拖拉機(jī)構(gòu)造學(xué)課程教學(xué)改革探析

趙靜+楊自棟

［摘要］拖拉機(jī)構(gòu)造是農(nóng)業(yè)機(jī)械化及自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，實(shí)踐性和專業(yè)性都非常強(qiáng)，探索在課程教學(xué)過(guò)程中提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維能力，對(duì)于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高具有重要的意義。針對(duì)目前拖拉機(jī)構(gòu)造教學(xué)中存在的問(wèn)題，從課程教學(xué)內(nèi)容的選擇、學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)、教學(xué)方法及教學(xué)手段的改革等方面進(jìn)行了探索，并運(yùn)用于教學(xué)實(shí)踐，取得了良好的效果。

［關(guān)鍵詞］課程改革課程內(nèi)容教學(xué)模式

［中圖分類號(hào)］G642.3［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］2095-3437（2013）08-0053-03、

一、引言

拖拉機(jī)構(gòu)造課程是講授拖拉機(jī)主要零部件的構(gòu)造及工作原理的一門課程，包括內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造、拖拉機(jī)地盤和動(dòng)力輸出及控制、懸掛和牽引裝置等。在內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少的情況下，如何去培養(yǎng)基礎(chǔ)厚、能力強(qiáng)、素質(zhì)高，具有創(chuàng)新能力的人才，是課程教學(xué)中必須面對(duì)的一個(gè)問(wèn)題。在課程內(nèi)容的選擇、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革與創(chuàng)新方面以及課程網(wǎng)絡(luò)資源的建設(shè)方面都必須以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力為目標(biāo)，既要重視理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，也要提高其動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。以山東理工大學(xué)校級(jí)核心課程項(xiàng)目為依托，針對(duì)拖拉機(jī)構(gòu)造教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了改革和探索，在2012級(jí)農(nóng)機(jī)專業(yè)的教學(xué)中取得了良好的效果。

二、課堂教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新

首先根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及自動(dòng)化專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)改革課程內(nèi)容。農(nóng)業(yè)機(jī)械化及自動(dòng)化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具備面向未來(lái)國(guó)家農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展需要，適應(yīng)未來(lái)科技進(jìn)步，掌握農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程學(xué)科的相關(guān)原理和知識(shí)，獲得工程師良好訓(xùn)練，基礎(chǔ)理論扎實(shí)、專業(yè)知識(shí)寬厚、實(shí)踐能力強(qiáng)，能勝任農(nóng)業(yè)機(jī)械化裝備研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)鑒定、推廣應(yīng)用、系統(tǒng)規(guī)劃和企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理等方面工作的應(yīng)用型人才。因此本課程內(nèi)容的改革從提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力、工程研究能力和工程創(chuàng)新能力的理念出發(fā)，內(nèi)容的選擇和講授注重學(xué)生對(duì)拖拉機(jī)構(gòu)造知識(shí)的綜合運(yùn)用，以提高學(xué)生的工程意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)為原則。

（一）根據(jù)拖拉機(jī)技術(shù)的發(fā)展，不斷修訂和完善教學(xué)大綱

由于專業(yè)課時(shí)較少，加之本課程又是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，內(nèi)容多而雜，因此制定合適的教學(xué)大綱，既方便課堂教學(xué)又方便學(xué)生自學(xué)。同時(shí)通過(guò)對(duì)拖拉機(jī)制造企業(yè)的調(diào)研，根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品中用到的新技術(shù)新工藝，不斷完善大綱的內(nèi)容，使課堂教學(xué)內(nèi)容能夠跟上現(xiàn)代拖拉機(jī)制造企業(yè)的步伐。另外教學(xué)大綱的制定依據(jù)本專業(yè)學(xué)生的實(shí)際及實(shí)驗(yàn)室條件制定了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱不僅重視拖拉機(jī)構(gòu)造基本零部件結(jié)構(gòu)拆解及裝配檢查，而且注重在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神，提高他們的動(dòng)手實(shí)踐能力。

