“大類招生”模式下農(nóng)業(yè)機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)課程體系改革探索與研究

劉 洋，肖 萍，劉銀萍，馬少騰，宋 丹

（新疆工程學(xué)院，830023，新疆烏魯木齊）

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革促使對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械人才應(yīng)具備的能力素質(zhì)的要求發(fā)生了變化，不僅要精通農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)和技能，還需要具備廣博的通識(shí)知識(shí)和寬厚的學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)[1]?！按箢愓猩蹦Ｊ较聦W(xué)生在大一、大二學(xué)習(xí)更為豐富、寬廣的知識(shí)，進(jìn)入高年級(jí)后可以結(jié)合自己的成績(jī)、興趣和特長(zhǎng)在同一學(xué)科下自主選擇專業(yè)，可有效保證專業(yè)興趣的挖掘和培養(yǎng)[1-2]。2001年北京大學(xué)的“元培計(jì)劃” 是我國(guó)高校大類招生的起點(diǎn)，隨后我國(guó)各大高校紛紛開展“大類招生”試點(diǎn)工作，如北京科技大學(xué)的“工科實(shí)驗(yàn)班”、北京航空航天大學(xué)的北航學(xué)院、中南大學(xué)按學(xué)科大類招生等。

隨著近年來科技革命的飛速發(fā)展，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、智能化是大勢(shì)所趨，我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)對(duì)具備農(nóng)機(jī)智能化知識(shí)的機(jī)械專業(yè)人才的需求缺口還很大。農(nóng)業(yè)機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課在復(fù)合型機(jī)械工程人才培養(yǎng)中有著非常重要的地位，也是學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)核心課程和掌握專業(yè)技能的基石[3]。新疆工程學(xué)院作為應(yīng)用型本科院校，承擔(dān)著為新疆地區(qū)棉花、玉米等農(nóng)作物機(jī)械化、智能化發(fā)展輸送工程人才的使命，“大類招生”培養(yǎng)模式遵循“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)口徑、淡化專業(yè)方向”的原則，符合當(dāng)前新疆對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械人才的要求，是該校人才培養(yǎng)改革的新要求，也是必然的選擇。

1 農(nóng)業(yè)機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課介紹

農(nóng)業(yè)機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課主要包含“機(jī)械制圖”（含AutoCAD 制圖）、“金屬工藝學(xué)”、“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”和“互換性與技術(shù)測(cè)量”等4 門課程，是機(jī)械類學(xué)生必修的核心專業(yè)基礎(chǔ)課?！皺C(jī)械制圖”（含CAD 制圖）主要研究運(yùn)用正投影法繪制工程圖樣；通過“金屬工藝學(xué)”學(xué)習(xí)，學(xué)生主要掌握金屬零件制造工藝方法，建立機(jī)械制造生產(chǎn)過程概念；“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)” 主要研究常用機(jī)構(gòu)和通用零件的工作原理、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；“互換性與技術(shù)測(cè)量” 則將機(jī)械設(shè)計(jì)和制造工藝緊密聯(lián)系起來，從“精度”與“誤差”兩個(gè)方面合理解決產(chǎn)品使用要求與制造工藝之間的矛盾，保證產(chǎn)品質(zhì)量。通過4 門專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠形成基本的工程意識(shí)，具備解決工程問題的基本知識(shí)和能力。

2 機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課現(xiàn)狀分析

我國(guó)農(nóng)業(yè)由小農(nóng)經(jīng)濟(jì)逐步向規(guī)?；l(fā)展，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械人才的需求也開始由“高精?！?向復(fù)合型人才轉(zhuǎn)變，按專業(yè)招生、按學(xué)科體系組織課程的模式已經(jīng)不能滿足我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的要求[4-5]。近年來，大類招生成為各大高校人才培養(yǎng)方式改革的重點(diǎn)方向，在此背景下農(nóng)業(yè)機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課程主要存在如下問題。

2.1 課程“各成體系”，缺乏連貫和融合性

農(nóng)業(yè)機(jī)械類4 門專業(yè)基礎(chǔ)課，都包含了詳細(xì)的設(shè)計(jì)和加工知識(shí)，整體體系完善健全，但各門課程卻“各成體系”。課程之間鏈接斷點(diǎn)多，每門課程都強(qiáng)調(diào)面面俱到，導(dǎo)致有些內(nèi)容在不同課程中重復(fù)出現(xiàn)。例如公差與配合的內(nèi)容既在“機(jī)械制圖”中講解，也在“互換性與技術(shù)測(cè)量”中講解。有些內(nèi)容前后脫節(jié)、顛倒，比如軸、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，螺紋、鍵、軸承等標(biāo)準(zhǔn)件的類型、參數(shù)、特點(diǎn)等都是“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”的內(nèi)容，而這些結(jié)構(gòu)和零部件的畫法則是“機(jī)械制圖”的內(nèi)容，大一學(xué)完畫法，大二在“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”中才應(yīng)用，形成知識(shí)間斷。學(xué)生在學(xué)時(shí)不知道有什么用，等到需要用時(shí)又忘記了，既不利于學(xué)生學(xué)習(xí)能動(dòng)性、主動(dòng)性的培養(yǎng)，又浪費(fèi)了學(xué)校課時(shí)，學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)不能融會(huì)貫通，難以形成整體的知識(shí)體系。

