乡村振兴背景下农业职业本科院校“电气控制技术”课程教学改革与实践

［摘 要］ 基于乡村振兴战略提出的新任务和新要求，以广西农业职业技术大学开设的机电类核心课程电气控制技术为例，针对当前课程存在的问题开展教学改革与实践，探索构建“一体两翼三驱动”的课程育人新模式，培养符合乡村振兴需求的机电类工匠型技能人才。实践结果表明，学生强农兴农意愿有所增强，学习热情明显高涨，课程成绩有所提高，第二课堂成果丰硕，教师团队综合素质得到提升，有效实现教学相长。

［关 键 词］ 乡村振兴；农业职业本科；机电专业；一体两翼三驱动；教学改革

［中图分类号］ G642 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 2096-0603（2024）24-0０73-04

一、引言

近年来，农村劳动力的加快转移、人工成本的不断攀升以及智慧农业概念的快速兴起，农业机械化和装备智能化成为现代农业发展中的弱项和短板，是制约乡村振兴的“瓶颈”所在[1]。适逢国家实施乡村振兴战略及中国制造 2025 的双重机遇挑战，作为农业职业本科中的机电类专业，仅走传统机电行业路线明显不足，必须依托学校的农林畜牧等资源优势，将机电专业的长处应用到为“三农”服务中去，专业人才培养以“农”字为切入点，培养符合乡村振兴需求的机电类工匠型人才，保持学科专业旺盛生命力[2]。

PLC为英文名 Programmable Logic Controller的缩写，是一种数字运算操作电子系统，在智能控制中占据核心地位。随着智慧农业、工厂化养殖的迅速发展，机电技术已不再传统单一，而是通过将电气控制、信息管理与传统农机紧密融合。农业生产往往采用 PLC 进行精准施药、精确播种、合理施肥、节水灌溉、动物饲喂、农产品加工等各环节的智能控制。因此，在乡村振兴及智慧农业大背景下，农业职业本科院校的电气控制技术课程应走深度涉农、融农、混农之路，优化课程内容、教学方法和考核形式，完善丰富教学资源素材，从而培育更多践行知农爱农、立志强农兴农的高素质机电人才。

二、农业职业本科院校“电气控制技术”教学现状分析

乡村振兴的有序推进离不开现代农业工程技术的有效支撑。对农业类高校而言，除了开设新农科专业之外，对传统工科课程教学也提出了新的要求[3]。以广西农业职业技术大学（以下简称“广西农职大”）“电气控制技术”课程开设情况为例，发现主要存在以下问题。

（一）课程内容略显滞后，涉农元素相对匮乏

教学团队通过调研发现，目前大部分PLC课程教学内容主要是在传统内容上进行构建，知识体系不能紧跟工农业先进技术的发展步伐[4]，甚至存在“教材很久不更新，PPT一用到底”的现象。同时，内容中使用工业场景案例更多，农业应用案例相对匮乏，与“三农”联系紧密度不够，思政内容挖掘不足，与专业知识点未能自然有机融合，使得学生所接受的知识与农业生产环境脱节，无法深刻体会所学专业与乡村振兴之间的内在联系，不利于学生“以强农兴农为己任”的思政价值引领和服务三农建设能力培养。

（二）教学手段过于单一，难以激发学生热情

课程沿袭项目导向、任务驱动式开展教学，主要通过教师课堂讲授、布置任务，学生被动接受、分组完成的形式进行，方式方法过于单一，过度依赖教师单方面的传授，互动性和启发性的问题讨论交流较少，难以激发学生学习的热情。学生缺乏表达不同观点和思维碰撞的机会，影响其独立思考、解决问题、创新创造的能力培养，且教学过程并未充分应用信息化平台开展线上教学互动和管理，学生仅通过App进行考勤打卡，学习讨论使用活跃度一般。线下学习出现上课玩手机、开小差等纪律散漫现象，难以保障其全身心投入教学过程中，在一定程度上影响了课堂学习的效率和技术能力的获得。

（三）考核形式陈旧固化，难以全面评价学生

考核评价机制是导向，是激发学生学习内生动力的关键因素之一。课程原考核评价形式由平时成绩（课堂表现和作业情况）占比10%、考勤成绩（课堂出勤情况）占比15%、技能成绩（实训完成情况）占比25%和期末考试成绩（闭卷考试）占比50%四部分组成，评价方式以终结性评价为主，存在“一考定论”的弊端，忽略了过程性评价的重要性。同时，该考核方式以教师个人为评价主体，侧重学生应试能力和学习态度的评价，忽略了学生对所学知识的综合应用和创新拓展能力的塑造，难以全面评估学生服务乡村振兴建设的思想动向和综合素养。

三、“电气控制技术”教学改革研究实践

基于上述问题，广西农职大智能装备工程学院（以下简称“学院”）课程团队探索构建“一体两翼三驱动”的“电气控制技术”课程教学改革模式，模式示意图如图1所示：即以乡村振兴所需人才培养目标为主体，以工业项目和农业项目协同开展为两翼，以课程思政育人理念、课赛创融合培养机制、课程考核评价方法作为内在核心驱动力，进行“工+农”交叉融合一体化课程体系的教学目标、教学内容、教学方法、教学资源、教学评价的创新改良，以期培养能够满足乡村振兴建设服务岗位要求的高素质机电类工匠型技能人才，为涉农高校非农科专业课程教学改革提供可参考借鉴的经验。

（一）以服务乡村振兴为导向，重构“工+农”交叉融合课程知识目标体系

以服务乡村振兴为导向，课程团队从顶层设计上明确“助力智造，服务三农”的终极课程目标，并以此为基础，持续优化重构工农一体化的课程知识体系，突出课程“以工学为主体，以服务现代农业为特色”的教学基调。

