農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革探究

張 靜，郭 輝，韓長杰，問君彥，黃 薇，李雪蓮，楊宛章※

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械交通學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院）

農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革探究

張 靜1，郭 輝1，韓長杰1，問君彥2，黃 薇1，李雪蓮1，楊宛章1※

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械交通學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院）

農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)是數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理和方法在農(nóng)機(jī)田間試驗(yàn)等研究中的應(yīng)用，是農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)的一門專業(yè)課。本文以農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程教學(xué)為例，結(jié)合當(dāng)前高校教學(xué)改革新觀念和學(xué)校實(shí)際，分析了農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程教學(xué)中存在的問題，并對(duì)農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革思路和方法進(jìn)行了探究。

農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)；教學(xué)；改革

0 引言

農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)是一門有關(guān)農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)的設(shè)計(jì)理論和方法的學(xué)科，其研究內(nèi)容主要包括如何合理科學(xué)地設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)方案及正確地分析試驗(yàn)結(jié)果，最終獲得較優(yōu)的試驗(yàn)方案，是現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法中一個(gè)先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，在眾多領(lǐng)域得到了普及和應(yīng)用[1]。由于試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法具有很強(qiáng)的實(shí)用性和應(yīng)用性，目前國內(nèi)很多高校將試驗(yàn)設(shè)計(jì)及其相關(guān)課程作為各學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課程。其教學(xué)任務(wù)是使學(xué)生能夠了解和掌握常用的農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法、試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析方法等，為學(xué)生畢業(yè)論文以及將來從事科研工作打基礎(chǔ)。鑒于農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)偏重于數(shù)理統(tǒng)計(jì)方面的知識(shí)，所講的內(nèi)容也局限于教材，沒有充分融合新的教學(xué)理念，形成完整的教學(xué)方法體系，尤其是針對(duì)我校少數(shù)民族同學(xué)，理解能力相對(duì)薄弱，仍然依靠滿堂灌輸?shù)姆绞綖橹?，整體教學(xué)效果不佳[2]。為此，本文根據(jù)實(shí)際教學(xué)情況，對(duì)新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械交通學(xué)院農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革提出幾點(diǎn)思考和建議。

1 教學(xué)現(xiàn)狀

目前新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)所開設(shè)的《農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)》課程課時(shí)比較少（26學(xué)時(shí)），均為理論課，選用的主要參考教材為何月娥、楊文孝主編的《農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)》，講授的主要內(nèi)容有單因素優(yōu)選法、方差分析、直觀分析及正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)等[1]。在目前的教學(xué)中，主要采用了以課堂講授為主、課下自學(xué)為輔，具體方法以問題為先導(dǎo)、理論課結(jié)合實(shí)際，兩者并重的教學(xué)方法，對(duì)于重點(diǎn)以課堂提問方法，加深學(xué)生對(duì)問題的理解和重視，而且在例題選擇時(shí)結(jié)合了農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)知識(shí)，如農(nóng)機(jī)制造、農(nóng)機(jī)部件設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，使學(xué)生體會(huì)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理在農(nóng)業(yè)機(jī)械各科研領(lǐng)域的應(yīng)用技巧。

2 存在的問題及分析

2.1 教學(xué)課時(shí)安排不合理

受當(dāng)前教學(xué)改革思潮的影響，農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程學(xué)時(shí)被壓縮為26學(xué)時(shí)，根據(jù)教學(xué)安排，教材每章都是授課內(nèi)容。第一章“農(nóng)機(jī)試驗(yàn)的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法”和第四章“方差分析”部分為重點(diǎn)講授章節(jié)，占用課時(shí)總數(shù)達(dá)14學(xué)時(shí)，而其它章節(jié)講授學(xué)時(shí)數(shù)得不到保障，因此試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程課時(shí)安排數(shù)量不夠，導(dǎo)致教學(xué)任務(wù)重，難度大。