2.2 重理論，輕實(shí)踐

我國(guó)高等工科院校長(zhǎng)期以來形成的重理論知識(shí)傳授、輕實(shí)踐能力培養(yǎng)的傳統(tǒng)慣性依然強(qiáng)勢(shì)存在[6]。大量教師缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，更沒有下過農(nóng)田，在課堂中注重理論知識(shí)的講解，而對(duì)實(shí)踐過程、具體應(yīng)用場(chǎng)景關(guān)注較少。多年來農(nóng)業(yè)機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)踐環(huán)節(jié)題目單一、陳舊且少有針對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的內(nèi)容，多為減速器、帶式輸送機(jī)等傳統(tǒng)通用機(jī)械。學(xué)生網(wǎng)上可以找到大量的資料，抄襲嚴(yán)重，導(dǎo)致雖然學(xué)完專業(yè)基礎(chǔ)課，卻無法獨(dú)立完成農(nóng)業(yè)機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單農(nóng)機(jī)的設(shè)計(jì)。同時(shí)，現(xiàn)有專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)踐環(huán)節(jié)獨(dú)立設(shè)置，學(xué)生學(xué)一塊是一塊，很難在不同課程所學(xué)知識(shí)之間建立聯(lián)系，專業(yè)基礎(chǔ)課的整體性和系統(tǒng)性很難在學(xué)生腦海中形成，很多學(xué)生甚至到畢業(yè)都沒有形成完整的設(shè)計(jì)概念，畢業(yè)設(shè)計(jì)畫出一張完整的零件圖和裝配圖都困難重重，設(shè)計(jì)信息缺失，關(guān)聯(lián)信息相互矛盾。

2.3 與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系不緊密

農(nóng)業(yè)機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課課程中涉及的機(jī)械結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝的優(yōu)缺點(diǎn)等眾多內(nèi)容，都需要輔以實(shí)踐幫助學(xué)生理解記憶[7]，但是我國(guó)大多數(shù)高校都是在理論講解完后再帶領(lǐng)學(xué)生在教室或?qū)嶒?yàn)室進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中缺乏感性認(rèn)知，實(shí)踐能力也不能得到很好鍛煉。另外，現(xiàn)階段教材案例多是簡(jiǎn)化后的模型，如點(diǎn)線面、圓柱、棱柱、曲柄滑塊、雙搖桿機(jī)構(gòu)等；部分非簡(jiǎn)化的模型也是典型機(jī)械零部件和典型機(jī)械裝置，如蝸輪蝸桿、漸開線齒輪、減速器、油泵等。這些載體可以很好地闡釋相關(guān)理論知識(shí)，但大部分為單一結(jié)構(gòu)或裝置，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際問題關(guān)聯(lián)不緊密，學(xué)生無法將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到解釋身邊的現(xiàn)象與分析具體的農(nóng)業(yè)機(jī)械問題中，授課過程缺乏農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用場(chǎng)景。

3 大類招生模式下改革農(nóng)業(yè)機(jī)械類基礎(chǔ)課程體系

3.1 梳理課程內(nèi)容，建立農(nóng)業(yè)機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課程體系

依據(jù)新的“大類招生”人才培養(yǎng)方案，以農(nóng)業(yè)機(jī)械綜合設(shè)計(jì)能力為導(dǎo)向，梳理4 門專業(yè)基礎(chǔ)課內(nèi)容，注重課程之間的銜接和知識(shí)內(nèi)容的融合，刪除不必要的重復(fù)課程內(nèi)容，關(guān)注知識(shí)應(yīng)用和工程意義，構(gòu)建厚基礎(chǔ)、寬口徑、重素質(zhì)培養(yǎng)路徑下的農(nóng)機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課程體系。例如：取消互換性與測(cè)量技術(shù)課程，將尺寸公差的定義、標(biāo)注及標(biāo)準(zhǔn)融入零件圖、裝配圖相關(guān)內(nèi)容中；表面粗糙度、形位公差的定義及作用結(jié)合零件的加工成型方法進(jìn)行講授；將如何正確選擇公差與配合融入機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)中，結(jié)合零件與傳動(dòng)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行講解，有利于學(xué)生進(jìn)一步理解公差配合的工程意義和選用原則。

