時間:2023-09-19 18:54:50
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇農業機械及其自動化范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
關鍵詞:實踐教學;綜合技能;創新能力
[項目資助]:本文獲遼寧省“十二五”教育科學規劃課題“農業機械化及其自動化特色專業教學質量工程建設與實施(JD11DB238)”和沈陽農業大學教改項目“農機化專業學生自主式學習和創新型人才培養模式研究”資助。
引言:創新能力和實踐能力是評估本科生專業綜合素質的重要指標。目前,農業工程教育存在諸多問題,如理論教學所占比重較大,忽視創新能力的培養;學生被動學習,學習積極性不高;實踐環節學生以參觀為主,實際動手機會不多;實訓基地緊張等,這大大影響了學生實踐能力和創新能力的培養。針對農業機械化及其自動化特色專業,為了彌補以上不足,將學生培養成為社會所需要的全能人才,制定并實施了以內容更新和體系優化為重點的實踐教學方案[1-5]。
1 農業機械化及其自動化專業實踐教學概述。農業機械化及其自動化專業實踐教學環節分為教學實習和科研訓練兩部分。第一部分包括金屬工藝實習,拖拉機汽車實驗,機械制造工藝實習、農業機械化生產實習,畢業實習等;第二部分包括機械設計課程設計,PLC及機電一體化課程設計,專業綜合創新設計和畢業設計等。本文主要針對金屬工藝實習、農業機械化生產實習、畢業實習、專業綜合創新設計、專業綜合課程設計、畢業設計,進行實踐教學方案與實施的闡述。
2 教學實習實施。在教學實習中,將金屬工藝實習、機械設計課程設計、農業機械化生產實習、畢業實習進行了實習內容的修改,提高實踐教學環節學時,強調綜合、設計性實踐能力培養。
2.1 金屬工藝實習、機械設計課程設計實施。將原金屬工藝實習,在內容上增加“構件、鈑金”兩部分內容,要求學生進入實習工廠模擬實際生產進行全方位實習。在實習過程中,學生進行了焊接、車工、銑工、鉗工、數控等學習。實習結束后,學生自己動手完成了指定工件的加工。通過金工實習,培養了學生的觀察能力、動手能力,使其將理論知識與實踐能力有機地結合。機械設計課程設計采用指導教師給出設計項目的基本需求及必要的邊界條件,由學生獨立完成設計的全過程的方式,培養學生的設計開發與創新能力。
2.2 農業機械化生產實習實施。校外實訓基地是生產實習實施的關鍵,是創新型人才培養模式實施的保障。為加強本科生創新能力和實踐能力的培養,根據農業機械化及其自動化特色專業人才培養方案的要求,積極創建了沈陽農業大學黑山機械制造廠實踐教學基地、撫順農機技術推廣中心實踐教學基地,聘請了校外實習基地負責人。農業機械化生產實習重點在于增強“生產實習”綜合運用能力的培養,也就是將原來駕駛實習與原生產實習結合在一起,在農機化生產現場,根據給定田間條件,整地機械、播種機、插秧機、收獲機械的選型、調整、檢修、編組、與拖拉機掛接、拖拉機駕駛等實際操作,并對工作效果進行檢驗、測定等工作。2013年春季,在撫順市農機技術推廣中心實習基地,學生們親自參加了整地機械、播種機、插秧機作業等環節的實習,同學們親自到田間參與作業,由以往倦怠情緒轉變為積極樂觀的動手實踐,個別同學更是在師傅的指導下駕駛了拖拉機作業,通過現場實習實踐,增強了學生的實踐動手能力,鞏固了課堂學到的理論知識,培養了學生工程實踐能力,為學生在工作崗位上,從事農業機械設計與制造工作以及農業機械化宏觀管理奠定了良好的基礎。
2.3 畢業實習實施。綜合運用專業基礎知識能力訓練:整合原計劃中的“科技創新實習”、“畢業實習”等環節,將學生分組,指派到專業教師科研團隊中,在指導教師帶領下,參與教師(或校外兼職教師)的科研、專業業務管理工作。其目的是運用專業知識、現代設計方法,訓練科研、技術開發、生產管理等多方面的能力。
3 科研訓練實施。在科研訓練中將專業綜合創新設計和畢業設計進行修改,使其與教學實習相輔相成,完成社會需求的創新型人才的培養。專業綜合創新設計主要鍛煉學生的創新能力,設計時間為兩周,設計內容主要包括利用solid works軟件進行創新零件實體建模、設計書的撰寫。其實施主要體現在選題的拓展,即選題不僅僅局限在廚衛、環保、節能以及小型產品及設備方面,只要具有創新機構的新型農機具、小型機電產品等,均符合創新設計選題要求。通過專業綜合創新設計,學生完成了初步的設計方案。這些工作成果可以作為大學生創新實踐活動的前期基礎,也可以作為畢業設計的研究對象。幾年來,在創新設計中學生完成創新設計作品48項,獲沈陽農業大學機械設計大賽的一、二、三等獎和遼寧省大學生機械設計大賽的一、二、三等獎,由學生研制的一些產品獲得發明專利4項,實用新型專利14項。
4 結語:針對農業機械化及其自動化特色專業,通過教學實習實施和科研訓練實施,實現了專業創新型人才的培養,有效地提高了畢業生就業率、獲學位率和考研率,培養出的學生創新能力強、綜合素質高,贏得了用人單位的高度評價,體現了實踐教學實施的合理、可行,具有很強的針對性和可操作性。
參考文獻:
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[關鍵詞]機械設計;制造;自動化;特點;優勢;分析
中圖分類號:TH16;TP29-A5;TH122 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)07-0314-01
1 導言
機械設計制造及其自動化是美國機械工程師在1984年所提出的一個機電一體化化名詞,就是將計算機技術與機械設計制造相結合機械設計制造及其自動化到今天為止一直是一門新興學科,其中的內容還需要通過實踐不斷添加,讓機械工業逐漸進入到機械自動化方向中。本文將以機械設計制造及其自動化學科與傳統的機械設計制造學科區別作為研究對象,探索機械設計制造及其自動化學科所具有的優勢,進而分析出我國機械設計制造及其自動化學科為了發展方向,從而提出了下文之中的一些內容,希望能夠給與同行業進行工作的人員提供出一定價值的參考。
2 機械設計制造及其自動化概述
機械設計制造及其自動化取締傳統的機械制造是歷史發展的必然趨勢,這是由機械制造的安全性和有效性等方面決定的。傳統的機械制造業屬于完全的人工機械操作作業。一般來說,在一個工廠中,需要幾百甚至幾千名機械生產員工進行同時操作,才能夠實現大批量的產品生產,且在生產過程中,員工需要每時每刻的緊盯機械運轉,防止出現任何的差錯。這樣的機械制造方式是對大量人力資源的浪費,而且技術含量較低,已經無法適應現代化生產技術的發展。同時,傳統的機械生產設備皆是大型生產設備,對員工的殺傷力大,且機械操作較為復雜,經常容易引發各種機械安全事故,對員工的生命安全造成嚴重的影響,使得員工進行機械操作的意愿降低。這也使得傳統的機械制造業在發展過程中受到一定的阻礙。隨著時代的發展,如何保障員工的操作安全,降低人力資源的浪費,提高機械制造業的生產效率成為關鍵。機械設計制造及其自動化指的是將機械生產與信息化科學技術相結合,工作人員能夠通過對電腦程序的控制實現機械操作,減少機械操作失當的幾率,提高員工的安全性,同時能夠有效減少人員的浪費,提高生產的效率。
3 機械設計制造及其自動化的特點
目前的機械制造自動化傳品與傳統的機械設計制造產品相比,具有一定的優勢,其一,更安全,傳統的機械產品出現問題的時候,很可能需要停機維修,而且優勢機械會因為故障自動停機,這樣很容易造成安全事故,安全性不高,而機械自動化產品的安全性大大提高了,當機械產品出現問題的時候,機械本身會自動的分析和處理問題,并且還能夠采取行之有效的措施避免生產安全事故的發生,從而降低生產安全事故的發生率,自動分析和自動處理故障的功能還有利于提高生產效率。其二,更節能。機械設計制造的自動化發展使生產出來的機械產品體積更小,能夠節省一定的資源,而且機械產品所采用的驅動機構具有低耗能的優點,這樣從整體上看有利于降低生產耗能,實現環保的目的,因此,機械自動化更為環保。其三,擴大了應用范圍。機械設計制造的自動化是一種結合了各種技術的新技術,具有很強的功能性,它不僅能在機械制造業中使用,而且還能夠在其他的領域中使用,機械設計自動化能夠滿足更多行業的發展需求。其四,微型化。自動化的發展,使得機械設計制造產品體積更小,耗能更少,因此其具有微型化的特點。
4 發展機械設計制造及其自動化的優勢
大力發展機械設計制造及其自動化對企業的發展有很大的幫助。首先,能夠提高工作效率,傳統的機械制造主要是一人工為主,這種生產模式費時費力,往往生產出的產品無法達到標準,而機械自動化技術很好的解決了這些問題,它將機械設計制造與計算機技術融入到一起,實現了從設計到制造的統一化,利用自動化機械取替人工制造,簡化了人工操作環節,使得產品在出廠時間上縮短,在質量上也有很大的提高,優化了傳統機械制造行業的生產模式,對企業在成本的縮減上起到了巨大作用;其次,優化制造環節、降低工作強度,在實際的生產過程中,傳統的機械生產,往往需要多道工序才能實現產品的出廠,而且在這個過程中,由于是人工操作,所以經常會出現一些誤差,但是機械設計制造及其自動化作為一個完整的系統體系,可以通過人員對計算機既定程序下達命令,減少人工操作環節,優化制造過程,解決了困擾企業已久的生產問題;然后是提升了機械制造的安全性,機械生產制造是一個復雜繁瑣的過程,在這個過程中,很多時候都需要人工加入,特別是一些高危的操作,對工人的人身安全產生了嚴重的威脅,而且一旦出現問題,也會對產品的出廠時間造成影響,而機械設計制造及其自動化,能夠解決生產過程中的機械替代工人操作,使得企業制造的安全系數大幅度提高;最后是降低能源、資源耗損,機械制造大多都是大型的機械設備,這對于能源的需求是非常大的,而機械設計制造自動化通過自身的技術特點,能夠很好的減少能源消耗,同時,能夠壓縮產品體積,節約資源,對企業成本控制具有重要意義。
5 機械設計制造及其自動化在各個領域的應用
5.1 在工業領域的應用
