拖拉机构造学课程教学改革探析
赵静+杨自栋
［摘要］拖拉机构造是农业机械化及自动化专业的一门专业核心课程，实践性和专业性都非常强，探索在课程教学过程中提高学生分析问题、解决问题的能力，培养学生的创新意识和创新思维能力，对于学生综合素质的提高具有重要的意义。针对目前拖拉机构造教学中存在的问题，从课程教学内容的选择、学生实践能力的培养、教学方法及教学手段的改革等方面进行了探索，并运用于教学实践，取得了良好的效果。
［关键词］课程改革课程内容教学模式
［中图分类号］G642.3［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2013）08-0053-03、
一、引言
拖拉机构造课程是讲授拖拉机主要零部件的构造及工作原理的一门课程，包括内燃机构造、拖拉机地盘和动力输出及控制、悬挂和牵引装置等。在内容多、学时少的情况下，如何去培养基础厚、能力强、素质高，具有创新能力的人才，是课程教学中必须面对的一个问题。在课程内容的选择、教学方法和教学手段的改革与创新方面以及课程网络资源的建设方面都必须以培养学生创新意识和实践能力为目标，既要重视理论知识的学习，也要提高其动手能力和创新能力。以山东理工大学校级核心课程项目为依托，针对拖拉机构造教学中存在的问题进行了改革和探索，在2012级农机专业的教学中取得了良好的效果。
二、课堂教学内容及教学模式的改革与创新
首先根据农业机械化及自动化专业人才的培养目标改革课程内容。农业机械化及自动化专业的培养目标是培养具备面向未来国家农业现代化和农业机械化的发展需要，适应未来科技进步，掌握农业机械化工程学科的相关原理和知识，获得工程师良好训练，基础理论扎实、专业知识宽厚、实践能力强，能胜任农业机械化装备研究、设计、制造、试验鉴定、推广应用、系统规划和企业经营管理等方面工作的应用型人才。因此本课程内容的改革从提高学生的工程实践能力、工程研究能力和工程创新能力的理念出发，内容的选择和讲授注重学生对拖拉机构造知识的综合运用，以提高学生的工程意识和创新意识为原则。
（一）根据拖拉机技术的发展，不断修订和完善教学大纲
由于专业课时较少，加之本课程又是一门实践性较强的学科，内容多而杂，因此制定合适的教学大纲，既方便课堂教学又方便学生自学。同时通过对拖拉机制造企业的调研，根据企业产品中用到的新技术新工艺，不断完善大纲的内容，使课堂教学内容能够跟上现代拖拉机制造企业的步伐。另外教学大纲的制定依据本专业学生的实际及实验室条件制定了详细的实验教学大纲，实验教学大纲不仅重视拖拉机构造基本零部件结构拆解及装配检查，而且注重在实验教学过程中培养学生对所学知识的综合运用，激发学生的创新意识和创新精神，提高他们的动手实践能力。
（二）随着新技术新工艺在拖拉机上的应用，及时更新课堂教学内容
根据拖拉机技术的最新发展，在讲授相应章节内容时，及时增加该部分结构技术的最新知识及其在拖拉机上的应用。例如在内燃机部分增加了高压共轨柴油机的技术及应用的介绍，高压共轨柴油机采用高压共轨系统给发动机供油，它集成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身，具有许多优点和优势。在拖拉机底盘部分增加了拖拉机上的动力换挡技术、自动导航技术的介绍。随着大型拖拉机技术的发展及应用的增加，传动技术方面，可实现机械传动、动力换挡、无级变速模块化多种配置，在国外，动力换挡已成为主流配置，CVT传动系应用将进一步加快；同步器换挡、HST传动等技术将在中小型轮式拖拉机产品上得到更多的应用和发展。在国内，动力换挡、动力换向技术已经获得应用，而且已经开始无级变速应用研究。因此在讲授变速器和分动箱以及转向系统时，在课堂上介绍一下这些技术的应用及发展，激发学生的学习兴趣。在讲授拖拉机液压悬挂机构部分的内容时，增加电液比例控制技术在悬挂机构方面的应用。同时，针对部分同学对农机专业不感兴趣，总感觉不如车辆工程专业学生的想法和心理，给他们讲解由于GPS技术的发展，已使无人驾驶拖拉机成为现实，并播放相关的视频，极大地提高了他们学习该门课程的兴趣。