（二）隨著新技術(shù)新工藝在拖拉機(jī)上的應(yīng)用，及時(shí)更新課堂教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)拖拉機(jī)技術(shù)的最新發(fā)展，在講授相應(yīng)章節(jié)內(nèi)容時(shí)，及時(shí)增加該部分結(jié)構(gòu)技術(shù)的最新知識(shí)及其在拖拉機(jī)上的應(yīng)用。例如在內(nèi)燃機(jī)部分增加了高壓共軌柴油機(jī)的技術(shù)及應(yīng)用的介紹，高壓共軌柴油機(jī)采用高壓共軌系統(tǒng)給發(fā)動(dòng)機(jī)供油，它集成了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、現(xiàn)代傳感檢測(cè)技術(shù)以及先進(jìn)的噴油結(jié)構(gòu)于一身，具有許多優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。在拖拉機(jī)底盤部分增加了拖拉機(jī)上的動(dòng)力換擋技術(shù)、自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)的介紹。隨著大型拖拉機(jī)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用的增加，傳動(dòng)技術(shù)方面，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)、動(dòng)力換擋、無(wú)級(jí)變速模塊化多種配置，在國(guó)外，動(dòng)力換擋已成為主流配置，CVT傳動(dòng)系應(yīng)用將進(jìn)一步加快；同步器換擋、HST傳動(dòng)等技術(shù)將在中小型輪式拖拉機(jī)產(chǎn)品上得到更多的應(yīng)用和發(fā)展。在國(guó)內(nèi)，動(dòng)力換擋、動(dòng)力換向技術(shù)已經(jīng)獲得應(yīng)用，而且已經(jīng)開(kāi)始無(wú)級(jí)變速應(yīng)用研究。因此在講授變速器和分動(dòng)箱以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)時(shí)，在課堂上介紹一下這些技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在講授拖拉機(jī)液壓懸掛機(jī)構(gòu)部分的內(nèi)容時(shí)，增加電液比例控制技術(shù)在懸掛機(jī)構(gòu)方面的應(yīng)用。同時(shí)，針對(duì)部分同學(xué)對(duì)農(nóng)機(jī)專業(yè)不感興趣，總感覺(jué)不如車輛工程專業(yè)學(xué)生的想法和心理，給他們講解由于GPS技術(shù)的發(fā)展，已使無(wú)人駕駛拖拉機(jī)成為現(xiàn)實(shí)，并播放相關(guān)的視頻，極大地提高了他們學(xué)習(xí)該門課程的興趣。

（三）擴(kuò)展學(xué)生視野，適當(dāng)增加部分雙語(yǔ)教學(xué)的內(nèi)容

講授拖拉機(jī)構(gòu)造課程時(shí)，查閱了國(guó)外許多拖拉機(jī)的技術(shù)資料，由于本專業(yè)不開(kāi)設(shè)專業(yè)外語(yǔ)這門課程，有些課程內(nèi)容，直接用英語(yǔ)資料進(jìn)行講授，拖拉機(jī)的主要零部件在PPT上同時(shí)注明中文名稱和相應(yīng)的英文名稱，一方面有助于學(xué)生了解國(guó)外拖拉機(jī)新技術(shù)的發(fā)展情況，認(rèn)識(shí)到國(guó)內(nèi)拖拉機(jī)技術(shù)和國(guó)外先進(jìn)國(guó)家之間的差距，激勵(lì)他們?yōu)閲?guó)家拖拉機(jī)技術(shù)的發(fā)展努力學(xué)習(xí)的熱情；二是幫助學(xué)生熟悉拖拉機(jī)構(gòu)造方面的英語(yǔ)詞匯，有助于他們閱讀本專業(yè)的英語(yǔ)文獻(xiàn)資料，因此部分拖拉機(jī)構(gòu)造內(nèi)容實(shí)現(xiàn)了雙語(yǔ)教學(xué)。目前大部分農(nóng)業(yè)院校的農(nóng)業(yè)機(jī)械化及自動(dòng)化專業(yè)所用的拖拉機(jī)構(gòu)造教材都是拖拉機(jī)汽車學(xué)或汽車拖拉機(jī)學(xué)，大部分內(nèi)容是以汽車為主進(jìn)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(shù)的使用，較少涉及拖拉機(jī)，像拖拉機(jī)上的動(dòng)力換擋技術(shù)、自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)，大型拖拉機(jī)上的電液比例懸掛技術(shù)等。專門講授拖拉機(jī)構(gòu)造的教材比較少，最新的一個(gè)版本是十幾年前的拖拉機(jī)構(gòu)造教材，因此組織本系相關(guān)老師編寫了拖拉機(jī)構(gòu)造課程的教材，本教材與中國(guó)某拖拉機(jī)公司合作編寫。該教材不僅注重拖拉機(jī)構(gòu)造中典型零部件的結(jié)構(gòu)及工作原理的介紹，而且增加了拖拉機(jī)上各種新技術(shù)的應(yīng)用，并對(duì)典型的拖拉機(jī)零部件進(jìn)行實(shí)體建模，使讀者看起來(lái)更直觀形象和容易理解。

