智慧農(nóng)業(yè)時(shí)代背景下農(nóng)業(yè)機(jī)械使用技術(shù)課程改革與探索

王曉拓，楊艷山，秦維彩，艾佳琨，秦昌友

（蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院智慧農(nóng)業(yè)學(xué)院，江蘇蘇州，215008）

0 引言

我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)的高質(zhì)量、高效率、可持續(xù)發(fā)展是決定農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程的基礎(chǔ)[1]。2023年，鄉(xiāng)村振興重點(diǎn)工作的全面推進(jìn)，是實(shí)現(xiàn)我國由農(nóng)業(yè)大國到農(nóng)業(yè)強(qiáng)國質(zhì)的飛躍的有力保障。目前，江蘇省農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平已超過80%，主要農(nóng)作物生產(chǎn)機(jī)械化水平已達(dá)到85%，在全國各省市處于領(lǐng)先地位，率先進(jìn)入農(nóng)機(jī)化發(fā)展的高級階段[2]。在國家對鄉(xiāng)村振興政策的大力扶持下，無人農(nóng)場、標(biāo)準(zhǔn)化良田等具有較高科技含量的耕、種、管、收方式對勞動者能力的需求已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)方式，這無疑對從相關(guān)從業(yè)人員提出了更高的知識與技能要求，尤其是多學(xué)科交叉的復(fù)合型人才的需求將會大大增加。蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院面向國家發(fā)展和地區(qū)需求，致力于培養(yǎng)一批知農(nóng)、愛農(nóng)、懂農(nóng)的優(yōu)秀青年人才?！掇r(nóng)業(yè)機(jī)械使用技術(shù)》作為蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院設(shè)施農(nóng)業(yè)與裝備專業(yè)及校企合作“久保田班”的專業(yè)核心課程，針對課程教學(xué)改革中面臨的課程內(nèi)容、教學(xué)形式等問題，智慧農(nóng)業(yè)與裝備教研室結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)及師資優(yōu)勢，將智能化控制、數(shù)字化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)化管理與可視化表達(dá)相結(jié)合，開展了線上線下、理論與實(shí)操教學(xué)融合的實(shí)踐，進(jìn)行課程教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)以及教學(xué)模式的探索，以尋求更好的教學(xué)改革方法，更適合的教學(xué)資源配置，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)與企業(yè)崗位需求的對應(yīng)與和諧[3]。

1 《農(nóng)業(yè)機(jī)械使用技術(shù)》課程教學(xué)現(xiàn)狀分析及存在問題

1.1 《農(nóng)業(yè)機(jī)械使用技術(shù)》教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)狀及存在問題

《農(nóng)業(yè)機(jī)械使用技術(shù)》是設(shè)施農(nóng)業(yè)與裝備專業(yè)的一門專業(yè)必修課。它是為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)手段的現(xiàn)代化（即農(nóng)業(yè)機(jī)械化）服務(wù)的相對比較獨(dú)立的一門專業(yè)課程?，F(xiàn)有的課程目標(biāo)內(nèi)容有：課程通過講練結(jié)合的方式使學(xué)生熟悉農(nóng)業(yè)機(jī)械常用的油料內(nèi)燃機(jī)的基本類型、構(gòu)造及基本技術(shù)參數(shù)、核心機(jī)械拖拉機(jī)的基本構(gòu)造、作業(yè)機(jī)械中的耕整地機(jī)械、種植機(jī)械、田間管理機(jī)械及收獲機(jī)械的用途、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作過程及正確使用等。結(jié)合內(nèi)容與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢可將課程理論教學(xué)內(nèi)容方面所存在的問題歸為以下幾方面。

1.1.1 教學(xué)內(nèi)容傾向于大田農(nóng)機(jī)，而對不斷涌現(xiàn)的現(xiàn)代農(nóng)機(jī)新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新功能涉及較少，導(dǎo)致教學(xué)資源及內(nèi)容設(shè)計(jì)方面相對傳統(tǒng)與滯后，無法與構(gòu)建高水平課程及人才培養(yǎng)體系相匹配。

1.1.2 目前，教學(xué)內(nèi)容和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的實(shí)施主要以常規(guī)農(nóng)機(jī)具為主，而與久保田特色農(nóng)機(jī)、設(shè)施農(nóng)業(yè)與智能裝備整合較少；自建實(shí)訓(xùn)室所擁有的實(shí)訓(xùn)農(nóng)機(jī)具數(shù)量不多，更新速度慢，大多無實(shí)物展示，只能通過圖片與視頻結(jié)合進(jìn)行講解，難以有效地開展教學(xué)，無法實(shí)現(xiàn)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的配套。

