農業機械化及其自動化專業“三位一體”實踐教學模式探索

劉洋洋 王韋韋 王榮炎 伍德林

基金項目：安徽省教育廳質量工程項目（jz214103）；安徽農業大學質量工程項目（yj214102）

第一作者簡介：劉洋洋（1991-），男，博士，講師。研究方向為智能農機技術與裝備。

*通信作者：伍德林（1970-），男，碩士，教授。研究方向為智能農機技術與裝備。

DOI：10.20028/j.zhnydk.2024.03.034

摘? 要：在新農科、新工科教育教學的背景下，高效合理的培養模式是增強學生實踐和創新能力的重要途徑。加強實踐教學，提高人才培養質量，已成為新形勢下教學改革的緊迫任務。該文結合農業機械化及其自動化專業學生的培養要求對實踐教學模式體系建設進行研究，完善實踐教學模式。主要分析討論實踐教學環節中存在的問題，在總結實踐教學的經驗基礎上，提出針對不同的實踐教學模式運用多種不同的教學方式。該文重視“基礎教學、創新實訓、專業訓練”三位一體實踐教學模式，從“三階四層”實踐教學方式、“線上線下”金課、第二課堂、學科競賽等角度提出改革實施措施。通過對實踐教學的改革，給學生創造更多機會去實踐與創新，培養學生良好的專業素質，極大地提高農機專業學生實踐動手能力。

關鍵詞：農林高校；新農科；新工科；實踐教學；農業機械化及其自動化

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-9902（2024）03-0138-04

Abstract： In the context of the education and teaching of "New Agricultural Science and New Engineering"， an efficient and reasonable training mode is an important way to enhance students' practical and innovative ability. To strengthen practical teaching and improve the quality of personnel training has become an urgent task of teaching reform under the new situation. Combined with the training requirements of students majoring in Agricultural Mechanization and Automation， this paper studies the construction of practical teaching model system and improves the practical teaching mode. This paper mainly analyzes and discusses the problems existing in practical teaching， and puts forward a variety of different teaching methods according to different practical teaching modes on the basis of summarizing the experience of practical teaching. This paper attaches importance to the trinity practical teaching mode of "basic teaching， innovative practical training and professional training"， and puts forward the reform and implementation measures from the angles of "Three-stage and Four-layer" practical teaching method， "online and offline" golden class， second classroom， subject competition and so on. Through the reform of practical teaching， we can create more opportunities for students to practice and innovate， cultivate students' good professional quality， and greatly improve the practical ability of agricultural machinery majors.

Keywords： agricultural and forestry universities; New Agricultural Science; New Engineering; practical teaching; Agricultural Mechanization and Automation

新農科建設有助于應對高等農林教育面臨的新挑戰，同時也填補了人才培養方面與國家戰略的脫節問題。新農業科技人才的培養關鍵是加強涉農專業的規劃與建設，保證培養體系與時俱進，從而滿足我國經濟社會高質量發展的需要。安徽農業大學于1959年經安徽省委正式批準成立農業機械系，開展農業機械教學，農業機械化專業（1999年更名為農業機械化及其自動化，以下簡稱“農業機械化專業”）是本校最早建設的本科專業之一，經歷了60多年的發展，已成為安徽農業大學最具影響力的專業之一。安徽農業大學緊緊圍繞國家新工科與新農科的建設方針，始終堅持以培養農業科技人才為目標，不斷完善培養方案和辦學條件深耕農業機械領域，通過與數字鄉村、智慧農業、智能農業裝備等我國現代農業的新事業、新方向相結合，實現學科升級、交叉與融合，建設“一流本科專業”人才培養質量保障體系，為區域經濟和產業轉型升級提供人才支撐。

實踐教學是高等教育體系中的關鍵環節，是培養學生發展、創新和實踐技能的重要途徑。實踐教學是在教授學生理論知識的基礎上，培養學生自身的動手能力，提升學生的綜合素質水平。因此實踐教學需要根據教學要求，再結合社會需求有針對性地開展教學，以達到因材施教學以致用的效果。農業機械化及其自動化本身是一門實踐性很強的專業學科，但由于專業的特殊性，實踐和實驗室資源有限，需要在田間進行許多實驗。因此，如何引導學生將理論與實踐相結合，充分利用實驗室和科學研究資源進行實踐學習，是一個重要的課題。本文以安徽農業大學農業機械化及其自動化專業實踐教學培養方案為例，對實踐教學的現狀與存在的問題，進行了基于新農科建設的實踐教學改革研究。

