產(chǎn)品初加工機(jī)械裝備研發(fā)應(yīng)用、加強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品初加工機(jī)械化體系建設(shè)；新疆維吾爾自治區(qū)“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要明確指出，堅(jiān)持把農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營、農(nóng)副產(chǎn)品精深加工作為主攻方向，把現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展理念和組織方式引入農(nóng)業(yè)[2-4]。面對(duì)國家和地方加快發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品加I的要求，培養(yǎng)符合新疆維吾爾自治區(qū)（簡(jiǎn)稱新疆）發(fā)展需求、高素質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品加工裝備應(yīng)用型人才，成為地方農(nóng)業(yè)院校人才培養(yǎng)的重要任務(wù)。

農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備課程作為新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)自治區(qū)一流專業(yè)“農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)（簡(jiǎn)稱農(nóng)機(jī)專業(yè)）\"及國家級(jí)一流專業(yè)“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)（簡(jiǎn)稱機(jī)制專業(yè)）”的核心課程，也是兩個(gè)專業(yè)聯(lián)系緊密的專業(yè)課程之一。但是農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備課程章節(jié)涉及內(nèi)容廣泛，造成學(xué)生學(xué)習(xí)難度大，教學(xué)過程中存在偏理論輕實(shí)踐的問題。本文結(jié)合農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)發(fā)展需求和機(jī)械類專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)實(shí)際，挖掘與農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備課程內(nèi)容相關(guān)的實(shí)操性項(xiàng)目，在師生協(xié)作完成具體項(xiàng)目過程中鏈接課程重難點(diǎn)，通過這種項(xiàng)目教學(xué)法（Project-based Learning Method）來降低知識(shí)點(diǎn)理解難度，同時(shí)讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)。結(jié)合新疆農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和加工特色，探索優(yōu)化課程教學(xué)過程和提升課程教學(xué)質(zhì)量的路徑方法，將項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備課程教學(xué)過程中，以期為新疆農(nóng)產(chǎn)品加工行業(yè)發(fā)展培育應(yīng)用型、創(chuàng)新型的高素質(zhì)人才。

1教學(xué)背景

1.1課程性質(zhì)與定位

農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備課程是機(jī)械類專業(yè)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程，主要涉及農(nóng)產(chǎn)品加工過程中機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理，具有內(nèi)容抽象、知識(shí)點(diǎn)分散等特點(diǎn)[5]。課程的任務(wù)和目的是講授各類農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)、相關(guān)工程技術(shù)應(yīng)用、設(shè)備選型和使用原則等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生掌握辨別已有農(nóng)產(chǎn)品加工裝備的類型、原理和結(jié)構(gòu)，以及設(shè)計(jì)新型農(nóng)產(chǎn)品加工裝備的能力[6]。

1.2課程教學(xué)難點(diǎn)

（1）課程理論體系繁雜且農(nóng)產(chǎn)品加工裝備類型眾多，教學(xué)難度大。農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備課程是集數(shù)學(xué)、力學(xué)、機(jī)械和控制等多學(xué)科交叉的課程，課程理論體系龐大，各章節(jié)內(nèi)容聯(lián)系少、差異大，涉及知識(shí)點(diǎn)繁雜，并且現(xiàn)有農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械和設(shè)備類型繁多、形式多樣，學(xué)生缺少實(shí)際工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，很難透徹理解各型農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成和工作原理，同時(shí)也給授課教師帶來極大的挑戰(zhàn)。