1.1.3 課程的特點(diǎn)決定了課程理論教學(xué)占比大，教學(xué)方式單一且趣味性不足，難以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及積極性。而在對學(xué)生的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生普遍更傾向于實(shí)操練習(xí)，而對理論學(xué)習(xí)興趣不足，這在之前的研究中也有相同的結(jié)論[4]。

1.2 教學(xué)對象及學(xué)情分析

本課程的主要教學(xué)對象是設(shè)施農(nóng)業(yè)與裝備專業(yè)二年級學(xué)生，課程開設(shè)在第三學(xué)期，在之前的《工程圖學(xué)》《機(jī)械原理》《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》《工程材料》《農(nóng)學(xué)概論》課程學(xué)習(xí)中，學(xué)生對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程有初步的認(rèn)識，對于機(jī)械原理及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)也有相關(guān)的了解，但對于機(jī)械結(jié)構(gòu)了解不多?；诖耍瑢φn程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步探索則顯得尤為重要。

2 《農(nóng)業(yè)機(jī)械使用技術(shù)》課程教學(xué)內(nèi)容改革

針對《農(nóng)業(yè)機(jī)械使用技術(shù)》課程教學(xué)現(xiàn)狀分析及存在問題，我們對《農(nóng)業(yè)機(jī)械使用技術(shù)》課程內(nèi)容改進(jìn)與完善，在原有的課程內(nèi)容基礎(chǔ)上，要求必須掌握農(nóng)業(yè)機(jī)械的基本結(jié)構(gòu)、作用原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)特點(diǎn)、功能等相關(guān)知識。熟悉現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械新技術(shù)、新理論，以及典型農(nóng)機(jī)性能設(shè)計(jì)及工作部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，會選用、使用、能維護(hù)常用農(nóng)業(yè)機(jī)械，培養(yǎng)學(xué)生具有農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)的能力，同時(shí)懂得利用先進(jìn)的企業(yè)現(xiàn)場管理方法有效管理農(nóng)業(yè)機(jī)械及作業(yè)現(xiàn)場，并培育保安全、重維護(hù)、強(qiáng)管理的良好職業(yè)素養(yǎng)。具體改革內(nèi)容如表1所示。

表1 教學(xué)改革內(nèi)容

3 《農(nóng)業(yè)機(jī)械使用技術(shù)》課程教學(xué)方法改革

3.1 教學(xué)設(shè)計(jì)

基于對學(xué)情、知識體系的分析，根據(jù)專業(yè)知識與課程特點(diǎn)，形成“五步五促進(jìn)階式”教學(xué)策略，如圖1所示。五步包括采用“情境教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)、小組學(xué)習(xí)、任務(wù)驅(qū)動、現(xiàn)場教學(xué)”法，以氛圍促興趣、以動手促學(xué)習(xí)、以合作促創(chuàng)新、以活用促思維、以實(shí)踐促技能，最終促進(jìn)學(xué)生專業(yè)能力的提升和核心素養(yǎng)的發(fā)展。

圖1 “五步五促進(jìn)階式”教學(xué)策略

為更全面反映學(xué)生的綜合能力，體現(xiàn)教學(xué)的過程性，可以通過線上線下混合式教學(xué)模式來進(jìn)行多樣化考核[5]。鑒于學(xué)生機(jī)械結(jié)構(gòu)了解不多，在課前布置補(bǔ)充自學(xué)相關(guān)內(nèi)容，通過網(wǎng)絡(luò)平臺了解學(xué)生自學(xué)情況；課中采取線上線下混合式、講練結(jié)合的教學(xué)模式，充分利用學(xué)習(xí)通的信息化教學(xué)技術(shù)平臺；課后學(xué)生通過習(xí)題集及相關(guān)實(shí)施案例進(jìn)行知識總結(jié)、整理并拓展，提高學(xué)生的思維能力、動手能力、農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)的能力。

3.2 教學(xué)流程

課前預(yù)習(xí)→情境教學(xué)引入任務(wù)→任務(wù)分析→分組討論→組間互評→啟發(fā)指導(dǎo)→總結(jié)梳理→課后拓展，將課堂反饋穿插于整個(gè)教學(xué)過程中。

