發布時間：2023-09-19 18:27:55
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的農業機械及其自動化樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
關鍵詞：農業機械化；自動化；發展現狀；推進模式；研究
我國是一個農業大國，農業的發展對我國的經濟發展具有極為重要的意義，但是并不是說我國就是一個農業強國，相對于西方發達國家的農業發展水平，我國的農業發展還是存在著些許的差距。目前，我國的農業發展主要致力于提升農業生產的高效性和安全性，這也是實現我國農業現代化建設的重要環節之一。在我國的農業發展中存在著一些影響因素，其主要是種子、土壤、農藥、化肥以及灌溉等，而推進我國農業的機械化和自動化是科學控制和協調這些因素的重要途徑。
1 農業機械化自動化的現狀
1.1 農業機械化自動化及其分類
我們所說的農業機械化自動化就是在農業生產的過程中綜合利用機械設備、以及裝置來完成相應的工作，改變了傳統農業生產中對人類手工和感官組織過于依賴的弊端，以一種完全機器生產或者是一種半手工的方式來實現機械設備的自動化運轉。其中，控制裝置在農業機械化自動化進程中發揮著關鍵的功能。目前，在現代科學技術的發展支持下，通過微處理機技術和傳感器技術實現了控制裝置操作模式的變革，改變了過去單一的處理模式，實現了多元化的輸出模式，這是我國農業發展的有一大變革。
目前，我國的農業機械化自動化基本上可以分為農業機械化和裝置部分自動化、農業機械和裝置無人自動化、農業機器人這三個主要種類，這三個種類都有著各自的優勢和不足。其中農業機械化和裝置部分自動化主要是進一步強化目前使用機器的操作性能和應用技術，能夠對農業生產的效率進行很大程度的提升，農業生產的精準度也會提高，除此之外，在運用這項操作技術的時候，工作人員的工作強度會大大降低，生產成本也會有所下降；農業機械和裝置無人自動化，這種操作主要是應用在那些人工操作性不強的工作，適合那些難度系數較低、存在一定的風險、單一的不斷重復的操作工作；農業機器人，該技術主要通過計算機軟件的操作，它被廣泛應用在那些不需要人工親自操作，并且能夠感知農業生物生長環境變化和不同種類農作物中。
1.2 農業機械化自動化的現狀
文章所要研究的農業機械化自動化的發展現狀主要是基于上述三種類型的農業機械化自動化設備。農業機械和裝置部分自動化所應用最主要的目的就是為了提升農業作業的性能，機械油壓式的三點連接位調節裝置及力調節系統被廣泛應用在農業生產中的拖拉機這項機械設備，其中比較新鮮的一個裝備是采用的電磁控制閥，這是對連接裝置的進一步完善，不管是在提升作業的精細水平上，還是對拖拉機深耕水平的控制等方面都取得了一些重要的成績。其中對深耕水平的控制主要體現在，它可以有效將耕作的深淺控制在一定的范圍內，而且還能實現左邊和右邊的輪子不均勻下降。
農業機械化和農業裝置無人自動化應用的種類有很多，文章主要以固定式機械作業為例子說明，固定式機械作業比較明顯的一個例子就是自動溫室和全自動式谷物干燥機。其中全自動式谷物干燥機通過對風的溫度和風的速度實現控制和操作，在谷物的含水量達到一定水平的時候能夠自動停止操作，以及自動化系統中涵蓋、速度循環、點火燃燒、燒器內部空氣含量、送風大小等均能進行自動化的操作。
農業機器人可以在不同程序軟件控制下，來適應各種工作，是一種新型的無人操作的機械。我國農業機器人的廣泛應用，改變了傳統的農業勞動方式，降低了農民的勞動力。農業機器人在一定程度上代表著一個國家的農業現代化水平，目前一些西方國家已經進入了利用農業機器人來開發研究推動科研成果的應用，正處于農業機械化自動化高速發展的進程中，發明研制出了不同種類的農業機器人，比如施肥機器人、大田除草機器人、菜田除草機器人、采蘑菇機器人等。比如采蘑菇機器人，它是裝置了攝像機和視覺圖像分析系統，用來鑒別所采蘑菇的數量和等級，從而進行相應的操作。采蘑菇機器人根據紅外線測距儀來測定蘑菇的高度之后，真空吸柄會自動伸向采摘的部位，采蘑菇機器人能夠實現每分鐘采摘40個蘑菇，是人工采摘的兩倍。
2 農業機械化自動化的推進模式
根據上述所分析的我國農業機械化自動化發展的現狀，以及三種分類分別發展的情況和需求來看，我國農業機械化自動化的推進還是需要綜合各個方面，采取多種模式的推進方式來進行。
2.1 選定合理的自動化模式
根據我國農業技術的發展水平來看，我國的農業發展有必要明確其發展的具體要求，比如可以以提升農業作業的精細程度、生產效率、降低成本、減少風險等方面來繼續完善農業機械化自動化的要求和標準，再針對不同的模式采取個性化和全面化的評定系統，依據農業發展的階段選擇適合的機械化自動化模式，以階段化的方式逐步推動。
2.2 加快對控制系統和傳感器的開發
總的來說，我國的傳感器還是存在著一些不足，特別是在農產品加工處理、產品運輸等環節中，還有些匱乏。為了進一步推動農業機械化自動化的進程，加快控制系統和傳感器的開發是十分重要的。有關專家們應該將研發的重點放在對自然生長環境中就農作物的性狀活動進行檢測評定的傳感器及對所獲取的信息數據進行處理的裝置或系統，實現數據及控制參數之間關系的控制處理等方面。
2.3 提升農業自動化設備的耐用性
由于農業生產特殊的工作環境，自動化設備很容易出現問題，所以經常會出現對機械設備進行養護和修理的情況。在提升農業機械化自動化水平的同時，機械自動化設備的結構和組成變得更為復雜，機械設備的成本在升高，其養護和維修的工作難度也大大增加了，所以對農業機械化自動化設備的耐用程度進行提升是十分必要的，特別是自動化裝備，自動化裝備主要構成是高端的電子設備和半導體集成線路，這些構成的成本比較高，養護和維修更為復雜，所以自動化設備的耐用性能顯得尤為重要。
綜上所述，評價一個國家的農業是否實現了現代化的一個重要標志就是農業機械化以及自動化，所以，我國農業發展的重點必須放在推動農業機械化和自動化上面來，這也是實現我國農業高效、安全的生產，以及可持續發展必不可少的途徑之一。
參考文獻
[1]臧英，羅錫文.南方農業機械化新技術與新機具[A].紀念中國農業工程學會成立三十周年暨中國農業工程學會2009年學術年會（CSAE2009）[A].山西太谷，2009.
[2]郭建華，王紀華.精確施肥中土壤養分與作物營養數據獲取研究進展[A].中國數字農業與農村信息化學術研究研討會[C].北京，2010.
