前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的农业机械化及其自动化主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
论文关键词:行业人才;教学改革;人才培养
论文摘要:农业机械化及其自动化专业致力于为社会培养农机专业人才,具有明显的行业背景。面对我国新农村建设对专业人才需求的变化,调整农业机械化及其自动化专业教学人才队伍已势在必行。通过结合自身的办学特色,构建农机专业教学人才队伍,建立产学研有机结合的教育模式是本次教育教学改革的核心内容,本次教育教学改革通过人才队伍的调整与完善,构建新型的人才培养方案、理论与实践教学体系,实现为行业和地方培养具有创新精神和实践能力的应用型高级人才。
在长期产学研合作教育探索与实践的基础上,本专业教学团队于2003年起,在“河南省教育厅高校创新团队”计划项目和河南科技大学教改课题的资助下,以河南科技大学具有50年办学历史的农业机械化及其自动化专业为试点,以“农业机械化及其自动化”国家级建设点建设为契机,系统地开展了“农业机械专业产学研合作教育的创新与实践”项目研究。
教学团队在国内外进行了广泛调研,走访了日本筑波大学、吉林大学、中国农业大学、江苏大学、沈阳农业大学等国内外同类高校。在查阅大量资料和参加国内外教育教学会议交流经验的基础上,剖析了产学研合作教育的多种典型模式,树立了产学研合作教育新观念。走访了中国一拖集团有限公司、中国收获机械有限公司、河南省坤达农业机械设备有限公司、郑州三中收获实业有限公司、河南强豫农业技术装备有限公司、洛阳卓格哈斯机械有限公司等20多家企业,发放调查问卷1000多份,对毕业生的状况和企业对人才的需求进行调查。在以下几个方面进行了探索与实践,并取得了一定的研究成果。
一、提高认识,明确教学改革思路
树立产学研有机结合的合作教育新观念,进一步提高对产学研合作教育的认识。确定了“一条主线、两个突出、一个强化、一个目标”的教学改革思路。以产学研合作教育作为主线,贯穿于人才培养的整个过程;突出学科基础,加强学科基础教育;突出工程实践环节,提高学生实践动手能力;强化专业方向特色,凸显办学特色优势;实现培养具有创新精神和实践能力的应用型高级人才为办学目标。充分利用学校工学、农学、管理学齐备的多学科优势,拓宽专业发展空间,开设具有明显行业特征的专业课程,培养学生农业机械设计制造及经营管理的综合能力。
二、全程互动,探索产学研合作教育新模式
结合多年的校企合作办学经验,提出了“校企全程互动”的产学研合作教育新模式。全程互动主要体现在招生计划、培养方案、理论实践教学、基地队伍建设、课程教材建设、科学研究和就业创业等环节的整个人才培养过程中,校企紧密合作,优势互补,互惠互利,推动人才培养质量的稳步提高和生产技术的不断进步。具体实施方式有:(1)利用科研与生产提升办学条件。自2000年以来,本学科共计入校经费1000余万元,在进行科研的过程中,研制成功各类实验样机如切割器实验台、风扇实验台、犁体外载测定装置等12台,价值60余万元。通过设置设计性、综合性实验开发项目,内容涵盖专业课实验内容的50%以上。(2)通过教学培养学生生产实践能力。农业机械化及其自动化专业一直注重学生实践能力的培养,通过金工实习、认识实习、生产实习、课程设计、夹具设计、冲压模具设计、毕业设计等38周的实践环节,强化了实践环节,提高了学生能力的培养。在加强校内实践教学基地建设的同时,还建设了若干个满足专业教学要求的、稳定的校外实习基地,保证学生受到与现代生产技术水平相对应的岗位实习训练。(3)生产实践发现的问题反馈于科研。针对我国玉米机械化收获存在的问题,对玉米收获机械、玉米秸秆处理、玉米根茬处理等技术进行了深入的研究,有效降低了玉米联合收获机的作业功耗,解决了双行背负式玉米联合收割机配套主机宽度较大,田间作业开道困难等问题,正是生产实践对科研的反馈为科学研究提供了不竭的动力。(4)利用科研成果和生产实践丰富教学内容。专业教师将科研和生产实践中遇到的问题以及解决问题的思路与方法穿插到本科生课堂教学中,以实际积累的工作经验和科研心得丰富本科生教学内容。(5)用科研培养学生创新与实践能力。专业教师十分注重学生创新与实践能力的培养,鼓励本科生到研究项目中来参加课题工作,使学生真正感受到了学有所用。要求专业教师在进行校基金与校实验技术开发基金的研究中要有本科生参与,培养了学生分析问题和解决问题的能力及创新与实践能力。
三、校企联合制订人才培养新方案
针对农业机械行业的新发展、新需求,与企业工程技术人员共同研究教学计划,制订了“厚基础、精专业、重实践、强能力”的人才培养方案。低年级学生统一开设公共基础课程和专业技术基础课程,构建高素质创新应用型人才的完备知识结构,以利于学生长远发展,使学生就业后能迅速胜任企业的生产技术和管理工作。高年级学生主要强化实践环节和动手能力。
建立了与生产实际、农村社会发展需要相结合的“二平台+专业方向+创新教育”的课程体系。二平台是基础课程教学平台和农业机械综合实践教学平台。基础课程教学平台由公共基础课和专业基础课两个模块构成,开设课程主要包括科学基础、人文社科基础、工程学基础和专业基础四大部分,占总学分的65%,实现厚基础教育。农业机械综合实践教学平台由校内外实践教学基地和专业实验室构成,为学生基本技能训练、实践创新能力培养提供强有力的支持。专业方向包括专业必修课和专业选修课2个模块,占总学分的8.5%。创新教育包括全校公选课、素质教育和综合创新3个模块,占总学分的9%。将创新教育融入到人才培养的全过程中,渗透到教学科研、工程实践和公益活动等各个环节,全面培养学生的创新意识、创新能力及实践能力。
四、强化能力,优化实践教学新体系
建立与理论课程体系相适应的“四层次、八模块”实践教学体系。四层次由基本素质、基础技能、专业技术和综合训练组成。八模块由素质拓展、科技创新、科研训练、工程训练、专业技能等模块组成,构建了学生基本素质、基本技能和专业能力培养的实践教学框架,占总学分的18%。
充分利用一批省级重点实验室、实验教学示范中心等教学科研基地,以现代农业装备设计技术和先进农机制造技术为基础,以农机设计与制造信息化技术为纽带,整合、充实、提升原有实验室资源。同时,依托形成的行业合作优势,校企联合建立校内外教学实习基地,全方位构建集农机设计与制造、智能控制、农业机器人技术、测试测量技术为一体的开放式农业机械综合实践教学平台。
五、专兼结合,形成教师队伍新结构
学校为企业举办不同层次、不同模式的农业机械学习班,教师在行业协会兼职,到企业进行技术指导、讲学或短期工作、实践进修,聘请企业院所高层管理和技术人员为兼职教授,为学生开设专业课和学术讲座、联合指导毕业设计等,企业设立专项奖学金。校企双方互动,相互渗透,形成一支了解社会需求、理论水平高、实践经验丰富、热爱教学工作的高水平专兼结合的教师队伍。
师资队伍建设坚持走培养与引进相结合的道路,立足培养,重点引进,尽早规划,分步实施,使农业机械化及其自动化专业拥有学术造诣较深、基础理论雄厚、专业知识扎实、实践经验丰富的教师,逐步打造一个教学科研能力强,结构合理,综合素质高的教师团队,从而带动整个师资队伍建设。师资队伍建设情况采用具体情形具体分析的策略,鼓励硕士学位的教师读博的同时加强对在职人员的培养。鼓励和支持教师到国内条件好的重点实验室去进修学习、参加科学研究,提高自己的学术水平,支持教师出国进修。在学校人事部门统一筹划下,加强人才引进工作,提高引进人才的质量。对青年教师予以扶持,吸收青年教师进入科研梯队,锻炼其科研能力。做好骨干教师的培养工作,使他们在培养期结束后,都有较大的提高,成为合格的学术、学科带头人。
六、人才培养质量跟踪调查
通过近两年对用人单位的毕业生情况调查发现,用人单位对毕业生的综合素质总体评价中,优秀与良好占90%以上。普遍认为本专业的毕业生工作能力和业务水平较高,基础扎实、踏实肯干、动手能力强。在对毕业生的随机抽样调查中发现,毕业生对所学专业教学形式、教学内容、教学资源及教学效果的总体评价优秀与良好占91%。毕业生对多个教学环节的教学效果也比较满意。从毕业生一次性就业率可以发现,除了考取研究生的毕业生之外,近三年本专业毕业生一次就业率都达到100%。这几方面肯定了本次教育教学改革路线的正确性。
参考文献:
[1]李玉柱,姬江涛.工科院校农机专业人才培养模式研究与实践[j].中国现代教育装备,2010,(17):171-173.
[2]易国顺,许绮川.农业工程类本科专业教学改革的研究与实践[j].高等农业教育,2001,(7):59-62.
[3]林小峰,等.实行责任教授制提高本科实践教学质量[j].实验室研究与探索,2004,27(11):86-88.
