新農(nóng)科背景下多視角融合式實踐教學改革探索

喻麗華 張富貴 張龍 鄭樂 吳雪梅 閆建偉

摘? 要：針對當前農(nóng)機專業(yè)實踐教學理念落后、內(nèi)容條塊分割、形式單一、時空受限、理論及方法研究不足等問題，基于新農(nóng)科背景下農(nóng)機人才培養(yǎng)的目標要求，從農(nóng)機學科及工程實踐教學特點出發(fā)，探索新農(nóng)科背景下農(nóng)機專業(yè)實踐教學改革的新思路、新模式。構(gòu)建新農(nóng)科背景下多視角融合實踐教學模式的基本框架，闡述多課程融合、虛實融合與線上線下融合、課內(nèi)課外融合的實踐教學實施方法。并將這種多視角融合式實踐教學方法應用于拖拉機拆裝實習、農(nóng)業(yè)機械綜合創(chuàng)新設(shè)計教學中取得良好的教學效果，拓寬人才培養(yǎng)的渠道，提升人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機械化及其自動化；新農(nóng)科；融合式實踐教學；人才培養(yǎng)；教學改革

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）09-0131-04

Abstract： In view of the current problems of backward concept， segmented content， single form， limited time and space， and insufficient research on theory and methods of agricultural machinery practical teaching， based on the objectives and requirements of agricultural machinery talent training under the background of new agricultural science， this paper explores new ideas and modes of practical teaching reform of agricultural machinery from the characteristics of agricultural machinery discipline and engineering practice teaching. The basic framework of the multi perspective integration practical teaching mode under the background is constructed， and the implementation methods of multi curriculum integration， virtual reality integration， online and offline integration， in class and extracurricular integration are elaborated. This multi perspective integrated practical teaching method has been applied to Tractor Structure Practice and Comprehensive Innovative Design of Agricultural Machinery， which have achieved good teaching results， widened the channels of talent training， and improved the quality of talent training.

Keywords： agricultural mechanization and automation; new agricultural science; integrated practical teaching; talent training; teaching reform

貴州大學農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)（以下簡稱“農(nóng)機專業(yè)”）是貴州省唯一一個農(nóng)業(yè)工程類本科專業(yè)，也是貴州大學重點建設(shè)的特色專業(yè)，擔負著為地方培養(yǎng)從事農(nóng)業(yè)機械研發(fā)、服務現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及農(nóng)村建設(shè)的高級工程技術(shù)人才的艱巨任務。貴州大學農(nóng)機專業(yè)依托機械工程學院機械工程學科強大的工科辦學基礎(chǔ)，經(jīng)過長期的教學改革探索與發(fā)展，形成了具有自身特點的人才培養(yǎng)模式和辦學特色。然而，隨著專業(yè)建設(shè)與改革的縱向推進，農(nóng)機專業(yè)實踐教學在教學理念、內(nèi)容及方法等方面的問題愈發(fā)凸顯，使得我們培養(yǎng)的人才難以滿足當前新經(jīng)濟、新興產(chǎn)業(yè)、新職業(yè)發(fā)展對人才的需求。在新農(nóng)科建設(shè)背景下，以現(xiàn)代科學技術(shù)改造提升農(nóng)機專業(yè)培養(yǎng)的深度與廣度，推進課程體系、實踐教學、協(xié)同育人等方面的改革，為鄉(xiāng)村振興和生態(tài)文明建設(shè)提供更強有力的人才支撐，已經(jīng)成為新時期農(nóng)機專業(yè)改革與發(fā)展急需突破的關(guān)鍵問題[1-3]。在實踐教學方面，如何充分利用學校實驗室現(xiàn)有實踐教學平臺、虛擬仿真教學平臺、農(nóng)機信息平臺、教師科研、科研示范基地及農(nóng)業(yè)工程相關(guān)學術(shù)會議促進豐富教學資源、優(yōu)化教學過程、創(chuàng)新教學模式，實現(xiàn)實踐教學、工程能力培養(yǎng)及創(chuàng)新能力培養(yǎng)的良性互動，已經(jīng)成為當前深化農(nóng)機專業(yè)實踐教學改革的一個重點發(fā)展方向和突破口[4-7]。

本文立足貴州大學農(nóng)業(yè)專業(yè)為地方經(jīng)濟建設(shè)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)復合型人才的目標，結(jié)合涉農(nóng)科專業(yè)發(fā)展的新形勢、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展及鄉(xiāng)村振興的戰(zhàn)略需求，通過優(yōu)化整合實踐教學內(nèi)容、創(chuàng)新實踐教學模式、豐富農(nóng)機人才培養(yǎng)內(nèi)涵，探索新農(nóng)科背景下農(nóng)機專業(yè)融合式實踐教學改革的新思路、新模式。