關鍵詞：農業機械學；虛擬仿真；實驗教學；設計
引言
農業機械化和農機裝備是轉變農業發展方式、提高農村生產力的重要基礎，是實施鄉村振興戰略的重要支撐[1]。加快農業機械化和農機裝備產業轉型升級，建設智慧農業離不開高素質農業裝備技術人才，離不開高水平的農業機械化及其自動化專業人才培養體系，離不開高水平的農業工程技術人才綜合能力提高的訓練系統[2]。在此背景下，課程教學團隊依托國家級農業工程綜合訓練中心和省級農業工程虛擬仿真實驗教學中心，聚集優勢學科科研平臺，按照構建功能集約、資源共享、開放充分、運作高效的實驗教學平臺有關工作要求，展開了基于VR技術的農業機械學虛擬仿真實驗教學平臺的建設與開發，圍繞黃淮海地區主要農作物全程機械化生產過程中“耕、種、管、收”環節，完成不同模塊的網絡化的農業裝備虛擬仿真實驗與部分農業裝備虛擬仿真訓練（實踐）。為加快發展“新工科”，深化科教結合與校企合作，提高人才培養能力打下基礎。
1農業機械學虛擬仿真實驗教學設計目的
為了農業機械化及其自動化本科專業學生綜合能力，特別是創新能力、動手能力的提高，逐漸加大專業課程的實驗環節或專業實踐環節的課時是目前行之有效的方法。農業機械化及自動化專業學生專業實驗或實踐環節的系統性與完整性對學生綜合實踐能力的提高十分必要。從農業裝備的認識、典型農業裝備的性能分析、設計、制造，乃至控制、智能化設計、維護等等都需要學生能夠親自參與其中。但由于經費、場地等原因，購買大量的新設備很難操作，而虛擬農業裝備實驗且可以很好解決農業裝備實驗的系統性、完備性問題，無需太多費用、場地、操作人員等，即可獲得有關實驗的虛擬現代化農業裝備。大型農場的認知、大型噴灌機械、大型復合作業機械等等大型農場、農業裝備，對學校而言根本無法購置與運行。傳統的簡單模型的替代方法無法真實再現大型農業裝備其功能、結構及大型農場的情景。采用農業裝備虛擬實訓系統可以很好的解決此類問題?？梢圆怀鲂ｉT實現大型農場、大型農業裝備的運行、認知的實驗與實踐工作。如今，農業裝備的科學研究已從二維化向三維化發展、從圖紙化向無紙化作業發展、從經典設計向現代設計的發展。虛擬仿真技術作為現代的設計方法，也得到了廣泛應用，發揮了巨大的作用。農業裝備虛擬仿真實驗項目一方面可以用于農業機械化及其自動化專業的實驗及實踐教學，一方面也可用于智能農業裝備新產品的研發。
2農業機械學虛擬仿真實驗教學設計方案
農業機械學是農業機械化及其自動化專業的核心課程之一，是一門理論性和實踐性較強的課程。《農業機械學》課程虛擬教學資源設置堅持“虛實結合、相互補充、能實不虛”的建設原則，充分發揮專業特色優勢，加強學科交叉，凸顯虛擬教學的特色，實現虛擬教學的創新。結合農業機械化生產實際和教學特點，在原有植保無人機虛擬仿真實驗教學平臺基礎上，提出“智慧農場農業機械化生產裝備虛擬仿真實訓系統”建設項目方案，項目設有四個虛擬仿真實驗教學模塊，基本涵蓋了農業機械化及其自動化專業的專業實驗教學課程及部分實踐教學環節，主要包括智慧農場虛擬認知模塊、“耕-種-管-收”農業裝備虛擬拆裝模塊、農業裝備動態仿真模塊、農業裝備虛擬測繪模塊。每個實驗模塊均包括專業知識、綜合技能和研究創新三種層次的多個實驗，并充分與理論課程、真實實驗、工程實踐和科學研究緊密結合。
2.1模塊1：智慧農場虛擬認知
智慧農場虛擬認知主要是利用虛擬現實技術的真實再現讓學生對現代化專業化的農場進行沉浸式的認知學習?？梢允箤W生在虛擬環境中了解不同農作物的耕作、種植、田間管理、收獲、后處理的生產過程；可以了解整個農作物生產過程的不同階段使用的不同農業機械的功能動態模擬；可以了解典型農業裝備的虛擬駕駛與操作功能。
2.2模塊2：“耕-種-管-收”農業生產裝備拆裝
“耕-種-管-收”農業生產裝備拆裝主要是讓學生掌握一些黃淮海地區主要農作物“耕-種-管-收”環節重點農機設備的正確的拆裝步驟、必要的拆裝工具，并實現實驗過程的自動打分、測評。實現犁、耙、旋耕機、播種機、插秧機（移栽機）、大型噴霧機械、大型聯合收割機、大型拖拉機等關鍵功能零部件的拆裝。
2.3模塊3：農業裝備虛擬動態仿真與操作訓練
農業裝備虛擬動態仿真與操作訓練主要是幫助學生了解農用機械設備的外形、結構，并對關鍵部件進行文字說明，對于大型設備，展示其運作原理。學生通過虛擬操作實現不同農業機械，如犁、粑、收割機、旋耕機、播種機、噴霧機等主要部件的功能的動態仿真，使學生真是體會到農業裝備正常工作的內部動態功能，了解農業裝備主要部件的工作原理。對于主要農作物，開展輪式拖拉機、輪式/履帶式收割機虛擬駕駛和收獲作業訓練，讓學生掌握道路交通安全、農機安全法律法規和機械常識、操作規程等相關知識；利用三維影像技術構建出田間作業場景，實現拖拉機/收割機模擬實景作業，通過多個作業場景練習，掌握拖拉機/收割機駕駛及操作技術。
2.4模塊4：農業裝備關鍵零部件的虛擬測繪實驗
農業裝備關鍵零部件的虛擬測繪實驗是讓學生能通過三維結構的查看和尺寸測量，能夠充分理解農機設備重要部件的幾何結構，幫助學生提高手繪能力，以及未來對先進設備重要部件的設計和改進能力。比如鏵式犁的犁曲面曲線測繪、播種機的排種器、收割機割臺、打捆機打結器等關鍵零件的測繪。
3智慧農場農業機械化生產裝備虛擬仿真實訓系統設計
3.1系統主要內容與界面
3.1.1登陸界面。進入系統，學生或教師或維護人員首先需使用學號和密碼進行登陸，在登陸的同時，系統后臺會自動驗證賬號所具有的權限，并自動加載權限對應的功能模塊；此外，登陸過程中，系統自動檢測版本號及相應的資源信息，并自動進行對應的更
3.1.2個人中心。個人中心主要是學生用于管理個人信息，查詢個人學習記錄和考核記錄；其中，學生信息主要包括管理學生個人信息，包含姓名，性別，出生年月，班級，學號等；學習記錄主要查詢學習模式下的操作記錄，包括操作時間，實訓用時，操作步驟的正誤情況等；考核記錄可查詢虛擬考核的記錄，包括考核時間，考核用時，考核點的正誤情況，考核成績等。
3.1.3課程選擇。學生進入虛擬實訓系統首先需進入課程中心進行訓練模塊選擇，當前，我們為系統設計了四個課程應用方向模塊，分別是智慧農場三維數字化認知模塊、“耕-種-管-收”農業生產裝備拆裝模塊、農業裝備動態仿真與操作訓練模塊、關鍵零部件虛擬測繪模塊。
3.2系統基本模塊中的軟件與應用
3.2.1模塊1：智慧農場三維數字化認知。進入模塊1，系統會自動加載農場模型及其中的設備，由于場景較大，所以采用的是分布式動態加載的技術；當虛擬場景較大時，場景的優化就顯得尤為重要了，一方面是從模型的制作開始，就需要進行面片數和貼圖材質的優化；另一方面，是在程序設計時，要考慮到采用圖形優化技術對場景的加載和顯示進行優化，這其中主要用到幾種深度檢測技術、遮擋剔除技術、LOD技術等；在漫游功能模塊，漫游分為手動和自動兩種，學生可以選擇讓相機自動行走漫游展示農場布局，也可利用鼠標/鍵盤進行自由查看；整個場景除了農場的布局外，還會有一些工作中的設備，幫助學生更好的理解數字化農場。
3.2.2模塊2：“耕-種-管-收”農業生產裝備拆裝。進入模塊2，系統將虛擬拆裝分為學習模式和考核模式，學生在教師的學時要求下，需先就進入學習模式進行交互操作的練習，當滿足了要求后，進入考核模式驗證學習成果。在學習模式下，拆裝的流程需遵循設備既定的拆裝順序，不允許任意拆卸/裝配，系統界面會顯示操作步驟提示和上一步操作的正誤情況；在拆裝的過程中，系統界面會顯示操作步驟列表，學生可按照該列表進行流程操作，每完成一步，系統會判斷正誤情況，并顯示在列表中；在學習模式下，系統也會對下一步操作的對象進行提示；同時，學生也可查閱實驗的操作步驟，或者開啟自動拆裝進行學習；輔助功能在學習模式下，系統默認為開啟狀態，也可由學生根據自身情況進行關閉/開啟；在操作過程中可能會有操作錯誤的情況發生，系統提供返回上一步的功能，但是在學習模式下，只記錄第一次操作的正誤情況，不更新返回操作的正誤情況，讓學生可以明確回顧自己在學習過程中不熟練或者有錯誤的地方，并對此進行反復操作練習，加深印象；碰撞操作主要作用于兩個方面，一是工具與零部件的拆裝操作，學生在使用工具進行拆卸操作時，在三維空間中需與零部件產生包圍盒碰撞才能觸發零部件空間位置的改變；二是拆裝過程中零部件之間的碰撞檢測功能將使零部件之間產生真實的物理碰撞，從而避免穿插的發生，同時也有空間定位的作用。在三維空間中，當學生對零部件進行操作時，在零部件到達存放位置或裝配位置時，約束功能將保證零部件自動捕捉空間坐標位置；當該設備的拆裝學習完成后，系統會將操作記錄自動存儲到數據庫中，學生可通過個人中心進行查詢；考核模式與學習模式類似，但是在整個操作過程中，系統不會給予任何提示，系統后臺記錄每個步驟最后一個操作的正誤情況，并在操作結束后給予評分表。
