“大類招生”模式下農業機械專業基礎課程體系改革探索與研究

劉 洋，肖 萍，劉銀萍，馬少騰，宋 丹

（新疆工程學院，830023，新疆烏魯木齊）

新一輪科技革命和產業變革促使對農業機械人才應具備的能力素質的要求發生了變化，不僅要精通農業領域的知識和技能，還需要具備廣博的通識知識和寬厚的學科基礎知識[1]。“大類招生”模式下學生在大一、大二學習更為豐富、寬廣的知識，進入高年級后可以結合自己的成績、興趣和特長在同一學科下自主選擇專業，可有效保證專業興趣的挖掘和培養[1-2]。2001年北京大學的“元培計劃” 是我國高校大類招生的起點，隨后我國各大高校紛紛開展“大類招生”試點工作，如北京科技大學的“工科實驗班”、北京航空航天大學的北航學院、中南大學按學科大類招生等。

隨著近年來科技革命的飛速發展，農業現代化、智能化是大勢所趨，我國作為農業大國對具備農機智能化知識的機械專業人才的需求缺口還很大。農業機械類專業基礎課在復合型機械工程人才培養中有著非常重要的地位，也是學習后續專業核心課程和掌握專業技能的基石[3]。新疆工程學院作為應用型本科院校，承擔著為新疆地區棉花、玉米等農作物機械化、智能化發展輸送工程人才的使命，“大類招生”培養模式遵循“厚基礎、寬專業口徑、淡化專業方向”的原則，符合當前新疆對農業機械人才的要求，是該校人才培養改革的新要求，也是必然的選擇。

1 農業機械類專業基礎課介紹

農業機械類專業基礎課主要包含“機械制圖”（含AutoCAD 制圖）、“金屬工藝學”、“機械設計基礎”和“互換性與技術測量”等4 門課程，是機械類學生必修的核心專業基礎課。“機械制圖”（含CAD 制圖）主要研究運用正投影法繪制工程圖樣；通過“金屬工藝學”學習，學生主要掌握金屬零件制造工藝方法，建立機械制造生產過程概念；“機械設計基礎” 主要研究常用機構和通用零件的工作原理、運動特點和結構特點；“互換性與技術測量” 則將機械設計和制造工藝緊密聯系起來，從“精度”與“誤差”兩個方面合理解決產品使用要求與制造工藝之間的矛盾，保證產品質量。通過4 門專業基礎課程的學習，學生能夠形成基本的工程意識，具備解決工程問題的基本知識和能力。

2 機械類專業基礎課現狀分析

我國農業由小農經濟逐步向規模化發展，對農業機械人才的需求也開始由“高精專” 向復合型人才轉變，按專業招生、按學科體系組織課程的模式已經不能滿足我國農業機械工業發展對人才培養的要求[4-5]。近年來，大類招生成為各大高校人才培養方式改革的重點方向，在此背景下農業機械類專業基礎課程主要存在如下問題。

2.1 課程“各成體系”，缺乏連貫和融合性

農業機械類4 門專業基礎課，都包含了詳細的設計和加工知識，整體體系完善健全，但各門課程卻“各成體系”。課程之間鏈接斷點多，每門課程都強調面面俱到，導致有些內容在不同課程中重復出現。例如公差與配合的內容既在“機械制圖”中講解，也在“互換性與技術測量”中講解。有些內容前后脫節、顛倒，比如軸、齒輪的結構設計，螺紋、鍵、軸承等標準件的類型、參數、特點等都是“機械設計基礎”的內容，而這些結構和零部件的畫法則是“機械制圖”的內容，大一學完畫法，大二在“機械設計基礎”中才應用，形成知識間斷。學生在學時不知道有什么用，等到需要用時又忘記了，既不利于學生學習能動性、主動性的培養，又浪費了學校課時，學生對所學知識不能融會貫通，難以形成整體的知識體系。

2.2 重理論，輕實踐

我國高等工科院校長期以來形成的重理論知識傳授、輕實踐能力培養的傳統慣性依然強勢存在[6]。大量教師缺乏工程實踐經驗，更沒有下過農田，在課堂中注重理論知識的講解，而對實踐過程、具體應用場景關注較少。多年來農業機械類專業基礎課實踐環節題目單一、陳舊且少有針對農業機械的內容，多為減速器、帶式輸送機等傳統通用機械。學生網上可以找到大量的資料，抄襲嚴重，導致雖然學完專業基礎課，卻無法獨立完成農業機械傳動裝置或簡單農機的設計。同時，現有專業基礎課實踐環節獨立設置，學生學一塊是一塊，很難在不同課程所學知識之間建立聯系，專業基礎課的整體性和系統性很難在學生腦海中形成，很多學生甚至到畢業都沒有形成完整的設計概念，畢業設計畫出一張完整的零件圖和裝配圖都困難重重，設計信息缺失，關聯信息相互矛盾。