关键词:教学改革;教学模式;教学方法;产学研用
作者简介:毛鹏军(1972-),男,河南方城人,河南科技大学车辆与动力工程学院,副教授;张伏(1978-),男,河北宁晋人,河南科技大学车辆与动力工程学院,副教授。(河南 洛阳 471003)
基金项目:本文系“农业机械化及其自动化”国家级特色专业建设项目和河南科技大学2009年第二批教育教学改革项目(编号:2009Y-011)资助的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)04-0086-02
“农业机械学”是农业机械化及其自动化专业的必修课,主要讲述农业生产过程中常用的农业机械(即耕地农业机械、整地农业机械、播种农业机械、栽植农业机械、中耕农业机械、施肥农业机械、喷药和排灌机械等)的类型、理论分析、结构、工作机理、参数校核、基本设计、性能试验等。工科高校人才培养目标是能否经住社会的实践,这不仅对学生素质与能力是一种考验,更是对高校教学质量改革的期盼。因此,“农业机械学”面对快速的社会发展与激烈的人才竞争,必须改变过去传统的教学方法和教育模式。为此我们在近几年的理论教学和实践教学过程中,以改善和提高教学效果为起点,从课程内容、教学模式、教学方法、教学目标及科技创新环节等方面对“农业机械学”课程教学进行了一些改革尝试,积极探索新的教育模式,研究新的教学方式,重视以学生为主体地位,坚持以学生为本的指导思想,以提高学生科技创新能力和以学生就业为导向为主要目标,充分调动学生的积极性、创造性和主动性,使学生向有利于个性发展和提高综合素质的方向发展,以此推动“农业机械学”课程教学改革。
一、“农业机械学”教学中存在的问题
“农业机械学”是理论性和实践性较强的专业必修课之一,理论教学主要讲授农业机械的理论、原理和设计,实践环节主要体现在各类农业机械的结构、使用方法、验证实验和性能实验。受传统教育模式、实验教学设备等因素的影响,虽经改进了教学方式、教学内容和教学手段,仍没有达到预期的效果,其教学中存在如下问题。
1.教学方式过于简单是学生学习不感兴趣的主要原因
传统的“农业机械学”教学方式主要是教师课堂讲授,授课形式单一,没有太多的教学互动环节,教学过分依赖课堂教学,学生对教学内容不感兴趣,最终导致学生产生厌学情绪。
2.课时压缩与教学内容难度和广度之间的矛盾,影响了教学质量
传统的“农业机械学”教学方式主要体现在:讲全面、讲细、讲透彻,主要以教师授课为主。这种“填鸭式”的教育模式束缚了学生的个性培养和创新能力的发挥。“农业机械学”课程的学时为80学时,与以前相比课时量被大量压缩,教学中虽采用多媒体授课形式,而这一课程的性质决定了其本身具有一定的难度和广度,包含着巨大的信息,如何在有限学时内加大知识信息传授的密度就给我们提出了一个问题。
3.落后的教学手段造成了教学效果不佳
对于“农业机械学”课程来讲,其理论性和实践性较强,在课堂教学中,涉及到大量的机构图,如何对机构理论分析和设计计算进行讲解显得尤为重要。传统的课堂教学模式,这些机构图均是静态图,其同步性、生动性、直观性较差。如由教师描绘,虽能达到师生的同步,但浪费时间,教学信息量明显减少。
综上所述,落后的教学手段不仅减少了教学信息量,且严重影响了教学效果。
二、在“农业机械学”教学中采用差异教育模式,实现科技创新能力培养
差异性教育[5]须以大学生的个性差异为依据,使每个有差别的学生在其原有基础上纠正偏差的个性,培养良好的个性,找出能让自己的才能得到发展的独特领域,最终达到个性的和谐发展。可从以下几个方面进行转变。
1.转变四个观念
(1)教育观。教育应面向全体学生,从大学生的实际出发,尊重个性差异。在认真分析和观察的基础上精心安排,使每个学生的特长得以培养。
(2)学生观。教师须承认每个学生均为一个独立的个体,须尊重和发展学生的独立自主性,并承认其发展的可能性,使学生成为能动的主体,形成自己的独立人格。
(3)教学观。教与学是一对相互影响、相互转化、对立统一的矛盾。每名学生有着不同的心理状态和经验背景,教师要及时掌握学生的心理特点,调动其积极性,达到以学习促进身心发展的目的。
(4)人才观。确立多层次的人才标准,培养多规格的人才,使每个学生都找到自己的成才之路。
2.优化“农业机械学”课程结构
建立以“农业机械学”课程为主、课程教学与实践教学相结合的课程结构。实践教学是以学生个性特征为基础,培养学生兴趣、爱好,发展学生个性的途径,必须做好实践教学的开发和设置,让不同的学生都能根据自己的需要参与其中,在活动中不断发展完善自我,培养学生的科技创新能力。
3.实施分层教学
在进行“农业机械学”教学时,对不同层次的学生应因材施教,教学内容上要有层次性;知识的巩固上要变一致性练习为分层练习;对不同的学生提出不同的要求,进行不同程度的强化训练;在学习的指导上,根据不同学生的性格、学习习惯和基础施行统一指导与个别指导相结合的方式;在课程测试上,采取不同的评价标准,摒弃只以学习成绩定格的评价方式,力求评判角度的多元化、评价机会的多样化、评价形式的灵活化。注重客观的测试,同时也注重问题情境等形式的测试,形成有梯度的多维测评方式,给每个学生成功的机会、成功的体验,促使他们积极发展。
三、采用网络教学和多媒体教学相结合的教学新方法,提高“农业机械学”课程教学质量
教育部相关文件指出提高本科教学质量的重要手段和措施是在教学活动中应用现代信息技术。目前“农业机械学”课程以多媒体教学模式为主体,运用现代化教学手段对“农业机械学”教学内容进行改革,采用了多媒体教学和网络教学相结合的教学新方法,改变了原有的“一支粉笔、一块黑板、一本教材”模式。[8]
目前利用计算机技术制作了“农业机械学”相关课件及动画,购买有关农业机械应用方面的视频资料,从而提高农业机械化及其自动化专业学生学习兴趣和理解程度。目前“农业机械学”课程已是校级精品课程,该精品课程网站的顺利开通和内容的及时更新,提高了教学效果和教学质量。因河南科技大学迎接教育部教学工作水平评估的特殊要求,提前完成了精品课程网络教学课件及网页的设计制作,在预评估前就完成了上传并顺利投入使用,为学校获得教育部教学工作水平评估优秀成绩作出了自己的贡献,提高了教学效果和教学质量。另外,随着“农业机械学”课程的循环讲授,有关课程的新内容和新观点及时上传到网站,网站内容及时得到了更新,教师和学生能方便地从网上答疑和下载文件,方便了教学活动,提高了教学效率。“农业机械学”网络课程建设项目已获批为河南科技大学2009年第二批教育教学改革项目,待项目完成后,“农业机械学”教学质量和教学水平更有较大幅度提高。
四、在“农业机械学”教学中以学生就业为教学目标,完善课程体系和教学内容
在研究现有就业岗位和技术领域的基础上,完善“农业机械学”课程体系。在课程教学内容上,突出科技创新能力培养,提高教学质量。在教学方法和手段上,强化大学生科技创新能力的培养[9]。在课程教材上,“农业机械学”新教材编写已完成,使教学内容紧随时代步伐。经过认真考察,决定放弃已使用较长时间、教材内容熟悉的由桑正中、吴守一编写,北京机械工业出版社出版的《农业机械学》,该教材是1987年出版发行的,内容有些老化,很难满足目前学生培养质量要求。经认真研究并与兄弟院校广泛联系,学校参加新教材的编写活动,本学期农业机械化及其自动化专业学生上课均采用新教材的书稿,该教材在内容布局上舍弃了以往教材内容为顺序编写的传统方式,更突出了工科院校以农业机械设计为主要内容的特点,更体现出农业机械中新产品、新工艺和新技术。《农业机械学》新教材书稿投入使用后受到学生普遍好评。
五、结束语
在“农业机械学”教学中培养学生的科技创新能力是一个系统且长期的工程,需要从学生能力层次以及农业机械化及其自动化专业办学理念、目标、人才培养模式等方面全方位考虑,只有这样,才能真正培养出适应信息时代的,高素质、具有科技创新能力的科技创新人才。
参考文献:
[1]冯晓静,刘俊峰,杨欣.《农业机械学》课程教学改革思路[J].中国农机化,2004,(1):67-68.
[2]张晓辉,李法德.高等农业机械学教学内容改革与实践[J].高等农业教育,2009,(3):61-63.
[3]任文涛,宋玉秋,林静,等.以创新能力培养为目标的农业机械学课程改革实践[J].高等农业教育,2006,(6):55-57.
[4]张晓辉,李法德,李晋阳.《农业机械学》多元化教学模式的探索与实践[J].高教论坛,2009,(1):57-58.
[5]王云明,刘立芳,宋建民,等.差异教学在高等农林院校物理教学中的实施[J].河北农业大学学报(农林教育版),2007,(4):98-100.
[6]杨欣,冯晓静,刘俊峰,等.农业机械化及其自动化专业机械CAD教学研究[J].农机化研究,2005,(5):275-277.
[7]张伏,杨欣,付三玲.论农自专业计算机辅助设计教学改革[J].中国现代教育装备,2010,(1):122-124.
[8]吴海平,王玉顺.《农业机械学》教学革新的实践与探索[J].山西农业大学学报,2007,27(6):188-189.
