耕读教育与专业知识教育协同的汽车拖拉机学课程教学研究与实践
2023-11-21鲁植雄邓晓亭顾家冰
鲁植雄,邓晓亭,顾家冰,鲁 杨
耕读教育与专业知识教育协同的汽车拖拉机学课程教学研究与实践
鲁植雄,邓晓亭,顾家冰,鲁 杨
(南京农业大学工学院,江苏南京 210031)
耕读教育与专业知识教育协同教学是培养涉农高校大学生强农兴农使命和知农爱农情怀的有效途径之一。文章以汽车拖拉机学课程为研究对象,分析了专业知识教育存在的问题和解决思路,论述了耕读教育的目的、育人目标和内涵,探讨了耕读教育在汽车拖拉机学课程教学与建设中的实现路径,提出了耕读教育与专业知识教育协同教学理念,开发了基于耕读教育与专业知识教育协同的汽车拖拉机学课程教学设计方案和教学改革措施,培养了学生的动手能力和解决复杂工程问题的分析能力,提高了课程的教学效果。耕读教育与专业知识教育协同教学,为涉农高校深化专业课程的教育教学改革、拓展人才培养形式提供了一种行之有效的教学方法。
耕读教育;专业知识教育;汽车拖拉机学;教学研究
耕读教育作为中华民族的传统教育,具有悠久的历史和独特的内涵价值[1-2],随着社会的发展进步,其内涵和价值更加丰富、越来越深刻、越来越重要[3-4]。进入中国特色社会主义建设新时代,耕读教育面临新任务、新要求,既有挑战,也有机遇,将展现出新的时代内涵和价值[5-6]。
专业教师不仅要做好专业教学,更要协同好思政教育和耕读教育[7-8]。本文以汽车拖拉机学课程为例,分析了耕读教育在专业课教学中的重要性,提出了耕读教育在汽车拖拉机学专业课程建设中的具体实践,探讨了耕读教育在专业人才培养中的作用,为深化新农科背景下的教育教学改革,促进专业知识教育与耕读教育的协同教学提供了思路。
1 专业知识教育
1.1 汽车拖拉机学课程的特点分析
1.1.1 知识广泛
汽车拖拉机是综合技术的载体,决定了汽车拖拉机学课程知识的广泛性。该课程涉及机械、制造、制图、力学、化学、电工、电子、计算机等专业基础知识和发动机原理、汽车拖拉机理论、汽车拖拉机性能、试验、运用等专业知识,涉及的领域不仅广泛而且专业。
1.1.2 知识更新快
汽车拖拉机从发明至今,其结构、原理发生了日新月异的变化。例如:从化油器式汽油机到电控燃油喷射汽油机、直喷汽油机;从柱塞泵柴油机到分配泵柴油机、泵喷嘴柴油机、共轨柴油机;从手动变速器到自动变速器、动力换挡变速器、液压机械无级变速器;从机械式转向到液压转向、助力转向、四轮转向、线控转向、差速转向;从液压制动到防抱死制动、线控制动;从L0级全人工驾驶到L1级辅助驾驶、L2级半自动驾驶、L3级条件自动驾驶、L4高度自动驾驶、L5全自动驾驶等。汽车拖拉机新技术、新结构层出不穷,汽车拖拉机学课程知识更新速度快。
1.1.3 结构多样性、图形多而复杂、专业叙述性强
汽车拖拉机作为交通工具和农业作业装备,其使用用途不同必然会带来结构上的差异,即使用途相同,其总成在结构上往往表现各异;汽车拖拉机学课程教材图形色调相对单一、复杂,图中零件难以识别和区分;教材内容涉及大量专业术语,枯燥而乏味,课程学习难度较大。
1.2 汽车拖拉机学课程的专业知识教学目标
根据学校的办学定位,汽车拖拉机学课程目标应该与农业机械化及其自动化专业人才培养目标相配合,以最终学习成果的产出为导向进行逆向设计,实施有目的的教学。农业机械化及其自动化专业的学生未来就业主要面向汽车拖拉机制造企业、汽车拖拉机零部件企业等,学生毕业时应系统地掌握发动机、底盘各总成零部件的基本结构、工作原理、性能分析、检测与试验等技能。应该明确课程结束后学生应达到的预期成果,并以此作为教学目标针对学生讲授技能和知识。在教学中,应该重点关注汽车拖拉机学课程中最有意义的学习成果,实现“以学生为中心”“产出为导向”的理念,为学生提供从事汽车或拖拉机设计、制造、运用及实验等所必需的专业基础知识。通过对于本课程的学习,学生应该达到如下专业知识教学目标:
1)掌握汽车拖拉机的构造和工作原理,内容包括发动机、传动系、行走系、转向系、制动系、驾驶室和驾驶座、拖拉机工作装置等。
2)掌握汽车拖拉机使用性能的基本理论,内容包括行走装置的力学特性、拖拉机的牵引力学、拖拉机的牵引特性、汽车的动力特性和燃油经济性、汽车拖拉机的制动性能、汽车拖拉机的抗翻倾稳定性、汽车拖拉机的行驶平顺性。
3)熟悉汽车拖拉机的各项使用性能和评价指标,针对不同要求及使用环境,可作出合理的选型和正确调整。