3.2 結(jié)合新疆地方特色產(chǎn)業(yè)，建設(shè)課程資源

結(jié)合新疆棉花產(chǎn)業(yè)，以行業(yè)典型機(jī)械零件、產(chǎn)品和裝備為基礎(chǔ)，建立包括動(dòng)畫、視頻資料、模擬仿真、三維模型、知識(shí)鏈接等在內(nèi)的資源庫，還可將大賽作品、科研成果轉(zhuǎn)化為案例項(xiàng)目。如：采棉機(jī)、玉米脫粒機(jī)、殘膜回收機(jī)、自動(dòng)喂食機(jī)等農(nóng)業(yè)典型機(jī)械設(shè)備，草方格種植機(jī)、全自動(dòng)清淤機(jī)器人等由大學(xué)生競(jìng)賽項(xiàng)目轉(zhuǎn)化的案例項(xiàng)目，如圖1 所示。同時(shí)，要及時(shí)更新擴(kuò)展專業(yè)基礎(chǔ)課內(nèi)容和案例項(xiàng)目，將符合當(dāng)前新疆地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的新標(biāo)準(zhǔn)、新工藝和新技術(shù)等帶入課堂，剔除在實(shí)際生產(chǎn)過程中已經(jīng)淘汰的工藝技術(shù)等，保證課程內(nèi)容資源的先進(jìn)性和時(shí)代性。

圖1 農(nóng)機(jī)專業(yè)課程資源案例

3.3 重視實(shí)踐，貼近工程實(shí)際構(gòu)建實(shí)踐項(xiàng)目

依據(jù)機(jī)械工程學(xué)科大類招生培養(yǎng)要求，構(gòu)建典型機(jī)械零部件與基于新疆地區(qū)棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展的農(nóng)業(yè)典型機(jī)械設(shè)備相結(jié)合的實(shí)踐項(xiàng)目，將4 門課程內(nèi)容整合到具體的項(xiàng)目中，項(xiàng)目構(gòu)建過程如圖2 所示。將分散的知識(shí)點(diǎn)有機(jī)統(tǒng)一起來，有效銜接不同課程知識(shí)，如零部件數(shù)字化設(shè)計(jì)創(chuàng)新項(xiàng)目、農(nóng)業(yè)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計(jì)與分析項(xiàng)目、典型農(nóng)業(yè)機(jī)械性能仿真與分析項(xiàng)目、農(nóng)業(yè)機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐等。項(xiàng)目由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，滿足不同層次學(xué)生需求，建立專業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)踐基地，讓學(xué)生在“學(xué)中做，做中學(xué)”，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械系統(tǒng)完整認(rèn)識(shí)，對(duì)所學(xué)知識(shí)不再感到抽象、零碎。還可以借助學(xué)生科技社團(tuán)開展創(chuàng)新性實(shí)踐項(xiàng)目，如機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)社團(tuán)、制圖技術(shù)社團(tuán)等。

圖2 農(nóng)機(jī)專業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目構(gòu)建過程

3.4 注重團(tuán)隊(duì)建設(shè)，提升教師素質(zhì)

突破專業(yè)課教師行政體系，以農(nóng)業(yè)機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課為依托，建立一支綜合能力強(qiáng)、素質(zhì)高的教師團(tuán)隊(duì)，是課程體系建設(shè)、課程質(zhì)量提升和綜合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的根本。通過磨課、經(jīng)驗(yàn)分享和課堂觀摩等日?；顒?dòng)，提高團(tuán)隊(duì)教師整體素質(zhì)，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)凝聚力。有計(jì)劃地安排相關(guān)教師到鐵建、重工等農(nóng)機(jī)設(shè)備企業(yè)掛職鍛煉，加大教師技能培訓(xùn)力度，打造雙師型教師隊(duì)伍，促進(jìn)教師實(shí)踐能力的提高；鼓勵(lì)青年教師外出參加農(nóng)機(jī)企業(yè)調(diào)研和學(xué)術(shù)會(huì)議，了解當(dāng)前農(nóng)機(jī)企業(yè)需求和新技術(shù)、新知識(shí)，進(jìn)而提升課程內(nèi)容的時(shí)代性、先進(jìn)性和科學(xué)性；積極聯(lián)系優(yōu)秀的農(nóng)業(yè)工程技術(shù)人員作為企業(yè)導(dǎo)師到校任教，豐富學(xué)校兼職教師資源庫。

4 結(jié)語

農(nóng)業(yè)機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課程在農(nóng)業(yè)機(jī)械人才培養(yǎng)中有著舉足輕重的作用，其學(xué)習(xí)效果將直接影響后續(xù)專業(yè)核心課的學(xué)習(xí)難度及人才培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成情況[8]。專業(yè)基礎(chǔ)課程改革，要站在農(nóng)業(yè)機(jī)械規(guī)?；?、智能化發(fā)展的角度用全局的眼光進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，要密切聯(lián)系新疆棉花產(chǎn)業(yè)建設(shè)需求，構(gòu)建課程體系，更新課程內(nèi)容，關(guān)注學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)解決實(shí)際農(nóng)業(yè)工程問題能力的培養(yǎng)，使農(nóng)業(yè)機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)能夠滿足我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展需要。