[关键词]农业机械化专业 授课方法 机电一体化 教学改革
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)21-0132-02
我国正处于传统农业向现代农业的快速转变阶段,其标志就是以技术及装备为表现形式,通过现代工业技术装备及农业机械化、电气化和信息化等先进技术的应用,最大限度地提高生产效率,节约生产成本,增加农产品产出,降低能源消耗和环境污染。我国现代农业装备技术还处于起步阶段,迫切需要培养掌握现代农业装备技术的新型农机人才,我国高度重视现代农业的技术与农艺的更新,推动农机装备人才的培养与创新,缩短与国外同行业之间的技术差距,从而实现我国现代农业的快速发展与超越。
机电一体化技术是一门新型的交叉学科,是目前许多高等院校工科学生必修的专业基础课,但在我国开设此课程还不足十年的时间,特别是在农业机械化专业的开设更是一个新生事物。《机电一体化》是山东农业大学机械与电子工程学院机电一体化类和农业机械化及其自动化类学生的主干课程之一,是今后设计与研究工作的重要技术基础。由于机电一体化设计课程涉及的知识面和内容覆盖广,机械层面、数据层面和控制参数层面的内容交错、关系复杂,需将理论知识与实践知识紧密结合。对大多数学生而言课程内容繁多,系统性差,难以融会贯通,同时也存在教师难教、内容难整合的情况。笔者在讲授机电一体化课程时,通过对课堂教学内容进行改革、教学相长地引导和加强实践环节训练等方面进行探索和总结,取得了较为显著的效果。
一、机电一体化课程特色与农机专业教学相关问题
(一)理论教学内容筛选非常重要
机电一体化(英文名称为Mechatronics)是在机械技术、自动控制技术、微电子技术、计算机技术、传感与测试技术、接口与总线技术、伺服驱动技术、系统总体技术等学科群体的基础上集成创新的综合叉学科。机电一体化技术的突出特点在于通过各种技术的有机融合,实现产品内部各组成部分的有机匹配和外部整体效能最佳的一种新型集成创新技术。由于机电一体化课程内容非常丰富、涉及面大,在一个学期中学习其全部内容是不现实的。另外,机电一体化和相关技术发展迅速,特别是新型MEMS传感器、新型总线技术、新型电液气的伺服驱动等技术的出现,这就使得在课程内容的组织和取舍上必须加以科学地优选,以特别处理好基本原理、基本模块与学科前沿最新技术的相互促进、共同发展的关系,确定学生应在学习期间掌握哪些基本原理、基本技术就既能使学生掌握基本思想方法和具体技术,又能了解学科发展动态,便于学生课下无障碍自学,这对学生创造力的培养是非常关键的。因此理论教学内容的筛选是非常重要和必要的。
(二)理论教学与实践内容的侧重点融合
机电一体化课程的实践性和应用性强,两者紧密结合缺一不可。仅仅掌握机电一体化设计的基础理论知识远远不够。对于刚刚接触到机电一体化技术的农机和机电专业的学生来讲,理论知识同步实践或者用一些具体实例来讲解才会显而易懂,更易理解。作为本科阶段的机电一体化课程,像是有关的控制理论的数学推导问题并不需要彻底理解,但他们应学会把所学的内容迅速地应用到某些实际问题的解决中。这样,学生既有感性认识,又能上升到理性认知,最后灵活地学以致用。而实践方面的教学必须与课程实验和课程设计配套,因此机电一体化课程的实践环节也非常重要。
(三)教学实践与农机专业培养目标紧密结合
目前一般工科专业的《机电一体化》的课程教学中,主要讲解的是设计、通讯、测量和控制原理、方法以及一些以数控机床、机器人等一些简单应用,目前现代农业机械发展与应用,特别是涉及与自动控制、计算机控制等技术融合的新型农机的机电一体化技术尚未融入农业机械化专业的课程学习中。尽管教师反复强调课程的重要性,学生也对其重要性有认同,但因教学内容、案例与农机专业培养目标联系不够紧密,再加上本课程知识点繁琐、层次多、涉及面广,学生容易产生应付考试的态度,忽视对实践环节,特别是从机电一体化产品开发的角度对课程内容的理解,从而无法对课程产生热情,难以对教学内容产生学习的兴趣,严重影响了教学效果。
二、课程授课与实践环节的探讨
针对现代农业机械化的发展方向和农业机电一体化课程特色,以及上述在机电一体化课程教学与实践过程中应注意的问题,笔者在讲课过程中对课程内容组织、授课方式方法进行了积极探索,实现了学习兴奋点、专业培养目标和实训课程任务“三结合”,全面培养机电一体化人才素质。
(一)结合学生兴奋点,注重培养学习兴趣
尽管机电一体化课程部分理论抽象、内容分散、缺乏系统性、难于理解,但兴趣是最好的老师,一旦学生产生了学习兴趣和实践欲望,才会主动去自学、求知和实践,并由此在心理上产生愉悦体验。日常生活中学生会对一些新鲜的事物非常感兴趣,例如两轮自平衡小车、Iphone手机遥控的四轴飞行器、转魔方机器人等等,如借助于这些学生感兴趣的例子,通过剖析他们的结构和控制原理,破除神秘感,可以激发他们对机电一体化课程学习的兴趣,并将机电一体化课程繁琐的知识点、抽象的内容具体体现出来,因此,激发和培养学生的学习兴趣是学好本课程的前提和捷径。另外,教师向学生展示一些科研成果,既让学生对机电一体化技术有最直观的了解和认识,又让学生了解了现代农业装备技术领域的科研前沿,结合专业方向,使学生带着浓厚的兴趣开始本课程的学习。实践证明,通过大量案例式的授课,学生的学习兴趣、科研兴趣以及学习效果得到了极大提高。
(二)结合专业培养目标,激发学生科研兴趣
随着农机装备技术的快速发展,将GPS技术、传感器技术、通讯技术、机电液一体化技术、计算机控制等技术集成到传统的农业机械中,可实现农机装备的精确定位和行走速度检测、作物产量监测、物料的变量精确投入、精准灌溉测控等,从而实现农业生产全程机械化、自动化、信息化和智能化。传统农机化专业已经实现了从农业机械化向农业机械化及其自动化专业的转换,也是充分体现了专业培养目标的迁移和调整。而机电一体化课程在这种调整中,也自然树立了重中之重的地位。因此各高校也从对该课程师资配备和教学设备投入方面非常重视。
因此,针对现代农机的发展趋势,激发学生的专业兴趣,培养学生研究能力,也就成了机电一体化等课程的任务之一。笔者结合自己在精准农业装备、现代农机装备研制中的科研案例,给学生剖析了精准变量施肥机、高精度谷物测产系统、精准变量喷药机等装备设计、样机加工和测试试验的关键点,极大地开阔了学生在本专业领域的视野,引起了学生对现代农机装备的科研兴趣。
(三)结合课程实训和课外制作,树立系统研发观念
在机电一体化教学中,机器人作为一种典型的机电软综合技术平台,非常适合作为高等工程创新实践教育的载体和对象。而农业机械化专业的学生同样对农业机器人技术非常感兴趣。近年来,机器人技术的模块化、网络化成为机器人研究和开发领域的热点。通过模块化,机器人技术的应用难度大大降低;凭借网络化,机器人技术的应用范围将大大扩充。随着机器人技术的逐渐普及和所用器件、模块的成本逐渐降低,学生已经可以自己制作属于自己的农业机器人。因此抓好机电一体化课程的实训环节,变抽象为直观,将理论和实践紧密结合起来,做到学以致用,可以实现对学生成就感的激励。为此,机电一体化教学组结合学院和学校开展了创新科技比赛,让学生进行机电装备方面的创新设计与制作;通过为学生提供一定的实训平台,准备常见的机电装备设计制作所需的传感器、执行器和控制器,由学生按照自己创作意图实现新型设备的开发。这些实践活动取得了一系列校级、省级和国家级的机电创新大赛奖项的好成绩。从学生的实践和理论课程的成绩看,理论教学和实践紧密结合取得了良好效果,加深了对基础理论知识的掌握,既提高了学生的动手能力,又激发了他们的创造性。
三、结束语
《机电一体化》是培养现代农业机械及装备技术人才的专业基础课,随着现代科技技术的发展,其地位在课程体系中愈来愈突出。笔者针对现代农业机械化的发展方向和农业机电一体化课程特色,从理论教学内容及实践教学内容筛选、学习兴趣引导及知识系统应用等方面展开探讨,并结合教学实际应用,取得了良好的效果。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 杨帮华等.机电一体化设计基础实用教程[M].北京:清华大学出版社,2009.
[2] 孔令荣.高频电子线路教学改革研究[J].中国电力教育,2012(30).