（三）扩展学生视野，适当增加部分双语教学的内容
讲授拖拉机构造课程时，查阅了国外许多拖拉机的技术资料，由于本专业不开设专业外语这门课程，有些课程内容，直接用英语资料进行讲授，拖拉机的主要零部件在PPT上同时注明中文名称和相应的英文名称，一方面有助于学生了解国外拖拉机新技术的发展情况，认识到国内拖拉机技术和国外先进国家之间的差距，激励他们为国家拖拉机技术的发展努力学习的热情；二是帮助学生熟悉拖拉机构造方面的英语词汇，有助于他们阅读本专业的英语文献资料，因此部分拖拉机构造内容实现了双语教学。目前大部分农业院校的农业机械化及自动化专业所用的拖拉机构造教材都是拖拉机汽车学或汽车拖拉机学，大部分内容是以汽车为主进行该课程的讲授，反映的是汽车的最新研究成果及其新技术的使用，较少涉及拖拉机，像拖拉机上的动力换挡技术、自动导航技术，大型拖拉机上的电液比例悬挂技术等。专门讲授拖拉机构造的教材比较少，最新的一个版本是十几年前的拖拉机构造教材，因此组织本系相关老师编写了拖拉机构造课程的教材，本教材与中国某拖拉机公司合作编写。该教材不仅注重拖拉机构造中典型零部件的结构及工作原理的介绍，而且增加了拖拉机上各种新技术的应用，并对典型的拖拉机零部件进行实体建模，使读者看起来更直观形象和容易理解。
（四）课程教学中，注重和前后课程的衔接及融合，提高学生融会贯通的能力
课程内容的改革是整个教学改革的核心，必须从对学生“知识、能力、素质”的培养出发来设置和选择课程的内容。拖拉机构造是农业机械化及自动化专业的一门主干课，在设置课程内容时，必须注意前后课程的衔接与融合，在教学内容的组织上要从学科特点和发展趋势上去把握。在拖拉机构造理论内容和实践内容的设置上，应注重培养学生的探索精神和实践能力。学习该课程时，通过老师有意识的训练和引导，让学生能够主动提出问题，分析问题，自主去探索解决问题的方法，提高他们的科学思维能力和创新意识。比如该专业的先修课程为液压技术基础、机械原理、机械设计、机械制造工艺学以及计算机辅助设计，机械创新设计等，在学完拖拉机构造课程后，还会学习农业机械学，机电控制基础等课程，在讲授该门课程时，要注重和已修课程的融合，比如机械创新设计中学过头脑风暴法，那么在学习拖拉机变速箱时，让同学们自由讨论，自由发言，变速箱还可以有哪些形式，不论是从结构还是从原理上都可以进行改进或更新，鼓励同学尽可能天马行空，自由想象出未来的变速箱应该是什么样子。这样就增加了学生学习的主动性和积极性，激发了他们的创新思维能力，把前面学过的课程内容和方法运用到解决本课程来。在学习拖拉机动力输出与控制系统时，可以让学生讨论哪些农业机械是用拖拉机作为动力来完成农田作业的，同学们踊跃发言，调动了课堂气氛，增加了教师和学生的互动性，提高了教与学的效果。
（五）借助各种现代教育技术，积极利用各种媒体进行课堂教学
在课堂教学中，以拖拉机结构为主线，通过文字、图片、动画及视频等多媒体手段进行讲授，有很多学生对汽车感兴趣，以此为切入点，通过课上留问题、课下查资料，让学生分析拖拉机的构造与汽车构造的相同与不同之处，思考为什么会有这些区别？引导学生积极去思考或去网络和图书馆寻求答案。同时利用建设中央广播电视大学三农课程中拍摄的拖拉机主要零部件的拆装及调整视频，提高学生理解和掌握拖拉机典型零部件的构造及检查调整知识。在课堂教学中，与机械创新课程和三维造型设计课程相联系，引导学生更加热爱本专业的学习，提高其学习本专业的兴趣。
