“大类招生”模式下农业机械专业基础课程体系改革探索与研究

刘 洋，肖 萍，刘银萍，马少腾，宋 丹

（新疆工程学院，830023，新疆乌鲁木齐）

新一轮科技革命和产业变革促使对农业机械人才应具备的能力素质的要求发生了变化，不仅要精通农业领域的知识和技能，还需要具备广博的通识知识和宽厚的学科基础知识[1]。“大类招生”模式下学生在大一、大二学习更为丰富、宽广的知识，进入高年级后可以结合自己的成绩、兴趣和特长在同一学科下自主选择专业，可有效保证专业兴趣的挖掘和培养[1-2]。2001年北京大学的“元培计划” 是我国高校大类招生的起点，随后我国各大高校纷纷开展“大类招生”试点工作，如北京科技大学的“工科实验班”、北京航空航天大学的北航学院、中南大学按学科大类招生等。

随着近年来科技革命的飞速发展，农业现代化、智能化是大势所趋，我国作为农业大国对具备农机智能化知识的机械专业人才的需求缺口还很大。农业机械类专业基础课在复合型机械工程人才培养中有着非常重要的地位，也是学习后续专业核心课程和掌握专业技能的基石[3]。新疆工程学院作为应用型本科院校，承担着为新疆地区棉花、玉米等农作物机械化、智能化发展输送工程人才的使命，“大类招生”培养模式遵循“厚基础、宽专业口径、淡化专业方向”的原则，符合当前新疆对农业机械人才的要求，是该校人才培养改革的新要求，也是必然的选择。

1 农业机械类专业基础课介绍

农业机械类专业基础课主要包含“机械制图”（含AutoCAD 制图）、“金属工艺学”、“机械设计基础”和“互换性与技术测量”等4 门课程，是机械类学生必修的核心专业基础课。“机械制图”（含CAD 制图）主要研究运用正投影法绘制工程图样；通过“金属工艺学”学习，学生主要掌握金属零件制造工艺方法，建立机械制造生产过程概念；“机械设计基础” 主要研究常用机构和通用零件的工作原理、运动特点和结构特点；“互换性与技术测量” 则将机械设计和制造工艺紧密联系起来，从“精度”与“误差”两个方面合理解决产品使用要求与制造工艺之间的矛盾，保证产品质量。通过4 门专业基础课程的学习，学生能够形成基本的工程意识，具备解决工程问题的基本知识和能力。

2 机械类专业基础课现状分析

我国农业由小农经济逐步向规模化发展，对农业机械人才的需求也开始由“高精专” 向复合型人才转变，按专业招生、按学科体系组织课程的模式已经不能满足我国农业机械工业发展对人才培养的要求[4-5]。近年来，大类招生成为各大高校人才培养方式改革的重点方向，在此背景下农业机械类专业基础课程主要存在如下问题。

2.1 课程“各成体系”，缺乏连贯和融合性

农业机械类4 门专业基础课，都包含了详细的设计和加工知识，整体体系完善健全，但各门课程却“各成体系”。课程之间链接断点多，每门课程都强调面面俱到，导致有些内容在不同课程中重复出现。例如公差与配合的内容既在“机械制图”中讲解，也在“互换性与技术测量”中讲解。有些内容前后脱节、颠倒，比如轴、齿轮的结构设计，螺纹、键、轴承等标准件的类型、参数、特点等都是“机械设计基础”的内容，而这些结构和零部件的画法则是“机械制图”的内容，大一学完画法，大二在“机械设计基础”中才应用，形成知识间断。学生在学时不知道有什么用，等到需要用时又忘记了，既不利于学生学习能动性、主动性的培养，又浪费了学校课时，学生对所学知识不能融会贯通，难以形成整体的知识体系。

2.2 重理论，轻实践

我国高等工科院校长期以来形成的重理论知识传授、轻实践能力培养的传统惯性依然强势存在[6]。大量教师缺乏工程实践经验，更没有下过农田，在课堂中注重理论知识的讲解，而对实践过程、具体应用场景关注较少。多年来农业机械类专业基础课实践环节题目单一、陈旧且少有针对农业机械的内容，多为减速器、带式输送机等传统通用机械。学生网上可以找到大量的资料，抄袭严重，导致虽然学完专业基础课，却无法独立完成农业机械传动装置或简单农机的设计。同时，现有专业基础课实践环节独立设置，学生学一块是一块，很难在不同课程所学知识之间建立联系，专业基础课的整体性和系统性很难在学生脑海中形成，很多学生甚至到毕业都没有形成完整的设计概念，毕业设计画出一张完整的零件图和装配图都困难重重，设计信息缺失，关联信息相互矛盾。