一? 農(nóng)機專業(yè)實踐教學存在的問題

（一）? 教育理念落后，教學形式單一

長期以來，實踐教學活動過分依賴教材、實踐設(shè)備、指導教師等這些既定的物理條件；在教學主體上，奉行“以教師為中心，指導書為中心”的教學文化，實踐中，學生按照指導書的要求完成既定內(nèi)容即可，這種單一的、被動接受式的教學模式忽略了學生的教學主體地位、忽視了學生的個性需求，禁錮了學生的主觀能動性、探索性及創(chuàng)造性思維，不利于學生拓展獲取知識的渠道，拓寬大農(nóng)業(yè)知識面；其結(jié)果是培養(yǎng)的學生缺乏新農(nóng)科背景下的多學科交叉知識，難以適應現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)及鄉(xiāng)村振興的新要求。

（二）? 教學內(nèi)容條塊分割，課程間缺乏必要的融合

在教學內(nèi)容上，農(nóng)機專業(yè)實踐教學一般根據(jù)各門課程教學需要進行獨立設(shè)置，各課程實踐教學內(nèi)容間幾乎不存在交叉、滲透、融合及協(xié)同，這種條塊分割的實踐教學內(nèi)容設(shè)置，使得原本相互聯(lián)系的有機課程體系被人為割裂，當學生面對畢業(yè)設(shè)計及實際工程問題時，往往感到束手無策[8]。

（三）? 實踐教學時間與空間有限，機具感性認識不足

農(nóng)業(yè)機械具有農(nóng)業(yè)和工程的雙重特性，加之農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)多，使得所涉及的農(nóng)機裝備具有結(jié)構(gòu)復雜性、品種多樣性、使用工況多變性，然而受實驗課學時數(shù)、實驗設(shè)備、實驗場地和實驗師資等軟硬件條件的限制，許多機具的實踐環(huán)節(jié)只能在實驗室演示甚至是靜態(tài)實驗，使得學生在完成實踐教學后，普遍存在機具工作原理認識不清、結(jié)構(gòu)分析不夠深入、設(shè)計方法掌握不牢和感性認識不足等問題[9-10]。

（四）? 過程管理不足，成果展現(xiàn)與成績評定形式單一

當前，農(nóng)機專業(yè)實踐教學一般是重任務布置和成績評定，輕過程指導和管理，成果形式僅限于實驗報告、設(shè)計說明書與圖紙，很少有機會讓學生多角度展現(xiàn)實踐過程和成果，成績評定幾乎是由老師根據(jù)學生提交的材料獨立完成。這種粗放的過程管理，單一的成果展現(xiàn)和成績評定形式，難以滿足學生對個性發(fā)展、自我展現(xiàn)、相互溝通與協(xié)作的需求。

（五）? 實踐教學的理論與方法研究不足

長期以來，農(nóng)機專業(yè)教育工作者重理論教學、輕實踐教學的思想普遍存在，對實踐教學理論與方法研究也缺乏統(tǒng)一性、系統(tǒng)性和有效性，這種對實踐教學的作用和地位認識不清、理論與方法研究深度不夠的問題已嚴重影響實踐教學的過程管理和教學效果。

二? 新農(nóng)科背景下融合實踐教學模式

針對當前農(nóng)機專業(yè)實踐教學理念落后、內(nèi)容條塊分割、形式單一、時間與空間有限、理論及方法研究不足等問題，基于新農(nóng)科背景下農(nóng)機人才培養(yǎng)的目標要求，從農(nóng)機學科及工程實踐教學特點出發(fā)，堅持以實踐教學為基礎(chǔ)、以提高農(nóng)業(yè)工程綜合能力為導向，提出一種多視角融合實踐教學模式，其基本框架如圖1所示。

多視角融合式實踐教學是以學生為主體，充分利用專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)實踐教學平臺、虛擬仿真教學平臺、教師科研及開發(fā)的機具、教師科研推廣示范基地、貴州省農(nóng)業(yè)機械學會舉辦的會議與機具演示活動、貴州12大農(nóng)業(yè)特色產(chǎn)業(yè)農(nóng)機信息平臺等實現(xiàn)多課程融合、虛實融合、線上線下融合、課內(nèi)課外融合的一種新的教學模式，創(chuàng)新實踐教學機制、豐富實踐教學內(nèi)容、拓展實踐教學的廣度[11]，并達到切實提高工程設(shè)計能力、實踐能力、創(chuàng)新能力、溝通表達能力、團隊合作能力及農(nóng)業(yè)工程素養(yǎng)，最終達成新農(nóng)科背景下農(nóng)機復合型人才的培養(yǎng)目標。