3.2.3模塊3：農業裝備虛擬動態仿真與操作訓練。進入模塊3，首先選擇動態仿真、操作訓練兩種模式；動態仿真模式下，首先先進行動態仿真農業裝備的選擇，設備主要包含犁、播種機、旋耕機、收獲機、植保無人機等，這些設備及相應的功能也是具有模塊化和松耦合化的特性，后續可作擴展添加；選擇設備后，系統會自動載入一個設備倉庫，并在倉庫中停放著所選設備；點擊外觀查看，設備會自動懸浮于倉庫中，學生可使用鼠標控制，對設備進行360°查看，放大縮小查看，點擊標簽按鈕，可顯示外觀結構重點標簽及說明。點擊結構查看，設備會呈現爆炸狀態，學生可使用鼠標控制，對設備爆炸結構進行360°查看，放大縮小查看，點擊標簽按鈕，可顯示爆炸結構重點標簽及說明；點擊運行按鈕，會顯示設備運行狀態的動態模擬；點擊重點部件，設備外殼透明化，進行內部重點部件工作原理展示，學生可選擇隨時停止播放工作原理，也可重復觀看多次。在實操場景中實現學生訓練情況記錄，并且可以在訓練結束時全程回放，回放時可任意角度的查看操作過程中出現錯誤的地方，方便學生全面觀察自己的操作情況，提高操作水平和訓練效率。模擬考核時，通過三維場景設置，按照聯合收割機/拖拉機駕駛員考核大綱規定，依據《拖拉機、聯合收割機科目考試評判表》評判標準，實現模擬考核功能。該功能嚴格按照駕駛員考核大綱的要求，設定各考核點知識說明，模擬考核場地，真實再現考核科目，評判嚴謹公正，客觀驗證聯合收割機駕駛員操作駕駛技術水平，以此激勵學生端正學習態度，提高考核優秀率。
3.2.4模塊4：農業裝備關鍵部件虛擬測繪。學生選擇考核模式后，就會看到界面上有當前所需考核的設備零部件，零部件主要包括犁曲面、旋耕刀軸及刀片、移栽機鴨嘴（或栽插器）、收割機割臺、滾筒、拖拉機懸掛系統、播種器等，具體的考核內容由教師端進行設置；首先進行部件測量，進入部件場景，部件擺放在倉庫中，考核模式下，學生根據自己掌握的知識內容，自由選擇工具和測量點對部件進行測量，系統不進行任何提示；然后進行工具選擇和操作，學生先對測量工具進行選擇，然后選擇部件的測量點，選擇測量點后，鏡頭會自動切換到適合測量的位置，學生用所選工具進行測量；需要對視角進行調整，由于測量對于視角控制的要求較高，所以系統可切換2D/3D現實，在2D視圖下，用戶可選擇只看物體的頂/側/底/正面，便于學生考核時的精準定位；同樣的，在測量過程可使用鼠標鍵盤的配合操作，調整一個較為合適的視角進行操作。
【關鍵詞】教學改革 實訓平臺 科技創新
【中圖分類號】G511 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-9646(2008)09(a)-0256-02
按照教育部的“全面推進素質教育,以培養學生的創新精神和實踐能力為重點”的教育精神,和“加強基礎、淡化專業、拓寬知識面、注重工程實踐”的教學指導思想,東北農業大學農業工程類專業為突出學生的實踐和科技創新能力訓練,以培養有特色的高素質的工程應用型人才為目標,對實踐教學模式的改革進行了研究、探索與實踐,初步設計了一個突出實踐和創新能力培養、有特色的實踐教學平臺建設方案。
1 農業工程類專業實踐教學現狀
農業工程類專業具有工程科學技術、生物科學技術、經濟與管理科學相互交叉滲透的特點。在人才培養上本著“加強基礎,淡化專業,拓寬口徑,培養復合型人才”的原則,堅持機、電、自動化并重,各專業方向的課程相互滲透,使學生既兼顧機、電、自動控制的基本方法又在各方向有所側重,其目的在于培養復合型、創新性人才,為今后拓展人才的適應性奠定基礎。這一教育理念是伴隨著科學技術的迅猛發展、人才市場的需求變化、高等院校競爭意識的增強應運而生的。為此新專業或新的專業方向不斷涌現,使農業工程的專業構成發生了很大變化,舊的實踐教學模式以及實驗室功能已經遠遠滿足不了新形勢下對人才培養的需要。
以東北農業大學工程學院為例,該院有農業工程一級學科,這個學科有農業機械化及其自動化、農業電氣化與自動化、農業建筑環境與能源工程、農業水利工程四個專業。近年在這些專業的基礎上又拓展了農業機械化工程、食品機械與工藝、機電一體化、運輸工程、動力與能源工程、農畜產品加工、工廠化設施農業、地方電力系統自動化、生產過程控制自動化等專業方向。此外又新增加了計算機科學與技術、電子信息工程、工業工程、機械設計制造及其自動化四個專業。同時在這些專業的基礎上又拓展了軟件設計開發、網絡技術、電子工程、信息工程、機械設計制造及應用、流體傳動及控制等專業方向。這些新辦專業雖然屬于農業工程學科以外,但由于智能農業、精確農業、物理農業、生物環境技術等學科領域的發展,這些專業都與農業生產、加工息息相關,都是推動現代化農業發展不可缺少的高新技術基礎,在這里也將其歸屬于農業工程類范疇。
以上這些專業或專業方向都具有實踐性較強的特點,實踐教學是整個教學體系的重要一環。但實驗課程如何設置,其實驗內容從教育理念、人才培養需求、辦學成本等各個方面全面衡量是否合理,已經設置的實驗課程是否能真正開得出來,存在不少問題,歸納起來主要表現為如下幾個方面。
(1)實驗內容的設置因課而定,缺乏統籌安排,沒有形成以人才培養方向為前提的實踐教學課程體系。
(2)實驗室建設相對零散,沒有形成綜合性試驗平臺,各種實驗之間的聯系與銜接不明顯,存在與上述教學理念相違背的現象,不利于復合型、創新性人才的培養。
(3)由于專業方向的細化,造成辦學成本與實踐教學需求的矛盾。同時,由于專業隸屬于不同的系、部,有重復建設或內容相近的建設,造成資源浪費。
2 實訓平臺建設的重要意義
遵循高等教育發展規律,著眼于國家發展和人的全面發展的需要,樹立“通識教育與專業教育相融合、知識傳播與能力培養相融合、全面發展與個性培養相融合”的教育理念,堅持“加強基礎,拓寬口徑,重視實踐,培養能力,激勵創新,發展個性,講求綜合,提高素質”的培養要求,大力推進教學改革,努力培養知識、能力、素質協調發展,培養具有創新能力和實踐能力的高素質人才是從事高等教育人員不可推卸的責任,要完成這一歷史使命必須重視實訓平臺(綜合性、設計性實驗)的建設。
所謂的實訓平臺,是指某種集中管理的運行機制環境,這種實驗室集中管理的運行機制環境的最終體現就是實驗中心。東北農業大學工程學院工程實驗中心是一個大平臺,在此平臺下又按學科功能劃分為幾個小平臺,實行統一領導,歸口管理。這種實訓平臺的優點有:
(1)實驗中心單獨建制,成為一個獨立或相對獨立的實體,這樣有利于實驗中心日常工作的順利開展。
(2)最大限度的實現資源共享。實驗儀器的共享、不同分室之間儀器設備的相互調度及人員的調配和管理等。
(3)最大限度的發揮了各實驗分室的利用率,滿足實驗教學及開放實驗的需求。
(4)最大限度的利用好每年學校拔給的設備經費,從根本上避免了舊體制下出現重復購置儀器設備的矛盾。能根據各實驗分室的實際需要,合理的添置新設備。
(5)能及時高效的保障教學實驗的開出率和實驗儀器的完好率。
(6)有利于各種先進的實驗室管理經驗的實施。
3 建設指導思想與方案
3.1 實訓平臺建設的指導思想
針對上述問題,以學院教育理念、人才培養方向為前提、與課程體系建設相結合,提出建立實踐教學課程體系和與之相應的綜合性試驗平臺的指導思想。
一個好的實驗室是學科發展的一個關鍵,學科建設推動了實訓平臺的建設,實訓平臺建設又促進了學科的建設。一流的學科需要有一流的實訓平臺。以按類招生教學改革為契機,以工程訓練中心建設成果為基礎,對現有實驗室進行整合,建設綜合性試驗平臺,進行相應的實驗指導教材建設,對農業工程學科發展具有重要作用。按照“加強基礎、淡化專業、拓寬知識面、注重工程實踐”的教學指導思想,對本科培養方案和教學大綱進行了認真的分析和研究,為滿足當今高教改革和評估體系的需求,當務之急是必須對實驗教學體系進行整體規劃,選擇突破口,對實驗內容更新,那么,加強綜合性實驗的開設與創新就成為必然。
研究理論課課程體系與實踐教學體系的有機結合,擬定相應的教學計劃,緊緊圍繞辦學理念和培養方向,解決因專業方向的細化帶來的辦學成本與實踐教學需求的矛盾。研究通用綜合實驗室、專有實驗室的管理辦法和實驗課指導方式,形成以教學理念和培養方向為大前提的實驗內容設置總體思想,使實驗內容和實踐教學自成體系。
建設服務于多種專業的綜合性實驗室,按照復合型,創新性人才培養要求,形成理論教學、實踐教學、科學研究三位一體的教學模式,即培養學生的基本技能又培養學生的創新意識和研究意識。