機械制造自動化在我國的很多領域都有所涉及,其中應用最廣泛的就是工業方面,尤其是數控技術方面,數控技術的核心是數控編程,主要是編程人員通過計算機對圖片進行操作,完成幾何圖形數字化、形成器件加工軌跡與操作仿真到數控程序的整體過程。為確定數控在加工過程中的方法、加工路線及工藝參數的設置,需要對具體數據進行分析,通過數控機床設定的計算機代碼和程序格式,顯示出工件的數控加工過程。
5.2 在農業領域的應用
我國機械設計制造自動化在農業方面的應用明顯要晚于其他發達國家,所以導致了在技術水平方面及設備的精準度上與其存在差距,而大力的推行農業向機械化方向發展,不僅利于我國農業實現現代化生產,也為農民創收提供保障。縱觀我國農業機械化發展現狀,筆者認為,提高其精準度是很有必要的,主要包括:農業播種、施肥、灌溉等。因此,從事農業的相關技術人員,要努力學習國外的現金技術,以科技為依托,對現下的我國農業機械狀況進行深度分析,優化農業機械自動化建設,推動農業機械化發展的再進步,用科學的力量提高生產力。
6 結論
在機械設計制造及其自動化的發展方向當中,應當遵循滿足對機器的功能要求,與運用先進技術持續創新的設計原則。自動化的機械設計與制造其具備了多功能、高質量、低能耗等顯著的優秀特征,因此在機械的O計與制造環節當中,均應當將自動化作為核心關鍵。相關的機械設計與制造人員應當明白,在機械的設計與制造只有沿著自動化的發展方向,才能夠適應市場的需要,順應時代趨勢。因此其不僅需要充當好機械設計制造新技術的傳播者,同時還應當努力成為新技術的創造者,從而為實現機械設計與制造的突破發展,做出更大的貢獻。
參考文獻
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教師在開發數字樣機的過程要注意開發出來的實物務必要與現實中的實物一致,包括參數與運動方式、狀態等,以免對學生未來工作中造成誤導;開放性原則。數字樣機教學資源可通過網絡共享給每一位使用者(教師、學生等)提供提交建議、上傳作品的許可認證接口,尤其是對學生提交的課程設計、畢業設計成果進行審核認定,及時充實和更新教學資源庫;通用性原則。在相應的技術標準規范下,數字樣機教學資源應能適用于不同的教學情境和多種形式的學習,最大限度地共享資源;層次性原則。數字樣機教學資源應實行模塊化管理,使學習者通過對不同層次資源的使用和重組,方便進行課程或知識體系的篩選,最大限度地發揮資源的個性化定制潛能。
農業機械化工程數字樣機教學資源開發
1將現有教學資源進行數字樣機建模。數字樣機改造是把現行教學中使用的載體進行數字化改造,形成數字化模型資源。現有教學資源包括兩大類:(1)教研室和實驗室原有成熟的實物教具、機構模型、零部件結構掛圖等;(2)在課程設計和畢業設計中師生創作的機械機構作品,包括展示型作品、師生交流作品集、教師對學生進行評價的作品等。可以篩選一批典型資源設立學生設計研究計劃項目,讓學生參與教學資源建設,并兼顧提升學生從事科研工作的能力,提前熟悉一些主流設計軟件的使用方法和操作技能。
2將科研產品數字樣機進行教學型轉化。讓學生對專業方向有更好的把握和定位。如今農業機械產品開發已經采用了數字樣機開發技術,許多產品生產之前需要借助產品數字樣機進行功能和行為的仿真模擬,在產品開發過程中更是借助數字化手段對研究對象反復仿真分析和評價。開發完成的產品本身就是很好的教學資源。通過多媒體技術把典型科研產品設計和仿真過程進行錄制、編輯等,形成用于課程教學的素材。這要求任課教師在參與科研工作的同時捕捉可用于教學的信息,及時收集科研工作中的教學素材,這也有助于科研工作本身的總結和提高。
3將調研產品數據作為數字樣機資源補充。調研數據主要包括舊式農具、農民自制農具和新型農機產品等。這些農具或農機產品是目前教材中沒有的產品類型,但它們對了解農業機械發展歷史和目前農村使用農機的現狀有著不可替代的作用。
數字樣機教學資源應用
1農業機械學省級精品課教學應用。農業機械學是我校農業機械化及其自動化專業必修的一門理論和實踐緊密結合的課程,2003年已經建設成為省級精品課。我們建立的各種數字樣機教學資源在農業機械學省級精品課建設過程中得到了很好的應用。在理論課和實驗課教學課件中采用的數字樣機模型包括耕整地機械、播種機械、中耕管理機械、收獲機械、植保機械等。
2“農業機械化工程實驗實習教學網”應用。“農業機械化工程實驗實習教學網”是河北省重點學科農業機械化工程的重點建設內容之一。該教學網于2009年5月開通試運行,其內容以農業機械化及其自動化本科專業課和業務素質課的實驗和實習教學為主體內容,以省級精品課農業機械學的實驗和實習教學為核心,兼顧農學、園藝、畜牧、植保等非機化專業的農機化概論、草業機械化、植保機械等選修課程實驗教學。
關鍵詞:農業機械管理;課程內容;教學方法;改革
農業機械管理是農業機械化及其自動化專業的一門主干課程,本課程內容涉及農業生產過程中所用的各類作業機械,包括這些機械的工作原理、設計、實際使用、實際管理及應用等知識,是一門理論與實踐緊密結合的學科。隨著我國社會的不斷進步,農業機械管理課程內容的改革問題也日漸顯露。為推動農業機械管理課程的教學改革和創新,廣大教育工作者以改善和提高教學效果為重點,憑借多年的教學實踐,不斷從課程內容建設和教學方法實踐等方面進行改革嘗試和探索。