【关键词】《农业机械化管理学》课程 理论与实践课程 新
一.《农业机械化管理学》课程概述
《农业机械化管理 》农业机械化管理的实质就是按照农业生产的客观规律要求,运用现代化的管理知识及合理地组织农业技术设各进行现代化的农业生产活动。其主要任务表现为运用各种技术手段、经济手段及行政手段,对农业机械化生产活动进行科学的决策,做到全面规划,有效的计划、组理论和技术织、指导及监督,从而使农业机械化达到最优的经济效果。其目的是使学生初步掌握管理学、运筹学、工业技术经济学及系统工程基础知识,能够分析、研究如何用好、管好农业机械设备使农业机械化生产达到“优质、高效、低耗、安全”的目的,并进行农业机械化生产获得收益。
二.《农业机械化管理学》课程建设与内容方法体系改革中存在的问题
研究内容主要包括三部分:一是农机企业生产管理,二是农机企业设备管理,三是农机话生产管理。在实施过程中,课程少和讲课老师的不同,导致 《农业机械化管理》课程在教学内容上有差别。主要存在以下问题:
2.1教学方式方法陈旧老套,学生学习积极性不高。教师在课堂上主要采取满堂灌的教学模式,学生觉得费解难懂。而且学生学的过程中的积极性不高。教材内容及实验实习设备陈旧老化,修订更新缓慢,直接影响着学生的学习兴趣和积极性,制约着教学质量和水平的提高。同时还存在教学效果差,课堂互动差以及学生自主探究积极性不高的问题。通过对该门课程的学习,虽有一定数量的学生知道了一些关于农业机械化的理论知识,一大批学生,除了在学习阶段由于教学内容、教学方法和教学条件等所限,对所学的知识掌握不够牢靠,还由于工作中未触及到农业机械,很快便淡忘了所学的农业生产机械化知识。大多数同学反映的情况表明感到现行的教学内容、方法和条件与实际要求有相当大的差距。
2.2理论与实践脱节,教学效果差。该课程是实践性很强并且与理论并重的专业课。在近年来的教学过程中,理论与实践脱节,学生学习效果差。课时太少,教学内容无法展开。必须把理论和实践紧密结合起来教学,才能收到良好的教学效果。但是,由于计划学时太少,在这么少的课时里完成理论教学和实践教学的难度有点大。使课程内容支离破碎,造成知识体系结构不完整。现在的学生仅仅依靠老师在课堂上讲授根本无法理解及掌握本课程的内容, 但农业生产机械化化的实践教学受到时间,地点的诸多的限制, 有一些实践教学根本无法完成或只是部分完成, 降低了教学的效果。还有一个问题就是学生的重视的程度不够,与教师互动性不强。实践教学虽然是教学的一部分,但许多同学对实践课没有兴趣,自主学习性不强, 学习的积极性不高, 态度不认真, 也会影响教学效果。
2.3课程资源建设不完善。课程资源建设就是通过备课等活动,搜集一些教学过程中所需要的案例、例题等资源。在高校里,教材和案例库建设存就存在很大的问题首先就是案例的供给数量不足。由于编写案例是费时费力的工作导致我国高校的案例教学中案例缺乏,供给不足问题尤其明显并伴有案例内容陈旧与教学内容脱节的问题出现。其次就是案例的质量参差不齐,案例编写的质量很大程度上决定了案例教学效果的好坏。直接用没有经过编辑和加工提炼的案例那么这个案例的适用性必然受到限制。管理系统开发滞后也极大的影响了案例库的建设。我国很多高校案例库应用管理系统开发的工作还很滞后,这又制约了案例库建设的进程,同时使案例的使用处于低效率状态。
三.改革的对策及建议
3.1教学方式方法改革。课程的教学应该灵活运用多种教学方法来调动学生学习积极性。想要提高课堂的教学效果就必须对教学方法和手段做出改革。教师要有先进的教与学的理念 创造出一个良好的学习环境并且注重以学生为中心。加强课堂的互动,培养学生独立思考问题解决问题的能力。在上下课的过程中让学生自主解决一些问题,在讲课过程中要与学生一起探讨,引导学生积极思考,并通过习题增加理解记忆。可以以互联网为中心增加教师和学生的交流,教师也可搭建一个网络交流平台,学生可以通过该平台来进行交流,通过学生进行讨论增加主动学习的兴趣,并且在争论和探讨中,增加学生在课堂中的参与性。通过这种启发式、探究式、讨论式、参与式教学,可以充分调动学生学习积极性,激励学生自主学习。除此之外还要促进科研与教学互动,并及时把科研成果转化为教学内容。
3.2强化实践教学环节。结合专业特点和人才培养要求,增加实践教学比重,确保专业实践教学必要的学分(学时)。为了解决实践教学中计划学时少而教学内容多的矛盾,也可以采用课内学时加课外学时的办法完成教学任务,把实践教学内容放在课外进行。然后由教师编写实验教学计划,对实验目的、方法、具体内容、考核指标做出明确规定后布置任务后让学生在课外完成从而增加授课效率。由于该门课的实践性很强 ,然而传统的理论考试使理论和实践相脱节。必须把理论和实践紧密结合起来学,才能收到好的教学效果。对于学生来讲,成绩考核与学生的学习紧密相关。因此可以通过对考试的改革来提升实践教学的比重,在考试环节上应体现出理论与实践考核并重,且实践考核应大于理论考核,理论考试采取传统的闭卷考试而实践考核则可以在实验室通过抽题的方式来进行。通过提升实践在教学中的比重来提升学生的实践能力。
3.3加强课程与教学资源建设。瞄准专业发展前沿,面向经济社会发展需求,借鉴国内外课程改革成果,利用现代信息技术,完善、修订好培养计划和课程大纲,进行教材和案例库建设。在大量收集案例之后,我们可以按照不同的学科专业不同的案例库,也可按照同一专业的不同内容建立案例库系统,开发案例库管理系统平台并且将案例整理归库。案例教学是在新媒体环境下的一种教学模式,改变了传统教学从概念到概念的注入式教学方式,这种教学方式有利于学生开展自主性探索性学习。根据案例库建设的不同目标,案例库的提交形式也多种多样。案例库的建立要考虑案例覆盖的知识点与教材内容的相关性及多样性。案例的内容理论的深浅应与教学要求相吻合。为了方便查询和提高利用率,尽可能对案例进行数据处理,把入库的案例信息按照一定的规则存放在库中,进行有序化加工处理。案例库可以对案例进行统一编选、制作,并对入库案例进行及时更新,使入库案例具有良好的覆盖性和系统性,并形成大量的企业素材积累,从而使学生和老师更为方便的使用案例。
结束语:《农业机械化管理学》应该弥补以往课程教育体系的不足,完善教学方式和方法。制定该课程的考核标准。该门课程应该充实教学的内容,注重因材施教,并且要依托信息技术改善教学方法和手段,优化教学成果。该课程同时也是是一门实践性很强的课程,学校应该提升实践课程在该课程的比重。可以利用互联网的平台进行教材和案例库建设。 通过采取新的教学手段和方法,积极推进先进教学手段和实践教学环节的改革实践与研究, 一定能为培养现代化农业所需人才发挥做出应有的贡献。
参考文献:
[1]吕敬堂,张富贵,方雷. 《农业机械化管理》课程内容与教学方法改革[J].中国农机化,2012,04:197-200.
关键词:项目驱动法;课程综合改革;自动机械;创新设计能力
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)09-0106-02
一、引言
农业机械化及其自动化专业主要培养适应社会主义市场经济建设需要、综合素质高、具备创新思维能力的农业机械及其自动化装备开发设计、使用维护及信息化管理等知识,能在农业机械装备开发、生产管理及服务部门从事农业机械及相关装备设计、农业机械化规化与管理、教学与科研、营销与服务等方面工作的应用型工程技术人才。而自动机械设计课程是本专业的核心课程,将自动化及自动线技术、机械设计基础及机械设计的内容有机地结合在一起,为培养学生处理一般工程问题的能力和学习有关后续课程打下基础。通过本课程学习,可使学生掌握自动机械及自动线设计的基本理论和基本知识,初步具有分析、设计能力。
二、课程教学体系
自动机械泛指自动化程度比较高的机械系统,其主要有驱动系统、传动系统、执行机构和控制系统组成,其自动化程度较高,结构复杂[1]。因此,在教学内容安排上,以自动机械的四大机构组成为主要内容展开,着重共性问题,力求照顾到系统性和完整性,深入阐述了自动机械设计中普遍性的概念和理论,结合现代机械设计理论和方法重点介绍自动机械中普遍存在的机构和装置的设计原理、设计方法以及自动控制技术,为体现现代工业装备设计制造特色、理论联系实际,列e了体现在自动化技术水平的自动机械,同时还结合专业培养目标,列举了现代农业自动机械[2]。
三、项目驱动法的教学特点
目前,自动机械设计课程的授课采用传统的教学模式,以“教师、教材和课堂”为中心,教师的教学内容基本以教材为主,采用多媒体、板书、语言等媒介作为教学生手段,采用“满堂灌”的方式进行授课。这种模式下,教师作为课堂教学的主动实施者,很大程度上把学生当做知识灌输的对象和被动接受者,学生很少参与到教学环节中去,导致教学效果差,学生接受知识能力不强,难以将理论与实际问题进行有效结合。