三、实验教学内容及实验教学模式的改革与创新
实验教学是拖拉机构造课程教学中的重要一环，是学生将理论与实践相结合的过程，对于提高他们的动手能力、提出问题、分析问题和解决问题的能力具有重要的意义，是课堂教学和其他教学环节不可替代的。目前拖拉机构造实验教学中存在的问题是内容单一，主要是验证性和演示性的实验，很多情况下是老师讲一遍、示范一遍，然后学生按照老师讲的，重新做一遍，不少学生既不愿意动手也不愿意动脑，只是站在旁边看别的同学做，老师和学生之间缺乏互动，学生积极性不高，学生不愿主动动手和思考，因此其发现问题、解决问题的能力差。这对于培养学生的创新精神和综合素质很不利。针对这些问题，在实验教学内容和实验教学模式的改革上做了一些探索。
（一）提高学生参与拖拉机构造实验积极主动性，引导学生进行创新性思维
在拖拉机构造教学中，有些学生重视理论课的学习，而轻视实践实验教学，不愿意动手进行实践，认为是修理工做的工作。针对这些问题，在拖拉机构造实验教学中，实验内容不仅以拖拉机典型零部件的拆卸和装配为主，而且增加了互动讨论的环节。拖拉机典型零部件的拆卸和装配的目的是为了增加学生的直观认识，提高学生的动手实践能力。将TRIZ发明创造理论引入实验课的教学，根据TRIZ理论的40个发明创造原理和39个通用工程参数，构成了矛盾矩阵，让学生讨论哪些零部件还可以改进，从哪些方面进行参数改进，在改进的过程中，哪些参数会恶化，如何解决，通过查TRIZ的矛盾矩阵，可以找到相应的解决方法，如果有特别感兴趣的同学，鼓励他们完成该项创新，参加学校或省里的大学生机电创新大赛。实验课内容较多，把实验内容分为几大模块，利用周六、周日、周四下午的大块时间，让学生有充分的时间动手拆装，了解实际产品中零部件结构的装配，在此过程中，给学生设置一些问题，促使他们积极思考零件为什么要这么设计，在完成此功能的前提下，能否进行改进或还有没有其他的设计方案，充分发挥他们的创造性思维和创新精神。在实验报告上要求写出本次实验的体会想法及可能的改进方案，这种方法在2010级农机学生的实验教学中取得了良好的效果。在课程建设过程中编写了实验指导书。在每个模块的实验后面，都提了一些相关的问题，促使他们讨论，利用学过的机械创新设计课程的知识，提出问题，然后去解决问题，取得了良好的效果。以省级特色专业和国家级品牌专业为依托，建立了校企合作实践平台，带领学生参观拖拉机设计制造企业的生产线及生产流程，提高他们的工程意识和创新能力。
（二）培养学生工程实践意识和创新能力，改革创新实验内容
在实验教学方面，对拖拉机构造的实验内容进行整合，将整个课程的实验内容整合相对独立的模块，实行模块化教学，每个模块大约4课时，发动机两个模块，底盘部分两个模块，悬挂机构和动力输出轴1个模块，学生分组进行拆装，以组为单位进行成绩评定，从其动手能力、同学参与的积极性、讨论的热烈程度、实验报告的质量等进行综合评定，增强了学生们的团队意识和合作精神，不论是实验课教学还是课堂的理论讲授，不采取满堂灌的形式，而是通过提问的形式，采取课后寻求答案，课堂讨论的形式来进行，调动了学生学习的积极性。
［参考文献］
［1］程永扬，王为，李小昱等.构建立体化的创新性实验教学体系与模式［J］.实验室研究与探索，2008，（7）.
［2］张四方.高校实验教学改革的探索与思考［J］.太原师范学院学报（社会科学版），2007，（4）.
［3］杨自栋，杜瑞成，王相友等.基于产学研合作平台的农业机械化专业人才“三创“能力培养探索［J］.高等农业教育，2013，（2）.