4)掌握汽车拖拉机的性能试验和评价,能进行汽车拖拉机常见故障的分析和排除。
5)了解国内外相关技术领域最新技术发展及装备应用水平,能够准确把握汽车拖拉机技术的进步方向。
2 耕读教育育人目标
在汽车拖拉机学的课程教学过程中,构建“以课程为载体,以立德树人为根本”的课程思政理念,通过深度挖掘课程思政元素、有效利用思政元素、建立思政教学资源库、改革并优化教学手段和方法等措施,使学生深入理解并掌握汽车拖拉机在农业现代化中的重要作用。汽车拖拉机学课程的耕读教育育人目标主要如下:
1)学习汽车拖拉机构造原理,掌握汽车拖拉机的基本组成、基本工作原理,结合汽车拖拉机构造实践,学有所用。
2)学习汽车拖拉机的使用性能,理解掌握汽车拖拉机的动力性、燃油经济性、制动性、行驶平顺性、操作稳定性、牵引性等特性,理论联系实际,正确安全运用汽车拖拉机的使用性能,针对不同要求及使用环境,可作出合理的选型和正确调整。
3)在学习拖拉机运用中,通过拖拉机田间驾驶作业,将农耕农艺农机相结合,围绕拖拉机主要作业环境,实现融工作、学习、生活于一体的真实耕读场景。
4)学习汽车拖拉机前沿技术,开设拖拉机无人驾驶、拖拉机线控液压转向、拖拉机电液提升、拖拉机动力换挡等综合性实验、实习,增强学生服务“三农”和农业农村现代化的使命感和责任感。
3 教学设计
汽车拖拉机学有数千年的悠久历史,是中华民族在长期的运输、战争实践(记里鼓车、指南车)和生活实践(人力车、马车)中积累而成的独特的机械理论体系。它根植于中华文化的土壤,吸收了同时代的科技文化成果。汽车拖拉机学以古代的机械设计思想为理论指导,其基础理论为汽车拖拉机的结构原理和性能。
汽车拖拉机学课程思政-耕读教育的目标就是深入挖掘和弘扬中华优秀传统“车文化”蕴涵的思想观念、人文精神和道德规范;注重强化汽车拖拉机性能改善方面的工程伦理教育,培养学生在汽车拖拉机结构改进优化精益求精中的大国工匠精神;注重解决汽车拖拉机“卡脖子”的关键技术问题,以激发学生科技报国的家国情怀和使命担当,增强学生服务农业农村现代化、服务乡村全面振兴的使命感和责任感。
汽车拖拉机学课程思政-耕读教育元素从“格物、致知、诚意、正心、修身、齐家、治国、平天下”中国传统文化角度着眼,再结合社会主义核心价值观设计出课程思政-耕读教育的主题,然后紧紧围绕“价值塑造、能力培养、知识传授”三位一体的课程建设目标,在课程内容中寻找相关的落脚点,通过案例、知识点等教学素材的设计运用,以润物细无声的方式将正确的价值追求有效地传递给读者,以期培养大学生的理想信念、价值取向、政治信仰、社会责任,全面提高大学生缘事析理、明辨是非的能力,把学生培养成为德才兼备、全面发展的农机人才。
每个课程思政-耕读教育元素的教学活动过程都包括内容导引、展开研讨、总结分析等环节。在课程思政-耕读教育教学过程中,老师和学生共同参与其中,在课堂教学中教师可结合表1中的内容导引,针对相关的知识点或案例,引导学生进行思考或展开讨论。基于耕读教育与专业知识教育协同的汽车拖拉机学课程教学设计方案见表1。
以电动车辆与无人驾驶车辆章节为例,介绍混合动力汽车/拖拉机的类型。先从电动车辆的历史谈起,电动汽车拖拉机起源很早,早期就有人用电线或电池供电,实现电动车辆。但由于电机技术、电池技术、充电技术、电力系统等问题导致其发展受到制约。彼时,发动机应运而生,它的动力强劲,加油方便,燃油汽车统领整个车辆市场。近代,由于环境污染、温室气体、资源短缺等问题,人们的目光又开始关注到节能减排汽车拖拉机的研究中,电动汽车拖拉机发展迅猛。
表1 基于耕读教育与专业知识教育协同的汽车拖拉机学课程教学设计方案(部分)
早在燃油发动机迅速发展的时代,国外的技术一直处于领先地位。而在电动汽车拖拉机发展的时代,国家战略布局,各大企业、高校、科研院所集中力量攻坚克难,使得电动汽车拖拉机弯道超车,我国与国外发展处于同等水平,甚至略微超前。因此,从电动汽车拖拉机的历史沿革、技术发展的教学,让学生深切体会到车辆行业的蓬勃发展,激发其民族自豪感,树立坚定的理想信念,为我国车辆的发展做出自己的贡献。通过这样的方式,将思政潜移默化地融入教学内容中。
进而通过国内外电动汽车拖拉机的研究现状,让学生了解混合动力汽车拖拉机的结构类型,结合汽车拖拉机不同的工况需求和作业环境,分析结构类型对汽车拖拉机的动力性能、经济性能、环保性能的影响。通过对比分析,图片展示以及部分视频的介绍,让学生深入理解国内外技术的差异,以及解决问题的思想和方法。同时,安排课堂实验,通过试验台架以及仿真平台,使学生进一步认识到结构类型差异带来的不同性能效果。引导学生进一步思考,自行提出新的结构方案。通过这样的方式,将耕读思想融入课堂,将学习、思考、实践结合起来。