（2）課程教材相對(duì)滯后，傳統(tǒng)教學(xué)模式方法過于單一。課程所用教材內(nèi)容陳舊，無法有效提供具有時(shí)效性和地方性特色的應(yīng)用案例，相對(duì)行業(yè)發(fā)展較為滯后。傳統(tǒng)教學(xué)模式以教師為主導(dǎo)，主要利用多媒體對(duì)各類農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械結(jié)構(gòu)、原理進(jìn)行理論的講解，學(xué)生參與度低、理解抽象。該模式學(xué)生易于對(duì)單一類型的農(nóng)產(chǎn)品加工設(shè)備形成一定的認(rèn)識(shí)與了解，但對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品全流程加工所涉及的各類型裝備、技術(shù)之間的連接認(rèn)識(shí)不足，缺乏對(duì)各流程關(guān)聯(lián)性知識(shí)的貫通，傳統(tǒng)教學(xué)方式方法也難以將兩者融合起來。

（3）理論學(xué)習(xí)枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、創(chuàng)新性不足。課程章節(jié)內(nèi)容繁多、涉及知識(shí)點(diǎn)和裝備類型眾多，并且不同章節(jié)裝備差異大，課程學(xué)習(xí)難度大，極大地影響學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。在原有課程體系中，教研團(tuán)隊(duì)多注重于知識(shí)要點(diǎn)的教學(xué)，而對(duì)學(xué)生實(shí)踐的鍛煉少，缺乏引導(dǎo)學(xué)生基于課程體系進(jìn)行創(chuàng)新訓(xùn)練，導(dǎo)致學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中的應(yīng)用性和創(chuàng)新性有所欠缺。

1.3課程優(yōu)化目標(biāo)

針對(duì)課程現(xiàn)有教學(xué)模式下存在的問題，基于項(xiàng)目教學(xué)法的教學(xué)理念，選擇適宜新疆農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)際需求的加工裝備作為項(xiàng)目案例，項(xiàng)目開展以“學(xué)生為中心”，學(xué)生作為主導(dǎo)參與項(xiàng)目實(shí)施的全過程，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行自主性、探究性、創(chuàng)新性地學(xué)習(xí)，有效提高學(xué)生對(duì)農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備課程的全方位、全流程的認(rèn)知程度。通過項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施，探究農(nóng)機(jī)及機(jī)制專業(yè)高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的有效路徑，同時(shí)對(duì)其他工科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式改革提供借鑒思路。

2項(xiàng)目教學(xué)法的應(yīng)用

項(xiàng)目教學(xué)法是指師生通過共同參與，以實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目工作為目標(biāo)而進(jìn)行的師生協(xié)作教學(xué)活動(dòng)，突出“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，強(qiáng)調(diào)小組合作學(xué)習(xí)[7]。在將項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備課程的教學(xué)優(yōu)化中，提出了“單一設(shè)備深度分析一生產(chǎn)流程統(tǒng)籌規(guī)劃一全產(chǎn)業(yè)鏈拓展創(chuàng)新一競(jìng)賽生產(chǎn)實(shí)際參與”的“4位一體”授課理念，以優(yōu)化“新疆特色項(xiàng)目一小組合作項(xiàng)目執(zhí)行一科研競(jìng)賽輔助教學(xué)”三維融合方式，如圖1所示。該方法使學(xué)生在教師指導(dǎo)下自行完成選題分析、任務(wù)分解、信息搜集、方案設(shè)計(jì)和總結(jié)匯報(bào)，其優(yōu)勢(shì)在于挖掘?qū)W生自身學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

2.1優(yōu)化新疆特色項(xiàng)目

根據(jù)課程教學(xué)大綱，課程重點(diǎn)章節(jié)內(nèi)容主要為“物料輸送機(jī)械”“清洗、清理與分級(jí)機(jī)械”“分離機(jī)械”“尺寸減小機(jī)械”“混合和均質(zhì)機(jī)械”及“食品成型與包裝機(jī)械”等農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與裝備。課程教學(xué)過程中，在完成基礎(chǔ)知識(shí)講授的同時(shí)，結(jié)合新疆農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)發(fā)展特色和學(xué)生實(shí)際情況進(jìn)行教學(xué)項(xiàng)目的選題和分組，選定項(xiàng)目基本涵蓋所學(xué)課程的主要知識(shí)點(diǎn)，并且項(xiàng)目大多可以涉及兩章及以上的農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械的組合應(yīng)用，內(nèi)容也會(huì)適當(dāng)超出教材范圍；使得學(xué)生既可以鞏固對(duì)各章節(jié)相對(duì)獨(dú)立知識(shí)的掌握，又能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)完整農(nóng)產(chǎn)品加工過程中多流程工藝和裝備融合應(yīng)用的認(rèn)知和了解。以下從實(shí)施項(xiàng)目中選擇3個(gè)進(jìn)行舉例說明。

