阮培英，程衛(wèi)東，蔡善儒，耿端陽，牛國棟

（山東理工大學(xué) 農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院，山東 淄博 255000）

農(nóng)業(yè)機(jī)械化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)三大支柱之一[1]，《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》作為山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)的核心課程之一，其教學(xué)質(zhì)量對(duì)于向山東省和全國輸送農(nóng)業(yè)機(jī)械化領(lǐng)域的高素質(zhì)人才具有基礎(chǔ)性作用。因此，研究當(dāng)前《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》的課程教學(xué)體系現(xiàn)狀，在網(wǎng)絡(luò)信息化全面覆蓋的時(shí)代背景下，結(jié)合農(nóng)業(yè)機(jī)械向著信息化、智能化發(fā)展的趨勢，思考并提出課程教學(xué)體系升級(jí)的策略，對(duì)于提升教學(xué)質(zhì)量與培養(yǎng)人才的水平均具有切實(shí)意義。

1 《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》課程教學(xué)體系的現(xiàn)狀與思考

山東理工大學(xué)《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》課程共64 學(xué)時(shí)，其中16 學(xué)時(shí)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)。課程安排在第6 學(xué)期，教學(xué)內(nèi)容主要涵蓋北方大田作業(yè)的耕整、播種、田間管理以及小麥和玉米收獲機(jī)械等。課堂教學(xué)主要講解各類作業(yè)機(jī)械的構(gòu)造組成、工作原理、性能分析、設(shè)計(jì)與使用要點(diǎn)等，并不斷更新、引入國內(nèi)外農(nóng)業(yè)裝備的新技術(shù)、新內(nèi)容，使課程內(nèi)容緊隨發(fā)展前沿；實(shí)驗(yàn)教學(xué)則包括鏵式犁機(jī)組的使用與調(diào)整、播種機(jī)械與排種器性能測試、聯(lián)合收獲機(jī)總體裝配等共8個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)過程以學(xué)生為主、教師為輔，教師主要完成適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考相關(guān)的知識(shí)、答疑解惑和把握實(shí)驗(yàn)整體進(jìn)度的任務(wù)。而作為課程教學(xué)體系中一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)的課程設(shè)計(jì)，則通常安排在第7 學(xué)期進(jìn)行，學(xué)生利用1 周的時(shí)間針對(duì)某一個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)械部件或者機(jī)構(gòu)查找資料、確定設(shè)計(jì)或改進(jìn)方案，完成設(shè)計(jì)后提交圖紙和設(shè)計(jì)說明書并進(jìn)行答辯。

《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》的課程教學(xué)目前主要采用線下教學(xué)為主、線上自學(xué)為輔的模式。作為國家級(jí)精品課程建設(shè)的一部分，課程的線上教學(xué)資源一直在不斷豐富中，除教學(xué)課件、參考學(xué)習(xí)材料、農(nóng)機(jī)現(xiàn)場作業(yè)影像資料外，還增加了基于智慧樹平臺(tái)的慕課內(nèi)容，將各章節(jié)按照教學(xué)內(nèi)容的順序以教學(xué)視頻的方式發(fā)布于平臺(tái)，每段視頻著重講1個(gè)大的知識(shí)點(diǎn)，時(shí)長約為10 min，并在每段視頻中配合各個(gè)小知識(shí)點(diǎn)設(shè)置有彈題。慕課因具有“碎片化”的特點(diǎn)[2]，更易于學(xué)生按照自己的節(jié)奏和安排進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)，有助于課程內(nèi)容更好地吸收和消化。在2020年上半年疫情期間，課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)、課堂教學(xué)以及師生互動(dòng)等均采用了線上模式，通過線上交流軟件、課堂直播授課、校內(nèi)教學(xué)平臺(tái)結(jié)合慕課聯(lián)用的方式完成了《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》的教學(xué)，通過學(xué)生反饋與評(píng)價(jià)顯示教學(xué)效果良好。線上教學(xué)具有方便快捷、資源海量、可無限回放等優(yōu)勢，在今后信息化覆蓋度飛速擴(kuò)張的趨勢下，勢必會(huì)占到更多的比例。