4 教学改革措施
4.1 精心设计汽车拖拉机学课程耕读教育的典型案例
深度挖掘提炼专业课程中所蕴含的耕读教育元素,设计拖拉机的田间通过性、拖拉机田间压实性、拖拉机油耗、拖拉机尾气排放、拖拉机自动驾驶、拖拉机作业深度自动控制等典型案例,科学合理地融入汽车拖拉机学课程教学中,实现耕读教育与课程理论教育互为补充、相互促进,以提高拖拉机的作业质量和效率,引导学生提高拖拉机作业性能的责任感,增强强农兴农意识。
4.2 强化汽车拖拉机学耕读教育的实践教学
依托接纳生产实习的农场、汽车制造企业、拖拉机制造企业、国家现代农业园区等社会资源,建设汽车拖拉机学耕读教育实践基地,进一步提高汽车拖拉机学实践教学的比重。将农具农谚、农事节气知识和农耕农艺农机、拖拉机作业质量等技能融入汽车拖拉机学教学各环节,构建融工作、学习、生活于一体的汽车拖拉机学课程真实耕读场景。采用旋转门式实习教学模式,实现理论知识与创新实践能力相互影响、引领的螺旋式上升(见图1)。
图1 旋转门式汽车拖拉机学课程的耕读教育方法
4.3 采用灵活多样的教学方式
采用混合式、翻转课堂、互动式、小组研究式、专题授课式、开放实验、虚拟实验等多种教学方式,借助网络平台进行师生互动,理论与实践相结合,将讲授、解答、练习、测试、实验等环节融为一体,使学生掌握汽车拖拉机的结构原理、拆装、使用保养、试验、性能检测等技能。根据各单元的教学内容和知识点,精心设置每个单元的讨论题目,如汽车拖拉机如何提高传动效率?如何实现大转向角度等,引导学生积极参加研讨,提出不同解决方案。实现“师-生”“生-生”“师-师”的及时交流沟通,提高学生解决问题的能力。
4.4 编写包含耕读元素的汽车拖拉机学的讲义或教材
基于汽车拖拉机的运用,尤其是拖拉机在不同田间,不同农作物进行耕地、整地、播种、中耕、收获等作业场景,融入在汽车拖拉机学教材之中,编写并出版了普通高等教育农业部“十三五”规划教材立项建设和“十三五”江苏省高等学校重点教材《汽车拖拉机学》,本教材中应用了二维码技术,对于结构复杂的部件,难以理解的部分,采用视频、动画、图片等技术,以及典型耕读教育案例,制作成二维码方式,通过扫二维码即可辅助学习,使学生理解拖拉机作业特征,引导学生系统完整地汲取耕读文化、提出拖拉机设计新思路、新方法。
5 结语
1)在制订课程耕读教育方面,要根据课程专业知识教育要求,有机融入耕读教育“亦耕亦读”的内涵,弘扬耕读传家优秀传统文化,扎根“三农”,践行知行合一等内容,以突出农科特色。
2)在耕读教育映射与融入点方面,在课程教学中要将耕读教育内容与课程教学教育内容有机融合,采用“耕-读-耕-读-耕”旋转门式耕读教育,以巩固增加专业知识的学习与运用。
3)在教育方法与载体途径方面,可采用参观体验、信息化载体、课堂讨论、考核方式等方法,将耕读教育的理念贯穿课程教学实践活动始终,注重文化表达,将耕读文化融入实践活动全过程,通过动手进行汽车拖拉机的构造拆装、性能检测、观看演示、驾驶体验、生产实习等环节,让学生感悟课程中的耕读文化。
4)在耕读育人预期成效方面,总结与课程耕读育人目标能对应的具体成效,尽可能可观察、可评估、让学生有获得感。
5)充分发挥耕读教育-专业知识教育的协同作用,培养知行合一的强农兴农创新创业型人才,以国家的重大战略需求为牵引,突破拖拉机的技术瓶颈,解决我国拖拉机在动力系统、动力换挡、无级变速、电液提升、自主驾驶、多机协同等核心技术方面的“卡脖子”问题,助力实现美丽乡村建设、人类命运共同体建设等宏大目标。
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Research and Practice on the Teaching of the Course of Automobile and Tractor Science Coordinated by Cooperative Teaching of Farming and Reading Education and Professional Knowledge Education
LU Zhixiong, DENG Xiaoting, GU Jiabing, LU Yang