一、課程的內容與教學方法存在的問題
1.課程內容中實際崗位技能專項訓練過少。農業機械管理是一門理論與實際相結合的綜合性專業學科,課程內容包括農業機械牌證管理、駕駛操作人員管理、農業機組運用管理、農業機械化生產管理、農業機器技術維護以及農機油料管理等。但是課程內容只強調理論知識,對實際崗位所需技能專項訓練編入過少,忽視了社會各企業、工廠對學生素質和技能的要求。比如,在農機管理的過程當中,對于操縱機械人員教育管理的理論比較詳細,而對于機械的零配件和售后維修技術等方面的介紹就比較少;對收割機、插秧機、鍘草機等對人身財產安全可能造成危害的農機的管理方面描述不夠詳細,這就留下了安全隱患。
2.課程涉及內容過廣、過雜。農業機械管理課程涉及的內容過多、知識面廣而雜亂,涉及農機種類過于繁多,但是由于不同地區地理環境和氣候環境的差異、農作物的種植種類不同及播種、收獲季節不同等,該書的實用性大打折扣,也同時給學生加大了課業負擔。比如,南方的農業以水稻為主,都是水田,主要使用的水稻收割機,而北方的主要種植小麥、玉米等旱田作物,所使用的農機與南方的也不相同,因此,本書的內容相對來說不夠實用。
3.課程教學書面化、理論化。農業機械管理的目的是學習農業機械和管理方式,這就要求學生對農業耕作方式、作物的播種和收獲時間、各種地形的農機使用及收割方式等有全面的了解,而傳統教學主要是在教室里面對面授課,所講的都是書本上的知識,學生對現在農村的了解不夠,許多學生對農業耕作等方面知識不能很好地理解,他們很難通過書本熟悉真實的農機管理方式。在如今重視基礎、強調能力的教育改革背景下,書面化、理論化的教學嚴重影響了教學效果,已經不能滿足現今的教育要求。
二、課程內容與教學方法的改革方案
1.課程內容中增加實際崗位技能專項訓練。教材編寫者應該盡快在書中增加實際崗位技能專項訓練內容。農業機械管理是一門理論與實際聯系很緊密的學科,專業性很強。由于學生畢業都要從事專業性較強的工作,所以跟實踐接軌迫在眉睫,把課堂所學與實際技能聯系起來的最好方法就是在每一節課程的末尾加設實際崗位技能專項訓練模塊,這個專項模塊應該盡量貼近實際操作,最好是實際案例。比如,農機維修與維護方面,多安排學生參與相關的培訓與技能交流。隨著技術水平不斷提高,農機從技術層面、零部件精密程度等方面都在不斷進步,讓學生在上學期間打好基礎,對以后管理工作益處多多。
2.精簡課程內容,增加實用性。農業機械管理課程的內容理論偏舊,內容偏多,影響實用性,新課程內容一定要改變這種狀況,讓學生學到對以后工作真正有用的東西,學以致用。比如,農機在不同季節的使用與保養問題:在冬季農機應先啟動發動機,再加冷卻水,因為天氣寒冷發動機若不能啟動,冷卻水就會上凍,所以要先啟動發動機預熱達到40~50℃時,再熄火加水,加滿水后還要等到水溫升高后再行駛,以避散熱器降溫使冷卻水結冰;而夏季操作農機要注意防止發動機溫度過高,在使用中如果發動機“開鍋”,很可能是因為水箱缺水,這時要馬上停止運行并保持低速運轉,等水溫降到70℃左右,再加入冷卻水,同時注意當溫度升高時油料、油粘度會下降。
3.改進課程教學方法。在講解書本知識的同時,可以安排學生去農村學習,在田間地頭親眼看各種農業機械的工作過程,請農機專家現場講解農機工作和管理的問題。由于農業機械的管理主要包括質量管理、行政管理和職能管理三方面,教師可以安排學生去各個相關部門實習,在工作一線熟悉所學知識。在一些實踐環節采取實習的方法,讓理論教學與實踐教學結合,帶學生去農業生產現場,讓他們看到并動手操作書本上介紹的設備,從而激發學生的學習興趣,提高教學質量。
近年來,廣大教師隊伍和教育研究者不斷對農業機械管理的教學內容、教學方法及實踐環節等方面進行研究和改革,已經逐步探索出適合本專業課程教學的最新模式,以適應不斷變化的教學情境和學生素質,并取得良好的效果。通過不斷的教學改革和實踐情況,學生對知識的理解有了加深,解決實際問題的能力也有了顯著提高,為教育改革提供了寶貴的經驗。
參考文獻:
關鍵詞:實踐教學;教學改革;人才培養
農業工程實驗室主要承擔農業機械化及其自動化專業的實驗和實踐教學工作,專業教學資源豐富。專業下設有收獲性能、智能農業、土壤特性、耕作機械、收獲機械、植保機械、流體機械等12個實驗室,擁有收獲機械、農產品加工、耕作機械等3個教學模型和圖片室以及農業機械學課程陳列室和專業教學成果室。同時還擁有一批先進、完善的農業機械測試設備及分析儀器,如無線數據采集分析系統、高速攝影機、農產品分級機、隨機信號振動分析系統、數字化儀和傳感器系統實驗裝置等,以及學科(專業)建設所需的特色設備,如智能旋播機、徑向風扇實驗臺、排種實驗臺和離心泵性能測定裝置等儀器設備,目前有9個產學研創新科研基地。多年來不斷對實驗教學及實踐性教學進行研究與探索,建立了一套完整的實踐性人才培養體系。
1實驗教學內容體系設置
實驗教學內容體系分為專業技能訓練和綜合訓練。專業技能訓練包括專業技能訓練模塊和專業綜合能力模塊,專業技能訓練模塊主要包括專業課程實驗、綜合性實驗和設計性實驗訓練,專業綜合能力模塊主要包括專業課程設計、學術報告和專業課程論文訓練;綜合訓練包括綜合實習模塊、科研訓練模塊和科技創新模塊,綜合實習模塊主要是認識實習和生產實習,科研訓練模塊主要是畢業設計和大學生研究訓練計劃,科技創新模塊主要是學生科研立項和科技創新競賽。
