農(nóng)業(yè)機械與應(yīng)用課程實驗項目開發(fā)與提質(zhì)增效的實施研究

姜彥武　韓長杰　郭俊先　馬俊貴

摘要 農(nóng)業(yè)機械與應(yīng)用課程是以常用農(nóng)機具的使用、維護和管理為主要內(nèi)容，面向農(nóng)機及農(nóng)業(yè)科學(xué)相關(guān)專業(yè)本科生的一門專業(yè)拓展課程。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)和生活中的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的真實情境選擇合適的實驗主題，結(jié)合技能或操作類知識點之間的聯(lián)系，將理論知識點融入實驗項目之中，引導(dǎo)學(xué)生在實踐中獲得與未來職業(yè)相關(guān)的專業(yè)知識和職業(yè)能力。針對課程實驗項目缺乏，理論聯(lián)系實際銜接不暢等問題，依托重點實驗室和特色農(nóng)業(yè)裝備實驗平臺，開發(fā)了具代表性的產(chǎn)教研結(jié)合的實驗項目，將理論知識有效銜接到實驗項目之中，融入思政元素，探索亦耕亦讀的“知三農(nóng)、悟農(nóng)耕、增新技”新路子協(xié)同育人。課程實驗教學(xué)模式學(xué)生滿意達成度為95%，取得理想效果。

關(guān)鍵詞 實驗；知識點；開發(fā)；強農(nóng)興農(nóng)

中圖分類號 S-01 文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2023）15-0261-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.15.062

Research on the Development and Implementation of the Experimental Project of Agricultural Machinery and Application

JIANG Yan-wu1，2，HAN Chang-jie1，GUO Jun-xian1 et al

（1.College of Mechanical and Electrical Engineering，Agricultural University，Urumqi，Xinjiang 830052；2.College of Mechanical and Electronic Engineering，Northwest A＆F University，Yangling，Shaanxi 712100）

Abstract Agricultural machinery and application is a major extension course for undergraduates majoring in agricultural machinery and agricultural science， mainly concentrating on the use， maintenance and management of common agricultural machinery and tools.Select appropriate experimental topics according to the real situation of agricultural production in students study and life， combine the connection between skills or operational knowledge points， integrate theoretical knowledge points into experimental projects， and guide students to acquire professional knowledge and professional ability related to future career in practice.In view of the problems such as the lack of experimental projects and the lack of smooth connection between theory and practice， a number of experimental projects combining production， teaching and research have been developed by relying on the key laboratory and the experimental platform of characteristic agricultural equipment. The theoretical knowledge has been effectively connected to the experimental projects， and the ideological and political elements have been integrated into them， so as to explore the new way of collaborative education of “understanding agriculture， rural areas and farmers，understanding farming and increasing new skills”， which is both cultivation and reading.The degree of students satisfaction reached 95%， and the ideal effect was achieved.

Key words Experiment;Knowledge point;Development;Strengthen agriculture and rejuvenate farmers

習(xí)近平總書記強調(diào)涉農(nóng)高校要“以立德樹人為根本，以強農(nóng)興農(nóng)為己任，培養(yǎng)更多知農(nóng)愛農(nóng)新型人才”［1］。農(nóng)業(yè)機械與應(yīng)用課程知識以“必須”和“夠用”為尺度，主要介紹耕整地機械、播種施肥機械、植保機械、谷物收獲機械、農(nóng)產(chǎn)品干燥機械、精細農(nóng)業(yè)機械等的類型、結(jié)構(gòu)組成、工作過程及調(diào)整、使用、維護、常見故障的分析與排除等，側(cè)重各類機械設(shè)備的構(gòu)造和原理，使學(xué)生在了解常用農(nóng)業(yè)機械的結(jié)構(gòu)與工作的基礎(chǔ)上，學(xué)會使用和維護農(nóng)業(yè)機械，并能對常見故障進行分析與排除。適用于農(nóng)學(xué)、園藝、植保、林學(xué)、草業(yè)、農(nóng)經(jīng)等各非農(nóng)機類專業(yè)。