在當(dāng)前的教學(xué)體系中，學(xué)生實(shí)踐能力的鍛煉和操練環(huán)節(jié)略顯單?。唤虒W(xué)模式和方法等在學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自行解決問題能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)方面還需要繼續(xù)革新；校內(nèi)、校外多種層次的農(nóng)業(yè)機(jī)械及相關(guān)硬件資源也需進(jìn)行整合、實(shí)現(xiàn)“為我所用”；在網(wǎng)絡(luò)信息化全面覆蓋的時(shí)代，應(yīng)該不斷拓展學(xué)生課程學(xué)習(xí)的途徑和方式，并且對(duì)教學(xué)內(nèi)容中奠定理論基礎(chǔ)的部分要給予重視。此外，基于學(xué)習(xí)時(shí)效性的考慮，課程設(shè)計(jì)的安排時(shí)間可以調(diào)整至課程學(xué)習(xí)的學(xué)期末，以增強(qiáng)知識(shí)的連續(xù)性，同時(shí)也可以避免與考研“撞車”。

2 針對(duì)目前教學(xué)體系的升級(jí)策略

2.1 構(gòu)建“理論學(xué)習(xí)—實(shí)踐鍛煉—競賽檢驗(yàn)”的連貫式教學(xué)內(nèi)容體系

《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》課程的理論學(xué)習(xí)是通過教師課上講授和學(xué)生線上自學(xué)完成的，是整個(gè)課程教學(xué)的第1步，之后的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)需要緊扣課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容來安排，課程結(jié)束之后的課程設(shè)計(jì)則是對(duì)學(xué)生所學(xué)的第1次實(shí)際應(yīng)用與操練。為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新習(xí)慣，課程設(shè)計(jì)的選題應(yīng)以創(chuàng)新為落腳點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生多觀察、多思考、多借鑒，對(duì)已有的農(nóng)機(jī)裝置或工作機(jī)構(gòu)提出改進(jìn)思路和方案并完成設(shè)計(jì)；題目來源鼓勵(lì)學(xué)生自主選題，并且課程設(shè)計(jì)所完成的內(nèi)容，可以作為之后畢業(yè)設(shè)計(jì)的一部分，這樣一方面激勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的興趣尋找合適的題目，充分調(diào)動(dòng)其自覺性，另一方面使得實(shí)踐鍛煉更具有承接性，對(duì)于設(shè)計(jì)任務(wù)的完成度更加有益。為進(jìn)一步通過比賽增強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力，近年來農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)的學(xué)生對(duì)各級(jí)農(nóng)業(yè)裝備類競賽的參與度逐年增加，一般依托學(xué)院各大科研團(tuán)隊(duì)的參加人數(shù)有限。為此，可以開辟課內(nèi)競賽來降低門檻，競賽的內(nèi)容或是理論知識(shí)，或是農(nóng)機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案甚至是實(shí)物設(shè)計(jì)，讓更多的學(xué)生有機(jī)會(huì)通過比賽的方式檢驗(yàn)自己所學(xué)知識(shí)及應(yīng)用的情況，在與其他同學(xué)同臺(tái)競賽的過程中取長補(bǔ)短；這對(duì)于增強(qiáng)學(xué)生的競爭意識(shí)并帶動(dòng)主動(dòng)學(xué)習(xí)、親身實(shí)踐的熱情十分有益。

理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐鍛煉和課內(nèi)外競賽在時(shí)間上具有承接關(guān)系，在深度上則逐漸加強(qiáng)。將三者循序漸進(jìn)地連貫起來，即形成“理論學(xué)習(xí)—實(shí)踐鍛煉—競賽檢驗(yàn)”的教學(xué)體系，這樣有利于學(xué)生知識(shí)體系的逐級(jí)建立和加固，幫助學(xué)生奠定敦實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)、通過更多的機(jī)會(huì)進(jìn)行鍛煉和實(shí)操檢驗(yàn)，也能更好地完成《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》課程的教學(xué)目標(biāo)和專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃。