（一）? 多課程融合式實踐教學

多課程融合的實踐教學是在專業(yè)綜合訓練層，將專業(yè)綜合實踐課與其聯(lián)系最緊密的1～3門專業(yè)基礎(chǔ)實踐課進行融合式教學，即以各種工程“技術(shù)”為基礎(chǔ)，以各種專業(yè)“應用”為對象，將“應用”對象利用“技術(shù)”手段予以分解、重構(gòu)，通過這種融合實踐，既掌握了專業(yè)知識，又學會了技術(shù)實踐。如將“汽車拖拉機拆裝實習”綜合實踐與機械基礎(chǔ)、測試技術(shù)、液氣壓傳動3門專業(yè)基礎(chǔ)實踐進行融合式教學。

（二）? 虛實融合式實踐教學

虛實融合實踐教學主要是借助國家虛擬仿真平臺、各兄弟院校已有的虛擬仿真平臺，通過仿真模擬實驗解決解決復雜實驗做不好、危險實驗做不了及部分地域性強、季節(jié)性強的實驗時空受限的弱項，探索傳統(tǒng)實驗與虛擬實驗融合創(chuàng)新的教學新模式。

（三）? 線上線下融合式實踐教學

線上線下融合實踐教學主要通過雨課堂、慕課網(wǎng)、釘釘、超星和QQ等信息化線上平臺，結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+教育”教學模式實現(xiàn)實踐教學改革與探索。具體實施方法通過教師課前線上發(fā)布各種教學資源，學生利用課余時間自主學習并正確回答相應思考題后，課上指導教師現(xiàn)場實操指導，課后教師點評總結(jié)的方法來實現(xiàn)。

（四）? 課內(nèi)課外融合式實踐教學

基于新農(nóng)科背景的農(nóng)機專業(yè)，從農(nóng)機農(nóng)藝融合向工農(nóng)融合轉(zhuǎn)變，需要拓展種植業(yè)、畜牧養(yǎng)殖業(yè)、林業(yè)和水產(chǎn)業(yè)等大農(nóng)業(yè)方面的基礎(chǔ)知識。基于此，課內(nèi)課外融合實踐教學主要是借助于教師科研推廣示范基地、貴州12大農(nóng)業(yè)特色產(chǎn)業(yè)（茶葉、食用菌、蔬菜、牛羊、特色林業(yè)、水果、生豬、中藥材（石斛）、刺梨、生態(tài)漁業(yè)、辣椒和生態(tài)家禽）農(nóng)機信息平臺、貴州省農(nóng)業(yè)機械學會舉辦的會議及機具演示活動，開展課內(nèi)既定有限的教學與課外拓展式教學相互融合的一種教學改革嘗試。這種課內(nèi)課外融合式實踐教學拓寬學生全方位學習農(nóng)業(yè)工程的渠道，較好地彌補“人、機、物、藝”融合感官認識的不足。

三? 多視角融合式實踐教學應用

（一）? 拖拉機拆裝實習多視角融合式教學

1? 多視角融合式教學的設(shè)計思路

拖拉機拆裝實習是一門綜合性很強的實踐教學課，具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜、技術(shù)性強、綜合實踐能力要求高的特點，其主要目標是培養(yǎng)學生在理解與掌握拖拉機各部分工作原理的基礎(chǔ)上，完成發(fā)動機、底盤、電氣設(shè)備、車身及其附件等部分的拆卸與裝配工作，并初步掌握相關(guān)的調(diào)整方法、修理工藝、裝配工藝、故障原因分析及解決辦法等發(fā)動機的系統(tǒng)理論知識和方法。結(jié)合拖拉機拆裝實習的課程特點及目標，以拖拉機各組成系統(tǒng)為研究對象，將實踐課設(shè)計成拖拉機結(jié)構(gòu)與原理分析，整機拆裝與裝配，調(diào)整、修理及裝配工藝學習、PPT匯報、自評與互評等綜合實踐訓練，從而實現(xiàn)以工程問題為主線，以“拖拉機結(jié)構(gòu)分析與拆裝”為引領(lǐng)，融合“互換性與測量技術(shù)”“液氣壓傳動與控制”的多課程融合式教學。在實踐中激發(fā)學生的內(nèi)在潛力及動手能力，提高學生的綜合實踐能力和工程素養(yǎng)，培養(yǎng)嚴謹科學的工作作風。

