農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)三位一體實踐教學(xué)模式探索與實踐

黃玉祥，付作立，陳　軍

(西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西　楊凌　712100)

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農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)三位一體實踐教學(xué)模式探索與實踐

黃玉祥，付作立，陳軍

(西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西楊凌712100)

如何有效培養(yǎng)學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力是高校人才培養(yǎng)亟待解決的問題。農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)構(gòu)建了“基礎(chǔ)訓(xùn)練-創(chuàng)新訓(xùn)練-工程應(yīng)用”三位一體的實踐教學(xué)新模式，本文闡述了該模式的體系構(gòu)成、實施過程、取得成效及存在問題，以期為農(nóng)業(yè)工程人才實踐與創(chuàng)新能力提升提供借鑒與參考。

農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)；實踐教學(xué)；創(chuàng)新；實踐

一、引言

創(chuàng)新實踐教學(xué)模式，是提高高等教育質(zhì)量的重要途徑，也是人才培養(yǎng)工作的內(nèi)在需求。實踐教學(xué)的重點在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實踐操作能力，它是整個教學(xué)體系中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如何高效地培養(yǎng)學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力是人才培養(yǎng)中亟待解決的問題[1,2]。西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)(簡稱農(nóng)機化專業(yè))創(chuàng)建于1946年，是全國開辦最早的七個農(nóng)業(yè)機械化專業(yè)之一。針對傳統(tǒng)實踐教學(xué)模式單一、教學(xué)過程脫節(jié)、創(chuàng)新性教學(xué)環(huán)節(jié)過于單調(diào)等問題，從2012年開始，農(nóng)機化專業(yè)即推行“基礎(chǔ)訓(xùn)練-創(chuàng)新訓(xùn)練-工程應(yīng)用”三位一體實踐教學(xué)模式，整合開放各類實踐教學(xué)資源、搭建實踐教學(xué)平臺、組建實踐教學(xué)指導(dǎo)團隊，突破原有實踐教學(xué)體系，經(jīng)過3年的探索與實踐，總結(jié)提煉了三位一體實踐教學(xué)的創(chuàng)新模式，并摸索出一條農(nóng)業(yè)工程實踐教學(xué)深化改革的可行路徑。

二、“三位一體”實踐教學(xué)體系構(gòu)建

著力解決高等工程教育中的實踐性和創(chuàng)新性問題，是世界先進國家高等工程教育的成功經(jīng)驗。建立與學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)相適應(yīng)的實踐教學(xué)體系，有助于提高學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力[3-5]。低年級學(xué)生的實踐環(huán)節(jié)主要以課程實驗為主，往往功能單一；中、高年級的實踐環(huán)節(jié)盡管包括綜合實驗、校外實習(xí)等諸多內(nèi)容，但缺乏連貫性、系統(tǒng)性不強。為此，機電學(xué)院積極探索實踐教學(xué)模式，修訂了農(nóng)機化專業(yè)培養(yǎng)方案，構(gòu)建了“基礎(chǔ)訓(xùn)練-創(chuàng)新訓(xùn)練-工程應(yīng)用”三位一體的實踐教學(xué)體系。

三位一體實踐教學(xué)模式包括基礎(chǔ)訓(xùn)練、創(chuàng)新訓(xùn)練和工程應(yīng)用三個階段：(1)基礎(chǔ)訓(xùn)練為期3周，通過聘請相關(guān)領(lǐng)域資深專家、企業(yè)技術(shù)人員進行專題講座，結(jié)合企業(yè)、試驗基地調(diào)研，使學(xué)生了解和掌握專題調(diào)研、文獻檢索、科研選題、科研任務(wù)書撰寫的方法，注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，為提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力奠定基礎(chǔ)。(2)創(chuàng)新訓(xùn)練為期4周，在基礎(chǔ)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，依托大學(xué)生科創(chuàng)項目、科研競賽、教師科研課題、自選題目，一人一題，開展創(chuàng)新訓(xùn)練，要求學(xué)生在指導(dǎo)團隊協(xié)助下獨立完成創(chuàng)新設(shè)計，重在培養(yǎng)學(xué)生的探索能力和科學(xué)研究的能力。(3)工程應(yīng)用環(huán)節(jié)為期12周，貫通本科畢業(yè)設(shè)計全過程，將基礎(chǔ)訓(xùn)練和創(chuàng)新訓(xùn)練的成果，依托校企合作基地、各類實驗室、學(xué)校工程訓(xùn)練中心等，開展工程實踐活動，該環(huán)節(jié)重在強化學(xué)生的實踐操作和動手能力，增長實踐經(jīng)驗。

