新工科驱动下农机专业微机原理课程教学研究 - 南方农机杂志社投稿

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新工科驱动下农机专业微机原理课程教学研究

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摘要：

微型计算机原理与接口技术课程作为农业机械化与自动化专业的一门专业基础课，一般都在第六学期开设；课程教学大纲与理工科的微机原理课程大纲有一些区别。农业机械化与自动化专业的学生在学习该课程之前，已经开设了控制工程导论等课程，对自动化有了一定的认识，有一定的理论基础；但和电气化等学科同年级相比，农业机械化与自动化专业学生的自动化基础还是比较弱，并且自动化类课程的实践性教学所占比重较小[1-5]；鉴于此，微型计算机原理与接口技术课程作为农业机械化与自动化专业的一门专业基础课，需要改变并调整现有的一些教学方法来适应新工科的要求，去掉一些不符合新工科发展需要的教学方式，保留传统微型计算机原理与接口技术的教学精华部分，在此基础上，研究新的微型计算机原理与接口技术课程教学模式；使学生认识到微型计算机原理与接口技术这门课在农业机械化与自动化研发与生产过程中的重要性，以及所学的知识如何应用于生产实践。

1 新工科驱动下的微机原理教学模式

在国家“一带一路”战略布局和新疆生产建设兵团“向南发展”战略举措下，在新时代新工科的辐射下，南疆地区新工科人才培养面临新机遇、新挑战。南疆地区的发展急需既懂得基本农业知识又掌握自动化技术的应用型新工科人才。关键是培养控制理念、控制思维、控制能力和控制素养的农业机械化与自动化人才。在工科专业办学实践中，研究和跟踪南疆地区整体战略布局及行业需求与变化趋势，开展各专业评估与诊断，调整优化工科自动化专业人才培养方案。定位“立足南疆，面向南疆、服务南疆”，确定“能力导向，强化实践、突出应用、教科融合”的农业机械化与自动化专业人才培养理念。

通过系统化的制度与条件建设，夯实农业机械化与自动化人才专业知识教育基础，多环节的反复实践与生产磨炼，提升农业机械化与自动化专业人才技能培育质量。

微型计算机原理与接口技术课程理论性强、内容抽象、难于理解；并且在以往的自动化课程教学中，没有实验教学，只有理论教学；基于以上因素，教学团队教师采用四梯层对微型计算机原理与接口技术课程解析并进行递进式教学，第一梯层：在实验平台支撑下，结合经典实验（PID控制模拟实验、惯性环节仿真实验等），利用PBL教学手段，使学生对微型计算机原理与接口技术课程内容 “是什么（What）”有了直观并且可视化的认识，教学不再枯燥，提高了学生学习微型计算机原理与接口技术课程的兴趣；第二梯层：在校企平台支撑下，结合工程实例（根据阿拉尔自来水公司水压控制系统演变的水压控制模型等），融合OBE，使学生知道所学的微型计算机原理与接口技术课程理论“用在哪儿(Where)”，提高了微型计算机原理与接口技术课程的教学效果；第三梯层：在科研平台支撑下，结合科研项目（“红枣清洗”项目中的超声波控制和水温控制系统等），教师科研项目伴随式学习，弄清楚了微型计算机原理与接口技术课程理论知识 “如何应用(How)”，锻炼并提高学生实践动手能力；第四梯层：在创新平台支撑下，结合学科竞赛（全国东方红杯智能农机大赛--智能机械臂控制），基于 CDIO手段，教师针对不同竞赛对学生进行针对性的辅导的 “一赛一带”方式，使学生懂得了针对微型计算机原理与接口技术理论应用方面“怎么创新(How)”，并且提高了学生创新能力。

“三态化”南疆特色的自动化创新型人才培育机制的运行有效的促进了培育计划，教学场地、主讲教师与管理人员稳态化，教学体系应用常态化，培养对象吞吐动态化。在教学体系实施过程中，实验课程面向授课班级内全体学生，有兴趣的大部分学生参与教师科研项目，进行科研训练，有潜质的小部分学生进入创新平台训练，参与学科竞赛，通过效果反馈通道，开放式教学体系在实施中不断改进与完善，在改进与完善中不断实施，螺旋上升式培育学生，为新疆培养了大批的具有地域特色的农业机械化与自动化专业人才。

2 新工科驱动下的微机原理典型例题分析

农业机械化与自动化专业学生的就业大致分布在兵团直属的团场，农业推广站以及一些相关的农业性质的事业单位。随着新疆生产建设兵团农业现代化水平的不断提高，这些单位要求员工对农业机械的性能，维修等方面要求不断地提高，而微型计算机原理与接口技术在现代农业生产中应用越来越广泛，因此，农业机械化与自动化专业的微型计算机原理与接口技术要满足新疆生产建设兵团农业现代化发展的需要。在授课过程中，有所针对性，每一个科研项目衍生的例题的选取都要和农业生产相关。