2.2 缺乏專業(yè)教材

雖然國內(nèi)外有不少關(guān)于試驗(yàn)設(shè)計(jì)的相關(guān)書籍，但專門針對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)編寫的農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)教材非常少見，尤其是涵蓋最新試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法、適合對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行研究優(yōu)化、為學(xué)生提供終生受益的優(yōu)化思想和優(yōu)化工具的教材更為少見[3～5]。目前，采用的農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)教材仍然是1986年機(jī)械工業(yè)出版社出版的《農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)》，教材內(nèi)容相當(dāng)陳舊。

2.3 學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不夠

《農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)》是一門理論性、實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，但不是農(nóng)機(jī)專業(yè)的主干課程，在當(dāng)前傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教師更多的是灌輸式地為學(xué)生教授理論知識(shí)，學(xué)生大都只能被動(dòng)地接受試驗(yàn)設(shè)計(jì)的相關(guān)方法和理論，對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法具體運(yùn)用感悟不深。從復(fù)雜的公式推導(dǎo)到實(shí)際的應(yīng)用計(jì)算，概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)較差的學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程的過程中會(huì)覺得難度大，逐漸失去了對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣和積極性，從而導(dǎo)致不愿意花更多精力去學(xué)習(xí)[6]。此外，還有部分學(xué)生認(rèn)為該課程所講授的知識(shí)沒有很好的實(shí)踐運(yùn)用價(jià)值，進(jìn)而對(duì)該課程的學(xué)習(xí)失去興趣，最終無法達(dá)到該課程的教學(xué)目標(biāo)與要求。

3 農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革的思考及實(shí)踐

3.1 教學(xué)內(nèi)容改革

3.1.1 完善教材建設(shè)

教材質(zhì)量建設(shè)是提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段，同時(shí)，教材建設(shè)可以帶動(dòng)課程建設(shè)，也可以帶動(dòng)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革以及進(jìn)一步推動(dòng)教學(xué)質(zhì)量的提高與師資隊(duì)伍建設(shè)。為此，為加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容更新和教材建設(shè)，針對(duì)當(dāng)前《農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)》課程教材缺乏、內(nèi)容陳舊老化的問題，我院農(nóng)機(jī)教研室正嘗試《農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)與優(yōu)化》電子化的教材編纂，這本教材在內(nèi)容上刪繁就簡，即刪除陳舊過時(shí)的試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法理論和內(nèi)容，增加國內(nèi)外新的試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法和相關(guān)統(tǒng)計(jì)理論內(nèi)容，并增加excel等計(jì)算機(jī)軟件在試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生掌握該門課程的基本知識(shí)和基本技能，以適應(yīng)學(xué)科發(fā)展的需求。

3.1.2 創(chuàng)建專業(yè)例題庫

試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程涉及不少例題講解，但部分例題比較陳舊，且與農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)相關(guān)性不大，未能體現(xiàn)出專業(yè)性和前沿性，一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為此，創(chuàng)建專業(yè)的例題庫，精選一些緊跟時(shí)代步伐、涉及最新科技的試驗(yàn)背景，充分發(fā)揮多媒體教學(xué)形式多樣、信息量大、形象直觀的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合應(yīng)用試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法取得科研成果的成果范例，與學(xué)生進(jìn)行討論和講解，逐步培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題和創(chuàng)新的能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，更有利于學(xué)生對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)。比如在正交試驗(yàn)的實(shí)際案例教學(xué)中，專門選取一篇有代表性的農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的學(xué)術(shù)論文作為案例，從最初的選因素定水平、選擇正交表、確定試驗(yàn)方案到試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算分析，逐步給學(xué)生講授如何綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)，為學(xué)生畢業(yè)論文寫作及將來從事科研工作打基礎(chǔ)[7]。

3.2 授課方式改革

3.2.1 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)