1? 農業機械化專業實踐教學現狀與問題

在農業機械化專業中不能只關注學生的理論知識，更要關注學生的實踐能力，在教學結構中需要將實踐教學作為重點[1]。實踐教學改革通過加強學科交叉融合、與企業和農場的深度合作，以及更多的實驗和實踐環節，確保學生能夠將理論知識應用于實際。在學生的實踐教學環節中，學院前期未將實踐教學與理論教學放在同等重要的位置，導致學生在學習過程中較為被動[2]，缺少了實踐分析和獨立思考能力的培養，表現為以下幾個方面：①在高等教育實踐教學過程中，對其所處的地位及作用認識不夠全面。②在實踐教學工作中對其規律性和復雜性認識不夠全面。③理論研究和實踐環節缺少有效的銜接，在應用研究方面，實際操作時間少。④學校與企業、地方、科研院所之間聯系不夠密切，學生進入企業學習實踐的機會較少，未能讓學生在生產一線的真實環境下進行實踐，未形成有效的人才聯合培養機制。

安徽農業大學深刻關注區域性特色，突出培養適應江淮地區特色農業需求的理論、實踐和管理等方面能力。經過學校與學院的積極探索與不斷努力，學校在對農業機械化專業學生培養過程的教育和教學上，既注重生產實踐相結合的教學方法，又堅持以立德樹人為根本、德育為先的教育理念，將“大別山道路”精神融入教育教學全過程。安徽農業大學工學院積極推進建設一流本科專業，以智能農機裝備為主線，開展新工科、新農科下的農業機械化專業實踐教學體系改革，組織學院教授與社會各界專家團隊依據新工科形勢和實際農業生產背景，共同修訂人才培養方案，開展高素質農業機械化及其自動化實踐型人才培養?？偨Y實踐教學中出現的問題，充分利用現有的教學資源，開展區別于傳統課堂教學的第二課堂，讓學生吸收來自不同視角的實踐知識。

2? 農機專業實踐教學改革策略

為了確保高校農業機械領域人才培養與社會需求相符，需要深入研究科技進展和研究現狀，將教學方式與社會、經濟、科技等方面緊密銜接，通過合理設計實踐教學模式，結合課程內容、教學要求和學生情況，提升學生的專業素質和能力[3]。對農業機械化及其自動化專業而言，為提高該專業實踐教學的效果，必須確保教學方法能超越專業本身的界限。特別是在科研活動中，可以專業教學內容為主，多學科和多領域的教學內容為輔，為學生提供更多的實踐機會。

在農業機械化專業的教育教學中，學校打破傳統教學的固有思維模式，從學以致用的角度全面優化實踐教學體系結構，使學生們積極地參與到課堂活動中，激發學生的學習興趣，培養學生的創新和實踐能力。教學方面緊扣專業特點，根據現有的教育條件，采用全新的教學方法，以激發學生的創造性思維和獨立思考能力，滿足現代教育改革的需求。

2.1? 構建“三位一體”實踐教學體系

學校在較為重視“三位一體”實踐教學模式的有效應用，通過實踐教學積累農業機械相關知識與經驗?！叭灰惑w”的實踐教學模式包括基礎訓練、創新訓練和工程應用階段3個階段。在基礎訓練階段中，學生建立起必要的理論和技能基礎。創新訓練階段側重于培養學生的創造力和解決問題的能力。最后，工程應用階段讓學生將所學知識應用于實際工程項目中，促使他們在實踐中不斷成長。這種教學模式有助于學生全面發展，并更好地適應社會的挑戰。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，進行因材施教，針對性的指導[4]。

2.2? 完善校企地等多方協同育人的人才培養模式

農業機械化專業要求學生具備高水平的實踐能力，但許多高校資源受限，學生難以及時將理論知識轉化為實際技能。校企合作可以提供更好的實踐條件，讓學生早期接觸專業工作，深入學習機械產品和科研成果，拓寬學生專業知識維度及廣度。因此培養模式采用學校+企業型的校企模式、教學+科研型的學研模式、學校+事業單位型的校地模式和學校+創新實驗室型的社團模式等多種模式共同教學的方法，在學分制改革基礎上，按照國家人才培養標準，進一步聚焦以人為本、協同育人理念，圍繞農業機械化專業人才培養目標，面向新工科、新農科專業需求的“農工結合”人才培養計劃，制定與國際工程專業認證相統一的人才培養方案。