（1）沙棘汁加工設(shè)備的方案設(shè)計(jì)。沙棘耐旱、抗風(fēng)沙，可以在鹽堿化土地上生存，其沙棘果實(shí)中維生素C含量高，沙棘汁是一種營養(yǎng)健康的飲品，新疆阿勒泰地區(qū)是沙棘果實(shí)的主要產(chǎn)地之一，沙棘汁加工在當(dāng)?shù)啬酥列陆霓r(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)中占有重要地位，快速、健康的沙棘汁機(jī)械加工生產(chǎn)線對(duì)提高沙棘汁的產(chǎn)量和質(zhì)量具有重要意義。設(shè)計(jì)沙棘汁的加工工藝大致可以包括原料稱量、分選、清洗、破碎、榨汁、混合、熱處理、過濾及高溫殺菌等流程，學(xué)生需要對(duì)沙棘汁加工工藝流程進(jìn)行分析，在結(jié)合教材章節(jié)內(nèi)容及搜集材料合理選擇各加工工藝環(huán)節(jié)所用裝備，并設(shè)計(jì)各工藝環(huán)節(jié)的銜接形式，形成完整的沙棘汁加工設(shè)備的方案。

（2）阿克蘇蘋果分級(jí)打包設(shè)備的方案設(shè)計(jì)。阿克蘇蘋果作為我國國家地理標(biāo)志產(chǎn)品，是新疆阿克蘇地區(qū)的特產(chǎn)，根據(jù)其果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行分級(jí)包裝銷售，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)優(yōu)賣，可以有效提升阿克蘇蘋果的商業(yè)化程度，標(biāo)準(zhǔn)、高效的果實(shí)分級(jí)打包機(jī)械可以有效降低人工成本、增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力[9]。設(shè)計(jì)阿克蘇蘋果分級(jí)打包流程包括一次分級(jí)（按照尺寸）、二次分級(jí)（按照品質(zhì)）、清洗、烘干及包裝等流程，學(xué)生需要對(duì)阿克蘇蘋果加工工藝流程進(jìn)行分析，在結(jié)合教材章節(jié)內(nèi)容及搜集材料合理選擇各加工工藝環(huán)節(jié)所用裝備，并設(shè)計(jì)各工藝環(huán)節(jié)的銜接形式，形成完整的阿克蘇蘋果分級(jí)打包設(shè)備的方案。

（3）白羽肉雞全產(chǎn)業(yè)鏈的方案設(shè)計(jì)。雞肉是人們?nèi)粘２妥郎献畛Ｒ姷氖称罚陆请u肉消費(fèi)大省，但其肉雞養(yǎng)殖全產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)與完備程度相較東部地區(qū)仍有較大差距。教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)合山東省、河北省等白羽肉雞養(yǎng)殖全產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)備，整合了新的項(xiàng)目教學(xué)案例[10]。白羽肉雞養(yǎng)殖加工工藝包括孵化、育雛、養(yǎng)殖、屠宰、分割、加工和包裝等主要流程，學(xué)生需要對(duì)雞肉加工工藝流程進(jìn)行分析，在結(jié)合教材章節(jié)內(nèi)容及搜集材料合理選擇各加工工藝環(huán)節(jié)所用裝備，并設(shè)計(jì)各工藝環(huán)節(jié)的銜接形式，形成完整的白羽肉雞全產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)備的方案。