目前，由于非農(nóng)機、機械類專業(yè)的學(xué)生缺乏機械方面的基礎(chǔ)知識理論，致使學(xué)生難理解各種農(nóng)業(yè)機械的結(jié)構(gòu)與工作原理；教學(xué)實驗平臺中可用于現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)和創(chuàng)新能力提升的儀器、設(shè)備、系統(tǒng)和關(guān)鍵核心部件總成較為缺乏，課程實驗存在學(xué)院不具備開設(shè)實踐課程的條件、聯(lián)系實習(xí)單位困難的主要問題?；诖?，以農(nóng)業(yè)機械與應(yīng)用課程為基礎(chǔ)，依托自治區(qū)重點實驗室和特色農(nóng)業(yè)裝備實驗平臺對實驗教學(xué)資源進行開發(fā)和整合，對該課程實驗教學(xué)進行一系列的開發(fā)與嘗試，強化實踐性培養(yǎng)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生實際動手和創(chuàng)新能力，達到深度學(xué)習(xí)目標［2-3］。

1 農(nóng)業(yè)機械與應(yīng)用課程實驗項目開發(fā)的意義

課程實驗項目開發(fā)，實施實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力以及形成農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)化全鏈條知識體系中的一個重要環(huán)節(jié)［2-3］。該課程實驗開發(fā)達成目標為了解農(nóng)業(yè)相關(guān)行業(yè)從事教學(xué)與科研、技術(shù)與服務(wù)、推廣與開發(fā)工作培養(yǎng)將來組織和指揮現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)專業(yè)技術(shù)人員，更好地為鄉(xiāng)村振興和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)［4］。農(nóng)業(yè)機械與應(yīng)用課程實驗項目開發(fā)與提質(zhì)增效的實施研究，目標是教師根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)和生活中的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的真實情境選擇合適的實驗主題，根據(jù)技能或者操作類的知識點之間的聯(lián)系，將理論知識點融入實驗項目之中，教師以實驗項目為引導(dǎo)綱領(lǐng)，引導(dǎo)學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)以小組合作的方式利用多種資源和認知工具加強課程知識的掌握和基本技能的訓(xùn)練，在實踐中獲得與未來職業(yè)相關(guān)的專業(yè)知識和職業(yè)能力［5-6］。通過實驗教學(xué)要求學(xué)生有強烈的事業(yè)心，培育學(xué)生“愛農(nóng)村，懂農(nóng)業(yè)，興農(nóng)民”的服務(wù)三農(nóng)理念，應(yīng)用所學(xué)的理論知識解決實際中存在的問題。課程實驗開發(fā)的目標思路設(shè)計見圖1。

2 農(nóng)業(yè)機械與應(yīng)用課程中實驗項目設(shè)計

課程實驗項目教學(xué)圍繞著理論知識而進行，為了完成此項目，需要將其分解成若干相關(guān)而又相對獨立的實驗項目進行，完成項目的過程中逐步構(gòu)建知識的框架結(jié)構(gòu)，掌握知識的學(xué)習(xí)，同時各項技能也得到訓(xùn)練和發(fā)展，在實驗操作中將涉及的知識點融入；現(xiàn)有課時不能滿足學(xué)習(xí)需要，需要在有限的課時和有計劃的進度下進行，大部分學(xué)生初次接觸，更需要有教師提供教學(xué)資源的支撐和指導(dǎo)，所以必須選定好實驗課程中的項目內(nèi)容設(shè)計［7-8］。課程中可以涉及的實驗內(nèi)容共計9個項目，分別為內(nèi)燃機、拖拉機的使用，鏵式犁機組的使用調(diào)整，整地機械結(jié)構(gòu)與工作原理，播種機的使用與維護，植保機械的結(jié)構(gòu)與使用，收割機類型結(jié)構(gòu)與使用，

