農業機械化及其自動化專業三位一體實踐教學模式探索與實踐

黃玉祥，付作立，陳　軍

(西北農林科技大學，陜西　楊凌　712100)

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農業機械化及其自動化專業三位一體實踐教學模式探索與實踐

黃玉祥，付作立，陳軍

(西北農林科技大學，陜西楊凌712100)

如何有效培養學生的實踐和創新能力是高校人才培養亟待解決的問題。農業機械化及其自動化專業構建了“基礎訓練-創新訓練-工程應用”三位一體的實踐教學新模式，本文闡述了該模式的體系構成、實施過程、取得成效及存在問題，以期為農業工程人才實踐與創新能力提升提供借鑒與參考。

農業機械化及其自動化專業；實踐教學；創新；實踐

一、引言

創新實踐教學模式，是提高高等教育質量的重要途徑，也是人才培養工作的內在需求。實踐教學的重點在于培養學生的創新和實踐操作能力，它是整個教學體系中的關鍵環節，如何高效地培養學生的實踐和創新能力是人才培養中亟待解決的問題[1,2]。西北農林科技大學農業機械化及其自動化專業(簡稱農機化專業)創建于1946年，是全國開辦最早的七個農業機械化專業之一。針對傳統實踐教學模式單一、教學過程脫節、創新性教學環節過于單調等問題，從2012年開始，農機化專業即推行“基礎訓練-創新訓練-工程應用”三位一體實踐教學模式，整合開放各類實踐教學資源、搭建實踐教學平臺、組建實踐教學指導團隊，突破原有實踐教學體系，經過3年的探索與實踐，總結提煉了三位一體實踐教學的創新模式，并摸索出一條農業工程實踐教學深化改革的可行路徑。

二、“三位一體”實踐教學體系構建

著力解決高等工程教育中的實踐性和創新性問題，是世界先進國家高等工程教育的成功經驗。建立與學生實踐和創新能力培養相適應的實踐教學體系，有助于提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力，培養學生的實踐和創新能力[3-5]。低年級學生的實踐環節主要以課程實驗為主，往往功能單一；中、高年級的實踐環節盡管包括綜合實驗、校外實習等諸多內容，但缺乏連貫性、系統性不強。為此，機電學院積極探索實踐教學模式，修訂了農機化專業培養方案，構建了“基礎訓練-創新訓練-工程應用”三位一體的實踐教學體系。

三位一體實踐教學模式包括基礎訓練、創新訓練和工程應用三個階段：(1)基礎訓練為期3周，通過聘請相關領域資深專家、企業技術人員進行專題講座，結合企業、試驗基地調研，使學生了解和掌握專題調研、文獻檢索、科研選題、科研任務書撰寫的方法，注重激發學生的學習興趣和培養學生的科學思維能力，為提高學生發現問題、解決問題的能力奠定基礎。(2)創新訓練為期4周，在基礎訓練的基礎上，依托大學生科創項目、科研競賽、教師科研課題、自選題目，一人一題，開展創新訓練，要求學生在指導團隊協助下獨立完成創新設計，重在培養學生的探索能力和科學研究的能力。(3)工程應用環節為期12周，貫通本科畢業設計全過程，將基礎訓練和創新訓練的成果，依托校企合作基地、各類實驗室、學校工程訓練中心等，開展工程實踐活動，該環節重在強化學生的實踐操作和動手能力，增長實踐經驗。

為提高三位一體實踐教學的實際效果，采取“團隊+責任導師”指導方式，提高指導的針對性[6]。具體措施如下：(1)組建農業機械化技術與裝備、農產加工技術與裝備、智能農機等多個團隊指導小組，每個團隊由4-6名教師和雙師型導師組成；(2)學生根據自己的興趣選擇相應的指導團隊，在學生與團隊老師交流的基礎上，為每一名學生配備一名責任導師，具體負責學生各個實踐環節的指導工作；(3)以團隊指導小組為單元，定期舉辦團隊交流活動，學生匯報不同階段的學習進展，團隊老師給予指導，責任導師負責監督學生落實。

三位一體實踐教學模式以“強化指導、多元訓練、突出創新、注重應用”為原則，在“團隊+責任導師”指導下，以集中訓練和自由提升的方式，持續開展基礎訓練、創新訓練和工程應用活動，達到學生在合作研究與探究中獲取知識的目標，從而提高學生的實踐和創新能力。

