“農(nóng)業(yè)機(jī)器人”課程教學(xué)方案探討

摘要：隨著現(xiàn)代機(jī)械和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式在逐步發(fā)生改變，農(nóng)業(yè)機(jī)器人出現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。為適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，“農(nóng)業(yè)機(jī)器人”作為農(nóng)林類高校的農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化專業(yè)的一門重要的前沿專業(yè)核心課程在整個人才培養(yǎng)過程中地位重大。本文針對農(nóng)業(yè)機(jī)械化本科和研究生的人才培養(yǎng)，分析了“農(nóng)業(yè)機(jī)器人”課程的知識體系、課程定位、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)模式和教學(xué)成效，研究了教學(xué)實施方案，經(jīng)過2年的教學(xué)實踐證明，該方案是切實可行的，在教學(xué)中取得較好的效果。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)器人；教學(xué)方案；教學(xué)目標(biāo)；知識體系

中圖分類號：G642.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）46-0106-03

隨著現(xiàn)代機(jī)械和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，形成了一個以作物栽培為基礎(chǔ)，以生物技術(shù)為先導(dǎo)，集機(jī)械化作業(yè)、自動化栽培設(shè)施、人工可控環(huán)境等尖端技術(shù)為一體的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。為適應(yīng)社會發(fā)展的需要，國內(nèi)外農(nóng)林類高校紛紛開設(shè)“農(nóng)業(yè)機(jī)器人”課程，尤其在農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化專業(yè)的諸多專業(yè)課中，“農(nóng)業(yè)機(jī)器人”是農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域最新技術(shù)水平的代表性課程，是機(jī)械設(shè)計、控制技術(shù)、測試技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)等課程的集中體現(xiàn)和綜合運(yùn)用，因此，開展“農(nóng)業(yè)機(jī)器人”課程教學(xué)方案的研究和探討，快速培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展趨勢的創(chuàng)新人才，對于改善傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式、促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。本文針對我校相關(guān)專業(yè)本科和碩士專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和要求，分析“農(nóng)業(yè)機(jī)器人”在專業(yè)課程體系中的定位和作用，研究農(nóng)業(yè)機(jī)器人課程的知識模塊、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和考核方法，形成了一套適合本科和碩士研究生專業(yè)的教學(xué)方案。

一、課程目的和定位

“農(nóng)業(yè)機(jī)器人”課程是浙江農(nóng)林大學(xué)工程學(xué)院林業(yè)工程、農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化和機(jī)械工程專業(yè)面向本科和研究生開設(shè)的一門專業(yè)核心前沿課程，它主要講述農(nóng)業(yè)機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)和農(nóng)業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用實例兩大部分內(nèi)容；通過分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的特點，讓學(xué)生了解目前各種農(nóng)業(yè)機(jī)器人的特點、基本組成和應(yīng)用狀況。其目的是使學(xué)生掌握目前世界各國用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各種機(jī)器人，把握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的高新技術(shù)，開拓視野，拓寬思路，為學(xué)生將來從事相關(guān)工作建立寬廣的知識結(jié)構(gòu)和思維空間。本課程在農(nóng)林類高校的大機(jī)械類專業(yè)、特別是在農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化專業(yè)課程體系中既是諸多課程知識點（機(jī)械設(shè)計類、機(jī)電類、信息控制類）的集中體現(xiàn)和有機(jī)融合，又是后續(xù)畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)論文前期的直接專業(yè)訓(xùn)練和前期預(yù)演，在學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和專業(yè)能力的提高等方面具有重要的作用，其承上啟下的作用如圖1所示。

二、知識和評價體系

“農(nóng)業(yè)機(jī)器人”課程知識體系基于現(xiàn)有正式出版的教材有：徐麗明主編，《生物生產(chǎn)系統(tǒng)機(jī)器人》，北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2009；（日本）近藤直（日本）門田充司（日本）野口伸譯者：喬軍，陳兵旗，孫明等，《農(nóng)業(yè)機(jī)器人（全2冊）》，第1版，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2010；同時還有根據(jù)“農(nóng)業(yè)機(jī)器人”課程教學(xué)小組近幾年的教學(xué)實踐而形成的教案。它由概論、農(nóng)業(yè)機(jī)器人的基本組成、農(nóng)業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用實例分析等循序漸進(jìn)的幾部分內(nèi)容組成，在知識的傳輸過程中穿插實踐環(huán)節(jié)教學(xué)，實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)安排在“農(nóng)業(yè)機(jī)器人實驗室”進(jìn)行和到吉峰農(nóng)機(jī)杭州分公司參觀，考核評價體系本科生和碩士生要求有所區(qū)別，“農(nóng)業(yè)機(jī)器人”課程知識體系和評價體系如圖2所示。

三、教學(xué)要求和模式

“農(nóng)業(yè)機(jī)器人”課程面向本科生和碩士研究生同時開設(shè)，課時分配、重點難點、目標(biāo)要求、評價標(biāo)準(zhǔn)等均有所不同。本科生和研究生教學(xué)要求比較如表1所示。

四、教學(xué)成效

“農(nóng)業(yè)機(jī)器人”課程教學(xué)方案通過2012、2013兩年的本科生和研究生的教學(xué)實踐，成效顯著，具體體現(xiàn)在以下幾方面，如表2所示。

“農(nóng)業(yè)機(jī)器人”課程教學(xué)方案探討充分體現(xiàn)了以技能素質(zhì)培養(yǎng)為導(dǎo)向的工程類高等人才辦學(xué)宗旨，其在課程目的和定位、知識和評價體系、教學(xué)要求和模式以及教學(xué)成效上，以應(yīng)用為主的本科生和以科學(xué)研究為主的研究生均有所不同，但是，作為學(xué)校唯一的一支教學(xué)團(tuán)隊，教學(xué)資源、教學(xué)內(nèi)容等方面又幾乎一致，然而，通過2年的教學(xué)實踐，均取得了應(yīng)有的效果。根據(jù)教師的科研活動和教學(xué)研究活動的深入開展，結(jié)合“農(nóng)業(yè)機(jī)器人實驗室”的不斷建設(shè)，“農(nóng)業(yè)機(jī)器人”課程的軟硬件基礎(chǔ)條件不斷完善，今年有望編寫出新的適合學(xué)校特色的“農(nóng)業(yè)機(jī)器人”教材，“農(nóng)業(yè)機(jī)器人”課程教學(xué)方案也將日益走向成熟。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐麗明.生物生產(chǎn)系統(tǒng)機(jī)器人[M].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2009.

[2][日]近藤直，門田充司，野口伸共，著.農(nóng)業(yè)機(jī)器人I·基礎(chǔ)與理論[M].喬軍，等，譯.北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2009.

[3][日]近藤直，門田充司，野口伸共，著.農(nóng)業(yè)機(jī)器人II·機(jī)構(gòu)與實例[M].喬軍，等，譯.北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2009.

作者簡介：雷良育（1966-），男、漢族、博士、浙江農(nóng)林大學(xué)工程學(xué)院教授，研究方向為農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備設(shè)計與開發(fā)。