3.2 平臺建設方案
3.2.1設立與專業課對應的專業實驗課體系
以農業機械化及其自動化專業為例,把《汽車拖拉機學》、《農業機械學》、《農業機械化生產學》、《農業機械化管理學》等課程中的實踐環節結合起來,開設具有高度綜合性、設計性實驗,建立“發動機性能測試實驗、汽車與拖拉機整車性能測試實驗、拖拉機帶農具作業性能實驗、發動機用到聯合收獲機上綜合性能實驗”系列綜合性實驗體系,使農業機械化及其自動化方向綜合性、設計性實驗自成體系,知識綜合性強、實驗設計性強,對提高該專業學生的創新意識和創新能力具有重要意義。
3.2.2 針對一門實驗課進行實驗分級
(1)綜合設計性實驗初級平臺 先在系列基礎實驗中建立一個綜合設計性實驗初級平臺,以機械類專業為例,教師和實驗室管理人員為學生講解實驗的內容,設計一個零件,工藝設計,選材料,安排工序,然后由學生自己進行加工,通過初級平臺建設培養學生運用專業所學知識和動手能力,加深學生對專業知識的理解。
(2)綜合設計性、創新性實驗中級平臺 建立綜合設計型實驗室,開設大型綜合設計性實驗和現代綜合分析實驗,作為綜合設計性實驗和創新性實驗的操作主平臺。其操作方式可分為兩類:一是課內式的綜合設計性實驗,是專業學生必修的;開設的全部實驗以設計機械傳動裝置,并將設計裝置加工出來,最后對產品進行品質分析為主線,學生參與實驗設計為背景,相關老師積極參與為保障,并以本校及各相關專業的特色為基礎。二是開放式的設計性實驗,在教學計劃中作為實驗選修課,定出選修實驗時數和選修實驗方向,學生可根據所學理論、實驗知識及自己的興趣,結合專業方向,自主選擇實驗,然后完成實驗方案設計、產品合成與性能測試。
(3)創新、研究性實驗高級平臺 創新、研究性實驗,從三年級開始,每學期開學時給學生列出教師的科研課題中可供學生開展研究的內容,以供學生選擇,由學生根據自己的興趣和時間自己選題和組合,老師在課外時間開放研究室進行指導,并提供材料和設備,由學生完全自主、自動地進行研究性實驗,完成報告。科學研究實驗不同于基礎實驗和綜合實驗,要求學生運用現代科學實驗技術、方法和手段,圍繞教師的科學研究課題或學生自己感興趣的科學問題、生產實際問題等,開展創新研究。
3.3 實訓平臺的管理
實訓平成搭建以后,實行綜合管理,按照專業門類的相關性,實現實驗中心統一協調管理,實驗中心由學院直接管理,突破了以往具體系管實驗室的分散管理體系,具體的各個實驗由實驗教師牽頭負責,實驗室人員積極配合,在實驗開設、內容設計,實驗過程控制等環節由與實驗相關人員和學生共同完成。
4 結論
以加強大學生實踐和科技創新能力的訓練,培養復合型、創新型工程研究應用型人才為目標,本著實驗中心單獨建制、資源高度共享、運行高效等原則所建立的東北農業大學農業工程實訓平臺經過幾年的建設與運行證明對教育教學資源的合理利用以及最大限度提高大學生的科技創新意識和創新能力具有突出作用。同時,隨著實踐經驗的積累以及理論研究的深入,以平臺為特征的實訓環境構建思路及運行模式可對其它專業實踐教學環節建設提供有益的指導與借鑒。
參考文獻
[1] 傅麗凌,揚平.機械專業綜合性實訓平臺建設[J].電子科技大學學報社科版,2005(7).
[2] 黃兆信,大類招生現代大學人才培養趨勢[J].中國高教研究,2004(2).
[3] 朱靜,學科建設離不開實訓平臺建設[J].實驗室研究與探索,2004(2).
關鍵詞：農業機械化工程；人才培養；教學資源；數字樣機
Digital prototyping for teaching resources of agricultural mechanization engineering
Yang Xin, Li Jianping, Feng Xiaojing, Liu Junfeng
Agricultural university of Hebei, Baoding, 071001, China
Abstract: The technology connotation and the development principle of the digital prototype instructional resource were put forward through digital prototyping method. The digital prototype models of the typical components, mechanisms and machines were founded with the digital prototyping for the agricultural mechanization engineering instructional resource, and the various forms of simulation teaching based on these digital prototype models were carried out such as mechanical structure learning, the mechanism motion analysis, and the working principle demo.
Key words: agricultural mechanization engineering; talent cultivating; teaching resources; digital prototyping
我校省級重點學科農業機械化工程，多年來一直堅持“非實習不能得真諦，非實驗不能探精微”的教學理念，取得了很好的教學成果[1-3]。但在知識經濟和科學技術飛速發展的今天，農業生產作業方式正向保護性耕作、精準作業、設施栽培等現代化作業方式轉變，農機裝備也隨之向高效、精細、節能和可持續的方向發展。未來若干年，是傳統的農業機械化工程逐步向現代農業機械化工程提升的關鍵時期，農業機械化工程學科不僅要發展外延，更要著重向內涵拓展，培養高質量人才，出高水平成果[4]?？紤]新形勢下農業機械化工程教學的服務面向，以提高教學水平為主，不增加教育成本，開發高質量的農業機械化工程數字樣機教學資源，構建農業機械化工程實驗實習教學網絡平臺，已成為農業機械化工程教育信息化和現代化的迫切需要。
1 數字樣機教學資源技術內涵與開發原則
1.1 數字樣機教學資源技術內涵
數字樣機開發(Digital Prototyping)是把一個創意變成一個可以向客戶推銷的數字化產品原型的全過程，是科學研究中新產品設計開發的一種現代化技術手段。利用數字樣機開發技術可使得概念設計、工程設計、制造、銷售和市場部門在產品制造之前虛擬地體驗完整的產品[5]。工業造型師、設計工程師和制造工程師使用數字樣機技術在整個產品開發過程中對產品進行設計、優化、驗證和可視化。市場人員可以使用數字樣機技術在產品制造之前創建產品的真實感，渲染和在實景環境中的動畫模擬。目前，數字樣機技術在機械、電子、航空、汽車、動力工程等諸多領域得到了廣泛的應用。
數字樣機教學資源是指利用數字樣機開發技術對教學資源進行處理，可以在多媒體計算機及網絡環境下運行的多媒體數字化教學材料。按處理的對象劃分，數字樣機教學資源可分為典型零部件、典型機構和典型樣機等；按信息的呈現方式劃分，數字樣機教學資源可分為數字化圖像、投影、視頻以及網上教學資源等。與傳統的教學資源相比，數字樣機教學資源有開發技術數字化、處理方式多媒體化、信息傳輸網絡化等特點。數字樣機教學資源是一種動態的教學素材庫，基于數字樣機教學資源可以在不同教學單元間和教學平臺上共享數字樣機模型數據。
1.2 數字樣機教學資源開發原則
開發數字樣機教學資源應遵循教學性、科學性、開放性、通用性、層次性的原則。
(1)教學性原則：數字樣機開發技術本屬于科學研究中新產品設計開發手段，將其用于教學資源的設計開發中，與科研產品開發有著本質的區別。科研產品開發的目的是得到市場需求的新型產品，滿足人們對產品的功能需求，而數字樣機教學資源應能滿足教與學的需求。
(2)科學性原則：數字樣機教學資源應能正確反映科學知識原理和現代科學技術，所構建的樣機模型應該盡量按實際設備進行1:1建模，按實際工作原理進行運動、動力仿真參數設置。
(3)開放性原則：數字樣機教學資源應確保在任何時候、任何地方、任何師生都可以將自己的數字樣機作品納入其中，可以通過網絡論壇設置不同身份的會員機制，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。