项目驱动法是一种建立在建构主义教学理论基础上的新方法[3]。学生在项目实施中起主导作用,而教师更多的起组织、协调、促进与辅导作用,利用意境、协作、会话等环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和创造性,最终使学生有效的实现对所学知识进行建构的目的。实施项目驱动法时,理论教学环节中的重点通过项目提出,通过项目具体设计任务实施,帮助学生更好的了解和掌握教学的重要知识点。作为项目驱动法实施的主体,学生在精心设计的情景中,在具体的项目驱动下,在自主和互助的环境下,通过调研查阅材料、小组互助等途径发现解决问题的方法,从而保证项目能顺利完成[4]。相比过去满堂灌的教学方式,“项目驱动法”的实施使得学生更加积极的去学习和思考,改变传动的学习习惯和方法,提高学生的思维能力、创新意识和团队协作的能力。
四、自动机械设计课程项目驱动的实施
(一)项目实施原则
自动机械设计项目实施要体现以下几个方面:(1)根据给定的设计参数和自动机械的工作要求,提出机械的原理方案,通过给定的生产率参数确定工作循环时间,拟定工作循环图;(2)根据自动机械的使用范围和工作地点等综合分析后确定与之配套的驱动系统,掌握驱动系统选择的方法;(3)根据原始工作参数和选定的驱动机的性能指标,计算出自动机械的传动比,拟定传动机构的方案和采用的传动形式,提供出多个传动方案并进行比较确定最佳并能对主要零件的强度进行校核。(4)分析自动机械的主要工艺动作、先后顺序、运动形式、运动规律,进行机构选型与组合方案并能提出多种方案,能对机构进行设计计算、对主要构件进行运动分析与仿真。提交机构简图,包括运动轨迹和极限位置图。
(二)项目实施方法
项目实施时,由5―6人组成一个团队,项目的来源有两类,分别为学生原创课题和教师项目库。随着授课内容的深入而进行项目不同部分的汇报与总结,根据授课进度和内容,项目的汇报分为自动机总体方案的提出、驱动和传动系统的设计、执行机构和控制系统的选择及项目的总结四部分完成,项目组成员分工明确,每人负责具体任务而又共同完成整个设计任务。在项目实施的初期,教师负责项目的把关,通过与学生交流完成项目的调研报告和总体方案,在项目实施过程中,教师只需要关注项目的完成情况,并指导学生在项目的实施过程发现的难以解决的具体问题,而提供学生以更多独立思考的机会,辅助学生顺利地完成整个项目。
(三)项目评价方法
为了鼓励学生更好的投入项目中去,激发他们进行思考与创新,引入项目评价机制。每次汇报由不同学生负责,在阐述所完成内容之后进入班级提问环节,根据项目的完成情况和回答环节的表现给出项目的分数。根据每次汇报的侧重点不同,每次得分由不同指标组成,如第一次汇报内容为自动机械总体方案提出,由项目汇报人阐述项目的来源,文献的查询情况,设计的目的意义及情况预期工作量等问题,打分表设计如下。
每个项目小组随机抽取一名成员,组成评价小组,去掉最高分和最低分取平均分作为本组项目的得分,四次汇报结束后得到本小组完成项目的总分。为体现小组内不同成员之间项目参与程度的差异,项目结束后小组成员之间进行互评,由本人对组内其余同学进行评价,在0.6―1之间给出每名同学的贡献率大小,取平均值后乘以项目总得分即为每位同学的分数。
(四)项目实施效果
将“项目驱动法”引入教学环节后,教学环节中教师与学生的角色转变有效的激发了学生的学习兴趣,从项目的选题情况看,有90%的项目都是原创性题目,依托原创项目学生独立完成的“蒜薹自动收获机”“甘蓝收获机”“小型硬币包装机”在今年的山东省机电产品大赛中获得了优异成绩并在申报国家发明专利。通过项目实施,同学逐渐养成了运用理论知识解决实际问题的能力,动手能力和创新意识大大增强。此外,通过团队协作的方式完成项目,通过小组之间和组内成员之间进行评价,同学之间相互协作、各尽其能,锻炼了同学们的团队合作能力和表达能力。
五、Y语
自动机械设计作为单纯的课堂理论知识讲解难以达到良好的教学效果,将项目驱动法引入教学,将理论讲授和项目实施有效结合,使理论教学紧扣实际问题。项目结束以后对学生进行了无记名投票,统计结果显示学生对于“项目驱动法”引入教学的支持率为100%。实践表明,项目驱动法不但可以更好的引导学生独立运用所学知识独立解决问题,并且增强学生专业素质、创新意识和动手能力,为学习后续课程和毕业设计及以后走向工作岗位打下了较好的基础。
参考文献:
[1]宋井玲,夏连明,孙霞.培养机械创新设计能力的教学方法探析[J].教育教学论坛,2015,(24).
[2]唐炜.基于“项目驱动”的单片机类课程实践教学改革[J].实验室研究与探索.2010,29(5).
[3]宋井玲.自动机械设计[M].北京:国防工业出版社.2011.
[4]李纯青,王志玲.基于建构主义的课题研究教学模式对学生创新能力的影响研究[J].清华大学教育研究,2006,(SI).
Comprehensive Reform of Automatic Machine Based on "Project-driven"
XIA Lian-ming,SONG Jing-ling
(Shandong University of Technology School of Agricultural Engineering and Food Science,Zibo,Shandong 255049,China)
【关键词】机械专业;自动控制原理;教学改革
自动控制原理是机械类专业一门重要的专业方向基础课程,是控制类课程的核心,该课程与机械工程实际密切相关,课程教学中必须与机械类专业其他课程联系起来,要让学生对该课程引起足够重视,使该课程成为机械类专业后续课程的重要基础。为了掌握塔里木大学机械类专业学生在学习自动控制原理课程中的各种问题,也为了获得学生对该课程的意见和建议,帮助教师选取更实用的教学内容、采用合适的教学方法等,提高该课程的教学质量,帮助机械类专业学生学好这门重要的控制类基础课程。为此,对塔里木大学机械设计制造及其自动化、机械电子工程、农业机械化及其自动化三个机械类本科专业学生进行了自动控制原理课程的问卷调查,通过问卷调查发现学生在该课程中的各种问题,教师以此为重要依据,来进行课程教学改革,努力提高课程教学效果。
一、问卷调查的实施
(一)问卷调查内容的拟定。
结合机械类专业自动控制原理课程实际,设定如下的调查题目:大家认为学习自动控制原理课程的重要性如何?大家在学习自动控制原理课程时,遇到的最大问题是什么?大家认为自动控制原理课程中最难理解的是哪些知识点?大家的自动控制原理作业是如何完成的?大家在学习自动控制原理课程时,最感兴趣的是哪些内容?大家希望在自动控制原理教学中教师采用哪种教学方法?大家学完自动控制原理课程后最大的感受是什么?大家自己是采用哪些学习方法来学习自动控制原理课程的?请大家列出学习自动控制原理的收获?请大家列出对自动控制原理课程的意见和建议?以上这些调查题目,针对不同内容,有的给出了选项供学生选择,有的是让学生自行根据实际填写,通过问卷调查,充分挖掘学生在自动控制原理课程学习中的各种问题。
(二)问卷调查的发放和回收。
通过对机械设计制造及其自动化、机械电子工程、农业机械化及其自动化三个机械类专业已经学过自动控制原理课程的班级发放问卷调查,问卷采用不记名的形式,由学生自行根据自己实际情况如实填写。三个机械类专业各发放30份调查问卷,一共90份调查问卷,教师督促学生全部交回调查问卷。
(三)问卷调查的分析。
1.课程重要性认识方面。
大部分学生都明白自动控制原理课程的重要性,都懂得该课程是机械类专业控制类课程的基础,都能从心底里引起足够重视,只有很少一部分学生感觉该课程理论性太强,感觉好像在学数学,对于数学基础薄弱的这些学生来说,对该课程重视不够,甚至对该课程有抵触情绪,总的来说,大多数学生能重视这门课程,有学好该课程的强烈愿望。
2.课程学习中遇到的最大问题。
大部分学生表示,该课程学习中遇到的最大问题是课程对数学知识要求很高,学生在学习该课程时,必须先要翻阅数学课本,重新温习微分方程、函数、向量、拉普拉斯变换、拉普拉斯反变换、傅里叶变换、复数、矩阵等数学知识,所以数学基础薄弱的学生在学习该课程中,往往由于数学的问题,导致该课程上课时听不懂,跟不上老师的节奏,久而久之,就放弃了该课程。还要相当一部分学生反映,在该课程学习中遇到的问题还有结合图形分析,该课程的教学中,很多知识要通过图形讲解,分析问题也要涉及到画图,很多学生厌烦画图,所以学生感觉图形分析也是本课程的难点之一。
3.课程最难的知识点。
大部分学生表示,自动控制原理课程中根轨迹分析是课程最难的地方,因为根轨迹分析法比较抽象,概念不好理解,首先要画出根轨迹图才能进行分析,画根轨迹图必须要熟悉大量的绘制根轨迹的规则,学生对这些绘制法则比较模糊,理解不透彻,导致很难画出准确的根轨迹图,会影响对系统的分析。还有一些学生认为该课程另外一个比较难的知识点是系统的设计与校正,设计的步骤学生好理解,关键是系统设计中用到校正,学生不易理解校正的具体应用。
4.课程最感兴趣的内容。
学生普遍对该课程中自动控制的应用最感兴趣,学生普遍关注的是自动控制系统如何运行的,如何发挥出自身优势,如何能减轻人的劳动力。学生对自动控制的应用充满无限遐想,心里想着,生活中哪些方面可以想办法引入自动控制,以提高效率,减轻人的劳动。