（四）課程教學(xué)中，注重和前后課程的銜接及融合，提高學(xué)生融會(huì)貫通的能力

課程內(nèi)容的改革是整個(gè)教學(xué)改革的核心，必須從對(duì)學(xué)生“知識(shí)、能力、素質(zhì)”的培養(yǎng)出發(fā)來(lái)設(shè)置和選擇課程的內(nèi)容。拖拉機(jī)構(gòu)造是農(nóng)業(yè)機(jī)械化及自動(dòng)化專業(yè)的一門主干課，在設(shè)置課程內(nèi)容時(shí)，必須注意前后課程的銜接與融合，在教學(xué)內(nèi)容的組織上要從學(xué)科特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)上去把握。在拖拉機(jī)構(gòu)造理論內(nèi)容和實(shí)踐內(nèi)容的設(shè)置上，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和實(shí)踐能力。學(xué)習(xí)該課程時(shí)，通過(guò)老師有意識(shí)的訓(xùn)練和引導(dǎo)，讓學(xué)生能夠主動(dòng)提出問(wèn)題，分析問(wèn)題，自主去探索解決問(wèn)題的方法，提高他們的科學(xué)思維能力和創(chuàng)新意識(shí)。比如該專業(yè)的先修課程為液壓技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)等，在學(xué)完拖拉機(jī)構(gòu)造課程后，還會(huì)學(xué)習(xí)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)，機(jī)電控制基礎(chǔ)等課程，在講授該門課程時(shí)，要注重和已修課程的融合，比如機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)中學(xué)過(guò)頭腦風(fēng)暴法，那么在學(xué)習(xí)拖拉機(jī)變速箱時(shí)，讓同學(xué)們自由討論，自由發(fā)言，變速箱還可以有哪些形式，不論是從結(jié)構(gòu)還是從原理上都可以進(jìn)行改進(jìn)或更新，鼓勵(lì)同學(xué)盡可能天馬行空，自由想象出未來(lái)的變速箱應(yīng)該是什么樣子。這樣就增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，激發(fā)了他們的創(chuàng)新思維能力，把前面學(xué)過(guò)的課程內(nèi)容和方法運(yùn)用到解決本課程來(lái)。在學(xué)習(xí)拖拉機(jī)動(dòng)力輸出與控制系統(tǒng)時(shí)，可以讓學(xué)生討論哪些農(nóng)業(yè)機(jī)械是用拖拉機(jī)作為動(dòng)力來(lái)完成農(nóng)田作業(yè)的，同學(xué)們踴躍發(fā)言，調(diào)動(dòng)了課堂氣氛，增加了教師和學(xué)生的互動(dòng)性，提高了教與學(xué)的效果。

（五）借助各種現(xiàn)代教育技術(shù)，積極利用各種媒體進(jìn)行課堂教學(xué)

在課堂教學(xué)中，以拖拉機(jī)結(jié)構(gòu)為主線，通過(guò)文字、圖片、動(dòng)畫及視頻等多媒體手段進(jìn)行講授，有很多學(xué)生對(duì)汽車感興趣，以此為切入點(diǎn)，通過(guò)課上留問(wèn)題、課下查資料，讓學(xué)生分析拖拉機(jī)的構(gòu)造與汽車構(gòu)造的相同與不同之處，思考為什么會(huì)有這些區(qū)別？引導(dǎo)學(xué)生積極去思考或去網(wǎng)絡(luò)和圖書館尋求答案。同時(shí)利用建設(shè)中央廣播電視大學(xué)三農(nóng)課程中拍攝的拖拉機(jī)主要零部件的拆裝及調(diào)整視頻，提高學(xué)生理解和掌握拖拉機(jī)典型零部件的構(gòu)造及檢查調(diào)整知識(shí)。在課堂教學(xué)中，與機(jī)械創(chuàng)新課程和三維造型設(shè)計(jì)課程相聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生更加熱愛(ài)本專業(yè)的學(xué)習(xí)，提高其學(xué)習(xí)本專業(yè)的興趣。

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三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是拖拉機(jī)構(gòu)造課程教學(xué)中的重要一環(huán)，是學(xué)生將理論與實(shí)踐相結(jié)合的過(guò)程，對(duì)于提高他們的動(dòng)手能力、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力具有重要的意義，是課堂教學(xué)和其他教學(xué)環(huán)節(jié)不可替代的。目前拖拉機(jī)構(gòu)造實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題是內(nèi)容單一，主要是驗(yàn)證性和演示性的實(shí)驗(yàn)，很多情況下是老師講一遍、示范一遍，然后學(xué)生按照老師講的，重新做一遍，不少學(xué)生既不愿意動(dòng)手也不愿意動(dòng)腦，只是站在旁邊看別的同學(xué)做，老師和學(xué)生之間缺乏互動(dòng)，學(xué)生積極性不高，學(xué)生不愿主動(dòng)動(dòng)手和思考，因此其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力差。這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和綜合素質(zhì)很不利。針對(duì)這些問(wèn)題，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革上做了一些探索。