2教學質量監控
在完善了上述實踐性課程設置的基礎上,加強實驗課質量監督和管理。實驗課質量管理主要采用如下幾項措施:
(1)系主任負責全面的實驗教學質量的監督,教研室主任負責本教研室主講課程的實驗課質量評價與管理;實驗室主任負責本實驗室所開設的實驗課檢查與記錄。課程主講教師、實驗指導教師、實驗技術人員均要對課程實驗教學質量進行記錄和自我評價。
(2)實驗課實行主講教師負責制。凡課程含有實踐教學環節的,課程主講教師必須通過實驗試做,經專家認可后可以指導實驗。并且課程主講教師必須至少指導一輪實驗,在實驗后負責匯報實驗教學質量,新進教師要求在聽過一輪老教師指導實驗,再通過實踐教學試做相關工作后,才能擔當主講教師。
(3)本專業十分注重教學實習基地的建設,以便培養學生的生產實習能力。實習教學的質量由實習基地負責人和帶隊教師主任共同負責,系主任負責監督檢查,做好每次實習教學質量記錄并存檔3年。
(4)全部的實驗或實習教學大綱由教研室與實驗室聯合編寫,實驗教學計劃必須按實驗教學大綱執行。所有實驗課要有實驗教材或實驗指導書,并且由第一實驗指導教師、課程主講教師選定或編寫。
3實習基地建設與實習質量保障
在實踐性環節建設方面,實習基地的建設工作主要從以下幾個方面展開:(1)專業教師與實習基地人員合作編寫《實習教程》教材,根據實習基地技術創新情況,實時更新和增補實習內容;由實習帶隊教師加強與實習基地負責人和技術人員的溝通,并經常和同學們交流,以便使學生及時了解實習基地技術改造內容。(2)專業課教師要經常參觀實習基地,與實習基地負責人積極保持聯系,及時了解實習基地生產和運行存在的問題,積極建立科研合作平臺。(3)穩定實習內容與實施辦法,包括實習現場授課技術人員的確定,各個環節的分組,實習時間和內容的確定,確定帶隊教師,實習效果提高的措施以及實習成績的考核等。
為了提高實習質量,農業工程實驗室主要進行以下幾方面工作:(1)建立穩定的實習教師隊伍。要求指導實習的教師政治思想好、實踐經驗豐富、有責任心并有一定業務水平。(2)不斷更新和補充實習內容,修訂《實習教程》。根據實習過程中的體會和經驗,不斷修訂《實習教程》,要求學生詳細記錄每天的實習內容。(3)組織實習動員大會明確宣布實習規章制度,由班干部和專職教師負責,同時加強實習學生的政治與安全教育,嚴格實習紀律。(4)收集整理實習基地相關的資料。使學生在進入實習基地前對實習場所的工藝、設備、運行參數等有所了解。(5)加強交流與溝通。在實習期間,實習教師對當天實習的內容準備一定數量的問題,進行提問并開展討論或向工程技術人員請教。學生不但解決了實習過程中遇到的問題,而且增強了溝通能力。(6)建立學生實習成績考核指標體系。根據實習報告、實習筆記、實習記錄建立評定標準,并派發到每個學生手中,讓學生了解成績考核標準。通過上述多個方面的工作實踐以及對學生的調研,表明這些措施和方法有利于改善和提高實踐教學效果。
4多媒體與網絡教學
【關鍵詞】機械專業;自動控制原理;教學改革
自動控制原理是機械類專業一門重要的專業方向基礎課程,是控制類課程的核心,該課程與機械工程實際密切相關,課程教學中必須與機械類專業其他課程聯系起來,要讓學生對該課程引起足夠重視,使該課程成為機械類專業后續課程的重要基礎。為了掌握塔里木大學機械類專業學生在學習自動控制原理課程中的各種問題,也為了獲得學生對該課程的意見和建議,幫助教師選取更實用的教學內容、采用合適的教學方法等,提高該課程的教學質量,幫助機械類專業學生學好這門重要的控制類基礎課程。為此,對塔里木大學機械設計制造及其自動化、機械電子工程、農業機械化及其自動化三個機械類本科專業學生進行了自動控制原理課程的問卷調查,通過問卷調查發現學生在該課程中的各種問題,教師以此為重要依據,來進行課程教學改革,努力提高課程教學效果。
一、問卷調查的實施
(一)問卷調查內容的擬定。
結合機械類專業自動控制原理課程實際,設定如下的調查題目:大家認為學習自動控制原理課程的重要性如何?大家在學習自動控制原理課程時,遇到的最大問題是什么?大家認為自動控制原理課程中最難理解的是哪些知識點?大家的自動控制原理作業是如何完成的?大家在學習自動控制原理課程時,最感興趣的是哪些內容?大家希望在自動控制原理教學中教師采用哪種教學方法?大家學完自動控制原理課程后最大的感受是什么?大家自己是采用哪些學習方法來學習自動控制原理課程的?請大家列出學習自動控制原理的收獲?請大家列出對自動控制原理課程的意見和建議?以上這些調查題目,針對不同內容,有的給出了選項供學生選擇,有的是讓學生自行根據實際填寫,通過問卷調查,充分挖掘學生在自動控制原理課程學習中的各種問題。
(二)問卷調查的發放和回收。
通過對機械設計制造及其自動化、機械電子工程、農業機械化及其自動化三個機械類專業已經學過自動控制原理課程的班級發放問卷調查,問卷采用不記名的形式,由學生自行根據自己實際情況如實填寫。三個機械類專業各發放30份調查問卷,一共90份調查問卷,教師督促學生全部交回調查問卷。