5.期望采用的教学方法。
考虑到自动控制原理的图形多、公式多、分析方法多等特点,学生们普遍表示,该课程的教学中不能教师在课堂上满堂灌地讲概念、推导公式、介绍各种系统分析方法等,必须要采取新颖的教学方法,才能提高学生的学习兴趣,学生普遍表示,教学中要多举实例,每章结束后要及时总结,希望教师把每章的知识点能进行梳理,可以采用微课的形式对每章知识点进行视频表述,方便学生业余时间观看学习,在该课程的实验中,要改变单一的传统实验模式,可以在实验中引入仿真,这些新颖的教学方法,可以为学生营造轻松的学习环境,提高学生的学习积极性。
6.课程学习方法。
大部分学生表示,学习该课程主要靠课堂上听老师讲解,大部分学生课后只是完成教师布置的作业,作业完成以后就不再看书,对该课程的学习投入不够。将近一半的学生能进行课前的简单预习,极个别学生课前根本不预习。课程作业基本都是按照教师讲的解题方法或者参阅教材上的例题,按部就班完成任务,很少深入思考,极个别学生作业不会做,也不认真思考解决,为了完成任务而抄同学作业。
7.学完课程的收获。
学生普遍表示,学完自动控制原理课程,懂得了自动控制的概念、组成、类型、应用、要求等,明白了自动控制的重要性,特别是对于机械类专业的学生,非常有必要学好自动控制原理课程,因为很多的机械设备在工作中离不开自动控制,所以必须了解自动控制的最基本内容。学完该课程,了解了自动控制系统的分析方法和设计步骤,也学会了基本的判断自动控制系统能否稳定的方法等。学生在脑海里能把机械工程实际和自动控制联系起来,树立了机械工程背景。
8.对课程的意见和建议。
大部分学生建议该课程教学中,教师不能只讲课本理论知识,要多介绍自动控制在机械工程中的具体应用,要把该课程与机械工程实际结合起来,要多讲解自动控制案例,在课程教学中要利用好板书和多媒体,两者要良好结合,在课程实验中增加最新的仿真软件,来学会用计算机辅助系统的分析和设计,在教学中,教师要多把自动控制系统的前言知识和科研成果与课程内容联系起来,扩展视野。
二、自动控制原理课程教学改革的实践
针对在问卷调查中分析总结的问题,结合教师从事自动控制原理课程的经验,对机械类专业自动控制原理进行教学改革,以此提高该课程的教学质量,帮助学生学好该课程,为学生后续的专业课学习打下好的基础。
(一)课堂教学采用案例讲解和微课教学模式。
在该课程教学中,教师多查找机械工程实例,把课程知识与案例联系起来,为学生的学习树立机械工程背景,引起学生对课程的重视和学习热情。针对学生对每章知识点把握不准,在课堂教学中引入微课辅助,把每章重要的知识点制作成微课,学生对微课很感兴趣,除了在课堂上每章结束给学生通过微课总结,学生也可以利用课余时间观看微课视频,方便学生随时学习。在课堂教学内容方面,要针对学生学习该课程中遇到的困难,对难的内容要反复讲解,教学中要及时给学生补充复习数学知识,在学习方法上,要给学生正确引导,要让学生每次必提前预习,特别是涉及到数学知识时,要求学生课前必须先预习回顾数学知识,做到课堂听课时心中有数,能跟上教师的讲解节奏。要重视课程的作业,及时布置典型作业题,及时批阅,及时讲解作业题中发现的问题,使作业成为检验学生所学的重要依据。
(二)实验教学中增加系统仿真。
要改变传统的实验台接线验证实验原理的简单实验模式,在自动控制实验中增加计算机仿真,给学生提供新颖的实验模式,提高学生实验兴趣,让学生学会用计算机仿真来进行系统仿真分析和设计。
三、结语
通过在机械类三个专业学生中进行自动控制原理课程问卷调查,能更好地发现学生在该课程学习中遇到的问题,及时听取学生对课程的意见和建议,以此来进行课程的教学改革,一切为了学生,不断提高教学质量,帮助学生学好该课程,为学生后续的机械专业课学习打下好的基础。
【参考文献】
[1]买买提热依木•阿布力孜.民族班“自动控制理论”课程问卷调查及教学改革[J].电气电子教学学报,2012,2:23~24
关键词:数控技术;创新能力;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)13-0064-02
一、引言
近年来,随着我国市场经济的快速发展,特别是《中国制造2025》的,给机械制造业提出了新的挑战,创新型国家建设目标对机械工程人才的培养提出了新的要求。与国外大学相比,我国大学对能力培养重视不够,学生发展的主动性、能动性不足,学生的创新能力不足。因此,积极探索教育教学的新思路新方法,具有重要的意义。《数控技术》是机械设计制造及其自动化专业的重要专业课,本项目就是在借鉴国内外数控技术教育改革优秀成果和继承西北农林科技大学数控技术教学现有优势和特色的基础上,对现有数控技术教学内容和教学方法进行改革研究,针对我校机械设计制造及其自动化专业自身特点,研究数控技术课程必要的理论知识和实践能力,从而形成理论教学体系、实践教学体系,以期为我校和我国数控技术教育的改革和发展做出有益的探索。
二、教学内容改革
(一)课程内容体系的重构
数控技术课程体系包括理论课、实验课和实践课。分专业背景因材施教,课程配置可参考表1:理论课教学内容及学时分配。理论课以数控加工信息流为主线进行教学,主要讲授:数控加工工艺、数控加工编程、数控机床机械结构、数控机床故障诊断及维护、数控插补和刀补原理、计算机数控装置、数控机床伺服系统、数控机床位置检测装置等。对机制、车辆工程、农业机械化工程等偏机械类专业侧重于前五项;对机电工程专业机械内容和电子内容同样重要,各占用20学时。实验课在所设6个项目中选做3项,加工中心综合加工实验和数控插补设计综合实验分别是综合性和设计性实验。实践课分专业设置,机制、车辆工程、农业机械化工程、机电工程各专业进行4周的工程基础训练,其中有数控加工技术的初步认识训练,包括XY数控平台的训练以及数控车的训练,数控雕刻机、线切割加工和数控加工中心的加工演示,让学生对数控加工有初步的认识;机制专业学生在三年级进行2周的现代设计与制造综合训练,是CAD/CAM/CNC的综合训练,主要实践各类零件的数控加工工艺设计、自动编程、各类机床的操作方法,其他专业的学生利用实践平台可进行创新项目的实施。
(二)教学内容组织方式
理论课以课堂教学与自学两种方式进行,编程指令以FAUNC系统为主进行,辅以介绍SIEMENS数控系统,对机制、车辆工程和农业机械化工程专业数控伺服系统等章节仅作原理性介绍,不局限某些教材作过多的硬件电路介绍。受学时所限,故障诊断及维护仅介绍基本理论与方法,详细内容以安排学生自学,然后集中答疑的形式进行。实验教学强化综合性、设计性、探索性实验,发挥学生主动性,提高学生综合运用知识的能力和启迪创新意识。现代设计与制造综合训练,让学生综合运用相关知识、灵活采用相关方法自主进行;对学生按任务性质分组,实行一人一题方式。教学过程中根据当代装备制造业的发展需要不断更新教学内容,重点讲述目前大中型企业普遍应用的现代数控技术,并使教学内容紧密联系工程实际。
三、教学方法与教学手段改革
(一)教学方法
课程组根据本科教育的特点和我校资源现况,探索出很多行之有效的教育教学方法,应用于不同的教学内容中。
1.讲练结合教学:将教、学、练融为一体,适于需要较强逻辑思维、而在传统教学中较难进行的课程内容。教师在讲清基本概念、基本理论与方法后,布置学生进行实践训练。如在讲解数控编程指令时,介绍完一类编程指令后,就给出相应图纸,由学生编制数控加工程序,由教师检验是否正确。这种即学即练的教学方式,提高了学习效率,增强了学生学习的兴趣。
2.师生互动教学:教师授课中善于提出问题,学生可进行讨论或争论,提出解决方案,教师适时引导,使学生从中领会教师思路,提高分析解决问题的能力,体现了以学生为主体的教育理念。如在讲解刀具补偿时,教师可让学生思考使刀位点沿工件轮廓正确运动的两种方式,并展开讨论,从而说明刀具补偿功能的作用。
3.案例剖析教学:数控加工的零件是千差万别的,通过介绍典型零件的加工方法,使学生能做到举一反三,重点培养学生解决问题的能力。如介绍数控车床编程加工时,我们仅剖析一个典型的加工案例,学生便能做到对同类零件加工的触类旁通。
4.现场实物教学:数控技术的某些概念比较抽象,如数控机床坐标系、对刀、换刀等,可把教学地点选到数控实训中心,面对具体的数控机床进行讲解或操作。这样有利于把抽象概念具体化,降低学生学习难度。
(二)教学手段
1.多媒体教学辅以传统教学:为了提高课堂效率和学生的学习兴趣,将全新的教学内容制成多媒体教学课件。课程许多内容如数控机床机械结构、孔加工的数控编程等复杂抽象,采用了多媒体辅助教学,有利于增强学生学习兴趣,提高学习效果。课程组开发制作出CAI课件、二维、三维模拟动画和数控加工操作视频。教师在讲授数控原理和基础知识的同时,就可播放视频,使课堂教学与工程实际更加结合紧密,这不仅使数控技术的教学强化了学生工程实践能力的培养,而且使理论课堂教学丰富多彩,取得了较好的教学效果。
2.软件仿真教学:学生编程操作的困难大多数由于工艺不清楚,我们利用斯沃、VUNC数控加工仿真教学软件,采用实验和课堂演示的方式,把复杂的加工过程仿真出来,让学生在实践中理解代码的涵义和数控工艺。