對已經開展的協同育人實踐工作進行深度總結，在原有的校企協同、校地協同、平臺協同和資源協同等方面深度挖掘新的創新點，例如圍繞學校新農科、新工科“農工結合”辦學理念，推動農科向工科、理科等不同方向延伸，通過專業交叉融合及工程深度學習，促進學科交叉的體制機制的建立，積極引導學生參與本專業、跨專業、跨校乃至國際性學術交流活動，主動爭取科研資源，提高學生的團隊合作交流意識和學術交流能力，以期實現農業與生物技術、工程技術、信息技術等手段的融合，真正培養出具有多學科知識交叉且具備創新能力的農機專業應用型人才。

2.3? 建設任務型實踐教學模式

任務型教學模式是一種以項目任務為核心，鼓勵學生自主實踐和探索的教學方法。通過這種方式，學生能夠在實際應用中有效培養實踐能力和創新能力，從而更積極地參與專業學習過程[5]。任務型教學應根據課程目標與培養方案設計任務內容，并保證任務難度與工作量處于合理的范圍。教師在教學過程中可以充分考慮學生的自身能力，進行因材施教，以確保不同水平的學生都能夠將所學知識與實際操作相結合。在設置任務時，需要明確定義實踐項目和任務目標，以激發學生積極參與到實踐過程中。學生在實踐過程中拓寬知識面、完善知識結構，提升學習質量。在評價階段，老師根據學生的任務報告、目標達成度進行總結，并針對存在問題給予有效指導，以提高學生的學習和實際操作能力。

3? 教學改革實施方案

3.1? “三階四層”實踐教學方式

實踐教學模式要依據農業機械化專業的培養目標，遵循專業建設規律與實踐教學的規律，符合社會對專業的人才培養需求[6]。全面的人才培養策略通常分為3個階段：基礎訓練階段、綜合應用階段、設計創新與成果階段。

基礎訓練階段：該階段的重點是對大一新生進行全面的基礎教育，包括但不限于專業引導和基礎實驗等。采用“精講多練”訓練方式讓學生快速適應專業環境，培養學生的科研興趣和基本分析能力，為后續實踐活動奠定基礎。

綜合應用階段：該階段的重點是在二、三年級學生的教育中注重開放和自主能力的培養。在這一階段，學生需要將前期學到的基礎知識運用到更為復雜的項目中，如產品開發、生產流程優化等。通過“主動探索、多角度應用”的教學模式，學生不僅能夠掌握專業知識，還能培養出強烈的社會責任感和團隊協作精神。

設計創新與成果階段：該階段的重點是多學科和多工藝的整合應用。這一階段主要針對高年級學生，特別是那些參與URP（大學生科研訓練計劃）的學生。教學模式從“應答式”轉為“引導與合作式”，更加注重培養學生的獨立思考和問題解決能力。

整個培養流程中，還包括了一系列的科研競賽和成果展示活動，旨在進一步激發學生的創新熱情，并為他們未來的科研工作或學術發展提供有力支持。在“成果呈現”環節，我們采用一對一的導師制度，確保學生在科研創新和創新設計方面能有所突破。

這樣一套綜合性的實踐教學模式，不僅能夠促進學生對專業知識的全面掌握，還能有效培養他們在團隊合作、問題解決等方面的綜合素質。

3.2? 建設“線上線下”實踐教學金課

學校不斷強化線下“金課”、線上“金課”（慕課）、線上線下混合式“金課”、虛擬仿真“金課”和社會實踐“金課”的建設。在農機教學中，通過多媒體展示圖片、錄像和動畫等內容，及時介紹最新研究成果，以拓寬學生的設計思路。針對一些重要結構和部件，在機房里進行solidworks軟件和UG軟件學習，并由教師演示逐一分解與組裝農機部件，使得學生能夠清楚地學習組裝與分解的全過程，學生可以通過線上課程查缺補漏、反復斟酌、自主學習，提高學習效果。在為期2周的線下綜合實習活動中，進行耕種管收常用農機具設計、仿真與關鍵部件改進設計等任務，并向學生展示一些獨特結構的功能與應用。在實習過程中記錄典型工藝方法和專用機床信息，鞏固理論基礎，培養實際問題解決能力。有助于培養學生在學術研究方面的創新思維，為機械裝備的研發奠定基礎。