三、三位一體實踐教學模式的實施過程與內容

三位一體實踐教學模式既是循序漸進的連續過程，同時又有各自的側重內容，在實施過程中采取以下步驟和方法。

(一)基礎訓練，重在掌握方法

基礎訓練的內容主要包括文獻檢索、專題講座、科研選題、科研任務書撰寫方法、科研項目實施過程等方面。采取集體授課、課外練習、課堂總結交流的方式進行基礎訓練。聘請圖書館專業教師講授科研文獻、專利、標準的檢索方法，為學生開展研究提供基礎。聘請知名農機企業、農機研究所資深專家結合自身科研實踐開展系列講座活動，通過專業講座，讓學生更好地了解專業領域的研究進展，有助于激發學生學習的興趣?？蒲腥蝿諘珜懹柧氈饕獜捻椖勘尘昂鸵饬x、研究目標和內容、擬采取的技術方案、主要技術難點、可行性分析等內容，重在培養學生的邏輯思維能力?？蒲腥蝿諏嵤┻^程訓練主要以典型農機裝備的研發過程為例，從立項到人員組織、方案論證、關鍵技術與裝置研究、樣機試制、性能參數優化等方面，重點分析出現的問題及采取的解決方法，通過介紹研發農機裝備的全過程，加深學生對科研實施過程的了解，培養學生的科研素養。

(二)創新訓練，重在培養能力

在基礎訓練的基礎上，開展為期4周的科研創新訓練。創新訓練的目標是提出具體的設計方案，培養學生的創新意識和創新能力。具體的實施過程如下：1.確定研究題目。在和責任導師充分交流的基礎上，依托大學生科創項目、科研競賽、教師科研課題或學生自選課題，確定創新訓練內容，鼓勵學生開展交叉研究。2.開展方案論證。以團隊指導小組為單元，進行方案論證研討，指導小組和其他學生自由發言，對學生的初步設計或實驗方案進行質詢，提出相關修改建議。3.方案實施。學生通過進一步分析與比較，確定最終實施方案。要求每位學生都要分析問題、提出質疑或改進優化方案，培養學生科學分析問題和解決問題的能力。責任教師與學生進行一對一的指導與交流，負責在實施過程中指導學生進行科學、合理、深入的研究。4.進行學術交流，總結研究成果。開展團隊學術交流活動，總結項目完成情況和實施過程的經驗，對項目的后續研究提出設想。通過項目實踐，對科研方法進行總結和歸納，提升學生科學思維能力和實踐方法[7]。最后對成績突出，取得較大進展，并且預期能夠得到突破的項目，學院給予資金資助，開展后續研究。

(三)工程應用，重點突出實踐

工程應用階段是在基礎訓練和創新訓練的基礎上，強調實踐操作能力的培養。充分發揮校企合作基地、工程訓練中心、專業實驗室的作用，在團隊指導小組的指導下，對基礎訓練和創新設計的內容進行工程實踐。對于設計類課題，要求學生必須具備較強的專業理論水平，在12周的集中訓練時間內，通過富有經驗的實踐導師的指導，獨立開展設計，掌握各機構和關鍵零部件的設計原理，完成樣機圖紙、了解加工、制造方法，熟悉性能試驗規范。對于部分進展較快的研究課題，鼓勵學生制作實物，完成加工、制造、調試，性能檢測試驗以及優化研究的整個過程。對于實驗類課題，要求學生借助數字化土槽、精密排種器試驗臺、離散元、有限元等先進試驗平臺和儀器，完成整個實驗的設計、試驗與分析。在工程應用階段，通過讓學生開展工程實踐，切實培養學生的科學思維能力和實踐能力[8]。

四、深入推進三位一體實踐教學模式的思考

通過三位一體實踐教學模式的實施，學生實踐與創新能力顯著提升，人才培養質量明顯提高。學生參與大學生創新性實驗計劃和各類科研項目的積極性顯著提高。2015屆該專業畢業生獲得授權專利11項，發表學術論文5篇，獲得各類競賽獎勵5項。相關教學研究成果獲得2015年陜西省教學成果二等獎。總體看，三位一體實踐教學模式取得了較好的實施效果，但仍然需要在教學資源的分配、學生和教師積極性的調動、校企合作機制與雙師型導師隊伍建設等方面做出更多的努力[9,10]。