( College of Engineering, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210031, China )
Cooperative teaching of farming and reading education and professional knowledge education is one of the effective ways to cultivate the mission of strengthening agriculture and promoting agriculture and the feelings of knowing and loving agriculture among college students involved in agriculture. Taking the course of automobile and tractor science as the research object, this paper analyzes the existing problems and solutions of professional knowledge education, discusses the purpose, educational goal and connotation of farming and reading education, probes into the realization path of farming and reading education in the teaching and construction of automobile and tractor science, and puts forward the cooperative teaching concept of farming and reading education and professional knowledge education. The teaching design scheme and teaching reform measures of the course automobile and tractor science based on the cooperation of farming and reading education and professional knowledge education have been developed to cultivate students' hands-on ability and analytical ability to solve complex problems, and improve the teaching effect of the course. Cooperative teaching of farming and reading education and professional knowledge education can provide an effective method for agricultural colleges and universities to deepen the education and teaching reform of professional courses and expand the form of talent development.
Farming and reading education; Professional knowledge education; Automobile and tractor science; Teaching research
G64
A
1671-7988(2023)21-142-06
10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.021.029
鲁植雄(1962-),男,博士,教授,研究方向为高等教育教学改革,E-mail:luzx@njau.edu.cn。
南京农业大学耕读教育专项项目“汽车拖拉机学”(KCSZ2021087)。