2.2小組合作項(xiàng)目執(zhí)行

將典型實(shí)踐項(xiàng)目引入農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備課程教學(xué)是圍繞項(xiàng)目將基礎(chǔ)理論知識(shí)打散重構(gòu)[11]。在教學(xué)優(yōu)化改革中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)探索“小組合作學(xué)習(xí)”的教學(xué)模式：以崗位工作為導(dǎo)向，引導(dǎo)每位學(xué)生深入分析單臺(tái)設(shè)備；通過各小組設(shè)計(jì)單項(xiàng)工序流程、實(shí)施多個(gè)小組組成產(chǎn)業(yè)鏈的合作項(xiàng)目教學(xué)，采用翻轉(zhuǎn)課堂講授所涉及的知識(shí)要點(diǎn)，積極發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動(dòng)性，使學(xué)生能夠更好地將課程知識(shí)融會(huì)貫通。

以目前國內(nèi)較為先進(jìn)的養(yǎng)殖白羽肉雞全產(chǎn)業(yè)鏈項(xiàng)目為例，如圖2所示[10]。首先與行業(yè)從業(yè)人員共同確定教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容，確保授課內(nèi)容符合最新行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、貼合行業(yè)前沿。在將班級(jí)劃分為不同小組后，根據(jù)流程工序難易劃分為5個(gè)項(xiàng)目小組，分別負(fù)責(zé)養(yǎng)殖肉雞產(chǎn)業(yè)鏈的孵化飼喂、前期屠宰、中期分割、后期加工和包裝運(yùn)輸5大板塊；各小組由組長統(tǒng)一分配，使每位同學(xué)負(fù)責(zé)搜集加工過程中所使用某一臺(tái)設(shè)備的資料后，將小組全體成員的設(shè)計(jì)串聯(lián)成一個(gè)整體，并與前后板塊小組相互交流配合，以實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈項(xiàng)目的構(gòu)建。

2.3科研競(jìng)賽輔助教學(xué)

為進(jìn)一步提高學(xué)生創(chuàng)新能力，在教學(xué)優(yōu)化與實(shí)踐過程中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)將農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新架構(gòu)，并基于“項(xiàng)目具備特色、生產(chǎn)鏈節(jié)清晰、團(tuán)隊(duì)成員合作”的理念，通過引導(dǎo)學(xué)生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類學(xué)科競(jìng)賽，將具備新疆特色的項(xiàng)目計(jì)劃拿到全國性的舞臺(tái)去展示；帶領(lǐng)學(xué)生參與團(tuán)隊(duì)教師科研項(xiàng)目，了解新疆特色農(nóng)產(chǎn)品的收獲加工全流程中設(shè)備運(yùn)用清理。通過參與學(xué)科競(jìng)賽將理論應(yīng)用于實(shí)踐，具體內(nèi)容包括以下兩個(gè)方面。

（1）通過利用新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院及實(shí)踐基地現(xiàn)有的裝備儀器，結(jié)合課程核心內(nèi)容，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行新疆區(qū)域特色作物生產(chǎn)加工設(shè)備的實(shí)踐操作。

（2）作為指導(dǎo)教師，指導(dǎo)學(xué)生參與新疆及全國范圍的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽、裝備設(shè)計(jì)競(jìng)賽，并結(jié)合農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備課程的核心內(nèi)容，使學(xué)生對(duì)加工設(shè)備、生產(chǎn)流程、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀得到更深入的了解。

2.4課程考核

課程考核包括理論知識(shí)考察和項(xiàng)目考察。前者采用理論考試的形式進(jìn)行，依據(jù)卷面進(jìn)行成績(jī)確定。檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度；后者主要考核各項(xiàng)目組的完成情況（包括項(xiàng)目的整體完成情況及各組員對(duì)本組的貢獻(xiàn)情況），依據(jù)小組成員互評(píng)和教師測(cè)評(píng)進(jìn)行成績(jī)確定。