為提高三位一體實踐教學(xué)的實際效果，采取“團隊+責任導(dǎo)師”指導(dǎo)方式，提高指導(dǎo)的針對性[6]。具體措施如下：(1)組建農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)與裝備、農(nóng)產(chǎn)加工技術(shù)與裝備、智能農(nóng)機等多個團隊指導(dǎo)小組，每個團隊由4-6名教師和雙師型導(dǎo)師組成；(2)學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇相應(yīng)的指導(dǎo)團隊，在學(xué)生與團隊老師交流的基礎(chǔ)上，為每一名學(xué)生配備一名責任導(dǎo)師，具體負責學(xué)生各個實踐環(huán)節(jié)的指導(dǎo)工作；(3)以團隊指導(dǎo)小組為單元，定期舉辦團隊交流活動，學(xué)生匯報不同階段的學(xué)習(xí)進展，團隊老師給予指導(dǎo)，責任導(dǎo)師負責監(jiān)督學(xué)生落實。

三位一體實踐教學(xué)模式以“強化指導(dǎo)、多元訓(xùn)練、突出創(chuàng)新、注重應(yīng)用”為原則，在“團隊+責任導(dǎo)師”指導(dǎo)下，以集中訓(xùn)練和自由提升的方式，持續(xù)開展基礎(chǔ)訓(xùn)練、創(chuàng)新訓(xùn)練和工程應(yīng)用活動，達到學(xué)生在合作研究與探究中獲取知識的目標，從而提高學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力。

三、三位一體實踐教學(xué)模式的實施過程與內(nèi)容

三位一體實踐教學(xué)模式既是循序漸進的連續(xù)過程，同時又有各自的側(cè)重內(nèi)容，在實施過程中采取以下步驟和方法。

(一)基礎(chǔ)訓(xùn)練，重在掌握方法

基礎(chǔ)訓(xùn)練的內(nèi)容主要包括文獻檢索、專題講座、科研選題、科研任務(wù)書撰寫方法、科研項目實施過程等方面。采取集體授課、課外練習(xí)、課堂總結(jié)交流的方式進行基礎(chǔ)訓(xùn)練。聘請圖書館專業(yè)教師講授科研文獻、專利、標準的檢索方法，為學(xué)生開展研究提供基礎(chǔ)。聘請知名農(nóng)機企業(yè)、農(nóng)機研究所資深專家結(jié)合自身科研實踐開展系列講座活動，通過專業(yè)講座，讓學(xué)生更好地了解專業(yè)領(lǐng)域的研究進展，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣?？蒲腥蝿?wù)書撰寫訓(xùn)練主要從項目背景和意義、研究目標和內(nèi)容、擬采取的技術(shù)方案、主要技術(shù)難點、可行性分析等內(nèi)容，重在培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。科研任務(wù)實施過程訓(xùn)練主要以典型農(nóng)機裝備的研發(fā)過程為例，從立項到人員組織、方案論證、關(guān)鍵技術(shù)與裝置研究、樣機試制、性能參數(shù)優(yōu)化等方面，重點分析出現(xiàn)的問題及采取的解決方法，通過介紹研發(fā)農(nóng)機裝備的全過程，加深學(xué)生對科研實施過程的了解，培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)。

(二)創(chuàng)新訓(xùn)練，重在培養(yǎng)能力

在基礎(chǔ)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，開展為期4周的科研創(chuàng)新訓(xùn)練。創(chuàng)新訓(xùn)練的目標是提出具體的設(shè)計方案，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。具體的實施過程如下：1.確定研究題目。在和責任導(dǎo)師充分交流的基礎(chǔ)上，依托大學(xué)生科創(chuàng)項目、科研競賽、教師科研課題或?qū)W生自選課題，確定創(chuàng)新訓(xùn)練內(nèi)容，鼓勵學(xué)生開展交叉研究。2.開展方案論證。以團隊指導(dǎo)小組為單元，進行方案論證研討，指導(dǎo)小組和其他學(xué)生自由發(fā)言，對學(xué)生的初步設(shè)計或?qū)嶒灧桨高M行質(zhì)詢，提出相關(guān)修改建議。3.方案實施。學(xué)生通過進一步分析與比較，確定最終實施方案。要求每位學(xué)生都要分析問題、提出質(zhì)疑或改進優(yōu)化方案，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)分析問題和解決問題的能力。責任教師與學(xué)生進行一對一的指導(dǎo)與交流，負責在實施過程中指導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)、合理、深入的研究。4.進行學(xué)術(shù)交流，總結(jié)研究成果。開展團隊學(xué)術(shù)交流活動，總結(jié)項目完成情況和實施過程的經(jīng)驗，對項目的后續(xù)研究提出設(shè)想。通過項目實踐，對科研方法進行總結(jié)和歸納，提升學(xué)生科學(xué)思維能力和實踐方法[7]。最后對成績突出，取得較大進展，并且預(yù)期能夠得到突破的項目，學(xué)院給予資金資助，開展后續(xù)研究。