種子加工機械類型結(jié)構(gòu)與使用，畜牧業(yè)機械類型結(jié)構(gòu)與使用，北斗導(dǎo)航基礎(chǔ)使用。

3 實驗項目開發(fā)與產(chǎn)學(xué)研結(jié)合提質(zhì)增效的實施

3.1 產(chǎn)教結(jié)合實驗項目開發(fā)與應(yīng)用

基于智能型土壤-機器-植物系統(tǒng)技術(shù)平臺（TCC電力四驅(qū)土槽試驗臺車），可開發(fā)耕整地、播種施肥、智能信息數(shù)據(jù)采集等相關(guān)實驗，不受季節(jié)、氣候、土壤等復(fù)雜環(huán)境或自然因素的制約，技術(shù)先進，功能強大，基本可以涵蓋所有與土壤相關(guān)的工作部件的開發(fā)設(shè)計和性能試驗［9-10］。以圖2所示產(chǎn)教結(jié)合綜合性實驗項目開發(fā)與應(yīng)用為例，分別開展了綜合性實操實驗。圖2a為智能型土壤-機器-植物系統(tǒng)技術(shù)平臺掛接旋耕機，學(xué)生可直觀了解智能型土壤-機器-植物系統(tǒng)技術(shù)平臺系統(tǒng)；掌握旋耕機的構(gòu)造、旋耕刀片的排列方式、工作過程等；圖2b為排種器的結(jié)構(gòu)和工作原理的操作應(yīng)用。對授課班級農(nóng)學(xué)院種子科學(xué)與工程專業(yè)2個年級5個班級共194名學(xué)生分組開展了課程實驗，學(xué)生可輪換親身動手操控，學(xué)習(xí)興趣高，實驗效果好。新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院自治區(qū)重點實驗室和特色農(nóng)業(yè)裝備試驗平臺的搭建，為學(xué)生開展農(nóng)業(yè)機械與應(yīng)用實驗提供了硬件支撐，學(xué)生通過完成綜合性實驗，提高自己動手獲取知識的能力，激發(fā)了探索精神和創(chuàng)新意識，體現(xiàn)了實驗內(nèi)容的現(xiàn)代化，提升了儀器設(shè)備共享和新功能的開發(fā)使用，達到儀器設(shè)備使用效率最大化。

3.2 研教結(jié)合實驗項目開發(fā)與應(yīng)用

研教結(jié)合——紅花采摘機器人綜合性實驗見圖3?？蒲斜旧硎且环N具有創(chuàng)造性兼一個探索學(xué)術(shù)發(fā)展前沿的過程［11］，以學(xué)院課題組研究的紅花采摘項目為切入點，科研樣機“紅花采摘機器人”用于田間紅花花絲自主采收，給學(xué)生講解紅花采摘機器人控制系統(tǒng)組成：自動導(dǎo)航系統(tǒng)、動力單元、紅花識別定位系統(tǒng)、采摘系統(tǒng)、調(diào)平系統(tǒng)；實驗要求是學(xué)習(xí)了解農(nóng)業(yè)采摘機器人國內(nèi)外現(xiàn)狀，以紅花采摘機器人為例掌握采摘機器人結(jié)構(gòu)組成、使用步驟、田間紅花采摘流程；培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際，從實際出發(fā)分析問題、研究問題的能力?？茖W(xué)研究能訓(xùn)練學(xué)生科研、創(chuàng)新思維，培養(yǎng)鍛煉創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力；運用先進的技術(shù)，以研促教，以研促學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，拓寬視野。將科學(xué)研究成果融入課程實驗教學(xué)，科學(xué)研究和課程理論知識有機結(jié)合，拓展教學(xué)資源，架構(gòu)實驗開發(fā)提質(zhì)增效的新模式。

3.3 探索思政要素融合“知三農(nóng)、悟農(nóng)耕、增新技”新方法協(xié)同育人

探索亦耕亦讀的“知三農(nóng)、悟農(nóng)耕、增新技”新路子協(xié)同育人。知三農(nóng)——圍繞國家領(lǐng)導(dǎo)論斷、國家政策、知名學(xué)者、知名企業(yè)等故事、成果，厚植“三農(nóng)情懷”“農(nóng)業(yè)廣闊天地，農(nóng)業(yè)工程大有作為”，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)農(nóng)、愛農(nóng)、為農(nóng)，增強專業(yè)自信，將“學(xué)思”與“篤行”相結(jié)合，扎根大地，樹立堅定服務(wù)三農(nóng)的理想信念。悟農(nóng)耕——在農(nóng)業(yè)機械與應(yīng)用課程實驗開發(fā)與應(yīng)用中，貼近農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，使學(xué)生充分認識和領(lǐng)悟農(nóng)機短板以及與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的差距，明確農(nóng)業(yè)機械發(fā)展方向，增強使命感和責(zé)任感。增新技——在實驗課程中增加農(nóng)機智能裝備、機器人等知識點的擴展，并通過科研反哺教學(xué)更新課程內(nèi)容，使學(xué)生掌握專業(yè)前沿技術(shù)和面向未來的智能農(nóng)業(yè)裝備知識，增加專業(yè)自信度和學(xué)習(xí)興趣［12］。