考核過程中，適當(dāng)增加對(duì)學(xué)生在教學(xué)項(xiàng)目中實(shí)際表現(xiàn)的考察權(quán)重，重點(diǎn)突出對(duì)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神的鼓勵(lì)和表揚(yáng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，發(fā)揮學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過程中的自主性和創(chuàng)造性，增強(qiáng)課程學(xué)習(xí)效果。

3項(xiàng)目教學(xué)法在課程應(yīng)用中需要注意的問題

3.1項(xiàng)目難度的把握和確定

學(xué)生具備基本的機(jī)械相關(guān)理論和知識(shí)的儲(chǔ)備，但對(duì)實(shí)際農(nóng)產(chǎn)品的類型、特點(diǎn)和加工要求仍缺乏足夠的認(rèn)識(shí)和把握，有些學(xué)生甚至對(duì)相關(guān)知識(shí)完全沒有了解和接觸。因此，要合理確定項(xiàng)目的難易程度，難度較低的項(xiàng)目缺乏挑戰(zhàn)性，會(huì)降低學(xué)生的參與興趣；難度較高的項(xiàng)目難以完成和實(shí)現(xiàn)，學(xué)生容易產(chǎn)生畏難情緒，不利于學(xué)生自信心的養(yǎng)成；同時(shí)，任課教師要格外注重基礎(chǔ)理論知識(shí)和課堂中實(shí)際應(yīng)用案例的講解，理順本章節(jié)和不同章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性，引導(dǎo)學(xué)生形成較為合理、完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系和架構(gòu)。

3.2明確教師和學(xué)生角色的轉(zhuǎn)變

在項(xiàng)目教學(xué)法中，以學(xué)生為中心，突出學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)作用，教師角色較傳統(tǒng)教學(xué)模式發(fā)生了根本性轉(zhuǎn)變[7]。任課教師在完成基礎(chǔ)理論知識(shí)的講授后，要深刻認(rèn)識(shí)到，項(xiàng)目實(shí)施和完成的主體是學(xué)生而不是教師。從信息收集、計(jì)劃制定、方案選擇、目標(biāo)實(shí)施、信息反饋到成果評(píng)價(jià)，學(xué)生均參與整個(gè)過程，成為活動(dòng)中的主人，學(xué)習(xí)中的主體[12]。

在項(xiàng)目實(shí)施過程中，任課教師要給予學(xué)生充分的指導(dǎo)和支持，但不能“大包大攬”，教師參與過多容易弱化學(xué)生的主動(dòng)性、創(chuàng)新性，不利于學(xué)生自主解決問題；要及時(shí)提醒學(xué)生發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目進(jìn)展過程中出現(xiàn)的問題，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用新知識(shí)、新方法、新理念獨(dú)立自主解決問題，培育學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和創(chuàng)新精神，發(fā)揮項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)有的作用。

4結(jié)束語

在農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備課程教學(xué)過程中，結(jié)合新疆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際引入項(xiàng)目教學(xué)法，改變以往學(xué)生被動(dòng)接受的學(xué)習(xí)方式，創(chuàng)造條件讓學(xué)生能積極主動(dòng)地去探索和嘗試。通過實(shí)際教學(xué)實(shí)踐證明，依據(jù)項(xiàng)目教學(xué)法理念對(duì)農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備課程教學(xué)模式和考核形式進(jìn)行優(yōu)化，可以有效發(fā)揮學(xué)生在課程教學(xué)過程中的主導(dǎo)作用，同時(shí)激活學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)學(xué)生將理論學(xué)習(xí)和工程實(shí)際有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)生的綜合職業(yè)技能，能夠成為適用于新疆農(nóng)產(chǎn)品加工行業(yè)發(fā)展的應(yīng)用型、創(chuàng)新型高素質(zhì)人才培育的有效路徑。