(4)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，適用于針對不同專業而設置的同門類學科通論類課程，最大限度地共享資源。
(5)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。
2 農業機械化工程數字樣機教學資源開發
2.1 將現有教學資源進行數字樣機建模
將現有的教學資源進行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：一是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。二是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。將這些教學資源進行數字化樣機設計，建立虛擬教學模型，主要是三維立體模型的制作和開發。圖1所示是根據幾種典型農機部件實物教具建立的數字樣機模型。
(a)典型零件模型
(b)典型部件模型
圖1 實物教具數字樣機模型
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，并借助設計過程提高學生對現代數字化設計軟件的應用能力，將學生技能教育融于教學中，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。
2.2 將科研產品數字樣機進行教學型轉化
在農業機械化工程諸多核心課程教學中，除了加強理論課程的基礎知識外，更要體現學科前沿知識，在實踐環節中融入最新科研成果，將學科前沿知識帶給學生，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[6-9]。開發完成的產品本身就是很好的教學資源，尤其是一些新機構、新部件的結構原理、動態特性等。圖2所示是在科研項目中開發的新型機械裝備和核心部件運動仿真分析模型。
(a)果園風送噴霧機 (b)零速投種運動仿真
圖2 科研產品數字樣機模型
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。
2.3 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。通過學生假期社會實踐活動，可以搜集到大量舊式農具、農民自制農具和新型農機產品的數據信息。篩選出比較有代表性的機具產品進行數字樣機建模，如圖3(a)所示是我國北方農村現存不多的小麥播種開溝農具，這種農具曾在我國小麥播種區域有著廣泛的應用，改革開放后逐漸淡出歷史舞臺。圖3(b)所示是目前北方農村玉米播種區域廣泛使用的一種勺輪式玉米精量免耕播種施肥聯合作業機，適用于對包衣后的優質玉米種子進行精量播種。
(a)播種開溝舊式農具 (b)玉米精量免耕播種機
圖3 調研產品數字樣機模型
3 數字樣機教學資源應用
3.1 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。各種模型素材在各個理論教學單元中以圖片、動畫等形式體現，其中動畫素材與理論教學課件素材占總量的50%以上。尤其是對于結構認知課，學生通過逼真的數字樣機模型分解視圖和生動的三維動畫模擬演示，很快理解了在理論課程中所講的基礎知識。
3.2 “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。學生實名注冊為會員后可選擇相應內容學習、下載資料、參與師生互動交流等，實現網絡教學。圖4所示是農業機械化工程實驗實習教學網首頁，通過鏈接數字樣機教學資源，能夠讓學生在任何地方學習農業機械基礎知識和了解學科發展動態，起到事半功倍的效果。
圖4 數字樣機教學資源網絡教學應用
4 結束語
為適應農業機械化工程學科向內涵拓展，培養高質量人才的時代要求，利用數字樣機開發技術建立了大量數字樣機模型作為農業機械化工程學科的教學資源。通過將現有教學資源進行數字樣機建模、將科研產品數字樣機進行教學型轉化和將調研產品作為數字樣機資源補充的途徑，完成了一套比較完善的典型零部件、典型機構和典型樣機的數字化模型。并把這些模型應用到了農業機械學等課程教學和“農業機械化實驗實習教學網”建設中，開展多種形式的仿真教學和網絡教學，為加快農業機械化工程教學由傳統模式向現代模式的轉變提供了實踐性參考。
參考文獻
[1] 馮曉靜,劉俊峰,楊欣.農業機械學課程教學改革思路[J].中國農機化,2004,3:67-68.
[2] 楊欣,馮曉靜,劉俊峰.農業機械化及其自動化專業CAD教學研究[J].農機化研究,2005,5:275-277.
[3] 馮曉靜,劉俊峰,錢東平,等.面向21世紀農業機械化工程實踐教學的探討[J].中國農機化,2007,5:87-88.
[4] 中國農業工程學會.農業工程學科發展報告(2010-2011)[M].北京:中國科學技術出版社,2011.
[5] 吳菌.數字樣機真的是老生常談嗎?[J].中國制造業信息化,2007,7:60-62.
[6] Yang Xin, Feng Xiaojing, Liu Junfeng.Virtual Assembly Associative Design and Finite Element Analysis for Digging Spade of Potato Harvester [C]. Proceedings of 2007 International Conference on Agricultural Engineering, 2007: 426-431
[7] Xin Yang, Junfeng Liu, Jin Tong. Virtual Assembling Associative Design for Digging Spade of Potato Harvester [C].International Agricultural Engineering Conference, Bangkok, Thailand, 2005.
關鍵詞：農業機械；發展史；發展方向
中圖分類號：S23 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161033222
農業機械是指在農業生產處理過程中應用的各種機械。農業機械的使用，大大改變了傳統小農經濟，高效的生產效率使其成為農業發展的主力軍，在我國未來的農業發展中會越來越重要。根據日益增多的市場需求，我國的農業機械將朝著一個更全面的方向發展。
1 我國農業機械的發展過程
1.1 原始時期
原始社會的簡易農具標志著我國農業機械的起源，在《齊民要術》、《耒耜經》等古籍中有所記載。耒耜――一種早期的耕地工具，在我國新石器時代（約公元前5000―前3000）出現。發展到公元前13世紀，擁有了銅犁頭為主的牛耕。隨著古代農業的發展，公元前3世紀的春秋戰國時期，鐵、木制農具已經在農業的耕種、收獲、生產與加工的各個方面廣泛應用。一些原始社會農具的基本原理至今仍在部分農業機械中應用。
1.2 建國至今
1.2.1 建國1949―1980年，初始發展進程
在中央及地方政府農業機械化的政策與方針引導下，初步形成了從中央到地方的一套比較完整的農業機械保障服務體系，廣大農民群眾對于應用農用機械的積極性被調動起來，積極投身農業機械的初始建設當中，使得我國的農業機械有了基礎性的進步。這其中包括第一拖拉機制造廠、天津拖拉機制造廠、鞍山紅旗拖拉機廠等一批早期的農業機械制造骨干企業。
1.2.2 1981―1995年，體制轉變進程
土地經營權的主體隨著的實施變成了農民本人。由于國家在農業機械上的扶持力度和優惠慢慢降低，農業機械的發展步入暫時的“窘境”。1983年出臺了相關政策鼓勵農民個體購買、使用農業機械來改變這種情況。此后，農業機械的發展又步入正軌。根據當時農民購買、操作農業機械的能力有限以及農業機械應用小型化的特點，農業機械的生產模式有所側重，重點生產小型、應用廣泛的農業機械，因此這一類農業機械在該進程中得到了一定的發展。
1.2.3 1996―2003年，跟隨市場進程
從20世紀90年代中期開始，隨著城市化進程發展，農村出現“進城熱”的現象，大量勞動力開始向城市轉移，導致農村勞動力出現了季節性短缺。為改善此類情況，經過國家農業部等部委的決策，在1996年，開始對小麥進行規?；目鐓^域機械收割。市場引導下，中國特色的農業機械道路形成了。