2.2 多種教學(xué)模式和方法的結(jié)合使用

對(duì)于本科生課程《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》課堂和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和教學(xué)方法的改革和創(chuàng)新，國內(nèi)各兄弟院校做了很多有益實(shí)踐，例如湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)創(chuàng)造性地提出了將師—生互動(dòng)、師—師互動(dòng)、課堂教學(xué)—實(shí)踐訓(xùn)練互動(dòng)的三段式教學(xué)模式應(yīng)用于《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》的課程教學(xué)中，旨在讓更多的學(xué)生融入課堂，提高教學(xué)質(zhì)量[3]；吉林大學(xué)則將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于《農(nóng)業(yè)機(jī)械與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中[4]。

《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》內(nèi)容范圍廣泛，針對(duì)不同內(nèi)容適宜采用不同的教學(xué)模式和方法。對(duì)于課程的主體內(nèi)容——大田作業(yè)的耕、種、管、收等環(huán)節(jié)的機(jī)械可以采用線上線下混合、并重的模式，其中線上教學(xué)需要在教學(xué)內(nèi)容的豐富、學(xué)習(xí)資料的更新、互動(dòng)的及時(shí)與充分特別是實(shí)踐環(huán)節(jié)的虛擬化等方面進(jìn)行大力建設(shè)。教學(xué)方法則可以將任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、討論法等結(jié)合使用，例如采用研討式教學(xué)法來分析鏵式犁漏耕的原因，引導(dǎo)學(xué)生自行查找資料、了解犁體組布局形式和工作要點(diǎn)，從而發(fā)現(xiàn)問題并能提出解決問題的辦法，通過課下查閱資料—自主進(jìn)行分析研究—課堂上匯報(bào)研究結(jié)果[5]的方式完成該部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)。對(duì)于課程的其他內(nèi)容（經(jīng)濟(jì)作物的作業(yè)機(jī)械和作物收獲后干燥、貯藏），裝備等則采用學(xué)生自學(xué)+課堂翻轉(zhuǎn)的模式，一方面鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，另一方面達(dá)成“學(xué)生互教互問、攜手共同進(jìn)步”的目的。

2.3 各層次教學(xué)硬件資源的融合

目前，教學(xué)硬件資源還主要依賴于教學(xué)過程提供。因此，將各種可及資源充分利用起來，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，給予學(xué)生更多的直觀學(xué)習(xí)體驗(yàn)就尤為必要。以山東理工大學(xué)為例，可以系部教師研發(fā)的無人駕駛植保機(jī)引入課程實(shí)踐環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生深入認(rèn)識(shí)、體驗(yàn)智能農(nóng)業(yè)裝備；學(xué)院目前有多架基于團(tuán)隊(duì)平臺(tái)的植保和遙感無人機(jī)等，學(xué)生可以近距離地觀察、操作無人機(jī)，還可以加入學(xué)院的無人機(jī)協(xié)會(huì)，制作、改進(jìn)各種功能的小型無人機(jī)；玉米聯(lián)合收獲機(jī)的虛擬現(xiàn)實(shí)仿真平臺(tái)則會(huì)為學(xué)生認(rèn)識(shí)玉米聯(lián)合收獲全程提供一個(gè)身臨其境、可操作的學(xué)習(xí)條件。校內(nèi)團(tuán)隊(duì)與校外企業(yè)合作建設(shè)的生態(tài)無人農(nóng)場，若能引入課程的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生則能夠現(xiàn)場學(xué)習(xí)大田作業(yè)機(jī)械和智能農(nóng)機(jī)的工作過程并發(fā)現(xiàn)其中可改進(jìn)的問題，也有機(jī)會(huì)對(duì)作物收獲后加工以及智慧養(yǎng)殖等親身觀察和學(xué)習(xí)。將系部、學(xué)院等的校內(nèi)資源與校外合作企業(yè)等各層次的硬件資源充分融合利用起來，搭建更廣更深的科教一體化平臺(tái)，將會(huì)極大豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容、增長見識(shí)、擴(kuò)寬視野，對(duì)課程內(nèi)容有更接地氣、更深入的理解和認(rèn)識(shí)。