2.3 与农业生产实际联系不紧密

农业机械类专业基础课课程中涉及的机械结构的运动设计、结构设计、工艺的优缺点等众多内容，都需要辅以实践帮助学生理解记忆[7]，但是我国大多数高校都是在理论讲解完后再带领学生在教室或实验室进行实践活动，学生学习过程中缺乏感性认知，实践能力也不能得到很好锻炼。另外，现阶段教材案例多是简化后的模型，如点线面、圆柱、棱柱、曲柄滑块、双摇杆机构等；部分非简化的模型也是典型机械零部件和典型机械装置，如蜗轮蜗杆、渐开线齿轮、减速器、油泵等。这些载体可以很好地阐释相关理论知识，但大部分为单一结构或装置，与农业生产实际问题关联不紧密，学生无法将所学知识应用到解释身边的现象与分析具体的农业机械问题中，授课过程缺乏农业机械应用场景。

3 大类招生模式下改革农业机械类基础课程体系

3.1 梳理课程内容，建立农业机械类专业基础课程体系

依据新的“大类招生”人才培养方案，以农业机械综合设计能力为导向，梳理4 门专业基础课内容，注重课程之间的衔接和知识内容的融合，删除不必要的重复课程内容，关注知识应用和工程意义，构建厚基础、宽口径、重素质培养路径下的农机专业基础课程体系。例如：取消互换性与测量技术课程，将尺寸公差的定义、标注及标准融入零件图、装配图相关内容中；表面粗糙度、形位公差的定义及作用结合零件的加工成型方法进行讲授；将如何正确选择公差与配合融入机械设计基础中，结合零件与传动系统的功能结构设计进行讲解，有利于学生进一步理解公差配合的工程意义和选用原则。

3.2 结合新疆地方特色产业，建设课程资源

结合新疆棉花产业，以行业典型机械零件、产品和装备为基础，建立包括动画、视频资料、模拟仿真、三维模型、知识链接等在内的资源库，还可将大赛作品、科研成果转化为案例项目。如：采棉机、玉米脱粒机、残膜回收机、自动喂食机等农业典型机械设备，草方格种植机、全自动清淤机器人等由大学生竞赛项目转化的案例项目，如图1 所示。同时，要及时更新扩展专业基础课内容和案例项目，将符合当前新疆地区农业机械发展的新标准、新工艺和新技术等带入课堂，剔除在实际生产过程中已经淘汰的工艺技术等，保证课程内容资源的先进性和时代性。

图1 农机专业课程资源案例

3.3 重视实践，贴近工程实际构建实践项目

依据机械工程学科大类招生培养要求，构建典型机械零部件与基于新疆地区棉花产业发展的农业典型机械设备相结合的实践项目，将4 门课程内容整合到具体的项目中，项目构建过程如图2 所示。将分散的知识点有机统一起来，有效衔接不同课程知识，如零部件数字化设计创新项目、农业机械传动系统数字化设计与分析项目、典型农业机械性能仿真与分析项目、农业机器人创新实践等。项目由简单到复杂，满足不同层次学生需求，建立专业基础课程实践基地，让学生在“学中做，做中学”，对农业机械系统完整认识，对所学知识不再感到抽象、零碎。还可以借助学生科技社团开展创新性实践项目，如机械结构创新设计社团、制图技术社团等。

图2 农机专业实践项目构建过程

3.4 注重团队建设，提升教师素质

突破专业课教师行政体系，以农业机械类专业基础课为依托，建立一支综合能力强、素质高的教师团队，是课程体系建设、课程质量提升和综合应用型人才培养的根本。通过磨课、经验分享和课堂观摩等日常活动，提高团队教师整体素质，增强团队凝聚力。有计划地安排相关教师到铁建、重工等农机设备企业挂职锻炼，加大教师技能培训力度，打造双师型教师队伍，促进教师实践能力的提高；鼓励青年教师外出参加农机企业调研和学术会议，了解当前农机企业需求和新技术、新知识，进而提升课程内容的时代性、先进性和科学性；积极联系优秀的农业工程技术人员作为企业导师到校任教，丰富学校兼职教师资源库。

4 结语

农业机械类专业基础课程在农业机械人才培养中有着举足轻重的作用，其学习效果将直接影响后续专业核心课的学习难度及人才培养目标达成情况[8]。专业基础课程改革，要站在农业机械规模化、智能化发展的角度用全局的眼光进行长远规划，要密切联系新疆棉花产业建设需求，构建课程体系，更新课程内容，关注学生综合运用机械设计知识解决实际农业工程问题能力的培养，使农业机械类专业基础课程教学能够满足我国农业发展需要。