［责任编辑：雷艳］
［摘要］拖拉机构造是农业机械化及自动化专业的一门专业核心课程，实践性和专业性都非常强，探索在课程教学过程中提高学生分析问题、解决问题的能力，培养学生的创新意识和创新思维能力，对于学生综合素质的提高具有重要的意义。针对目前拖拉机构造教学中存在的问题，从课程教学内容的选择、学生实践能力的培养、教学方法及教学手段的改革等方面进行了探索，并运用于教学实践，取得了良好的效果。
［关键词］课程改革课程内容教学模式
［中图分类号］G642.3［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2013）08-0053-03、
一、引言
拖拉机构造课程是讲授拖拉机主要零部件的构造及工作原理的一门课程，包括内燃机构造、拖拉机地盘和动力输出及控制、悬挂和牵引装置等。在内容多、学时少的情况下，如何去培养基础厚、能力强、素质高，具有创新能力的人才，是课程教学中必须面对的一个问题。在课程内容的选择、教学方法和教学手段的改革与创新方面以及课程网络资源的建设方面都必须以培养学生创新意识和实践能力为目标，既要重视理论知识的学习，也要提高其动手能力和创新能力。以山东理工大学校级核心课程项目为依托，针对拖拉机构造教学中存在的问题进行了改革和探索，在2012级农机专业的教学中取得了良好的效果。
二、课堂教学内容及教学模式的改革与创新
首先根据农业机械化及自动化专业人才的培养目标改革课程内容。农业机械化及自动化专业的培养目标是培养具备面向未来国家农业现代化和农业机械化的发展需要，适应未来科技进步，掌握农业机械化工程学科的相关原理和知识，获得工程师良好训练，基础理论扎实、专业知识宽厚、实践能力强，能胜任农业机械化装备研究、设计、制造、试验鉴定、推广应用、系统规划和企业经营管理等方面工作的应用型人才。因此本课程内容的改革从提高学生的工程实践能力、工程研究能力和工程创新能力的理念出发，内容的选择和讲授注重学生对拖拉机构造知识的综合运用，以提高学生的工程意识和创新意识为原则。
（一）根据拖拉机技术的发展，不断修订和完善教学大纲
由于专业课时较少，加之本课程又是一门实践性较强的学科，内容多而杂，因此制定合适的教学大纲，既方便课堂教学又方便学生自学。同时通过对拖拉机制造企业的调研，根据企业产品中用到的新技术新工艺，不断完善大纲的内容，使课堂教学内容能够跟上现代拖拉机制造企业的步伐。另外教学大纲的制定依据本专业学生的实际及实验室条件制定了详细的实验教学大纲，实验教学大纲不仅重视拖拉机构造基本零部件结构拆解及装配检查，而且注重在实验教学过程中培养学生对所学知识的综合运用，激发学生的创新意识和创新精神，提高他们的动手实践能力。
（二）随着新技术新工艺在拖拉机上的应用，及时更新课堂教学内容
根据拖拉机技术的最新发展，在讲授相应章节内容时，及时增加该部分结构技术的最新知识及其在拖拉机上的应用。例如在内燃机部分增加了高压共轨柴油机的技术及应用的介绍，高压共轨柴油机采用高压共轨系统给发动机供油，它集成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身，具有许多优点和优势。在拖拉机底盘部分增加了拖拉机上的动力换挡技术、自动导航技术的介绍。随着大型拖拉机技术的发展及应用的增加，传动技术方面，可实现机械传动、动力换挡、无级变速模块化多种配置，在国外，动力换挡已成为主流配置，CVT传动系应用将进一步加快；同步器换挡、HST传动等技术将在中小型轮式拖拉机产品上得到更多的应用和发展。在国内，动力换挡、动力换向技术已经获得应用，而且已经开始无级变速应用研究。因此在讲授变速器和分动箱以及转向系统时，在课堂上介绍一下这些技术的应用及发展，激发学生的学习兴趣。在讲授拖拉机液压悬挂机构部分的内容时，增加电液比例控制技术在悬挂机构方面的应用。同时，针对部分同学对农机专业不感兴趣，总感觉不如车辆工程专业学生的想法和心理，给他们讲解由于GPS技术的发展，已使无人驾驶拖拉机成为现实，并播放相关的视频，极大地提高了他们学习该门课程的兴趣。