3.网络教学:利用学校精品课程网和本科网络教学平台实施网络教学。数控技术课程网上资源包括课程说明、教学大纲、教学日历、西门子和法拉克系统的各类技术手册等,已在我校教学中得到了应用,学生可自由下载学习。通过网上教学平台可及时回答学生学习中的问题,课程组与这些网络教学环境动态联系,及时更新教学内容,以保证教学内容的新颖。
四、加强实践教学的探索和实践
实践教学是培养高等应用型创新人才的重要途径和保证,良好的实验、实训基地,对高等应用型创新人才的培养有着至关重要的作用。我校于2005年建成了具有先进制造装备的综合性工程训练中心,是本科生工程素质教育和技能教育的实践性教学基地,可进行分布式数控加工与实训教学。工程训练中心可以配合数控技术教学,为学生提供数控设备进行实践操作,让学生亲自动手编制加工程序和操作机床,使学生对数控机床的学习由抽象的理性认识上升为感性认识,再通过感性认识进一步加深理解和掌握数控技术。实践教学的实施是按照前面建立的实践教学体系分层次进行的。同时,我们积极组织学生参加全国和陕西省数字建模大赛、机械创新设计大赛、数控加工创意大赛等,组建科技创新小组,让学生对自己感兴趣的数字化设备、机器人等亲自设计、亲自动手制作,近年来10余项项目获得了国家和陕西省的奖励,这些实践环节都收到了良好的教学效果。
五、结束语
随着科学技术的飞速发展,以数控技术和数控机床为核心的装备制造业正在发生日新月异的变化,其中发展高档数控机床和机器人是国家大力推动的关键领域。与工程实践紧密结合的数控技术教学应该紧跟时代的步伐,从教学内容、教学方式和实践环节等方面适应高等创新型人才培养目标,本课题进行了有意义的探索和实践,收到了较好的效果。
参考文献:
关键词:卓越工程师;校企合作;人才培养;思想政治教育
0引言
2010年6月,教育部正式启动了“卓越工程师培养计划”,旨在培养和造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程的技术人才,以适应国家经济形势发展的需要。该计划的实施对于我国“高等教育根据社会经济发展形势来调整人才培养方式,提高人才培养质量,推动高等教育与教学改革,增强毕业生就业能力、提高毕业生就业率都具有非常重要的现实意义”。众所周知,机械工程专业属于工科范畴。传统的机械工程在向现代化机械工程转变的大背景下,我国的机械工程类产业的快速发展必然急需大批量的高素质的卓越型机械类的工程师。而我国传统的机械类工程科技人才的培养往往与社会需求相脱节,无论是人才的培养模式或方式,还是成长环境都不能很好地适应当下社会发展对工程类人才提出的高标准的要求和需求。这也迫使各大高校在国家实施卓越计划为契机的大背景下,必须深化学科专业的人才培养模式和改革创新,以培养出卓越的工程类人才。
1人才培养现状南京林业大学是江苏省
“卓越计划”高校之一,学校根据国家《卓越工程师教育培养计划通用标准》,结合学校特色和人才培养定位,制定了全面的教育培养计划方案,以推进人才培养模式改革,提升工程技术人才培养水平。机械电子工程学院自1958年招收的首届机械类本科生以来,至今已经有近60年的发展历史,多年来为国家农林机械类行业培养和输送了一大批优秀人才。现有机械工程一级学科博士后科研流动站、机械工程一级学科博士点、机械工程一级学科硕士点;机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、林业机械工程等多个二级学科博士点;机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、车辆工程、检测技术与自动化装置、农业机械化工程、控制理论与控制工程等7个二级学科硕士点;机械工程、控制工程等2个工程硕士专业学位点,农业机械化农业推广硕士专业学位点。随着国家改革开放的不断深入,尤其是现在已进入到改革深水区,高校必须面向市场办学,这将会对传统办学的理念和培养人才的模式需求带来了更高的要求。但就学院机械工程专业的人才培养模式而言,依旧沿袭传统的人才培养模式,即只注重基础理论知识的灌输,不重视学生的实践能力和创新能力的培养。根据学院近5年的本科生就业去向统计分析,机械工程专业每年基本招生8个班左右的学生,就业率居学校各专业的前列,但是有近五分之一的毕业生并没有从事与本专业相关领域的工作。进入机械工程专业及相关专业领域的工作的毕业生,企业虽认可机械工程的专业的人才培养质量,但其存在的创新能力不强、动手能力差及吃苦耐劳精神不足等问题,更不能很好地适应行业对专业技术人才的要求不容忽视,必须引起学校的高度重视。“卓越人才计划”是一个系统的高等教育人才培养计划,不仅具有独特的指导思想、基本原则和实施内容,也在组织实施上有着与众不同的明确规定。国内工程教育界人士经过大量研究,提出其具有三个特点:一是行业企业深度参与培养过程;二是学校按照行业标准和通用标准培养工程人才;三是强化培养学生的工程实践能力和创新能力。笔者本次就以南京林业大学机械电子工程学院在相应工作中的思路和做法进行分析。
2校企深度合作搭建培养卓越人才的途径与探索
2.1创建校企合作平台,建立卓越工程师培养实践基地
2014年11月至今,机械电子工程学院通过走访校友,多渠道调研与宣传等方式对有意报名参加校企合作意向的企业单位进行面试与筛选,确定出镇江中福马机械有限公司、苏州苏福马机械有限公司、泰州林海集团、南京乐鹰商用厨房设备有限公司共4家公司签订了卓越工程师计划实施的合作协议,作为机械电子工程学院首批卓越工程师培养计划的实践基地。这批实践基地将作为学院今后的卓越工程师计划的顺利开展汲取丰富的理论与实践经验,也为今后组建卓越工程师计划的实验班而培育。2014年11月与2015年11月,经学院大四年级学生的申请报名参加卓越工程师计划,专业老师与企业导师共同对学生进行一对一面试的双向选拔,即确定了一名学生由企业与校内两位导师共同指导的培养模式,共选出16名大四年级的毕业班学生分作为首批加入卓越工程师计划队伍,赶赴企业进行毕业设计或毕业论文,经过近一年的校企合作中的摸索与探索,在双方指导老师的培养与学生自身努力下,这16名毕业生顺利完成了毕业设计,且其完成的毕业设计论文质量明显要高于在校学生完成的质量,缘由归于这些学生在企业学习阶段,能直接接触到企业生产设计的一线,充分了解企业生产的规范与流程及企业文化,更好地将理论知识与实践经验相结合,从而取得了优异成绩。
2.2强化校企深度合作,共同制定人才培养标准,促进校企合作双赢
在确立作为机械工程专业卓越工程师计划的企业过程中,学校与企业都需从各自最关心的问题角度出发,共同商议制定人才培养标准。因为产学研相结合是工程教育的一个重要特征,也是工程教育的一个本质要求。学校从学生教育的角度及办学理念出发,在校大学生的培养显然缺乏实际工程案例,企业的先进技术装备和生产工艺,要提高学生的实践动手能力与解决实际生产过程中的问题就必然要去企业生产一线,为此,要实现工程教育的要求必然离不开企业的深度参与培养过程。企业从引进人才的角度来看,通过企业对学生培训,致使其能够适应企业的工作要求和考量,但这必然会增加企业的成本。因此,只有加强校企深度合作,才可以使机械工程专业人才的学校教育与企业的专业培训对接起来,这对学校与企业来说是双赢的结果。机械电子工程学院与上述提到的4家企业,在制定卓越工程师人才培养方案过程中就各自关切的问题均体现和表达出来,如学校通过企业对学生的培养的达标要求,企业需要学生完成的指标任务等进行详细商讨后在签订合作协议。
2.3强化卓越人才计划学生的思想政治教育
在本次选拔出参加卓越工程师计划的这批学生中,学校不仅仅关心关注他们在校期间的各方面的表现,更加注重和关心他们在企业实习期间的表现,通过校企双方的相应指导老师对其加强思想教育,让其感受到校企双方的关心和关爱。机械电子工程学院在与企业制定卓越工程师培养计划方案过程中也明确了这点,学院这边配备相应学生的政治辅导员老师作为这批学生的思想政治教育的牵头人,企业也专门配备一名指导老师作为学生的思想政治教育老师,学生在企业实习期间,通过校企双方老师的定期沟通与交流时刻掌握学生的思想动态,对可能存在的些许问题及时加以引导与开导并加以教育,本批次的16名学生均很好地完成和遵守学校与企业为其制定的培养指标和政治要求,校企双方的思想政治教育老师的配备为学生的成长与成才保驾护航。
3结论
“卓越工程师教育培养计划”是工程教育满足国家战略需要,服务企业需求、创立校企联合培养机制,以解决人才培养过程中校企脱节的重大教育改革项目,也是一项系统工程。机械电子工程学院为积极响应国家重大教育改革项目,即卓越人才教育的培养进行了探索,为今后学院组建卓越工程师计划班的开展积累经验,从而也为构建校企合作的长效机制创立条件。
参考文献:
[1]周吉林,翟华敏,彭斌.卓越林业工程师培养的实践与思考[J].中国林业教育,2012(5):1-4.
[2]王桂荣,刘元林,刘春生,等.卓越工程师培养背景下机电本科毕业设计改革[J].教学研究,2014(1):89-91.
