积极发展农业机械化是发展现代农业、建设社会主义新农村的重要保障,而发展农业机械化事业离不开优秀人才。为满足21 世纪我国农机发展人才的需求,我国一些教育者对农业机械化及其自动化专业课程建设、专业建设方向、如何推动其快速发展等方面进行了研究。吉林大学农业机械化及其自动化本科专业的前身是原吉林工业大学农业机械设计与制造本科专业。为了更好地发挥吉林大学农机学科的优势,有必要建立一个适应我国农业现代化和市场经济需求、具有科学性、合理性以及具有特色的农业机械化及其自动化专业人才培养方案和教学内容体系,因此,笔者从课程体系设置、教材建设、实验室建设、实践教学环节建设几方面探讨了如何进行农业机械化及其自动化特色专业人才培养,以期为更好地办学及培养出更出色的专业人才提供借鉴。
1 、农业机械化及其自动化专业人才培养目标
我国农业机械化的作业领域正向农业生产全过程发展,农产品加工向深加工发展。为适应这种发展变化和宽口径、高素质、广适应的教学改革要求,应该使毕业生具备如下7个方面的知识和能力: ①掌握机械学、信息科学、自动化技术、农学及经营管理方面的基础理论;②掌握农业装备设计、试验、选型配套、使用维修等方面的基本知识和基本技能;③具有农业机械化及其自动化新工艺、新技术和新产品开发与推广应用的能力;④具有农业机械化系统规划设计和企业经营管理的基本能力; ⑤熟悉我国农业机械化标准、政策和法规,了解国内外农业机械化及其自动化的学科前沿和发展趋势;⑥掌握一门外语,能够熟练进行文献检索、资料查询,具有一定的科学研究和技术交流的能力; ⑦具有一定的市场经济、法律和技术法规知识以及人文科学知识,具有调查研究与决策、组织管理能力和环境保护意识。在上述业务培养目标和业务培养要求的指导下,吉林大学重点突出以下两方面的知识和能力要求: 一是具备农业机械及其自动化装备的性能设计方面的知识和能力; 二是具备农业机械化规划与农业机械使用管理方面的知识和能力。
2、 农业机械化及其自动化专业人才培养的实施
2. 1 课程体系设置课程体系是构建人才培养方案的核心内容,其构成差异是不同高校同类专业特色体现的最具体、最直观因素之一。在遵循以机械工程学科课程为主线,构建了由通识教育课程模块、专业基础课程模块、专业课程模块和实践环节组成的吉林大学农业机械化及其自动化专业的课程体系( 表1) ,共计215 学分。215 个学分中,必修课为184 学分,选修课为31 学分。另外,在专业课程内容上,减少了普通大田作业机具和已定型农机理论的内容,增加了国内外新机械设计理论和农业设施与装备的内容,如设施农业工程、保护性耕作与可持续发展等内容,使学生了解国内外农业机械化及其自动化发展前沿和趋势。同时,为了提高学生的外语水平,设置了一定数量的双语教学和专业外语课程。
2. 2 教材建设吉林大学自建立农业机械化及其自动化专业以来,编写了多种教材。为加强教学内容更新和教材建设,新编写出版了《农业工程测试系统设计与应用》、《回归设计及其优化》、《试验设计及其优化》、《执行元件及控制》。这些教材建设对培养学生掌握该专业涉及的信息科学、农学方面的基础理论、农业装备设计、试验、选型配套、使用维修等方面的基本知识和基本技能等发挥了重要作用。同时,教材建设可以带动课程建设,也可以带动教学内容和教学方法的改革以及进一步推动教学质量的提高与师资队伍建设。