（三）扩展学生视野，适当增加部分双语教学的内容
讲授拖拉机构造课程时，查阅了国外许多拖拉机的技术资料，由于本专业不开设专业外语这门课程，有些课程内容，直接用英语资料进行讲授，拖拉机的主要零部件在PPT上同时注明中文名称和相应的英文名称，一方面有助于学生了解国外拖拉机新技术的发展情况，认识到国内拖拉机技术和国外先进国家之间的差距，激励他们为国家拖拉机技术的发展努力学习的热情；二是帮助学生熟悉拖拉机构造方面的英语词汇，有助于他们阅读本专业的英语文献资料，因此部分拖拉机构造内容实现了双语教学。目前大部分农业院校的农业机械化及自动化专业所用的拖拉机构造教材都是拖拉机汽车学或汽车拖拉机学，大部分内容是以汽车为主进行该课程的讲授，反映的是汽车的最新研究成果及其新技术的使用，较少涉及拖拉机，像拖拉机上的动力换挡技术、自动导航技术，大型拖拉机上的电液比例悬挂技术等。专门讲授拖拉机构造的教材比较少，最新的一个版本是十几年前的拖拉机构造教材，因此组织本系相关老师编写了拖拉机构造课程的教材，本教材与中国某拖拉机公司合作编写。该教材不仅注重拖拉机构造中典型零部件的结构及工作原理的介绍，而且增加了拖拉机上各种新技术的应用，并对典型的拖拉机零部件进行实体建模，使读者看起来更直观形象和容易理解。
（四）课程教学中，注重和前后课程的衔接及融合，提高学生融会贯通的能力
课程内容的改革是整个教学改革的核心，必须从对学生“知识、能力、素质”的培养出发来设置和选择课程的内容。拖拉机构造是农业机械化及自动化专业的一门主干课，在设置课程内容时，必须注意前后课程的衔接与融合，在教学内容的组织上要从学科特点和发展趋势上去把握。在拖拉机构造理论内容和实践内容的设置上，应注重培养学生的探索精神和实践能力。学习该课程时，通过老师有意识的训练和引导，让学生能够主动提出问题，分析问题，自主去探索解决问题的方法，提高他们的科学思维能力和创新意识。比如该专业的先修课程为液压技术基础、机械原理、机械设计、机械制造工艺学以及计算机辅助设计，机械创新设计等，在学完拖拉机构造课程后，还会学习农业机械学，机电控制基础等课程，在讲授该门课程时，要注重和已修课程的融合，比如机械创新设计中学过头脑风暴法，那么在学习拖拉机变速箱时，让同学们自由讨论，自由发言，变速箱还可以有哪些形式，不论是从结构还是从原理上都可以进行改进或更新，鼓励同学尽可能天马行空，自由想象出未来的变速箱应该是什么样子。这样就增加了学生学习的主动性和积极性，激发了他们的创新思维能力，把前面学过的课程内容和方法运用到解决本课程来。在学习拖拉机动力输出与控制系统时，可以让学生讨论哪些农业机械是用拖拉机作为动力来完成农田作业的，同学们踊跃发言，调动了课堂气氛，增加了教师和学生的互动性，提高了教与学的效果。
（五）借助各种现代教育技术，积极利用各种媒体进行课堂教学
在课堂教学中，以拖拉机结构为主线，通过文字、图片、动画及视频等多媒体手段进行讲授，有很多学生对汽车感兴趣，以此为切入点，通过课上留问题、课下查资料，让学生分析拖拉机的构造与汽车构造的相同与不同之处，思考为什么会有这些区别？引导学生积极去思考或去网络和图书馆寻求答案。同时利用建设中央广播电视大学三农课程中拍摄的拖拉机主要零部件的拆装及调整视频，提高学生理解和掌握拖拉机典型零部件的构造及检查调整知识。在课堂教学中，与机械创新课程和三维造型设计课程相联系，引导学生更加热爱本专业的学习，提高其学习本专业的兴趣。