(三)工程應(yīng)用，重點突出實踐

工程應(yīng)用階段是在基礎(chǔ)訓(xùn)練和創(chuàng)新訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，強調(diào)實踐操作能力的培養(yǎng)。充分發(fā)揮校企合作基地、工程訓(xùn)練中心、專業(yè)實驗室的作用，在團隊指導(dǎo)小組的指導(dǎo)下，對基礎(chǔ)訓(xùn)練和創(chuàng)新設(shè)計的內(nèi)容進行工程實踐。對于設(shè)計類課題，要求學(xué)生必須具備較強的專業(yè)理論水平，在12周的集中訓(xùn)練時間內(nèi)，通過富有經(jīng)驗的實踐導(dǎo)師的指導(dǎo)，獨立開展設(shè)計，掌握各機構(gòu)和關(guān)鍵零部件的設(shè)計原理，完成樣機圖紙、了解加工、制造方法，熟悉性能試驗規(guī)范。對于部分進展較快的研究課題，鼓勵學(xué)生制作實物，完成加工、制造、調(diào)試，性能檢測試驗以及優(yōu)化研究的整個過程。對于實驗類課題，要求學(xué)生借助數(shù)字化土槽、精密排種器試驗臺、離散元、有限元等先進試驗平臺和儀器，完成整個實驗的設(shè)計、試驗與分析。在工程應(yīng)用階段，通過讓學(xué)生開展工程實踐，切實培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和實踐能力[8]。

四、深入推進三位一體實踐教學(xué)模式的思考

通過三位一體實踐教學(xué)模式的實施，學(xué)生實踐與創(chuàng)新能力顯著提升，人才培養(yǎng)質(zhì)量明顯提高。學(xué)生參與大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃和各類科研項目的積極性顯著提高。2015屆該專業(yè)畢業(yè)生獲得授權(quán)專利11項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文5篇，獲得各類競賽獎勵5項。相關(guān)教學(xué)研究成果獲得2015年陜西省教學(xué)成果二等獎?？傮w看，三位一體實踐教學(xué)模式取得了較好的實施效果，但仍然需要在教學(xué)資源的分配、學(xué)生和教師積極性的調(diào)動、校企合作機制與雙師型導(dǎo)師隊伍建設(shè)等方面做出更多的努力[9,10]。

1. 實踐教學(xué)資源安排應(yīng)更加合理。三位一體實踐教學(xué)項目實施過程中，為了讓學(xué)生充分參與工程實踐，保證實驗裝置或關(guān)鍵部件的設(shè)計、加工、制造，對實驗設(shè)備、用品、場地等硬件資源和實驗室的開放時間和使用要求較高，客觀上要求實驗室具有更加合理的資源分配和使用機制，在提高資源使用效率的同時，切實保證學(xué)生的個性化需求。建議專業(yè)實驗室使用數(shù)字化教學(xué)管理系統(tǒng)或?qū)嶒炇揖W(wǎng)絡(luò)預(yù)約平臺，例如3D打印實驗室開展微信預(yù)約平臺，學(xué)生可以通過微信預(yù)約平臺查詢實驗室近期的實驗安排，以便合理安排零部件加工、制造的工作計劃。

2. 成果評價和工作激勵有待完善。在三位一體實踐教學(xué)培養(yǎng)模式中，教師和學(xué)生投入實踐環(huán)節(jié)的時間和精力大大增加。從學(xué)生方面看，三位一體實踐教學(xué)涉及的知識面較寬，知識點比較多，且強調(diào)獨立探索和實踐動手，學(xué)生需要投入更多的精力把相關(guān)知識融會貫通后，才能完成三個階段的學(xué)習(xí)目標和任務(wù)。另外，學(xué)生的實踐內(nèi)容和成果豐富多樣，難以用統(tǒng)一的評價標準衡量。就教師而言，三位一體實踐教學(xué)模式需要教師時刻關(guān)注學(xué)生不同階段的實施進展，對學(xué)生實行多對一和一對一的雙重指導(dǎo)，這對教師的專業(yè)知識和實驗技能要求較高，需要教師投入更多的時間和精力?，F(xiàn)階段雖然大多數(shù)教師和學(xué)生積極參與三位一體實踐教學(xué)模式，但由于教學(xué)管理、評價和激勵機制尚不完善，仍然有一部分學(xué)生和教師投入時間和精力不足，影響了實踐教學(xué)效果。

