農機試驗設計課程教學改革探究

張靜++郭輝++韓長杰++問君彥++黃薇++李雪蓮++楊宛章

摘要：以農機試驗設計課程教學為例，結合當前高校教學改革新觀念和學校實際，分析農機試驗設計課程教學中存在的主要問題，即專業教材缺乏，課時安排不合理，學生學習興趣不高。探討該課程教學改革的思路及具體方法，為提高課程的教學效果提供參考。

關鍵詞：農機試驗設計；教學；改革；教材；實踐

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2016）09-0090-03

農機試驗設計是一門有關農業機械試驗的設計理論和方法的學科，其研究內容主要包括合理科學地設計農業機械試驗方案及正確地分析試驗結果，最終獲得較優的試驗方案。它是現代設計方法中較先進的設計方法，在眾多領域得到普及和應用。由于試驗設計方法具有很強的實用性和應用性，目前國內很多高校將試驗設計及其相關課程作為各學科的專業基礎課程。教學任務是使學生了解和掌握常用的農業機械試驗設計原理及方法、試驗結果統計分析等，為學生畢業論文及從事科研工作打基礎。

農機試驗設計偏重于數理統計方面的知識，所講內容也局限于教材，沒有充分融合新的教學理念及形成完整的教學方法體系。少數民族同學理解能力相對薄弱，依靠滿堂灌輸的方式教學，整體教學效果不佳。為此，根據實際教學情況，對新疆農業大學機械交通學院農機試驗設計課程的教學改革提出建議。

1 教學現狀

目前，新疆農業大學農業機械化及其自動化專業所開設的農機試驗設計課程，課時比較少（26學時），且均為理論課。主要參考教材為何月娥、楊文孝主編的《農機試驗設計》，講授的主要內容有單因素優選法、方差分析、直觀分析及正交試驗設計等。在教學中，主要采用課堂講授為主、課下自學為輔，以及問題為先導、理論課結合實際的教學方法，采用課堂提問的方法加深學生對問題的理解。在例題選擇時，結合農業機械化專業知識，如農機制造、農機部件設計等領域，使學生掌握統計學原理在農業機械各科研領域的應用技巧。

2 存在的問題及分析

2.1 教學課時安排不合理

受當前教學改革思潮的影響，農機試驗設計課程學時被壓縮為26學時。根據教學安排，教材每章都是授課內容，具體每章節授課課時安排如表1所示。

第一章“農機試驗的正交試驗設計法”和第四章“方差分析”部分為重點講授章節，占用課時總數達14學時，其它章節的學時數得不到保障，導致試驗設計課程課時數量不夠，進而加大教學難度。

2.2 專業教材缺乏

雖然國內外有不少關于試驗設計的書籍，但專門針對農業機械化專業編寫的農機試驗設計教材非常少見，尤其是涵蓋最新試驗設計方法、適合對農業機械進行研究優化、為學生提供終生受益的優化思想和優化工具的教材更為少見。目前，采用的農機試驗設計教材為1986年機械工業出版社出版的《農機試驗設計》，內容相當陳舊。

2.3 學生學習興趣不夠

農機試驗設計是一門理論性、實踐性都很強的課程，但不是農機專業的主干課程。在當前傳統的教學模式下，教師更多的是灌輸式地為學生教授理論知識，學生大都被動地接受試驗設計的相關方法和理論，對試驗設計方法具體運用理解不深。從復雜的公式推導到實際的應用計算，概率論和數理統計基礎知識較差的學生掌握困難，逐漸失去學習該課程的興趣和積極性。此外，還有部分學生認為該課程所講授知識的實踐運用價值低，忽視對該課程的學習，最終無法達到教學目標與要求。

3 農機試驗設計課程教學改革的思考及實踐

3.1 教學內容改革

3.1.1 完善教材建設 教材質量建設是提高教學質量的重要手段。教材建設可以帶動課程建設及教學內容、教學方法改革，進一步推動教學質量提高與師資隊伍建設。為加強教學內容更新和教材建設，針對當前農機試驗設計課程教材缺乏、內容陳舊老化的問題，農機教研室嘗試編纂《農機試驗設計與優化》的電子教材，在內容上刪繁就簡，即刪除陳舊過時的試驗統計方法理論和內容，增加國內外新的試驗統計方法和相關統計理論。同時，通過增加Excel等計算機軟件在試驗數據處理中的應用實例，促進學生掌握基本知識和基本技能。