三、实验教学内容及实验教学模式的改革与创新
实验教学是拖拉机构造课程教学中的重要一环，是学生将理论与实践相结合的过程，对于提高他们的动手能力、提出问题、分析问题和解决问题的能力具有重要的意义，是课堂教学和其他教学环节不可替代的。目前拖拉机构造实验教学中存在的问题是内容单一，主要是验证性和演示性的实验，很多情况下是老师讲一遍、示范一遍，然后学生按照老师讲的，重新做一遍，不少学生既不愿意动手也不愿意动脑，只是站在旁边看别的同学做，老师和学生之间缺乏互动，学生积极性不高，学生不愿主动动手和思考，因此其发现问题、解决问题的能力差。这对于培养学生的创新精神和综合素质很不利。针对这些问题，在实验教学内容和实验教学模式的改革上做了一些探索。
（一）提高学生参与拖拉机构造实验积极主动性，引导学生进行创新性思维
在拖拉机构造教学中，有些学生重视理论课的学习，而轻视实践实验教学，不愿意动手进行实践，认为是修理工做的工作。针对这些问题，在拖拉机构造实验教学中，实验内容不仅以拖拉机典型零部件的拆卸和装配为主，而且增加了互动讨论的环节。拖拉机典型零部件的拆卸和装配的目的是为了增加学生的直观认识，提高学生的动手实践能力。将TRIZ发明创造理论引入实验课的教学，根据TRIZ理论的40个发明创造原理和39个通用工程参数，构成了矛盾矩阵，让学生讨论哪些零部件还可以改进，从哪些方面进行参数改进，在改进的过程中，哪些参数会恶化，如何解决，通过查TRIZ的矛盾矩阵，可以找到相应的解决方法，如果有特别感兴趣的同学，鼓励他们完成该项创新，参加学校或省里的大学生机电创新大赛。实验课内容较多，把实验内容分为几大模块，利用周六、周日、周四下午的大块时间，让学生有充分的时间动手拆装，了解实际产品中零部件结构的装配，在此过程中，给学生设置一些问题，促使他们积极思考零件为什么要这么设计，在完成此功能的前提下，能否进行改进或还有没有其他的设计方案，充分发挥他们的创造性思维和创新精神。在实验报告上要求写出本次实验的体会想法及可能的改进方案，这种方法在2010级农机学生的实验教学中取得了良好的效果。在课程建设过程中编写了实验指导书。在每个模块的实验后面，都提了一些相关的问题，促使他们讨论，利用学过的机械创新设计课程的知识，提出问题，然后去解决问题，取得了良好的效果。以省级特色专业和国家级品牌专业为依托，建立了校企合作实践平台，带领学生参观拖拉机设计制造企业的生产线及生产流程，提高他们的工程意识和创新能力。
（二）培养学生工程实践意识和创新能力，改革创新实验内容
在实验教学方面，对拖拉机构造的实验内容进行整合，将整个课程的实验内容整合相对独立的模块，实行模块化教学，每个模块大约4课时，发动机两个模块，底盘部分两个模块，悬挂机构和动力输出轴1个模块，学生分组进行拆装，以组为单位进行成绩评定，从其动手能力、同学参与的积极性、讨论的热烈程度、实验报告的质量等进行综合评定，增强了学生们的团队意识和合作精神，不论是实验课教学还是课堂的理论讲授，不采取满堂灌的形式，而是通过提问的形式，采取课后寻求答案，课堂讨论的形式来进行，调动了学生学习的积极性。
［参考文献］
［1］程永扬，王为，李小昱等.构建立体化的创新性实验教学体系与模式［J］.实验室研究与探索，2008，（7）.
［2］张四方.高校实验教学改革的探索与思考［J］.太原师范学院学报（社会科学版），2007，（4）.
［3］杨自栋，杜瑞成，王相友等.基于产学研合作平台的农业机械化专业人才“三创“能力培养探索［J］.高等农业教育，2013，（2）.
［责任编辑：雷艳］