2. 3 实验室建设近年来,随着资金投入的增加,农业机械化及其自动化专业实验室环境和实验设备有了较大改观,实验室面积增加至4 600 m2,实验设备仪器增加至580 余台套。实验室的管理体系采用主管教学副院长负责,实验室主任协助管理模式,实现制度规范化、管理科学化。对实验室新引进人才要求具有硕士以上学历,使专职实验教学与实验管理队伍得到了进一步充实,提高了实验教学水平。根据课程和实验层次等对实验用房、仪器设备等资源进行优化组合。根据该专业培养目标要求,增加设计型、综合型实验项目,不断提高学生的实践创新能力。学习借鉴同类院校实验室建设、运行和管理经验,不断改进实验教学内容和方法,提升实验教学的质量,增强学生的综合素质。同时,在完成本科实验教学任务的基础上,实验室还通过预约、基本技能训练等多种方式对学生开放,以增强学生的实际动手能力,大力支持和鼓励学生的创新实践。
2. 4 实践教学环节建设
2. 4. 1 实验教学。实验教学是开展专业教育及教学过程中重要的实践教学环节。实验教学主要包括基础实验( 如物理实验、化学实验、计算机应用实验) 、专业基础实验( 如材料力学、流体力学、机械原理、机械设计等) 和专业特色实验( 如农学基础、农业物料学、农业机械学等) ,其中,基础实验和部分专业基础实验是由吉林大学相关学科专业负责完成。为了满足专业培养目标要求,专业实验教学部分设置了基础性、设计性、综合性和研究性4 个工程训练层次。针对该专业开出的实验课程编写了相应的实验教学大纲、实验项目卡和实验操作指导书,目前可以为该专业12 门课程总计开出35 个实验项目,其中,综合性、设计性实验项目占80. 0%以上。按照实验教学大纲的要求和教学进度安排进行实验,实验指导教师对学生的实验进行精心指导,对整个实验环节进行相应的考核,并将考核成绩纳入课程考核成绩评定之中。
2. 4. 2 实习教学。为提高实习教学效果,设置了金工实习、专业生产实习、驾驶实习和毕业实习( 表2) 。使学生加深对专业基础课程和专业课程内容的认识,提高学生的综合素质。
2. 4. 3 设计环节实践。吉林大学农业机械化及其自动化专业设计环节包括课程设计和毕业设计( 论文) 两种实践形式。课程设计是工科专业特有的一种教学方式,开设了工程图学综合实践、材料力学、机械原理、机械设计和制造技术基础的课程设计,其主要目的是培养学生能够将所学的基础理论知识应用于实践的能力。同时,考虑到该专业毕业设计( 论文)的课题可能包括设计性、科学研究论文性及计算机软件设计等几种形式。为了使学生初步掌握农业机械设计方法及设计技能,初步达到培养目标的要求,在毕业设计( 论文) 开始前,开设3 周的“农机部件设计”专业课程设计作为支撑。毕业设计是对学生所掌握知识的“大演练”,吉林大学农业机械化及其自动化专业毕业设计( 论文) 在第4 学年开始进行。首先由指导教师按人才培养要求,设计出多于学生数量的具有综合性和创新性,且源于生产实际或科研课题的毕业设计题目并提交《毕业设计任务书》,学生与教师实行双向选择,教师在毕业设计过程中进行全程指导。学生根据选定课题进行调研及查阅文献,完成文献综述、外文翻译和开题报告,进而发挥自主意识,投入设计实践,完成设计任务,总结材料,进行毕业答辩。通过毕业设计( 论文) ,提高学生分析问题和解决问题的能力及工程实践能力。
3 、结语
通过多年的探索和实践,吉林大学农业机械化及其自动化本科专业人才培养取得了较好效果。学生具有坚实的基础知识和专业知识,以及较强的设计和经营管理能力。随着深入探索和实践,吉林大学农业机械化及其自动化专业人才培养方案和教学内容体系将会不断完善。面向新的农业科技革命,发展学科前沿,应对国际竞争,不断提升我国农业机械化领域的科技创新水平,实施创新型国家发展战略和实现农业现代化的国家目标。只要根据我国农业现代化和农业机械化发展的需求,不断完善农业机械化及其自动化专业人才培养方案和教学内容体系,就可以承担起为我国农业机械化的发展提供创新人才这一历史重任,并在我国农业机械化的发展进程中发挥重要作用。