(三)問卷調查的分析。
1.課程重要性認識方面。
大部分學生都明白自動控制原理課程的重要性,都懂得該課程是機械類專業控制類課程的基礎,都能從心底里引起足夠重視,只有很少一部分學生感覺該課程理論性太強,感覺好像在學數學,對于數學基礎薄弱的這些學生來說,對該課程重視不夠,甚至對該課程有抵觸情緒,總的來說,大多數學生能重視這門課程,有學好該課程的強烈愿望。
2.課程學習中遇到的最大問題。
大部分學生表示,該課程學習中遇到的最大問題是課程對數學知識要求很高,學生在學習該課程時,必須先要翻閱數學課本,重新溫習微分方程、函數、向量、拉普拉斯變換、拉普拉斯反變換、傅里葉變換、復數、矩陣等數學知識,所以數學基礎薄弱的學生在學習該課程中,往往由于數學的問題,導致該課程上課時聽不懂,跟不上老師的節奏,久而久之,就放棄了該課程。還要相當一部分學生反映,在該課程學習中遇到的問題還有結合圖形分析,該課程的教學中,很多知識要通過圖形講解,分析問題也要涉及到畫圖,很多學生厭煩畫圖,所以學生感覺圖形分析也是本課程的難點之一。
3.課程最難的知識點。
大部分學生表示,自動控制原理課程中根軌跡分析是課程最難的地方,因為根軌跡分析法比較抽象,概念不好理解,首先要畫出根軌跡圖才能進行分析,畫根軌跡圖必須要熟悉大量的繪制根軌跡的規則,學生對這些繪制法則比較模糊,理解不透徹,導致很難畫出準確的根軌跡圖,會影響對系統的分析。還有一些學生認為該課程另外一個比較難的知識點是系統的設計與校正,設計的步驟學生好理解,關鍵是系統設計中用到校正,學生不易理解校正的具體應用。
4.課程最感興趣的內容。
學生普遍對該課程中自動控制的應用最感興趣,學生普遍關注的是自動控制系統如何運行的,如何發揮出自身優勢,如何能減輕人的勞動力。學生對自動控制的應用充滿無限遐想,心里想著,生活中哪些方面可以想辦法引入自動控制,以提高效率,減輕人的勞動。
5.期望采用的教學方法。
考慮到自動控制原理的圖形多、公式多、分析方法多等特點,學生們普遍表示,該課程的教學中不能教師在課堂上滿堂灌地講概念、推導公式、介紹各種系統分析方法等,必須要采取新穎的教學方法,才能提高學生的學習興趣,學生普遍表示,教學中要多舉實例,每章結束后要及時總結,希望教師把每章的知識點能進行梳理,可以采用微課的形式對每章知識點進行視頻表述,方便學生業余時間觀看學習,在該課程的實驗中,要改變單一的傳統實驗模式,可以在實驗中引入仿真,這些新穎的教學方法,可以為學生營造輕松的學習環境,提高學生的學習積極性。
6.課程學習方法。
大部分學生表示,學習該課程主要靠課堂上聽老師講解,大部分學生課后只是完成教師布置的作業,作業完成以后就不再看書,對該課程的學習投入不夠。將近一半的學生能進行課前的簡單預習,極個別學生課前根本不預習。課程作業基本都是按照教師講的解題方法或者參閱教材上的例題,按部就班完成任務,很少深入思考,極個別學生作業不會做,也不認真思考解決,為了完成任務而抄同學作業。
7.學完課程的收獲。
學生普遍表示,學完自動控制原理課程,懂得了自動控制的概念、組成、類型、應用、要求等,明白了自動控制的重要性,特別是對于機械類專業的學生,非常有必要學好自動控制原理課程,因為很多的機械設備在工作中離不開自動控制,所以必須了解自動控制的最基本內容。學完該課程,了解了自動控制系統的分析方法和設計步驟,也學會了基本的判斷自動控制系統能否穩定的方法等。學生在腦海里能把機械工程實際和自動控制聯系起來,樹立了機械工程背景。
8.對課程的意見和建議。
大部分學生建議該課程教學中,教師不能只講課本理論知識,要多介紹自動控制在機械工程中的具體應用,要把該課程與機械工程實際結合起來,要多講解自動控制案例,在課程教學中要利用好板書和多媒體,兩者要良好結合,在課程實驗中增加最新的仿真軟件,來學會用計算機輔助系統的分析和設計,在教學中,教師要多把自動控制系統的前言知識和科研成果與課程內容聯系起來,擴展視野。
二、自動控制原理課程教學改革的實踐
針對在問卷調查中分析總結的問題,結合教師從事自動控制原理課程的經驗,對機械類專業自動控制原理進行教學改革,以此提高該課程的教學質量,幫助學生學好該課程,為學生后續的專業課學習打下好的基礎。
(一)課堂教學采用案例講解和微課教學模式。
在該課程教學中,教師多查找機械工程實例,把課程知識與案例聯系起來,為學生的學習樹立機械工程背景,引起學生對課程的重視和學習熱情。針對學生對每章知識點把握不準,在課堂教學中引入微課輔助,把每章重要的知識點制作成微課,學生對微課很感興趣,除了在課堂上每章結束給學生通過微課總結,學生也可以利用課余時間觀看微課視頻,方便學生隨時學習。在課堂教學內容方面,要針對學生學習該課程中遇到的困難,對難的內容要反復講解,教學中要及時給學生補充復習數學知識,在學習方法上,要給學生正確引導,要讓學生每次必提前預習,特別是涉及到數學知識時,要求學生課前必須先預習回顧數學知識,做到課堂聽課時心中有數,能跟上教師的講解節奏。要重視課程的作業,及時布置典型作業題,及時批閱,及時講解作業題中發現的問題,使作業成為檢驗學生所學的重要依據。