農(nóng)業(yè)機(jī)械化及自動(dòng)化專業(yè)本科人才培養(yǎng)目標(biāo)逐漸由培養(yǎng)研究型人才轉(zhuǎn)向培養(yǎng)實(shí)踐能力強(qiáng)的高素質(zhì)應(yīng)用型高層次農(nóng)機(jī)專業(yè)人才，教學(xué)內(nèi)容也相應(yīng)地要進(jìn)行改革。作為專業(yè)課程的《農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)》的教學(xué)內(nèi)容既要吸納試驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)新方法，也要由闡述統(tǒng)計(jì)學(xué)原理為重點(diǎn)轉(zhuǎn)向?qū)W生實(shí)踐能力的培養(yǎng)和統(tǒng)計(jì)方法與計(jì)算機(jī)科學(xué)相結(jié)合的轉(zhuǎn)變，教學(xué)內(nèi)容符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)、具有適當(dāng)難度和廣度。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和計(jì)算機(jī)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)已成為當(dāng)前較受重視的教學(xué)模式。相對(duì)于傳統(tǒng)課堂而言，翻轉(zhuǎn)課堂更注重于學(xué)生課堂外的自主控制學(xué)習(xí)和課堂上的師生互動(dòng)交流，而教師的角色已經(jīng)從內(nèi)容的呈現(xiàn)者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的教練，更多地的去解答學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題[8]。鑒于農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程的性質(zhì)，將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于課堂教學(xué)在一定程度上可以解決上述課堂教學(xué)中存在的問題[9]。利用學(xué)校“課程中心”網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)課程翻轉(zhuǎn)目標(biāo)等內(nèi)容。主要包括：相關(guān)教學(xué)材料和學(xué)習(xí)精講視頻的上傳，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)；基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的課前、課后作業(yè)練習(xí)和測(cè)試，實(shí)現(xiàn)教學(xué)信息的及時(shí)反饋和教學(xué)效果的合理評(píng)價(jià)；最后改善課堂教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果。基于翻轉(zhuǎn)課堂特點(diǎn)，在實(shí)際教學(xué)中僅對(duì)一些選修章節(jié)（如多元線性回歸、多元回歸正交設(shè)計(jì)等）進(jìn)行了翻轉(zhuǎn)，對(duì)于課程重點(diǎn)掌握環(huán)節(jié)（正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)、方差分析等）仍然采用了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，有待進(jìn)一步形成完整的教學(xué)方法體系。

3.2.2 建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程

利用學(xué)校公共網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中的“課程中心”平臺(tái)建設(shè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)課程，共享教學(xué)PPT、試題庫、精選的案例及相關(guān)優(yōu)秀資源供學(xué)生在線學(xué)習(xí)。此外，在網(wǎng)絡(luò)課程中設(shè)立作業(yè)板塊和答疑版塊，加強(qiáng)與學(xué)生之間的交流與互動(dòng)，定期對(duì)學(xué)生的疑問進(jìn)行解答，從而及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，為下一步的教學(xué)提供參考，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、課內(nèi)學(xué)習(xí)和課外學(xué)習(xí)的有機(jī)結(jié)合。

3.2.3 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程是一門實(shí)用性及應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，而目前的26個(gè)課程學(xué)時(shí)中沒有實(shí)驗(yàn)課或上機(jī)課，使得學(xué)生所學(xué)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法沒有具體應(yīng)用或?qū)嵺`的機(jī)會(huì)，只處于理論掌握的階段，不利于學(xué)生對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的進(jìn)一步理解。因此，應(yīng)增設(shè)6～8個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課，使學(xué)生在學(xué)完相應(yīng)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法后通過實(shí)踐進(jìn)一步加深理解試驗(yàn)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)及步驟。與此同時(shí)，積極鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目訓(xùn)練，在實(shí)際科研訓(xùn)練中，學(xué)生針對(duì)所研究的課題收集資料，閱讀文獻(xiàn)，對(duì)研究內(nèi)容進(jìn)行合理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，得到數(shù)據(jù)以后，結(jié)合正交設(shè)計(jì)助手、excel等軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，使學(xué)生的科研創(chuàng)新能力得到顯著提升。

3.2.4 因材施教

學(xué)生是因材施教面向的主體對(duì)象，由于農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)偏重于數(shù)理統(tǒng)計(jì)方面的知識(shí)，為鞏固學(xué)習(xí)效果，學(xué)生需要大量課后練習(xí)。針對(duì)少數(shù)民族同學(xué)理解能力相對(duì)薄弱、整體教學(xué)效果不佳的情況，在實(shí)際的教學(xué)過程中要相應(yīng)地調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，更多的通過案例教學(xué)的方式去加強(qiáng)學(xué)生的理解認(rèn)知能力，此外在課堂上進(jìn)行隨堂小測(cè)進(jìn)一步了解學(xué)生掌握課程知識(shí)點(diǎn)的情況。