2? 多視角融合式教學的組織方法

拖拉機拆裝實習綜合實踐采用集中、分組、分機的方式，1個自然班分為2個大組，1個大組1臺設(shè)備。每一個大組又分為發(fā)動機研究組、底盤研究組、電器研究組3個研究小組。通過QQ平臺課前導入拖拉機結(jié)構(gòu)理論知識、拆裝視頻資料、虛擬裝配資料，課上同學們在老師的現(xiàn)場指導下，完成拖拉機各部分的拆卸與裝配工作，課后教師對實踐過程中遇到的各種問題進行點評總結(jié)。拖拉機拆裝實習通過課前導理論，課中練實操，課后總結(jié)鞏固提升最終實現(xiàn)多課程融合、虛實融合、線上線下融合和課內(nèi)課外融合的多視角融合教學模式。拖拉機拆裝實習融合式實踐活動現(xiàn)場如圖2所示。

（二）? 農(nóng)業(yè)機械綜合創(chuàng)新設(shè)計多視角融合式教學

1? 多視角融合式教學的設(shè)計思路

農(nóng)業(yè)機械綜合創(chuàng)新設(shè)計是一門集中實踐課程，具有創(chuàng)新性強、綜合性大、實踐能力要求高的特點，其主要目標是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識與農(nóng)業(yè)機械創(chuàng)新設(shè)計能力、提高學生綜合素質(zhì)與工程實踐能力。結(jié)合農(nóng)業(yè)機械綜合創(chuàng)新設(shè)計的課程特點及目標，以社會生產(chǎn)發(fā)展所需的農(nóng)業(yè)機械為設(shè)計對象，將實踐課設(shè)計成機械結(jié)構(gòu)設(shè)計分析、三維數(shù)字模型建立、機構(gòu)運動仿真、PPT匯報，以及自評與互評等綜合實踐訓練，從而實現(xiàn)以工程問題為主線，以“農(nóng)業(yè)機械創(chuàng)新設(shè)計方法”為引領(lǐng)，融合機械設(shè)計CAD/CAM技術(shù)及應用的多課程融合式實踐教學。在實踐中激發(fā)學生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力及實踐能力，提高學生解決復雜工程問題的能力。農(nóng)業(yè)機械綜合創(chuàng)新設(shè)計部分題目見表1。

2? 多視角融合式教學的組織方法

農(nóng)業(yè)機械綜合創(chuàng)新設(shè)計綜合實踐采取團隊合作方式進行，每5人組成一個設(shè)計團隊，根據(jù)創(chuàng)新設(shè)計方法與理論，分工完成相應的設(shè)計任務。團隊成員之間既有合作，也有具體分工。分工方式：1人完成全部方案設(shè)計，2人負責完成三維建模及運動仿真，2人完成詳細設(shè)計說明與計算。設(shè)計前，學生基于貴州12大農(nóng)業(yè)特色產(chǎn)業(yè)農(nóng)機信息平臺、農(nóng)業(yè)機械學術(shù)交流會、教師科研等渠道了解的農(nóng)機現(xiàn)狀及需求信息，結(jié)合農(nóng)業(yè)機械綜合創(chuàng)新設(shè)計的課程特點及目標，擬定創(chuàng)新設(shè)計的題目，明確設(shè)計內(nèi)容與技術(shù)路線；設(shè)計中，通過課堂指導、QQ平臺答疑；設(shè)計完成后，通過PPT成果匯報、學生自評與互評、教師點評總結(jié)，最終實現(xiàn)多課程融合、虛實融合、線上線下融合和課內(nèi)課外融合的的多視角融合教學模式。

四? 結(jié)束語

終上，貴州大學農(nóng)機專業(yè)在新農(nóng)科背景下融合式實踐教學改革方面取得了一些經(jīng)驗和成果，可歸結(jié)為：構(gòu)建了新農(nóng)科背景下多視角融合實踐教學模式的基本框架，闡述了多課程融合、虛實融合與線上線下融合、課內(nèi)課外融合的實踐教學實施方法。并將這種多視角融合式實踐教學方法應用于拖拉機拆裝實習、農(nóng)業(yè)機械綜合創(chuàng)新設(shè)計教學中取得了良好的教學效果，彌補了當前實踐教學理念落后、形式單一、內(nèi)容分割、時空受限、理論及方法研究不足等問題，拓寬了人才培養(yǎng)的渠道，提升了人才培養(yǎng)的質(zhì)量，使得新農(nóng)科背景下農(nóng)機復合型人才培養(yǎng)在辦學的內(nèi)涵建設(shè)中得到全面落實并取得實效。

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