1.2.4 2004年以來，法治引導進程
這一進程從2004年頒布的《農業機械化促進法》開始，這一里程碑式的進步，在促進和保障農業機械化方面發揮了重大作用。一系列的法治保障，根本上促進了農業機械的發展，加快了農業現代化進程，對社會主義建設的進程產生了深遠影響。
2 我國的農業機械的發展方向
我國迅速發展的農業機械在過去的時期內取得了一定的成果。隨著農村土地流轉、規?；洜I、機械化操作的趨勢的增強，農業機械的發展方向也會發生改變。結合市場需求，我國的農業機械向著高效智能、節約環保、舒適便捷和個性、專用性方向發展，是必然的選擇。
2.1 向節能環保發展
一直以來，我國的農業機械采用的是一種高投入的粗放型生產方式，依賴傳統的設計方法，以高能源、資源消耗來得到較低的生產效益，同時對環境也造成了一定的破壞。未來的農業機械通過增加環保節能設計，向低能耗、環保型方向發展，提高生產效率，降低使用成本，實現農業的全面可持續發展。
2.2 向智能高效發展
農用機械的發展技術將呈現以下特點：馬力系統將向無級變速轉變，實現更平穩的駕駛；GPS定位技術在農業機械的應用，將使農業實現導航作業、精準定位；“互聯網+現代農機”模式，利用互聯網大數據平臺，以信息化技術引導智能化農業機械技術和裝備的創新。
2.3 向舒適便捷發展
在農用機械的操作中，勞動強度比較大，駕駛員相對比較累。隨著農業機械的發展，農民在注重其生產效率的同時，也逐漸增加了對其舒適度的關注。在這方面，我國已有初步探索。中國一拖的大輪拖在保證作業效率的同時，增加了先進的換擋系統和人性化設計，在2013國際農業機械博覽會上帶給參觀者舒適的駕駛體驗，曾獲得“優秀新產品獎”。
2.4 向個性、專用性發展
當前市場上有各種各樣的農業機械產品，但大都結構相似，功能單一?，F在農業機械的“多拉快跑”已不再是農民選擇的唯一標準，農業機械的個性、專用性也同樣重要。比如蔬菜、禽類等不同農產品的生產運輸，山地、高原等不同地理區域的農業作業，所需要的農業機械也不同。未來的農業機械必須綜合用戶的使用范圍、使用習慣及地域等方面進行設計研發。
參考文獻
關鍵詞：機械類專業;自動化類課程;課程體系
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】B 【文章編號】1008-1216（2016）11C-0091-03
機械類專業主要有機械設計制造及其自動化、農業機械化及其自動化、車輛工程等。在這些專業的培養目標中，明確了對學生進行自動化技術的教學要求。因此，在專業培養方案中設置了自動化類課程，科目主要有電工技術、電子技術、測試技術、單片機原理及應用、工程控制與機電一體化技術等。自動化類課程的設置對于學生掌握現代機械設計方法與先進制造技術，能夠從事機電結合的產品開發、自動生產設計等方面的工作起到了積極的作用。
一、自動化類課程體系教學中存在的問題
由于各方面原因，機械類專業有偏“機”的傾向，自動化方面偏弱，雖然在教學過程中講授機電兩方面的知識，但是實際上各自為政，出現了機電脫節的現象，造成學生所學的知識不能相互融合，培養的學生很難成為機電綜合類人才。
（一）理論教學內容相互結合不足
機械類專業中自動化類課程未形成合理的體系，一方面，在教學中沒有注意相互內容的層次關系，銜接不理想。授課教師各自講授教學內容，相互之間缺乏溝通，出現了授課內容重疊的現象。比如，在《電工技術》課程中關于直流電動機以及PLC控制的知識，而在《機電一體化技術》課程中又有直流伺服電機和PLC技術的內容，如果任課教師間不注意交流，不可避免地出現了重復講授的情況，在當前課程學時壓縮的背景下，造成了學時的浪費。另一方面，自動化課群與機械制造類課程聯系不夠緊密，機電結合不足。自動化類課程的設置，是為了使學生在機械設計與制造環境中能夠利用自動化的技術手段，達到掌握機電技術的知識目標。但在教學中這兩方面的課程相對獨立，課程學期安排上不夠合理，造成了學生機電知識上的割裂與脫節。比如，機械類課程中的《數控機床》課程，主要講授作為典型機電一體化產品一數控機床的知識，可作為它的前續課程《機電一體化技術》卻安排在了同一個學期甚至滯后的學期開設，不能起到前期知識鋪墊的作用。
（二）實踐教學環節薄弱，缺乏綜合性訓練
自動化類課程的實踐教學環節內容單一、薄弱，對學生綜合應用機電一體化技術的能力培養與訓練不足，主要體現在：1.實驗內容大多以驗證性為主，未能充分從機電結合的角度去安排應用性強的項目;2.生產實習沒有與自動化相關的任務;3.畢業設計訓練缺失，近幾年機械類專業的學生進行的畢業設計只是在機械設計與制造方面的題目，沒有與自動化相結合的內容。
由此可見，現有狀態制約了相關專業學生對機電綜合應用能力的培養，學生發現問題、分析問題、解決問題的能力不能得到訓練。因此，在我校實行學分制的背景下，如何使機械類專業的學生具備能適應現代社會需要和技術發展要求的機電綜合能力是亟需解決的問題，進行對自動化類課程體系和教學內容的研究與實踐具有重要的現實意義。
二、自動化類課程體系建設的措施
（一）建立教學團隊
教學團隊建設既是加強師資隊伍建設的有效途徑，也是促進教學改革的廣闊平臺和凝聚教師向心力的良好載體。在機械類專業自動化類課程教學中，通過建立團隊合作機制和組織模式，有利于開展教學研討和交流，便于科學合理地構建相關課程的教學內容;有利于進一步開發教學資源，整合團隊成員的優勢，為教學實踐提供強有力的師資保障。
（二）建立科學合理、銜接有序的課程體系
圍繞機械類專業人才培養目標，研究自動化類課程中各科目的具體教學內容，特別要注重各科目的銜接及其知識在機械設計制造中的應用。
在《電工技術》課程中重點講解電路基本理論、變壓器、三相異步電動機、繼電器控制;直流電機以及PLC控制在后續課程《機電一體化技術》中講授;《測試技術》課程中主要講解傳感器與信號處理，測試系統的構建由《機電一體化技術》課程介紹等。理順自動化類課程授課次序（如圖1所示）。
圖1 自動化類課程教學次序
在機械類專業的自動化類課程中，《機電一體化技術》是以當前機電一體化技術為主，面向具有代表性的機電一體化系統的設計開發，從較寬廣的應用范圍講述機電一體化的基礎理論與應用，綜合性、實踐性很強，涉及知識面廣、容量大。課程教學內容主要包括機械系統、檢測系統、伺服系統、控制系統、接口技術以及機電一體化系統設計等。該課程對于機械類專業中“機”“電”類課程知識的銜接與協調起著重要的作用，相關課程關系（如圖2所示）。所以可以以此為抓手，統籌安排，妥善處理好兩大類課程的體系建設問題。
圖2 機電類課程關系
（三）加強綜合性實踐教學體系建設
在實驗內容上，突破課程體系的界限，將機械設計、液（氣）壓傳動、電氣控制和PLC、單片、測試技術等課程內容有機結合，圍繞典型的機電一體化裝備，建設系統性、綜合性的實驗項目或開展機電綜合性課程設計。
加強機電相結合的生產實習、畢業設計的建設。探討在原有實習項目中如何增加自動化類的要求，這樣可以充分利用現有實習基地（大型國有企業）的資源使學生得到現場的綜合訓練。增加機電一體化的畢業設計題目，使學生所學知識得到整合與提高。
（四）構建學生創新教育體系
機械類專業學生創新能力的培養貫穿高等教育的全過程，構建創新教育體系是非常重要的一個環節。大學生往往思想活躍、勇于創新、競爭意識強，開展學生科技創新活動可以激發學生的主觀能動性，提高創新意識。可以組織學生參加“機器人大賽”“飛思卡爾智能車大賽”等活動，進一步加強對其機電綜合能力的培養和鍛煉，使學生對所學的知識融會貫通。學科競賽還可以與課堂教學以及實踐教學結合起來，使學生在專業知識體系的構建中，逐步形成機械設計制造與自動化控制相融合的構架。
三、結束語
機械類專業中的自動化類課程是其專業培養方案中重要的組成部分，合理設置課程及其教學內容、科學安排講授學期與次序，并與機械類課程能夠有機結合對于專業培養目標的實現有著重要的意義。在當今社會中，對機電結合的一體化人才需求比較旺盛，培養出掌握機電技術的復合型應用人才，使之在工作崗位做出貢獻，是高等教育的目的。建設并完善機械類專業自動化類課程體系，可以適應學分制的要求，為培養學生機電一體的綜合應用能力提供環境和條件。
基金項目：“電工電子系列課程教學團隊”;精品課程“電氣控制技術”;內蒙古農業大學教育教學改革研究項目（JG-201316）。
參考文獻：
[1]王福元.“機械設計制造及其自動化”專業電類課程設置的思考[J].內江科技，2008，（9）.
[2]李軍，范劍.地方高校機械類專業電類課程體系建設研究[J].職業教育研究，2013，（3）.