2.3 與農業生產實際聯系不緊密

農業機械類專業基礎課課程中涉及的機械結構的運動設計、結構設計、工藝的優缺點等眾多內容，都需要輔以實踐幫助學生理解記憶[7]，但是我國大多數高校都是在理論講解完后再帶領學生在教室或實驗室進行實踐活動，學生學習過程中缺乏感性認知，實踐能力也不能得到很好鍛煉。另外，現階段教材案例多是簡化后的模型，如點線面、圓柱、棱柱、曲柄滑塊、雙搖桿機構等；部分非簡化的模型也是典型機械零部件和典型機械裝置，如蝸輪蝸桿、漸開線齒輪、減速器、油泵等。這些載體可以很好地闡釋相關理論知識，但大部分為單一結構或裝置，與農業生產實際問題關聯不緊密，學生無法將所學知識應用到解釋身邊的現象與分析具體的農業機械問題中，授課過程缺乏農業機械應用場景。

3 大類招生模式下改革農業機械類基礎課程體系

3.1 梳理課程內容，建立農業機械類專業基礎課程體系

依據新的“大類招生”人才培養方案，以農業機械綜合設計能力為導向，梳理4 門專業基礎課內容，注重課程之間的銜接和知識內容的融合，刪除不必要的重復課程內容，關注知識應用和工程意義，構建厚基礎、寬口徑、重素質培養路徑下的農機專業基礎課程體系。例如：取消互換性與測量技術課程，將尺寸公差的定義、標注及標準融入零件圖、裝配圖相關內容中；表面粗糙度、形位公差的定義及作用結合零件的加工成型方法進行講授；將如何正確選擇公差與配合融入機械設計基礎中，結合零件與傳動系統的功能結構設計進行講解，有利于學生進一步理解公差配合的工程意義和選用原則。

3.2 結合新疆地方特色產業，建設課程資源

結合新疆棉花產業，以行業典型機械零件、產品和裝備為基礎，建立包括動畫、視頻資料、模擬仿真、三維模型、知識鏈接等在內的資源庫，還可將大賽作品、科研成果轉化為案例項目。如：采棉機、玉米脫粒機、殘膜回收機、自動喂食機等農業典型機械設備，草方格種植機、全自動清淤機器人等由大學生競賽項目轉化的案例項目，如圖1 所示。同時，要及時更新擴展專業基礎課內容和案例項目，將符合當前新疆地區農業機械發展的新標準、新工藝和新技術等帶入課堂，剔除在實際生產過程中已經淘汰的工藝技術等，保證課程內容資源的先進性和時代性。

圖1 農機專業課程資源案例

3.3 重視實踐，貼近工程實際構建實踐項目

依據機械工程學科大類招生培養要求，構建典型機械零部件與基于新疆地區棉花產業發展的農業典型機械設備相結合的實踐項目，將4 門課程內容整合到具體的項目中，項目構建過程如圖2 所示。將分散的知識點有機統一起來，有效銜接不同課程知識，如零部件數字化設計創新項目、農業機械傳動系統數字化設計與分析項目、典型農業機械性能仿真與分析項目、農業機器人創新實踐等。項目由簡單到復雜，滿足不同層次學生需求，建立專業基礎課程實踐基地，讓學生在“學中做，做中學”，對農業機械系統完整認識，對所學知識不再感到抽象、零碎。還可以借助學生科技社團開展創新性實踐項目，如機械結構創新設計社團、制圖技術社團等。

圖2 農機專業實踐項目構建過程

3.4 注重團隊建設，提升教師素質

突破專業課教師行政體系，以農業機械類專業基礎課為依托，建立一支綜合能力強、素質高的教師團隊，是課程體系建設、課程質量提升和綜合應用型人才培養的根本。通過磨課、經驗分享和課堂觀摩等日常活動，提高團隊教師整體素質，增強團隊凝聚力。有計劃地安排相關教師到鐵建、重工等農機設備企業掛職鍛煉，加大教師技能培訓力度，打造雙師型教師隊伍，促進教師實踐能力的提高；鼓勵青年教師外出參加農機企業調研和學術會議，了解當前農機企業需求和新技術、新知識，進而提升課程內容的時代性、先進性和科學性；積極聯系優秀的農業工程技術人員作為企業導師到校任教，豐富學校兼職教師資源庫。

4 結語

農業機械類專業基礎課程在農業機械人才培養中有著舉足輕重的作用，其學習效果將直接影響后續專業核心課的學習難度及人才培養目標達成情況[8]。專業基礎課程改革，要站在農業機械規模化、智能化發展的角度用全局的眼光進行長遠規劃，要密切聯系新疆棉花產業建設需求，構建課程體系，更新課程內容，關注學生綜合運用機械設計知識解決實際農業工程問題能力的培養，使農業機械類專業基礎課程教學能夠滿足我國農業發展需要。