3.3 考核方式改革

農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程主要考核學(xué)生實(shí)際應(yīng)用試驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)的能力。根據(jù)課程特點(diǎn)，考核方式主要由平時(shí)表現(xiàn)（考勤、課堂提問、隨堂測(cè)試、網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)情況、課后作業(yè)）和期末測(cè)評(píng)兩部分組成。其中，平時(shí)成績占50%，期末測(cè)評(píng)成績占50%，大大增加了平時(shí)成績的比例。通過多種考核方式的結(jié)合，既全面考察了學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握情況，又促進(jìn)了學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的積極性，提高了學(xué)生具體實(shí)踐和應(yīng)用的能力，達(dá)到了教學(xué)目的。

4 結(jié)束語

試驗(yàn)設(shè)計(jì)是農(nóng)機(jī)專業(yè)學(xué)生必須掌握的一門工具，而試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程的開設(shè)為其今后解決工程設(shè)計(jì)及產(chǎn)品優(yōu)化等問題奠定了基礎(chǔ)。隨著社會(huì)的發(fā)展，課程教學(xué)應(yīng)適應(yīng)社會(huì)、科技和就業(yè)的需要，以培養(yǎng)學(xué)生思維能力、實(shí)踐能力為主要目的，不斷改革教學(xué)模式，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。

[1]何月娥，楊孝文.農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986.

[2]吳福環(huán).新疆少數(shù)民族高等教育的現(xiàn)狀與發(fā)展對(duì)策[J].新疆社會(huì)科學(xué)，2003，（6）:68～73.

[3]孫通.農(nóng)機(jī)專業(yè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)課程存在的問題及教學(xué)改革措施[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2015，（21）:332～333.

[4]周鑫斌，賴凡，劉峰.《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析》課程教學(xué)改革探索[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,28:16042～16043.

[5]李元，李慶，吳會(huì)杰.淺談《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理》課程教學(xué)改革的實(shí)踐與探索[J].教育教學(xué)論壇，2015，(25):158～159.

[6]田為軍，叢茜，任露泉.《試驗(yàn)設(shè)計(jì)》課程實(shí)踐性教學(xué)改革探索[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2013，11（2）：120～122.

[7]覃海元.高職《食品試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析》課程教學(xué)改革的探討[J].廣西輕工業(yè)，2007，（5）:117～118.

[8]師文添.高職實(shí)訓(xùn)室建設(shè)管理的思考[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2015,05:83～84+86.

[9]張鐵道，殷丙山，蔣明蓉，等.高等教育信息化的趨勢(shì)、挑戰(zhàn)及展望[J].北京教育(高教)，2014，Z1:9～12.

Research on Teaching Reform of Agricultural Machinery Experimental Design Course

Zhang Jing1，Guo Hui1，Han Chang-jie1，W en Jun-yan2，HuangW ei1，LiXue-lian1，Yang W an-zhang1※

(1.College ofMechanicaland Traffic,Xinjiang AgriculturalUniversity,Urumqi830052，China；2.College of Economy and Trad,Xinjiang AgriculturalUniversity.)

The agriculturalmachinery experimental design ismathematical statistical theory and methods in the study of agricultural field trialsand the like,isa professionalagriculturalmechanization courses.In this paper,agriculturalexperiment design teaching,for example,w ith the current reform of college and school practical new ideas,analysis of agricultural experimentdesign course the problems,and theagriculturalexperimentdesign teaching ideasandmethodswereexplored.

Agriculturalmachinery experimentaldesign；Teaching；Reform

10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2016.05.013

G420

A

1007-7782（2016）05-0046-03

2016-08-26

新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)2015年“翻轉(zhuǎn)課堂”課程改革項(xiàng)目

楊宛章