新工科驅(qū)動下農(nóng)機專業(yè)微機原理課程教學(xué)研究

張洪洲 弋曉康

【摘 要】目前，隨著新工科理念的提出，對農(nóng)機專業(yè)微型計算機原理與接口技術(shù)課程教學(xué)有了新的要求；農(nóng)機專業(yè)微型計算機原理與接口技術(shù)課程教學(xué)團隊建設(shè)需要進一步加強與完善以適應(yīng)新時代新工科的要求；一直以來，塔里木大學(xué)農(nóng)機專業(yè)的學(xué)生就業(yè)前景都比較好，畢業(yè)生就業(yè)率屢創(chuàng)新紀(jì)錄；在保持良好態(tài)勢基礎(chǔ)上，為適應(yīng)新時代新工科的培養(yǎng)要求，微型計算機原理與接口技術(shù)課程作為農(nóng)業(yè)機械化與自動化專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課在教學(xué)過程中，也要進行調(diào)整。微型計算機原理與接口技術(shù)課程涵蓋了自動控制設(shè)計的各個環(huán)節(jié)，既有理論，也有實踐性教學(xué)，在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，理論教學(xué)占絕大部分，實踐性教學(xué)部分比較少；根據(jù)目前的背景下，結(jié)合微型計算機原理與接口技術(shù)課程的結(jié)構(gòu)特點，對其教學(xué)方法進行研究，以期滿足新工科的需要。

【關(guān)鍵詞】新工科；農(nóng)機；微機；教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）32-0111-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.32.051

【Abstract】At present， with the proposition of new subject concept， there are new requirements for the teaching of Microcomputer Principle and interface technology course in agricultural machinery specialty； the teaching team construction of Microcomputer Principle and interface technology course in agricultural machinery specialty needs to be further strengthened and perfected to meet the requirements of new era and new subject； Tarim University has always been The employment prospects of students majoring in agricultural machinery are good， and the employment rate of graduates has been record-breaking； on the basis of maintaining a good situation and adapting to the requirements of the new era and new disciplines， the course of Microcomputer Principles and interface technology， as a basic course of agricultural mechanization and automation， should also be advanced in the teaching process. Adjustment. Microcomputer Principles and Interface Technology Course covers all aspects of automatic control design， both theoretical and practical teaching， in the traditional teaching process， theoretical teaching accounts for the majority， practical teaching part is relatively small； according to the current background， combined with Microcomputer Principles and Interface Technology Course The teaching methods are studied in order to meet the needs of new engineering.

【Key words】New engineering； Microcomputer Principle； Agricultural machinery； Teaching

微型計算機原理與接口技術(shù)課程作為農(nóng)業(yè)機械化與自動化專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，一般都在第六學(xué)期開設(shè)；課程教學(xué)大綱與理工科的微機原理課程大綱有一些區(qū)別。農(nóng)業(yè)機械化與自動化專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程之前，已經(jīng)開設(shè)了控制工程導(dǎo)論等課程，對自動化有了一定的認(rèn)識，有一定的理論基礎(chǔ)；但和電氣化等學(xué)科同年級相比，農(nóng)業(yè)機械化與自動化專業(yè)學(xué)生的自動化基礎(chǔ)還是比較弱，并且自動化類課程的實踐性教學(xué)所占比重較小[1-5]；鑒于此，微型計算機原理與接口技術(shù)課程作為農(nóng)業(yè)機械化與自動化專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，需要改變并調(diào)整現(xiàn)有的一些教學(xué)方法來適應(yīng)新工科的要求，去掉一些不符合新工科發(fā)展需要的教學(xué)方式，保留傳統(tǒng)微型計算機原理與接口技術(shù)的教學(xué)精華部分，在此基礎(chǔ)上，研究新的微型計算機原理與接口技術(shù)課程教學(xué)模式；使學(xué)生認(rèn)識到微型計算機原理與接口技術(shù)這門課在農(nóng)業(yè)機械化與自動化研發(fā)與生產(chǎn)過程中的重要性，以及所學(xué)的知識如何應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。

1 新工科驅(qū)動下的微機原理教學(xué)模式

在國家“一帶一路”戰(zhàn)略布局和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團“向南發(fā)展”戰(zhàn)略舉措下，在新時代新工科的輻射下，南疆地區(qū)新工科人才培養(yǎng)面臨新機遇、新挑戰(zhàn)。南疆地區(qū)的發(fā)展急需既懂得基本農(nóng)業(yè)知識又掌握自動化技術(shù)的應(yīng)用型新工科人才。關(guān)鍵是培養(yǎng)控制理念、控制思維、控制能力和控制素養(yǎng)的農(nóng)業(yè)機械化與自動化人才。在工科專業(yè)辦學(xué)實踐中，研究和跟蹤南疆地區(qū)整體戰(zhàn)略布局及行業(yè)需求與變化趨勢，開展各專業(yè)評估與診斷，調(diào)整優(yōu)化工科自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方案。定位“立足南疆，面向南疆、服務(wù)南疆”，確定“能力導(dǎo)向，強化實踐、突出應(yīng)用、教科融合”的農(nóng)業(yè)機械化與自動化專業(yè)人才培養(yǎng)理念。