隨著高等教育的國際化，為了使我國工程專業教育體系與國際接軌，國家層面開啟了工程教育專業認證。目前，已進入第二階段，為了保證高等工程專業教育的質量，構建符合國際化的專業認證體系，通過資源整合，實現高等工程教育資源的優化配置，提高教育資源的使用效率，提高辦學效益，提高人才培養質量，意義重大深遠。
關鍵詞：
高等工程教育；資源整合；整合機制；配置模式、專業認證
20世紀50年代開始，全球發達國家的高等教育在“大眾教育化”浪潮的推動下，高等教育規模迅速擴大；各國政府、跨國公司、學生家庭都從不同角度對高等學校的教育質量提出質疑，迫使高等學校建立質量保證體系，推進質量保證活動。由于工程類專業的國際通用性和可比性強，工程教育國際化步伐較其他學科領域更快，以及我國已經加入WTO等原因，我國的工程教育必須盡快適應國際工程教育發展趨勢，建立具有國際可比性的中國工程教育標準和認證制度，保持我國工業和工程教育在世界上的應有國際地位和聲譽。隨著高等教育的國際化，為了使我國工程教育專業體系與國際接軌，國家層面開啟了工程教育專業認證，全國工程教育專業認證試點第一階段已經結束，第二階段已經開始，第一階段五年間內完成了300多個，第二階段計劃再用5年時間開展180個專業認證試點。工程專業認證是保證理工科教育體系與國際化接軌，培養具有國際化視角的工程技術人才。高等工程教育的資源整合是保證工程教育專業認證專業建設、整合辦學資源，為高等工程教育專業提供良好的硬件基礎和支撐。我國的高等教育從精英化到大眾化，高等院校實現了規模性的擴張，我國的高等工程教育資源，由于地域經濟發展的不平衡加之擴招，2015年高等教育在校生達到4400萬，出現了高等教育資源的不足與分布不均衡特征。加之政府投入不足，高校的資金籌措能力有限，如何有效的整合高等工程教育資源及配置模式，最大限度的發揮現有資源的使用效益、效率是擺在我們面前的一個重要的任務。
1國內外研究現狀
20世紀60年代，美國的知名專家、學者舒爾茨從人力資本論的角度，全面系統的研究了教育經濟效益。提出人力資本投資是高等教育的重要組成部分。80年代，英國的阿特金教授在《教育經濟學引論》一書中，闡述了教育效率問題，認為“分析教育效率時，最困難的莫過于度量和估計教育的產出”。90年代，國外的教育經濟學得到了快速發展，在教育資源的利用、教育成本分擔、教育的收益以及教育的產學研經濟面進行了大量的研究，取得了豐碩的成果。目前，國外在高等教育國際化、區域化、經營化等方面進行了深入的研究，哥倫比亞大學校長李•C•伯林格，斯坦福大學教授馬丁•卡諾依在教育的國際化方面進行了深入的研究；美國得州大學奧斯汀分校校長拉里•R•福克納教授，日本早稻田大學校長白井克彥教授，對高等教育區域化進行了深入研究，認為高等教育區域化是動態的過程，大學傳統是其發展的源泉。我國的高等教育資源的研究起步較晚，20世紀90年代初期，從政府層面出臺了《關于加快發展第三產業的決定》明確提出教育是社會生產力，教育屬于第三產業。90年代后期，由于受到經濟和資源、經費的限制，提出“高等教育產業化”意在引入市場機制，推動高等教育的資源整合和使用效益。2001年，學者趙利，提出利用市場資源的有效配置模式，進行教育“產學研”一體化經營模式，推動知識資本市場化，拓展辦學資源和規模。2004年，李鋼等人提出在校企合作的基礎上嘗試辦“校中校”也就是現在的獨立學院模式。高等教育市場化、產業化，彌補了高等教育辦學資源的不足，高等院校的合并與重組，在一定程度上實現了資源共享、盤活資源，促進了資源的合理配置，提高了教育資源的使用效率，提高辦學效益，提高了人才培養質量，有助于推動當地的經濟發展。2006年，楊占江提出，利用網絡平臺，通過網絡技術，實現高等工程教育資源共享。2009年，劉華等人提出全面整合實驗教學資源，推動工程教育中心建設，以專業認證為載體，提高人才培養質量。2011年，陳文松提出以專業認證為契機，以提高人才培養質量為宗旨，全面整合課程體系、師資隊伍以及產學研合作整合高等工程教育資源。2015年，趙旭麗構建了工程教育認證背景下的人才培養體系。
2高等工程教育資源的整合機制與配置模式
隨著高等教育的快速發展，高等教育經歷了深刻的變革，由計劃體制向市場機制的轉變，引入市場機制，拓寬了高校的辦學自，但由于種種原因，高等教育整合的機制還有待進一步改革與探索。厲以寧講高等教育資源分為兩個層次：宏觀、微觀。宏觀上，政府和各級智能部門將教育資源配置給效益好、最需求的高校；微觀上在高等學?，F有的條件下，如何發揮資源的最大效益。
2．1完善政府主導的資源配置模式
我國的高等學校辦學的主體為政府，政府層面通過頂層設計，實現高等教育資源的優化配置，在一定程度上由于高校所處地域以及經濟發展因素，導致了資源配置的不平衡，高等學校是人才培養的陣地，完善政府主導的資源配置模式，按照國家經濟的對口資源模式，高校與高校間開展協作，強勢學校在學科、人才、課程、專業等建設上為地方普通高等學校提供支持。政府作為高等教育資源配置的主體，在政策、資金等方面，統籌安排，給予高校辦學自，拓展資金來源途徑，確保高校經費充足。同時，建立健全各種評價機制與措施，嘗試通過第三方對學校現有資源進行評估，找準差距。力求在政府層面為大學提供更多的優質教育資源。
2．2完善大學教育資源配置模式
1998年，《高等教育法》頒布實施，確立了高校以黨委領導下的校長負責制，賦予校長法人地位以及行政管理權力，高等工程院校，逐步完善大學制度，建立完善的大學治理結構，發揮教授治學的作用。在學科、專業、課程體系建設上，發揮學科平臺的優勢，集中優勢資源打造特色學科、特色專業、以及特色實驗室，課程體系著力打造精品課程，發揮教師的主觀能動性，平衡學校利益相關者。同時，高等工程院校找準自己的定位，發展目標借鑒同類院校，并加強特色和區域輻射作用。在基礎設施方面，整合教學科研儀器設備，教育用房、實驗室用房、圖書資料建設。教學儀器設備尤其是大型儀器設備通過國家、省市的資源共享平臺，對外開放。教學儀器設備整合的重點是以學科為單元建立學科群平臺，整合現有的房產資源、為教學、實驗室提供優質的教學資源，豐富圖書資料建設，為科研做好知識儲備。
2．3引入市場機制豐富大學資源配置模式
引入市場機制，建立高校、科研院所、企業的合作模式，實現產學研一體化。通過校際、校企、科研院所的耦合聯動效應，打破傳統的資源整合模式，通過市場資源的有效配置，如校企聯合，高校借助企業的硬件資源，通過校企共建，低價購買或企業贈送的形式建立校企聯合實驗室，高校為企業提供人才和技術支持，企業為高校提供硬件資源平臺。同時，企業引入高校大學生到企業工程實習實踐，促進高校人才培養的工程實踐能力，也為企業做好相應人力資源儲備。校際、科研院所可通過共同解決某一領域科學、技術問題，進行聯合，實現優勢資源的互補。
3以工程專業認證為目標，構建課程資源體系案例
機械工程學院是佳木斯大學設立本科專業較早、辦學規模較大、專業數量最多的學院。學院設有機械設計制造及其自動化、機械電子工程、農業電氣化、車輛工程、交通工程、能源與動力工程、工業設計、農業機械化及自動化、包裝工程9個本科專業，一個卓越工程師教育本科專業———機械設計制造及其自動化。其中，機械設計制造及其自動化與農業機械化及自動化兩個專業均為省級重點專業。學院擁有一個現代加工技術實訓中心、一個農業工程省級實驗教學示范中心，一個機械工程校級實驗教學示范中心，一個農業工程博士后工作站。機械工程學院整合課程資源增設和加強實踐教學環節、職業技能培訓、通用技術課程和工學綜合性、創新性實驗等課程，使學生掌握科學方法、獲得終身學習能力；精減學時，合理設置選修課程，周學時保持在24學時，給學生更大的學習空間和更多的學習時間；每學期開設約30個科技文化講座，開拓學生的視野，擴大知識面，為繼續學習和深造奠定基礎。橫向課程整合：各門課程逐漸融合成為工程教育系統模塊，以工程案例為引導進行教學縱向課程整合。機械工學院建立現代加工技能實訓中心，購置現代化、智能化的設備，設立技能訓練模塊。培養學生的實踐能力。改革考試模式，建立標準化考試模式，通過虛擬仿真、工程教育資料閱讀等列入考站，增強學生分析與解決工程問題能力、工程思維能力、工程實踐能力、溝通交流能力、科學倫理等方面的內容。總之，高等工程教育課程資源體系，要與時俱進，適應工業發展的需要；以工程教育資源定規模，實現可持續發展；完善制度，規范管理，保證質量；順應高等工程教育趨勢，整合高等教育資源，建立現代高等工程教育課程體系。