2.4 全方位學(xué)習(xí)途徑的擴(kuò)展

目前，學(xué)生學(xué)習(xí)課程的主要方式是課堂上聽講加實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，輔助以線上通過慕課等自行學(xué)習(xí)。隨著網(wǎng)絡(luò)各路資源以各種形式充滿生活每個(gè)角落，學(xué)生“上線”的時(shí)間越來越長。基于這樣的現(xiàn)狀，可以建立課程學(xué)習(xí)公眾號(hào)或者在諸如抖音等的app 上開辟賬戶，定期將課程內(nèi)容（包括課程知識(shí)點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)以及現(xiàn)場農(nóng)機(jī)作業(yè)等）以文字、圖片、小視頻等形式發(fā)布出去，可以制作成虛擬現(xiàn)實(shí)全景圖片增強(qiáng)學(xué)生的參與感，以學(xué)生喜聞樂見的方式傳授知識(shí)，在學(xué)生上網(wǎng)刷手機(jī)的時(shí)間里“搶得一杯羹”；并且在每篇推送后留幾個(gè)小問題，督促學(xué)生參與回答、評(píng)論等，形成線上學(xué)習(xí)互動(dòng)。這樣既增加了學(xué)習(xí)的時(shí)間，同時(shí)也拓展了學(xué)習(xí)途徑，全方位利用學(xué)生眼觀、耳聞、動(dòng)手加動(dòng)腦來促進(jìn)課程的學(xué)習(xí)。

2.5 教學(xué)內(nèi)容的偏重調(diào)節(jié)

《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》課程是一門注重實(shí)踐性的課程。近年來很多高校包括山東理工大學(xué)在壓縮整體課時(shí)的基礎(chǔ)上加大實(shí)踐環(huán)節(jié)的比例，但是這并不等同于對(duì)于理論知識(shí)的輕視。筆者與所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師在多年授課過程中也發(fā)現(xiàn)，如果輕理論內(nèi)容的講授和學(xué)習(xí)，學(xué)生在后續(xù)的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)會(huì)走很多彎路、犯很多“低級(jí)錯(cuò)誤”，對(duì)常用的農(nóng)業(yè)機(jī)械和裝置的基本構(gòu)造不甚了解，對(duì)裝置中零部件的裝配關(guān)系不明了。比如有的學(xué)生將伸縮扒指機(jī)構(gòu)中的偏心軸設(shè)計(jì)成旋轉(zhuǎn)軸，致使整個(gè)機(jī)構(gòu)無法完成既定動(dòng)作和功能。因此，在課程的教學(xué)過程中，應(yīng)該重視并加強(qiáng)基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。當(dāng)然，基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)并不是只有通過講授這一種方式來完成，可以在學(xué)生實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)的過程中，以實(shí)物介紹其基本功能和構(gòu)成、并引導(dǎo)學(xué)生分析其工作原理和內(nèi)部構(gòu)造、裝配關(guān)系等，完成相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)?？傊诮虒W(xué)內(nèi)容和環(huán)節(jié)上應(yīng)該重視基礎(chǔ)理論知識(shí)的傳授和學(xué)習(xí)，只有基礎(chǔ)打好、打牢固，之后的實(shí)踐設(shè)計(jì)才會(huì)高效、準(zhǔn)確。

3 結(jié)論

在對(duì)山東理工大學(xué)《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》課程當(dāng)前采用的“理論學(xué)習(xí)+實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)實(shí)踐”教學(xué)體系研究的基礎(chǔ)上，提出了構(gòu)建“理論學(xué)習(xí)—實(shí)踐鍛煉—競賽/實(shí)操檢驗(yàn)”的多層次連貫式教學(xué)體系的升級(jí)策略，通過增加課內(nèi)競賽環(huán)節(jié)和指導(dǎo)學(xué)生參加各級(jí)各類比賽促進(jìn)學(xué)生動(dòng)手與實(shí)踐設(shè)計(jì)能力的鍛煉與檢驗(yàn)；融合校內(nèi)外多層次可及的教學(xué)資源，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，開闊視野；結(jié)合使用多種教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)途徑，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和自覺創(chuàng)新；理論基礎(chǔ)奠定與實(shí)踐能力鍛煉并重，努力為山東省和全國的農(nóng)機(jī)行業(yè)培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、專業(yè)過硬的高素質(zhì)專業(yè)人才。