通過系統(tǒng)化的制度與條件建設(shè)，夯實農(nóng)業(yè)機械化與自動化人才專業(yè)知識教育基礎(chǔ)，多環(huán)節(jié)的反復(fù)實踐與生產(chǎn)磨煉，提升農(nóng)業(yè)機械化與自動化專業(yè)人才技能培育質(zhì)量。

微型計算機原理與接口技術(shù)課程理論性強、內(nèi)容抽象、難于理解；并且在以往的自動化課程教學(xué)中，沒有實驗教學(xué)，只有理論教學(xué)；基于以上因素，教學(xué)團隊教師采用四梯層對微型計算機原理與接口技術(shù)課程解析并進行遞進式教學(xué)，第一梯層：在實驗平臺支撐下，結(jié)合經(jīng)典實驗（PID控制模擬實驗、慣性環(huán)節(jié)仿真實驗等），利用PBL教學(xué)手段，使學(xué)生對微型計算機原理與接口技術(shù)課程內(nèi)容 “是什么（What）”有了直觀并且可視化的認(rèn)識，教學(xué)不再枯燥，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)微型計算機原理與接口技術(shù)課程的興趣；第二梯層：在校企平臺支撐下，結(jié)合工程實例（根據(jù)阿拉爾自來水公司水壓控制系統(tǒng)演變的水壓控制模型等），融合OBE，使學(xué)生知道所學(xué)的微型計算機原理與接口技術(shù)課程理論“用在哪兒（Where）”，提高了微型計算機原理與接口技術(shù)課程的教學(xué)效果；第三梯層：在科研平臺支撐下，結(jié)合科研項目（“紅棗清洗”項目中的超聲波控制和水溫控制系統(tǒng)等），教師科研項目伴隨式學(xué)習(xí)，弄清楚了微型計算機原理與接口技術(shù)課程理論知識“如何應(yīng)用（How）”，鍛煉并提高學(xué)生實踐動手能力；第四梯層：在創(chuàng)新平臺支撐下，結(jié)合學(xué)科競賽（全國東方紅杯智能農(nóng)機大賽--智能機械臂控制），基于CDIO手段，教師針對不同競賽對學(xué)生進行針對性的輔導(dǎo)的“一賽一帶”方式，使學(xué)生懂得了針對微型計算機原理與接口技術(shù)理論應(yīng)用方面“怎么創(chuàng)新（How）”，并且提高了學(xué)生創(chuàng)新能力。

“三態(tài)化”南疆特色的自動化創(chuàng)新型人才培育機制的運行有效的促進了培育計劃，教學(xué)場地、主講教師與管理人員穩(wěn)態(tài)化，教學(xué)體系應(yīng)用常態(tài)化，培養(yǎng)對象吞吐動態(tài)化。在教學(xué)體系實施過程中，實驗課程面向授課班級內(nèi)全體學(xué)生，有興趣的大部分學(xué)生參與教師科研項目，進行科研訓(xùn)練，有潛質(zhì)的小部分學(xué)生進入創(chuàng)新平臺訓(xùn)練，參與學(xué)科競賽，通過效果反饋通道，開放式教學(xué)體系在實施中不斷改進與完善，在改進與完善中不斷實施，螺旋上升式培育學(xué)生，為新疆培養(yǎng)了大批的具有地域特色的農(nóng)業(yè)機械化與自動化專業(yè)人才。

2 新工科驅(qū)動下的微機原理典型例題分析

農(nóng)業(yè)機械化與自動化專業(yè)學(xué)生的就業(yè)大致分布在兵團直屬的團場，農(nóng)業(yè)推廣站以及一些相關(guān)的農(nóng)業(yè)性質(zhì)的事業(yè)單位。隨著新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平的不斷提高，這些單位要求員工對農(nóng)業(yè)機械的性能，維修等方面要求不斷地提高，而微型計算機原理與接口技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用越來越廣泛，因此，農(nóng)業(yè)機械化與自動化專業(yè)的微型計算機原理與接口技術(shù)要滿足新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的需要。在授課過程中，有所針對性，每一個科研項目衍生的例題的選取都要和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)。

例：在微型計算機原理與接口技術(shù)授課過程中，我們經(jīng)常會遇到的一個設(shè)計題，紅棗清洗控制系統(tǒng)的設(shè)計。針對這個題，我們可以引入新的教學(xué)模式。首先根據(jù)所學(xué)的知識設(shè)計出控制系統(tǒng)的框架并畫出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，確定控制策略，畫出系統(tǒng)軟件流程圖，完成軟件設(shè)計，仿真運行，完成硬件搭建與調(diào)試。這樣科研項目衍生出來的例題更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

3 結(jié)束語

以上是我們課題組對新工科驅(qū)動下引進新的微型計算機原理與接口技教學(xué)模式的一些探討。在近期的微型計算機原理與接口技教學(xué)中，取得了一些成績，進一步激發(fā)了農(nóng)業(yè)機械化與自動化專業(yè)學(xué)生對微型計算機原理與接口技課的興趣，提高了微型計算機原理與接口技課程教學(xué)質(zhì)量。

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