1. 實踐教學資源安排應更加合理。三位一體實踐教學項目實施過程中，為了讓學生充分參與工程實踐，保證實驗裝置或關鍵部件的設計、加工、制造，對實驗設備、用品、場地等硬件資源和實驗室的開放時間和使用要求較高，客觀上要求實驗室具有更加合理的資源分配和使用機制，在提高資源使用效率的同時，切實保證學生的個性化需求。建議專業實驗室使用數字化教學管理系統或實驗室網絡預約平臺，例如3D打印實驗室開展微信預約平臺，學生可以通過微信預約平臺查詢實驗室近期的實驗安排，以便合理安排零部件加工、制造的工作計劃。

2. 成果評價和工作激勵有待完善。在三位一體實踐教學培養模式中，教師和學生投入實踐環節的時間和精力大大增加。從學生方面看，三位一體實踐教學涉及的知識面較寬，知識點比較多，且強調獨立探索和實踐動手，學生需要投入更多的精力把相關知識融會貫通后，才能完成三個階段的學習目標和任務。另外，學生的實踐內容和成果豐富多樣，難以用統一的評價標準衡量。就教師而言，三位一體實踐教學模式需要教師時刻關注學生不同階段的實施進展，對學生實行多對一和一對一的雙重指導，這對教師的專業知識和實驗技能要求較高，需要教師投入更多的時間和精力。現階段雖然大多數教師和學生積極參與三位一體實踐教學模式，但由于教學管理、評價和激勵機制尚不完善，仍然有一部分學生和教師投入時間和精力不足，影響了實踐教學效果。

3. 雙師型導師隊伍建設亟待加強。師資水平是影響三位一體實踐教學效果的一個關鍵因素。目前，農機化專業指導團隊教師有32人，其中擁有在工程教育與工程實踐方面有豐富經驗的雙師型導師8名。從近3年學生的反饋結果看，學生對雙師型導師的需求越來越迫切，希望他們在創新設計、工程應用環節發揮更多的作用。三位一體教學模式的實施需要建立一支理論知識強、實踐經驗豐富的導師隊伍。迫切聘請理論造詣深、具有豐富工程實踐經歷的高級專業技術人員和高級管理人員，從事實踐教學理論研究，進行實踐教學指導，為學生的全面發展、個性化發展、主動實踐和可持續發展做好引導工作[11]。

基于以上主要問題，下一步擬進行的主要工作包括：(1)為三位一體實踐教學提供充分的資源保障。確保生均實驗經費超過1000元，滿足學生對實驗耗材的需要；開放各類實驗室，為學生合理計劃并執行實踐教學提供保障；推進校企合作的深度，讓學生走進企業和科研院所，發揮社會資源的教育教學作用；聘請和培養一批科技型企業家、資深工程師為雙師型導師，直接為學生授課或指導學生進行創新訓練和工程實踐，提高實踐培養效果。(2)健全三位一體實踐教學的評價和激勵機制。學生方面，通過學生自評、團隊小組學生評價、責任導師評價、團隊指導小組評價等方式，對學生在三位一體實踐過程中的投入與產出進行全方位的評估，完善持續資助制度，吸引與激勵學生開展實踐教學活動。教師方面，加大對參與三位一體實踐教學的優秀指導團隊和責任教師的獎勵力度，對教師的教學投入進行科學合理的評價和激勵，鼓勵教師更好地參與到三位一體實踐教學的指導工作中。

(責任編輯：徐建平)

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Innovation of Practical Teaching Mode for Agricultural Mechanization and Automation Specialty

HUANG Yu-xiang, FU Zuo-li, CHEN Jun

(Northwest A&F University, Yangling 712100,China)

How to effectively train practice and innovation ability of undergraduates is a urgent problem to be solved in the university talents training. A practical teaching mode with “basic training-innovation training-engineering application” is built for agricultural mechanization and automation specialty, this paper explains connotation, implementation process, acquisition result and existing problems of the practical teaching mode, which will provide experience and reference for promoting practice and innovation ability of talents in agriculture engineering.

agricultural mechanization and automation specialty;practical teaching;innovation；practice

G640

A

1671-9719(2016)9-0022-03

黃玉祥(1980-)，男，寧夏中寧人，博士，副教授，碩士生導師，研究方向為農業工程。

2016-07-11

2016-07-30

教育部卓越農林人才和陜西省教育廳“農業機械化及其自動化專業綜合改革項目”(Z105021310，Z105021502)；西北農林科技大學教學改革重點項目“農機化專業人才個性化培養模式創新與實踐研究”(JY1502018)；陜西省教育科學“十二五”規劃課題“個性化培養模式下農業機械類本科人才實踐創新教學體系研究”(SGH140539)。