習(xí)近平總書記多次強調(diào)知行合一，“道不可坐論，德不能空談。于實處用力，從知行合一上下功夫，核心價值觀才能內(nèi)化為人們的精神追求，外化為人們的自覺行動?！薄巴蛪ㄊ呣k大學(xué)，穩(wěn)疆興疆育人才”是新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)的辦學(xué)理念，引導(dǎo)大學(xué)生愛農(nóng)村、愛農(nóng)民，培育其心系“三農(nóng)”、情牽“三農(nóng)”、行為“三農(nóng)”的赤子情懷，培育本科生對鄉(xiāng)村民風(fēng)淳樸、山清水秀的愛，對鄉(xiāng)村竹籬茅舍、雞鳴狗吠環(huán)境的愛，袪除浮躁，不急功近利，踏踏實實為中國特色的農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化建設(shè)盡心盡力、出謀劃策，做有情懷、有夢想的人，杜絕產(chǎn)生培育的人才“學(xué)農(nóng)、離農(nóng)、棄農(nóng)”的現(xiàn)象［13］。加快推進保合格、上水平、追卓越的農(nóng)業(yè)高水平人才服務(wù)于南疆地州，促進新疆現(xiàn)代農(nóng)業(yè)行業(yè)機械化的普及和推廣，鞏固脫貧攻堅戰(zhàn)果，服務(wù)于鄉(xiāng)村振興。

4 學(xué)生滿意度達成分析

農(nóng)業(yè)機械與應(yīng)用課程自2020年3月開課，筆者承擔種子科學(xué)與工程專業(yè)合計5個班級共194名學(xué)生教學(xué)任務(wù)，完成了課程理論授課內(nèi)容的基本建設(shè)，進行線上線下混合式教學(xué)改革，注重多元化的過程考核，新教學(xué)理念保證了學(xué)生課程100%的及格率，改變了原先部分學(xué)生經(jīng)常性曠課、對待課程不認真導(dǎo)致掛科的現(xiàn)象。運用的線上線下的教學(xué)模式，通過話題選項統(tǒng)計，從學(xué)生反饋結(jié)果看，96%的同學(xué)對這種教學(xué)模式予以好評，課程獲得“教學(xué)評教優(yōu)秀”。目前，結(jié)合課程經(jīng)驗，將新型教學(xué)方式推廣至后期上課班級和課程的教學(xué)。在此運行的良好基礎(chǔ)之上，開發(fā)了教學(xué)實驗項目，理論聯(lián)系實際鍛煉學(xué)生的動手能力，加強學(xué)生基本技能的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識和技能解決生產(chǎn)實踐中的有關(guān)問題能力。由圖4可知，該課程設(shè)定的課程目標達成滿意度達到95%，說明農(nóng)業(yè)機械與應(yīng)用課程實驗項目開發(fā)與提質(zhì)增效的實施深受學(xué)生青睞，適合實驗課程的教學(xué)工作。然而，由于仍有部分學(xué)生認為未達成滿意度目標，因此該課程實驗項目仍需持續(xù)優(yōu)化和開發(fā)運用。

5 結(jié)語

通過結(jié)合理論知識，開發(fā)實驗項目的實施，實驗教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，加強了學(xué)生基本技能的訓(xùn)練，培養(yǎng)了學(xué)生運用所學(xué)知識和既能解決生產(chǎn)實踐中有關(guān)問題的能力。學(xué)生深入理解每個實驗的原理，養(yǎng)成獨立操作和思考分析能力，增強事業(yè)心、團隊協(xié)作能力，熱愛“三農(nóng)”事業(yè)，應(yīng)用所學(xué)的理論知識解決實際中存在的問題；完善新技術(shù)開發(fā)性和綜合性實驗的教學(xué)功能，提升學(xué)生應(yīng)用新技術(shù)的創(chuàng)新能力，體現(xiàn)具有新工科新農(nóng)科交匯特色的應(yīng)用新技術(shù)突出實踐的教育特色。在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上開展實驗課程，培養(yǎng)學(xué)生“理論指導(dǎo)實踐，實踐深化理論”的相結(jié)合能力，促進本科學(xué)生實踐能力培養(yǎng)，提升其對專業(yè)知識的深刻理解，對于培養(yǎng)高水平的組織和指揮現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)專業(yè)技術(shù)人員，更好地為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和鄉(xiāng)村振興服務(wù)具有重要的意義和推廣價值。

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基金項目 新疆科協(xié)青年人才托舉工程項目（XHXM2021058）；教育部第二批新工科研究與實踐項目（E-SPNL20202326）；新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)實驗室建設(shè)與管理研究項目（SYS-2022044）。

作者簡介 姜彥武（1989—），男，甘肅定西人，講師，博士，從事現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械與裝備研究。

收稿日期 2022-12-17