3.3? 推進第二課堂建設

第一課堂與第二課堂的融合發展是提高學生綜合素質和培養能力的重要路徑[7]。通過充分利用現有農業工程學科支撐平臺、農業部南方農業裝備科學觀測站和新農村研究院建設的皖中、皖南、皖北、皖西、皖東、大別山和江淮分水嶺八大綜合實驗站，改進教學實驗室，完善配套設施和校內外實踐基地。此外，還要完善創客實驗室、創新平臺、虛擬仿真實驗室的建設，積極擴展安徽省內外優質農機企業資源作為實踐培訓基地。同時增加綜合性和設計性實驗比例，促進教學與科研相結合，為學生提供輔助教育手段以豐富他們對農機行業的認知，并提升學生的應用能力。

針對農業機械化專業的學生的個性化學習和發展需求“因材施教”，根據不同方向將學生分為各研究小組開展第二課堂，結合社會需求與企業的實際情況，邀請學院教授導師和企業專家進行相應的輔導答疑和知識延伸。在實踐過程中，通過選派指導教師或企業工程師作為指導小組，以企業車間為主題為學生提供更專業的實踐條件，使學生從多個角度進行專業學習，從而培養出綜合素質良好的人才。

3.4? 加強學科競賽實踐創新能力培養

學科競賽是高校深化實踐教學改革的有效手段[8]。需要學校堅定應用型人才培養定位，樹立“通識教育+創新能力”的教育觀念，打造專業的學科競賽教學團隊，以集中農機相關領域的不同研究方向的老師學者們協同合作，通過帶領學生參加不同類型的學科競賽，實現對學生理論與實踐相結合能力的培養。農業機械化專業近年來實踐教學改革取得了較大進展，在安徽省大學生工程訓練綜合能力競賽中取得多項一等獎，在“互聯網+”大學生創新創業大賽總決賽中獲得了2項國賽金獎，并在競賽培養體系建設方面完成了針對不同類別競賽的教學培訓體系，未來仍會探索校企協同合作、學科交流融合等多種方式，為學生提供一個提升實踐創新能力的平臺，力求取得更多優異成績。

3.5? 實施雙語教學

隨著我國愈發深入地參與經濟全球化進程，不僅要根據我國國情發展農業機械，也要學習國外比較成熟的先進農業機械化技術和實例。因此，雙語教學是實現農業機械化專業培養目標的重要途徑之一。在雙語教學中，鼓勵學生通過參加教師的科研課題，提高了學生發現問題、分析問題和解決問題的能力[9]。安徽農業大學農業機械化專業積極引入高水平年輕教師，鼓勵教師不斷進修課程，建立了教師培訓、交流以及出國深造的常態機制。在實際教學中，采取了分班實驗制度，特別是將英語成績出色的學生單獨編班進行雙語實驗課程。這樣的分班方式有助于根據學生的實際水平調整課程的深度和學時，以實現因材施教的目的。

3.6? 教師實踐能力的培養

建設一支結構合理的高素質實驗教學隊伍，不僅需要實驗教師具備扎實的理論基礎知識，還需要教師熟練掌握各種實踐技能和經驗。教師除了掌握本專業領域的知識和基本技能之外，還應了解專業相關企業的工作環境、內容和流程。教師自身應秉承終身學習的精神，重視自身實踐教學能力的塑造，將理論教育與實際應用相結合，為學生提供更貼近職業實踐的教育體驗，從而更順利地融入其所學專業領域中。學校為加強實驗教師隊伍建設，支持青年教師不斷提升自己的教學水平和質量，每年定期或不定期派遣青年教師到相關企業進行實踐鍛煉，并且成立了由企業高級專家組成的“企業教授”參與學校教學科研工作，這樣做有助于豐富青年教師們的實踐知識和經驗，并提高他們解決問題及應對現實情況的能力。學院還設立了“企業教授”崗位，聘任具有豐富工程實踐經驗的工程師承擔實踐教學任務，讓老師走出去，企業專家走進校園，進行雙向學習和實踐[10]。

4? 結束語

實踐教學改革對于提高高校人才培養的質量有著至關重要的作用。隨著農業機械化專業教學改革的不斷深入，在分析學情的基礎上，開展多形式的合作教學，重視協同育人模式的建設，改變單一的教學手段，加強傳統農科教學與前沿技術的融合，能夠有力地促進農業機械專業教學質量的提升。

本文探討了安徽農業大學農業機械化專業實踐教學的發展現狀，探索了現有的教學手段的改革和創新教學模式，為農業現代化人才培養提供了思路。

參考文獻：

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