3.3 教學(xué)實(shí)施

3.3.1 教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目化。在運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法時(shí)，是將工作任務(wù)過程（包括課程思政、勞動要素）融入整個(gè)教學(xué)活動之中，并不是單純的知識獲取或技能訓(xùn)練，在教學(xué)活動中層層遞進(jìn)，從知識的講解以及技能的訓(xùn)練，讓學(xué)生從分析結(jié)構(gòu)、原理、使用、維護(hù)到最后的設(shè)計(jì)，完成對農(nóng)業(yè)機(jī)具整體結(jié)構(gòu)的把握與分析。因此，學(xué)生獨(dú)立或以小組形式自主完成一項(xiàng)典型的工作任務(wù)時(shí)，同時(shí)也應(yīng)主動地在完成過程中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，提高能力。項(xiàng)目化教學(xué)時(shí)，教學(xué)內(nèi)容的實(shí)施案例真實(shí)存在或者可以直觀體現(xiàn)，項(xiàng)目包含知識的運(yùn)用與技能的提升，每個(gè)項(xiàng)目教學(xué)案例有明確教學(xué)目的，層層遞進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生細(xì)致耐心、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度以及設(shè)計(jì)思維的能力。

思政要素和勞動要素的自然融入，也有利于對學(xué)生綜合素養(yǎng)的提升，從而引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，為學(xué)生在學(xué)習(xí)階段奠定良好的思想和知識基礎(chǔ)，以此促進(jìn)學(xué)生未來更健康全面的發(fā)展。

3.3.2 教學(xué)過程信息化?，F(xiàn)代化多媒體技術(shù)發(fā)展迅速，在增強(qiáng)課程教學(xué)時(shí)代性的同時(shí)，也讓理論知識的傳遞手段更加豐富多樣。針對學(xué)生理論學(xué)習(xí)興趣不足問題，基于網(wǎng)絡(luò)課程平臺設(shè)計(jì)各項(xiàng)教學(xué)活動，課前學(xué)生可至課程平臺進(jìn)行自我學(xué)習(xí)，平臺中所設(shè)計(jì)的任務(wù)中涉及的動畫視頻，課件等，來源于慕課、知網(wǎng)、優(yōu)酷、YouTube等網(wǎng)絡(luò)資源，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，以及合理利用信息化資源幫助學(xué)生對機(jī)具抽象結(jié)構(gòu)、原理直觀化，解決重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。教師也可根據(jù)平臺討論區(qū)反饋，隨時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，及時(shí)調(diào)整課中授課方案，使學(xué)生更好地接受和運(yùn)用知識。

課中通過情境教學(xué)引入任務(wù)、分析任務(wù)、分組討論、組間互評、啟發(fā)指導(dǎo)、總結(jié)梳理開展教學(xué)。主要利用微知庫、學(xué)習(xí)通進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)。學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)、結(jié)合任務(wù)分析，明確工作任務(wù)，并進(jìn)行課堂匯報(bào)與交流，旨在培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力及表達(dá)交流能力。教師通過點(diǎn)評分析任務(wù)，有針對性地進(jìn)行任務(wù)分解、重難點(diǎn)講解，提高課堂學(xué)習(xí)效率。學(xué)生再次進(jìn)行拓展任務(wù)，提高學(xué)生分析問題和團(tuán)隊(duì)合作的能力，及時(shí)將所學(xué)應(yīng)用于實(shí)例，提高學(xué)生實(shí)踐的能力，并有助于查漏補(bǔ)缺。教師、學(xué)生在此環(huán)節(jié)可暢所欲言，相互評價(jià)，取長補(bǔ)短，更好地提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

課后拓展環(huán)節(jié)的有效設(shè)計(jì)，旨在培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)及解決問題的能力，并能有所創(chuàng)新。在此環(huán)節(jié)既能對課堂所學(xué)知識進(jìn)行復(fù)習(xí)鞏固，強(qiáng)化記憶，又可以將知識進(jìn)行拓展，并可有針對性地給予下次授課內(nèi)容以指導(dǎo)，教師根據(jù)不同學(xué)情推送不同難度的拓展資源，供學(xué)生個(gè)性拓展學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化、高效率的課堂教學(xué)。

3.3.3 考核方式多元化。課程考核也是主要教學(xué)環(huán)節(jié)之一，本課程實(shí)行多維度、綜合性、信息化考核方式。分為過程考核和最終考核。

過程考核（70%）：主要以每個(gè)項(xiàng)目過程完成情況作為考核能力目標(biāo)、知識目標(biāo)、拓展目標(biāo)的主要內(nèi)容，具體包括：課前測試、課中考核評價(jià)表現(xiàn)（包括簽到、拓展任務(wù)完成情況、隨堂測驗(yàn)、主題討論、分組任務(wù)）、課后評估（課后作業(yè)、章節(jié)測驗(yàn)）等方面，其中，測試與評估由教學(xué)平臺自動評分與統(tǒng)計(jì)，關(guān)注每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新能力，并分析每個(gè)學(xué)生成績與表現(xiàn)。