作者：馬曉君 張則 單位：佳木斯大學
參考文獻
1馬曉君，蘇貴章，李春江，等．基于專業認證體系的高等工程教育資源整合［J］．中國科技信息，2015（8）
2張志剛．高等教育區域優化研究［D］．山東師范大學，2009
3楊占江．加強高等工程教育資源共享的構想［J］．高等工程教育研究，2006（3）
4陳文松．工程教育專業認證及其對高等工程教育的影響［J］．高教論壇，2011（7）
5劉華，吳波，隋金玲，等．全面整合實踐教學資源，創建工程教育中心［J］．實驗技術與管理，2009（6）
6趙旭麗．工程教育認證背景下的人才培養體系［J］．教書育人（高教論壇），2015
7王強，李雷鵬，朱立明．高等工程教育資源整合依據及模式構建研究［J］．黑龍江高教研究，2014（2）
【關鍵詞】《農業機械化管理學》課程 理論與實踐課程 新
一.《農業機械化管理學》課程概述
《農業機械化管理 》農業機械化管理的實質就是按照農業生產的客觀規律要求，運用現代化的管理知識及合理地組織農業技術設各進行現代化的農業生產活動。其主要任務表現為運用各種技術手段、經濟手段及行政手段，對農業機械化生產活動進行科學的決策，做到全面規劃，有效的計劃、組理論和技術織、指導及監督，從而使農業機械化達到最優的經濟效果。其目的是使學生初步掌握管理學、運籌學、工業技術經濟學及系統工程基礎知識，能夠分析、研究如何用好、管好農業機械設備使農業機械化生產達到“優質、高效、低耗、安全”的目的，并進行農業機械化生產獲得收益。
二.《農業機械化管理學》課程建設與內容方法體系改革中存在的問題
研究內容主要包括三部分：一是農機企業生產管理，二是農機企業設備管理，三是農機話生產管理。在實施過程中，課程少和講課老師的不同，導致 《農業機械化管理》課程在教學內容上有差別。主要存在以下問題：
2.1教學方式方法陳舊老套，學生學習積極性不高。教師在課堂上主要采取滿堂灌的教學模式,學生覺得費解難懂。而且學生學的過程中的積極性不高。教材內容及實驗實習設備陳舊老化,修訂更新緩慢,直接影響著學生的學習興趣和積極性,制約著教學質量和水平的提高。同時還存在教學效果差，課堂互動差以及學生自主探究積極性不高的問題。通過對該門課程的學習，雖有一定數量的學生知道了一些關于農業機械化的理論知識，一大批學生,除了在學習階段由于教學內容、教學方法和教學條件等所限,對所學的知識掌握不夠牢靠,還由于工作中未觸及到農業機械,很快便淡忘了所學的農業生產機械化知識。大多數同學反映的情況表明感到現行的教學內容、方法和條件與實際要求有相當大的差距。
2.2理論與實踐脫節，教學效果差。該課程是實踐性很強并且與理論并重的專業課。在近年來的教學過程中，理論與實踐脫節，學生學習效果差。課時太少，教學內容無法展開。必須把理論和實踐緊密結合起來教學，才能收到良好的教學效果。但是，由于計劃學時太少，在這么少的課時里完成理論教學和實踐教學的難度有點大。使課程內容支離破碎，造成知識體系結構不完整?，F在的學生僅僅依靠老師在課堂上講授根本無法理解及掌握本課程的內容， 但農業生產機械化化的實踐教學受到時間，地點的諸多的限制， 有一些實踐教學根本無法完成或只是部分完成， 降低了教學的效果。還有一個問題就是學生的重視的程度不夠，與教師互動性不強。實踐教學雖然是教學的一部分，但許多同學對實踐課沒有興趣，自主學習性不強， 學習的積極性不高， 態度不認真， 也會影響教學效果。
2.3課程資源建設不完善。課程資源建設就是通過備課等活動，搜集一些教學過程中所需要的案例、例題等資源。在高校里，教材和案例庫建設存就存在很大的問題首先就是案例的供給數量不足。由于編寫案例是費時費力的工作導致我國高校的案例教學中案例缺乏，供給不足問題尤其明顯并伴有案例內容陳舊與教學內容脫節的問題出現。其次就是案例的質量參差不齊，案例編寫的質量很大程度上決定了案例教學效果的好壞。直接用沒有經過編輯和加工提煉的案例那么這個案例的適用性必然受到限制。管理系統開發滯后也極大的影響了案例庫的建設。我國很多高校案例庫應用管理系統開發的工作還很滯后，這又制約了案例庫建設的進程，同時使案例的使用處于低效率狀態。
三.改革的對策及建議
3.1教學方式方法改革。課程的教學應該靈活運用多種教學方法來調動學生學習積極性。想要提高課堂的教學效果就必須對教學方法和手段做出改革。教師要有先進的教與學的理念 創造出一個良好的學習環境并且注重以學生為中心。加強課堂的互動，培養學生獨立思考問題解決問題的能力。在上下課的過程中讓學生自主解決一些問題，在講課過程中要與學生一起探討，引導學生積極思考，并通過習題增加理解記憶?？梢砸曰ヂ摼W為中心增加教師和學生的交流，教師也可搭建一個網絡交流平臺，學生可以通過該平臺來進行交流，通過學生進行討論增加主動學習的興趣，并且在爭論和探討中，增加學生在課堂中的參與性。通過這種啟發式、探究式、討論式、參與式教學，可以充分調動學生學習積極性，激勵學生自主學習。除此之外還要促進科研與教學互動，并及時把科研成果轉化為教學內容。
3.2強化實踐教學環節。結合專業特點和人才培養要求，增加實踐教學比重，確保專業實踐教學必要的學分（學時）。為了解決實踐教學中計劃學時少而教學內容多的矛盾，也可以采用課內學時加課外學時的辦法完成教學任務，把實踐教學內容放在課外進行。然后由教師編寫實驗教學計劃，對實驗目的、方法、具體內容、考核指標做出明確規定后布置任務后讓學生在課外完成從而增加授課效率。由于該門課的實踐性很強 ，然而傳統的理論考試使理論和實踐相脫節。必須把理論和實踐緊密結合起來學，才能收到好的教學效果。對于學生來講，成績考核與學生的學習緊密相關。因此可以通過對考試的改革來提升實踐教學的比重，在考試環節上應體現出理論與實踐考核并重，且實踐考核應大于理論考核，理論考試采取傳統的閉卷考試而實踐考核則可以在實驗室通過抽題的方式來進行。通過提升實踐在教學中的比重來提升學生的實踐能力。
3.3加強課程與教學資源建設。瞄準專業發展前沿，面向經濟社會發展需求，借鑒國內外課程改革成果，利用現代信息技術，完善、修訂好培養計劃和課程大綱，進行教材和案例庫建設。在大量收集案例之后，我們可以按照不同的學科專業不同的案例庫，也可按照同一專業的不同內容建立案例庫系統，開發案例庫管理系統平臺并且將案例整理歸庫。案例教學是在新媒體環境下的一種教學模式，改變了傳統教學從概念到概念的注入式教學方式,這種教學方式有利于學生開展自主性探索性學習。根據案例庫建設的不同目標,案例庫的提交形式也多種多樣。案例庫的建立要考慮案例覆蓋的知識點與教材內容的相關性及多樣性。案例的內容理論的深淺應與教學要求相吻合。為了方便查詢和提高利用率，盡可能對案例進行數據處理，把入庫的案例信息按照一定的規則存放在庫中，進行有序化加工處理。案例庫可以對案例進行統一編選、制作，并對入庫案例進行及時更新，使入庫案例具有良好的覆蓋性和系統性，并形成大量的企業素材積累，從而使學生和老師更為方便的使用案例。
結束語：《農業機械化管理學》應該彌補以往課程教育體系的不足，完善教學方式和方法。制定該課程的考核標準。該門課程應該充實教學的內容，注重因材施教，并且要依托信息技術改善教學方法和手段，優化教學成果。該課程同時也是是一門實踐性很強的課程，學校應該提升實踐課程在該課程的比重。可以利用互聯網的平臺進行教材和案例庫建設。 通過采取新的教學手段和方法，積極推進先進教學手段和實踐教學環節的改革實踐與研究， 一定能為培養現代化農業所需人才發揮做出應有的貢獻。
參考文獻：
[1]呂敬堂,張富貴,方雷. 《農業機械化管理》課程內容與教學方法改革[J].中國農機化,2012,04:197-200.