(二)實驗教學中增加系統仿真。
要改變傳統的實驗臺接線驗證實驗原理的簡單實驗模式,在自動控制實驗中增加計算機仿真,給學生提供新穎的實驗模式,提高學生實驗興趣,讓學生學會用計算機仿真來進行系統仿真分析和設計。
三、結語
通過在機械類三個專業學生中進行自動控制原理課程問卷調查,能更好地發現學生在該課程學習中遇到的問題,及時聽取學生對課程的意見和建議,以此來進行課程的教學改革,一切為了學生,不斷提高教學質量,幫助學生學好該課程,為學生后續的機械專業課學習打下好的基礎。
【參考文獻】
[1]買買提熱依木•阿布力孜.民族班“自動控制理論”課程問卷調查及教學改革[J].電氣電子教學學報,2012,2:23~24
Key words: higher agricultural mechanization management;teaching content;teaching reform;exploration;inter-disciplinary talent
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2015)17-0240-03
0 引言
《高等農業機械學》是農業機械化工程專業研究生必修的一門專業課程。課程內容主要研究農業機械化領域機械裝備系統和理論研究以及農業機械化組織管理理論,使農業機械化生產實現“優質、高效、低耗、安全”[1-2]。課程目的是使研究生更好地理解并掌握農業機械理論基礎和研究方法;通過學習管理學、系統工程基礎理論和技術知識,實現農業機械的自動化管理,使其獲得優質和最佳的經濟和社會效益。了解國家對農業機械化的政策、方針和國內外農機化的發展動態以具備針對區域性農機化系統有規劃設計和經營管理的能力[1-3]。
海南大學作為海南省唯一一所國家“211工程”重點建設高校,其農業機械化工程是海南省特色專業,是海南省培養農機化人才唯一的品牌專業。為滿足農機化人才新要求,海南大學機電工程學院結合近幾年相關教學實踐經驗積極推進《高等農業機械學》教學的改革和創新[4]。
1 教學存在的問題與不足
《高等農業機械學》是本科農業機械化及其自動化專業《農業機械化管理》課程的延伸和拓展,是由《農業機器運用管理學》與《農業機械化經濟管理》相互融合的學科。課程包括兩大部分:農業機械化技術管理和農業機械化經濟管理[5]。但是目前許多高校在其教學中重工輕管理的現象十分突出。與此同時,還存在教學課時安排的不當、實踐的不足,以及師生互動的缺乏,教學效果很不理想,具體表現如下。
1.1 課程內容的缺失 課程教學是研究生教育中不可或缺的環節,是保證和提高研究生教育質量的重要途徑[6]。《高等農業機械學》課程內容不僅要涵蓋農業機械化相關技術知識,同時也應緊緊圍繞課程設置的培養目標和要求加大對管理學知識的講授。本課程教學內容缺失主要表現:一是課程不重視管理學知識。農機化管理相關結構體系與層次以及管理中的領導與控制等方面的知識存在嚴重的不足。二是教學內容未能做到時時更新和完善。現有的農業機械學教材側重于理論分析和計算,而且部分內容陳舊,已無法適應時代的要求。
隨著農業機械化、農業現代化的進程加快,農機技術不斷革新,樣式的層出不窮,學科的新進展、新動態、新水平,促使著教學要跟進時代的需要[3]。而教學內容也要時實更新最前沿的技術以及更加全面的學科領域。從而達到課程的研究性,專業性、學科廣泛性、交叉性與邊緣性等諸般特征[6]。
1.2 學生基礎不一,教學難度大 研究生在升學前學習的專業和基礎各異,甚至部分學生沒有學過機械相關理論知識。然而,老師在講解農業機械化知識時,勢必涉及農業機械學、拖拉機理論、機械原理、機械設計以及液壓和氣動傳動等相關密切的基礎知識。從而形成了多門專業基礎課程知識的融合講解,僅靠現有的學時很難做到,進而導致本課程顧此失彼。學生先修課程的不足,增加老師的額外教學負擔,這大大增加了教學難度和教學效果。
1.3 教學課時不足而偏離教學大綱 大多數院校該課程的計劃學時為30學時左右,課時不足,教學內容無法全面展開,教師只能根據自己的主觀偏好選擇教學內容,顧此失彼[5]。老師的擅長和科研方向的迥異從而導致:對技術研究和革新重視的教師會著重講解農機具的機構原理和技術參數要求,從而忽略農業機械化管理的相關內容;對技術管理重視的教師則重點在于教授農業機械管理學的概念和一般原理,進而忽略了農機技術管理內容。這都會使教學內容偏離其設定的教學大綱和目標,不能有效完成其所擔當的教學任務。
1.4 實踐環節的脫節,教學效果不理想 實踐是檢驗教學效果的最好辦法,然而目前由于各種原因和教學條件的不足,使實踐課幾乎沒有開展,更不用說學生在實踐中拓展,從而養成研究生們“閉門造車”研究習慣。
1.5 師生互動性差,學生失去學習積極性 研究生階段的學習要靠學生的主動性,目前高等農業機械學教學方法單一,授課主要采用電子課件,時而插入動畫的方式。課堂氣氛沉重,學生所了解和掌握的知識主要來源于老師課件和自己所收集的文獻資料。師生互動性差,老師缺乏對課堂知識的延伸和推動學生自主解決課堂問題的必要手段,學生是“聽眾”,只輸入而不輸出運用,學習積極性也不高。這種單向“填鴨式”的教學模式,嚴重阻礙了學生自主學習能力和創造力的提升[4]。