3. 雙師型導(dǎo)師隊伍建設(shè)亟待加強。師資水平是影響三位一體實踐教學(xué)效果的一個關(guān)鍵因素。目前，農(nóng)機化專業(yè)指導(dǎo)團隊教師有32人，其中擁有在工程教育與工程實踐方面有豐富經(jīng)驗的雙師型導(dǎo)師8名。從近3年學(xué)生的反饋結(jié)果看，學(xué)生對雙師型導(dǎo)師的需求越來越迫切，希望他們在創(chuàng)新設(shè)計、工程應(yīng)用環(huán)節(jié)發(fā)揮更多的作用。三位一體教學(xué)模式的實施需要建立一支理論知識強、實踐經(jīng)驗豐富的導(dǎo)師隊伍。迫切聘請理論造詣深、具有豐富工程實踐經(jīng)歷的高級專業(yè)技術(shù)人員和高級管理人員，從事實踐教學(xué)理論研究，進行實踐教學(xué)指導(dǎo)，為學(xué)生的全面發(fā)展、個性化發(fā)展、主動實踐和可持續(xù)發(fā)展做好引導(dǎo)工作[11]。

基于以上主要問題，下一步擬進行的主要工作包括：(1)為三位一體實踐教學(xué)提供充分的資源保障。確保生均實驗經(jīng)費超過1000元，滿足學(xué)生對實驗耗材的需要；開放各類實驗室，為學(xué)生合理計劃并執(zhí)行實踐教學(xué)提供保障；推進校企合作的深度，讓學(xué)生走進企業(yè)和科研院所，發(fā)揮社會資源的教育教學(xué)作用；聘請和培養(yǎng)一批科技型企業(yè)家、資深工程師為雙師型導(dǎo)師，直接為學(xué)生授課或指導(dǎo)學(xué)生進行創(chuàng)新訓(xùn)練和工程實踐，提高實踐培養(yǎng)效果。(2)健全三位一體實踐教學(xué)的評價和激勵機制。學(xué)生方面，通過學(xué)生自評、團隊小組學(xué)生評價、責任導(dǎo)師評價、團隊指導(dǎo)小組評價等方式，對學(xué)生在三位一體實踐過程中的投入與產(chǎn)出進行全方位的評估，完善持續(xù)資助制度，吸引與激勵學(xué)生開展實踐教學(xué)活動。教師方面，加大對參與三位一體實踐教學(xué)的優(yōu)秀指導(dǎo)團隊和責任教師的獎勵力度，對教師的教學(xué)投入進行科學(xué)合理的評價和激勵，鼓勵教師更好地參與到三位一體實踐教學(xué)的指導(dǎo)工作中。

(責任編輯：徐建平)

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Innovation of Practical Teaching Mode for Agricultural Mechanization and Automation Specialty

HUANG Yu-xiang, FU Zuo-li, CHEN Jun

(Northwest A&F University, Yangling 712100,China)

How to effectively train practice and innovation ability of undergraduates is a urgent problem to be solved in the university talents training. A practical teaching mode with “basic training-innovation training-engineering application” is built for agricultural mechanization and automation specialty, this paper explains connotation, implementation process, acquisition result and existing problems of the practical teaching mode, which will provide experience and reference for promoting practice and innovation ability of talents in agriculture engineering.

agricultural mechanization and automation specialty;practical teaching;innovation；practice

G640

A

1671-9719(2016)9-0022-03

黃玉祥(1980-)，男，寧夏中寧人，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向為農(nóng)業(yè)工程。

2016-07-11

2016-07-30

教育部卓越農(nóng)林人才和陜西省教育廳“農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)綜合改革項目”(Z105021310，Z105021502)；西北農(nóng)林科技大學(xué)教學(xué)改革重點項目“農(nóng)機化專業(yè)人才個性化培養(yǎng)模式創(chuàng)新與實踐研究”(JY1502018)；陜西省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題“個性化培養(yǎng)模式下農(nóng)業(yè)機械類本科人才實踐創(chuàng)新教學(xué)體系研究”(SGH140539)。