終結(jié)性考核（30%）：終結(jié)性考核內(nèi)容為課程綜合能力測試，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成相應(yīng)任務(wù)，以完成的質(zhì)量作為成績核定的主要依據(jù)。

4 教改成效

4.1 教學(xué)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，學(xué)生學(xué)習(xí)效果顯著提升

教學(xué)內(nèi)容從“初識農(nóng)業(yè)機(jī)械、動力機(jī)械（內(nèi)燃機(jī)、拖拉機(jī)、電動機(jī)）、作業(yè)機(jī)械（土壤耕作機(jī)械、播種機(jī)械、田間管理機(jī)械、收獲機(jī)械）、其他農(nóng)業(yè)機(jī)械”三大模塊八個(gè)項(xiàng)目入手，對課程的內(nèi)容進(jìn)行了科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，以培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力為授課主線，形式上以展示機(jī)械動態(tài)結(jié)構(gòu)為引導(dǎo)，內(nèi)容上以夯實(shí)基礎(chǔ)知識為引導(dǎo)，整體上以剖析先進(jìn)技術(shù)為引導(dǎo)，形成了比較完整的課程教學(xué)體系。準(zhǔn)確地把握相對應(yīng)的知識點(diǎn)，以農(nóng)業(yè)工程學(xué)科為基礎(chǔ)，堅(jiān)持軟硬結(jié)合，以硬為主的原則；體現(xiàn)農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝、機(jī)械與控制、技術(shù)與管理的三方面結(jié)合。

4.2 學(xué)生綜合能力和職業(yè)素養(yǎng)顯著提高

課程采用“五步五促進(jìn)階式”教學(xué)策略，以項(xiàng)目教學(xué)為引導(dǎo)，體現(xiàn)了學(xué)生主體、教師主導(dǎo)的理念。情境教學(xué)導(dǎo)入任務(wù)、線上線下混合教學(xué)模式、小組合作探究的學(xué)習(xí)模式，培養(yǎng)了學(xué)生探究學(xué)習(xí)，分析問題，解決問題的能力，融入課程的思政、勞動要素等環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，在實(shí)踐中顯著提高了學(xué)生的綜合素養(yǎng)。主要體現(xiàn)在：

第一，學(xué)生能夠意識到農(nóng)業(yè)機(jī)械在我國農(nóng)業(yè)綠色以及可持續(xù)發(fā)展中的重要性，分析國內(nèi)外農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，感受信息及電子發(fā)展為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)帶來的巨大變革，鍛煉解決農(nóng)業(yè)難題創(chuàng)新思維，整體上把握我國農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的方向。

第二，學(xué)生通過對各項(xiàng)目“農(nóng)藝-機(jī)構(gòu)-整機(jī)-性能”這幾個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)，能夠運(yùn)用典型農(nóng)機(jī)工作部件結(jié)構(gòu)原理及設(shè)計(jì)方法，選用標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)定技術(shù)指標(biāo)，考慮相關(guān)影響因素，確定設(shè)計(jì)方案。

5 結(jié)語

基于《農(nóng)業(yè)機(jī)械使用技術(shù)》課程教學(xué)現(xiàn)狀、教學(xué)對象、學(xué)情分析及存在問題，對課程教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法進(jìn)行了改革。在原有的課程內(nèi)容基礎(chǔ)上，引入了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)耕、種、管、收各環(huán)節(jié)所涉及的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械新技術(shù)、新機(jī)具、新理論，以及相關(guān)農(nóng)機(jī)性能設(shè)計(jì)及工作部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和推廣應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生具有農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)的能力，達(dá)到教與學(xué)、學(xué)與用、校與企的有機(jī)結(jié)合；課程引入了“五步五促進(jìn)階式”及線上線下混合式教學(xué)模式，積極開展課程內(nèi)容重構(gòu)，利用課前、課中、課后任務(wù)充分調(diào)動學(xué)生的積極性，教學(xué)態(tài)度得到了學(xué)生的肯定，教學(xué)也取得了預(yù)期效果。思政要素和勞動要素的自然融入，有利于學(xué)生素質(zhì)以及農(nóng)業(yè)情懷的全面培養(yǎng)。通過改革，將課程內(nèi)容、知識學(xué)習(xí)、素質(zhì)培養(yǎng)進(jìn)行有機(jī)融合，使學(xué)生綜合素質(zhì)、創(chuàng)新實(shí)踐能力均得到了有效的提升。