（一）提高學(xué)生參與拖拉機(jī)構(gòu)造實(shí)驗(yàn)積極主動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性思維

在拖拉機(jī)構(gòu)造教學(xué)中，有些學(xué)生重視理論課的學(xué)習(xí)，而輕視實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不愿意動(dòng)手進(jìn)行實(shí)踐，認(rèn)為是修理工做的工作。針對(duì)這些問(wèn)題，在拖拉機(jī)構(gòu)造實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不僅以拖拉機(jī)典型零部件的拆卸和裝配為主，而且增加了互動(dòng)討論的環(huán)節(jié)。拖拉機(jī)典型零部件的拆卸和裝配的目的是為了增加學(xué)生的直觀認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。將TRIZ發(fā)明創(chuàng)造理論引入實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)，根據(jù)TRIZ理論的40個(gè)發(fā)明創(chuàng)造原理和39個(gè)通用工程參數(shù)，構(gòu)成了矛盾矩陣，讓學(xué)生討論哪些零部件還可以改進(jìn)，從哪些方面進(jìn)行參數(shù)改進(jìn)，在改進(jìn)的過(guò)程中，哪些參數(shù)會(huì)惡化，如何解決，通過(guò)查TRIZ的矛盾矩陣，可以找到相應(yīng)的解決方法，如果有特別感興趣的同學(xué)，鼓勵(lì)他們完成該項(xiàng)創(chuàng)新，參加學(xué)?；蚴±锏拇髮W(xué)生機(jī)電創(chuàng)新大賽。實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容較多，把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為幾大模塊，利用周六、周日、周四下午的大塊時(shí)間，讓學(xué)生有充分的時(shí)間動(dòng)手拆裝，了解實(shí)際產(chǎn)品中零部件結(jié)構(gòu)的裝配，在此過(guò)程中，給學(xué)生設(shè)置一些問(wèn)題，促使他們積極思考零件為什么要這么設(shè)計(jì)，在完成此功能的前提下，能否進(jìn)行改進(jìn)或還有沒(méi)有其他的設(shè)計(jì)方案，充分發(fā)揮他們的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新精神。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上要求寫出本次實(shí)驗(yàn)的體會(huì)想法及可能的改進(jìn)方案，這種方法在2010級(jí)農(nóng)機(jī)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中取得了良好的效果。在課程建設(shè)過(guò)程中編寫了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。在每個(gè)模塊的實(shí)驗(yàn)后面，都提了一些相關(guān)的問(wèn)題，促使他們討論，利用學(xué)過(guò)的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程的知識(shí)，提出問(wèn)題，然后去解決問(wèn)題，取得了良好的效果。以省級(jí)特色專業(yè)和國(guó)家級(jí)品牌專業(yè)為依托，建立了校企合作實(shí)踐平臺(tái)，帶領(lǐng)學(xué)生參觀拖拉機(jī)設(shè)計(jì)制造企業(yè)的生產(chǎn)線及生產(chǎn)流程，提高他們的工程意識(shí)和創(chuàng)新能力。

（二）培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐意識(shí)和創(chuàng)新能力，改革創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，對(duì)拖拉機(jī)構(gòu)造的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整合，將整個(gè)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容整合相對(duì)獨(dú)立的模塊，實(shí)行模塊化教學(xué)，每個(gè)模塊大約4課時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)兩個(gè)模塊，底盤部分兩個(gè)模塊，懸掛機(jī)構(gòu)和動(dòng)力輸出軸1個(gè)模塊，學(xué)生分組進(jìn)行拆裝，以組為單位進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定，從其動(dòng)手能力、同學(xué)參與的積極性、討論的熱烈程度、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量等進(jìn)行綜合評(píng)定，增強(qiáng)了學(xué)生們的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作精神，不論是實(shí)驗(yàn)課教學(xué)還是課堂的理論講授，不采取滿堂灌的形式，而是通過(guò)提問(wèn)的形式，采取課后尋求答案，課堂討論的形式來(lái)進(jìn)行，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

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［責(zé)任編輯：雷艷］

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