关键词:项目教学法 专业分流 应用型 导师制
中图分类号:G642.0,F323
文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2015)06-227-02
一、前言
高等教育人才培养模式改革是近几年的一个热门课题。如何建立高素质应用型人才培养模式,实现高素质应用型人才培养目标是佳木斯大学办学必须明确的首要问题。随着高等教育改革的逐步深入,建设创新型国家对高等教育提出了“厚基础、宽口径”的培养要求,通识教育、专业教育之间的冲突与融合关系的辨析活动随之升温,在新时期下采用什么样的人才培养模式培养什么人才,又重新得到广大教育工作者的密切关注。近年来,大类招生成为诸多人才培养模式改革尝试中的一个主流方向,其在强化基础教学、创新人才培养等方面初见成效。从国际高等教育教学改革发展过程来看,斯坦福大学、耶鲁大学等世界名校均不实行按专业招生{1}{2}。
笔者所在的佳木斯大学机械工程学院共有9个专业,按照专业成立年限分类依次为:机械设计制造及其自动化、机械电子工程、热能与动力工程、农业机械化及其自动化、车辆工程、包装工程、农业电气化与自动化、工业设计、交通运输共9个本科专业。农业电气化专业于2008年成立,2010年获得硕士学科授权,目前已培养了3届本科毕业生、2届硕士研究生,专业实力提升速度非常快,但由于发展时日尚短,专业建设积淀较弱,尚未形成专业核心竞争力,属于典型的新、小专业。
我校在2011年开始实行大类招生试点,并在几个大的学院尝试开展大类招生,我校机械工程学院归为机械类招生。2012年新生入学1年后,学院第一次开始专业分流,分流办法经过多轮讨论采用:学生一年来的成绩、高考成绩为主,学生志愿为辅进行专业分流。分流结果发现,由于我专业属于新、小专业,学生认可度较小,招收的35名学生成绩都位于整个学院的后面,学生整体素质相对较差。在培养中发现,在大类招生之前进行的多轮旨在加强实践能力的教学改革,在本届学生中很难实施,对本专业的发展造成了巨大影响。本文总结当前存在的问题,并提出具体对策,以期提高教学水平,促进类似农业电气化专业等新、小专业的健康发展{3}{4}。
二、大类招生带来的教学问题分析及对策
1.学生质量低,已开展的教学改革方案难以良好实施。问题分析:2012级学生是大类招生的第一批学员,采用的分流方式为:以学生一年来的学习成绩及入学成绩为主、志愿为辅的分流方法。产生的结果是好学生都分流到老牌、影响力大的机械设计制造及其自动化、热能与动力工程等专业。据统计,农业电气化专业分流学生在9个专业中排名第5,即全部为中下等学生分流进入本专业学习。
学生全员质量偏差,极大影响了本专业教学的正常实施。在大类招生之前,本专业进行了大量行之有效的教学改革。已应用CDIO理论,采用项目教学法开展了多轮教学改革,取得了巨大成效,学生实践能力大大提高,学生就业情况很好,成为了我校教学改革的标兵。自2012级大类招生分流学生进入专业2年以来发现,学生的素质和技能与以往专业学生相差甚远,更为严重的是学生整体质量差,缺乏优秀学生来带领后进同学一同进步。专业开展的项目教学法很难进行。项目教学法执行效果来看,学生参与度较少,实践能力没有显著提高,教学效果不好。这一情况严重影响本专业未来发展,亟需设计更好分流方案予以解决,笔者认为应采取以下对策:
(1)采用以申报志愿为主其他为辅的分流方法。以学生的兴趣和志愿为主,学习成绩等为辅的分流方法进行分流可能是个较好的方案。一方面,能让学生根据自己的兴趣爱好、未来发展需要、专业实力等因素综合考虑分流方向;另一方面,给正在处于成长期的新、小专业发展的机会,不断获得好生源,提高专业实力,逐步培养成老牌、强势专业。此外,也能给新、小专业压力,促进其不断提高教学水平和专业实力,用影响力和就业能力来吸引学生主动分流进入专业学习,形成良性循环。
(2)让小专业、新专业优先选学生。将新、小专业分流优先级提高,让分流学生先选这些专业。此办法一方面可以让真正对该专业感兴趣的学生能进入该专业学习;另一方面,给弱势小专业开小灶,提高分流入优秀学生的概率,避免小专业分流的学生都是被迫分流进入专业的情况。
(3)分流时给新、小专业加权系数以提高好学生流入概率。我院在专业分流时,为避免人为干扰情况,体现公平,设计了一款分流软件,在将学生各类考核信息录入后,几秒内即可完成分流工作,执行效果很好。如果在分流软件中将新、小专业分流的系数进行加权,提高弱势专业获得好学生的比例,也可能是一个好的办法,还有待于实验验证。
2.学生居住分散,缺乏沟通,不利于课后实践。问题分析:由于本专业前期开展的教学改革中,基本是以寝室为单位进行项目分组,学生在课后有充分时间在平时生活中随时随地进行项目研究和交流,极大地促进了学生实践能力和学习积极性的提高。大类招生后,新生入学时由于没有分专业,学生分寝室没有规律,当分完专业后,出现本专业学生分别在不同寝室的情况。在随后“项目教学法”教学改革中,本专业采用按照学号分组的办法进行分组,但学生缺乏沟通交流的空间和时间,每组同学交流很困难,除了在课上进行研究外,其他时间很难进行更深入研究,这也是教学效果不理想的重要原因。
可采用的对策:
(1)分流后重新分配寝室。可在专业分流后,重新按照专业分配寝室,让专业学生都集中在一起居住,方便学生学习、交流。但本方法虽然一方面给学生创造了更好的学习交流环境,但另一方面,增加了学校寝室调整的成本,代价比较高,此种方法本身也是一把双刃剑,利弊还需进一步分析和实践。
(2)为小专业配备专门学习教室。为新、小专业学生配备专门学习教室,应该是非常有效的办法。学生课上、课下都可在一个教室内学习,极大方便学生交流合作,有利于学生实践能力的提高。但是,由于我院教室紧张,很难为小专业分配专有教室,同时该方法也与我校整合资源,资源共享的理念相悖。这一矛盾还需在顶层设计上予以考虑。
(3)定期安排项目汇报。以往教学改革中,学生定期项目汇报都安排在课上,由教师主持,项目组长组织成员进行技术和存在问题报告。为提高学生学习交流力度,可增加学生汇报的频次和力度。一方面将课上汇报扩展到实验室汇报,另一方面,增加交流频次,每周根据需要增加3~4次项目跟踪促进汇报,以提高学生合作交流的进度。
3.学生一年半之后才通过分流进入专业学习,不利于我专业“导师制”培养方式的进行。问题分析:农业电气化专业在教学改革中,除实施“项目教学法”之外,还积极开展“导师制”培养模式探索。由于我专业为新上小专业,专业额度限定为每届35人,专业教师均由学院抽调精干力量组成,教师科研和教学能力强,科研经费和课题充足,这为开展“导师制”培养提供了得天独厚的条件。本专业“导师制”改革探索已进行了2年,虽然教师比较辛苦,但教学效果非常明显,学生的实践能力和科研素养的到了很大提高。但大类招生后,学生要一年半之后才能进行分流,之前这段时间,专业教师由于不知道哪些学生能进入专业,无法开展“导师制”培养,而刚入大学的这一年学生学习劲头最强,如果充分运用并加以合理引导,学生能很容易进入到良好的科研、实践学习环境中,并打下良好学习素养,非常有利于后续的学习与发展。
可采用的对策:
(1)调整“导师制”培养计划内容。合理规划学生进入专业后的为期2.5年的学习,调整原有“导师制”培养方法,在培养方案修订时,将基础学习部分,放到前一年半学习当中,进入专业后再对学生进行基础专项复习,以弥补基础培养短板;紧凑后续2.5年学习进程,让学生发挥主观能动性,主动挤时间参加实践活动和科研训练,完善自我素养。
(2)因材施教,合理安排实践和科研任务。由于大类招生后学生素养降低,不能按照以往的任务标准考核学生,必须因材施教。根据学生的能力水平,制定相应培养计划。总体目标是让学生掌握一项技能,至少在未来就业时能找到合适工作。
三、结论
1.总结了大类招生后对新、小专业的不利影响,并提出了具体对策。
2.提出的问题有些对专业的发展有巨大影响,不但对本校新、小专业都有巨大不利影响,也同时对国内其他兄弟院校的相关专业发展有一定借鉴作用。
3.有些对策是双刃剑,还需要在后续不断的实践中摸索优化。
4.大类招生目前在很多高校积极开展,但在实施中应该对各个专业进行专业评估,出台行之有效的配套措施,保证优势专业更好的同时新、小专业也能健康发展。
[基金项目:黑龙江省新世纪教育教学改革工程项目“地方高校课堂教学有效性的‘分析―策略―实施―评价’过程集成系统研究”(JG2014011044);黑龙江省教育科研“十二五”规划2014年度课题“基于CDIO模式的卓越工程师培养中机械设计类主干课程改革”(14G134);黑龙江省高教学会重点项目“大类招生模式下机械类高素质应用型创新人才培养模式的研究与实践”(14Z023)。]
参考文献:
[1] 冯开甫.高校按大类招生的冷静思考[J].西华师范大学学报(哲学社会科学版),2011(3):85-87
[2] 禹奇才,蔡忠兵,苗琰.推进高校大类招生改革若干问题的探讨[J].高教探索,2014(1):136-139
[3] 潘洪波,唐建新.大类招生有利于重点高校招生吗[J].考试周刊,2014(76):138-141
[4] 苏春.基于案例的大类招生政策对新小专业办学负面影响研究[J].2014,16(2):201-205
(作者单位:佳木斯大学机械工程学院 黑龙江佳木斯 154007)