2 課程教學的改革與探索
為了保證和提高研究生教育質量;應對課程的研究性、專業性、學科廣泛性、交叉性、邊緣性的特征;貫徹“結構更加合理,規模更加適當,質量和效益明顯提高”的精神[6,7]。《高等農業機械學》的課程教學應做出如下的改革。
2.1 拓寬和更新教學內容,平衡知識結構
2.1.1 增加管理學在教學的教學比重。管理學的基本職能有決策和計劃、組織、領導和控制等,這些內容在農機化管理中有著舉足輕重的指導意義和理論基礎[8]。研究生是復合型人才,不僅要有夯實的專業技能,同時也應具有廣泛的知識結構和適應農業科技化、自動化的科學發展要求。課程設置中應包含例如農業數據系統、管理信息系統、專家系統、決策系統以及監察系統的基本概念、基本職能、控制運用原理等知識的講授。拓寬了學生的知識體系,有助于平衡學生的知識結構。
2.1.2 及時更新課程內容,適應農機具的快速發展。目前課堂所講授的農機具設計方法、機器結構以及運用的控制設備等知識缺乏新穎性,很難激起學生的學習積極性。近年來農業機械進入了快速發展的時期,新型的農機具和設計理念層出不窮,為了適應這種發展,農業機械化工程的研究生教學應實時掌握最前沿的專業信息,更新課堂內容。只有這樣才能推動我國農業機械的良性快速發展。
2.2 參與式、特色與專題式、研討式教學
2.2.1 參與式教學,加強了師生間的信息交流和反饋,使學生能深刻的領會和掌握所學知識。例如:在每章專題知識的講述后,學生課后準備與之相關專題的Power Point課件進行講解。這不僅可以增強自主學習性,加深了專題的知識理解,也拓寬了知識面。更重要的是反饋了教學成果和及時運用了所學知識。
2.2.2 特色與專題式教學,能更加明確學生的學習目標,大大提高學生學習積極性與主動性。農業機械有著地域性特點,因地制宜的教學將具有典型的實例教學意義。例如海南大學地處熱帶地區,教學中可以增加熱帶作物農業機械教學實例,讓學生更加貼近實踐。專題教學就是圍繞某一案例進行深度的剖析、分析和評價,同時進行知識延伸。
2.2.3 研討式教學,是以解決問題為中心的教學方式。老師在授課中發現問題,提出小課題,學生在查找資料、討論、提出解決問題辦法的過程中掌握了學習技能又鍛煉了溝通能力。真正做到舉一反三,將所學知識應用于實踐,有很大的實用價值。這既豐富了課堂內容,又明確了學習課程的目標和學習信心。
2.3 中―英雙語教學 中英雙語教學有著其實行的必要性,是高校教育國際化重要的步驟,推動大學教學改革的一項有力措施[4]。隨著農業機械的國際化,國內高校與國際高校的教學合作也越來越頻繁,所以農機專業的雙語教學勢在必行。由于教材和師資力量的局限,目前此課程的雙語教學可以借鑒其他課程和國外高校的成功教學經驗,先實行部分或專題式雙語教學,再逐漸過渡到整個教學過程中來。這是一個循序漸進的過程,既利于老師教學的順利展開,也利于學生適應新的教學手段。
2.4 加強實踐教學 實踐是檢驗理論的最實際的方法,列寧曾說過:“學習、教育和訓練如果只限于學校內,而與沸騰的實際生活脫離,那我們是不會信賴的。”為了實現理論與實踐的貼合,一是高校加強校內實驗室的建設和開放力度。課堂結合實驗,這樣既彌補了理論的實驗性不足,又加深了實驗的理論依據,相得益彰,形成良好的教學體系。二是實習基地的建立。以滿足學生的實習操作,以及提高學生動手能力和實踐能力,并在實踐中發現問題,通過理論知識去解決問題。
2.5 高校與企業互動聯合教學 當前許多高校已采用了教學-科研-生產的培養教學,來推動農機創新體系,發揮農機化科技整體優勢[9],從而實現培養新型復合型人才的目的。但是各高校的資源畢竟有限,這使研究生的培養有很大的局限性。為了更好利用各高校的優質資源,各高校可以聯合互動式教學。同專業或相關專業可以采用不同高校老師授課,提高教學質量;整合實驗資源,加強學生的實踐能力,同時節約教學成本。
高校與企業的聯合教學。高校理論知識扎實,企業有著完善的生產設備與操作技術。兩者結合教學,既能滿足教學和生產的需求,又能減少雙方成本,更好地實現學生在學校與企業的對接。學生參與農機具的生產組裝過程中,由企業工程師進行教學,真實地接觸農業機械化管理,在實踐中發現問題并解決問題。學生帶著實踐經驗回到教室課堂,將使理論知識更加容易掌握。同時這也提供給學生更多發揮能力與就業的機會[10]。
高校與高校、高校與企業的聯合教學,目前正在試探階段。高校與企業已經有不少的合作實習教學,但是這些力度都還比較薄弱,仍需加大力度。這種教學形式的成果值得期待。
2.6 加強師資隊伍建設 教師是教學的根本,對教學實踐產生著直接的影響,要培養出適應時展的復合型人才,就必須構建過硬的師資隊伍[11-13]。授課老師需要提高的不僅是學歷,更要增加實踐經歷加強專項知識的進修,及時掌握前沿理論,并能進行新理論與實踐的整合。學校建設有教學經驗豐富,熱愛教學工作的教師隊伍,形成了“開放”、“協作”的運行管理機制。