3.1.2 創建專業例題庫 試驗設計課程涉及很多例題講解，但部分例題比較陳舊，且與農業機械化專業的相關性不大，未能體現出專業性和前沿性，在一定程度上影響學生的學習興趣。為此，創建專業的例題庫，精選一些緊跟時代步伐、涉及最新科技的試驗背景，充分發揮多媒體教學形式多樣、信息量大、形象直觀的優勢，結合應用試驗設計方法取得科研成果的成功范例，與學生進行討論和互動，逐步培養學生分析問題、解決問題的能力和創新能力。比如在正交試驗的實際案例教學中，選取有代表性的農業機械試驗優化設計學術論文作為案例，從最初的選因素定水平、選擇正交表、確定試驗方案到試驗結果的計算分析，逐步講授所需的理論知識，為學生畢業論文及將來從事科研工作打基礎。

3.2 授課方式改革

3.2.1 翻轉課堂教學 農業機械化及自動化專業本科人才培養目標，逐漸由培養研究型人才轉向培養實踐能力強的高素質應用型高層次專業人才，教學內容也相應地要進行改革。作為專業課程的農機試驗設計的教學內容，既要吸納試驗設計和統計新方法，也要由闡述統計學原理為重點轉向學生實踐能力培養、統計方法與計算機科學相結合轉變，具有一定的難度和廣度。

隨著互聯網的普及和計算機技術在教育領域的應用，翻轉課堂教學已成為當前備受關注的教學模式。相對于傳統課堂，翻轉課堂更注重學生課堂外的自主控制學習，以及課堂上的師生互動交流，教師從內容呈現者轉變為學習“教練”，主要解答學生在學習過程中遇到的問題，引導學生運用所學知識解決實際問題。鑒于農機試驗設計課程的性質，將翻轉課堂應用于課堂教學，在一定程度上可以解決解決課堂教學中存在的上述問題。利用學校“課程中心”網絡平臺實現課程翻轉目標等內容，主要包括：相關教學材料和學習精講視頻的上傳，學生自主學習的實現；基于網絡平臺的課前、課后作業練習和測試，教學信息的及時反饋和教學效果的合理評價；改善課堂教學，提高學生學習興趣。基于翻轉課堂特點，在實際教學中僅對一些選修章節（如多元線性回歸、多元回歸正交設計等）進行翻轉，課程重點掌握環節（正交試驗設計、方差分析等）仍采用傳統教學方式，逐漸形成完整的教學方法體系。

3.2.2 建設網絡課程 利用學校公共網絡平臺中的“課程中心”平臺建設試驗設計網絡課程，共享教學PPT、試題庫、精選案例及相關優秀資源，供學生在線學習。此外，在網絡課程中設立作業板塊和答疑版塊，加強與學生之間的交流與互動，定期對學生的疑問進行解答，及時了解學生對知識的掌握情況，為下一步的教學提供參考，實現課堂教學與網絡教學、課內學習和課外學習的有機結合。

3.2.3 加強實踐教學 試驗設計課程是一門實用性及應用性很強的課程，而目前的26個課程學時中沒有實驗課或上機課，導致試驗設計方法沒有具體應用或實踐的機會，只處于理論掌握階段，不利于學生對試驗設計方法的進一步理解。因此，增設6～8個學時的實驗實踐課，使學生通過實踐進一步理解試驗設計的要點及步驟。與此同時，積極鼓勵和引導學生參加大學生創新創業項目訓練。在實際科研訓練中，學生收集資料、閱讀文獻后，對研究內容進行合理的試驗設計，得到數據后，結合正交設計助手、Excel等軟件進行統計分析，全面提升科研創新能力。

3.2.4 因材施教 學生是因材施教面向的主體對象。農機試驗設計偏重數理統計方面的知識，為鞏固學習效果，學生需要做大量的課后練習。針對少數民族同學理解能力相對薄弱、整體教學效果不佳的情況，應相應調整教學計劃，通過更多案例加強其理解及認知能力。此外，在課堂上進行隨堂小測，進一步了解學生掌握課程知識點的情況。

3.3 考核方式改革

農機試驗設計課程主要考核學生實際應用試驗設計和統計分析技術的能力。根據課程特點，考核方式主要由平時表現（考勤、課堂提問、隨堂測試、網絡課程學習情況、課后作業）和期末測評兩部分組成。其中，平時成績占50%，期末測評成績占50%，大大增加了平時成績的比例。通過多種考核方式結合，全面考察學生對課程內容的掌握情況，提高學生平時學習的積極性，培養學生的具體實踐和應用能力。

4 結語

試驗設計是農機專業學生必須掌握的一門工具，而試驗設計課程為其今后解決工程設計及產品優化等問題奠定了基礎。隨著社會的發展，課程教學應適應社會、科技和就業的需要，以培養學生思維能力、實踐能力為主要目的，不斷改革教學模式、提高教學質量。

參考文獻

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