课程内容打破以工为主的项目特色，充分体现学校涉农办学特色，融合学校农林牧渔等资源优势，创设农业生产环境背景，将农业项目与工业项目重新整合，并结合相关知识点，在教学过程中适时引入典型与农林生产紧密相关的工程案例[3]。例如，在介绍“单序列顺序控制系统的设计”这一知识点时，通过介绍“生猪自动混合饲喂系统”这一农业应用场景导入课程任务和目标，紧接着引导学生认识到要完成此设计任务，需掌握与任务相关的PLC基础知识，介绍顺控系统的单序列流程设计方法、顺序功能图的核心要素和绘制方法、顺序控制系统的安装编程调试方法等，再结合具体的控制要求，逐步设计实现生猪饲料自动混合功能。这一过程中，不仅使学生掌握相关的PLC理论，引导学生建立工程设计的逻辑思维，还使学生具备解决农林工程问题的综合实践能力，切身体会专业所学与乡村振兴的关联性。

与此同时，团队成员深入农企走访调研，收集农企真实案例，并结合课程知识点和技能点，对原有的实训项目进行全面评估改良，完善实训任务工单，力求使实训教学目标内容与企业岗位需求相契合，紧扣现代农业技术发展，关注智慧农业领域，遵循学生的学习逻辑和认知规律，构建工农结合的“认知—基础—进阶—提升”实践教学四步曲，加强专业知识点与农业衔接，增加学生对现代农业生产的经验认知，从而培养既懂工i443W8u0RdZ+GuSvMCrCiQ==业工程技术，又懂农业生产经营管理的全面发展复合型人才。

（二）以助推乡村振兴为依托，完善“工+农”课程教学资源

根据人才培养方案系统完善电气控制技术“工+农”课程的教学资源，提升教学效果，更好地服务于乡村振兴战略。具体措施包括：一是教材更新。学院课程团队以推进乡村振兴产业链为着力点，根据最新的农业发展动态和技术讯息，更新编写融入农业PLC控制系统相关案例和扶农助农课程思政元素的《可编程控制器技术》活页式校本教材，确保教材与时俱进，反映现代农业工程技术生产的实际情况，体现学校致力于服务乡村振兴的办学宗旨。二是信息化资源开发。团队依托智能控制技术专业校级资源库建设项目，开发制作可编程控制器技术课程教学资源，提供包括微课视频、动画资源、编程软件、电子教材、课程标准、教学教案、PPT、测试题库、话题讨论、思政园地、技术前沿等全套资源。结合手机App，组建学习班课，鼓励学生通过视频观看、线下阅读、答题闯关、分享互动等进行知识预习、强化、回顾、总结，以此方式打破传统课程教学局限性，灵活运用联网资源等延伸课堂知识教学，拓展教学深度，方便学生自主学习和远程教育，丰富教学手段，提高学生的学习兴趣。三是实训基地合作。大力弘扬“三农”特色亮点，积极引进广西本地农企代表、农业科研院所机构等，通过校企合作共建产业学院，共制育人方案，将行业标准、生态流程、项目开发等融入教学内容，为学生提供优质的实训实践机会，在真实的农业产业生产环境中锻炼学生。四是专家资源共享。邀请行业专家、技术能手参与课程建设，通过开展讲座、研讨会等形式，拓宽学生学习视野，为学生提供更多的学习交流机会。五是实训设备资源投入。引进以PLC作为控制系统的智慧农业机器人系统、机器视觉系统等在授课环节作为样例进行解说展示，提高学生对智能化农业设备的认知和实操能力。

（三）以厚植乡村振兴情怀为目的，深入挖掘“大国三农”课程思政元素

课程以学校涉农办学特色为基石，对接广西现代农业发展需求，在已有的助力智造、工匠精神、爱国情怀等课程思政内容基础上，进一步完善和优化本课程的思政教学设计，深入挖掘课程思政资源，通过乡村振兴相关概念阐释、政策解读、成就展示、问题探讨、榜样示范等方式，继续强化“大国‘三农’”“乡村振兴”“扶农助农”“绿水青山”等思政元素与教学知识点的精准匹配融入，实现潜移默化的育人效果，培养学生的社会责任感和家国情怀，使学生精神上受洗礼、思想上受熏陶、技能上有提高。

同时依托学校已有的现代农业技术展示中心园区，以及定点帮扶的靖西市禄峒镇怀利村、大慈村等资源，带领学生参观智能灌溉、温室调控等农业新技术、新场景、新应用，深入帮扶村开展技术支持等，拓展课程思政教学基地，提升课程思政教学效果，激发学生服务乡村振兴情怀，引导将工学岗位建到农业园区、将智能生产拓展到乡间地头，确保教学和助农同频共振，同向发力，全面培养懂农村、爱农村、服务农村的机电人才。

（四）以激发乡村振兴活力为契机，探索构建课创融通和课赛融合新模式

响应“大众创业、万众创新”的号召，探索构建课创融通和课赛融合新模式，使学生将课程所学专业知识转化为具体的产品实践，为乡村振兴出谋划策，为农村发展注入生机活力。具体措施如下：一是将课程知识与毕业设计相融合。毕业设计是学生在完成学业前所进行的最后一项实践性、综合性的研究活动，它是对学生在校期间所学知识、技能和素质的综合运用，也是学生创新意识和实践应用能力的综合体现。为此，学院紧紧围绕乡村振兴需求，在毕业设计环节设置“基于PLC的智能水果分拣系统的设计”等与PLC课程紧密相关的题目，通过实题实做，使毕业生关注农业发展热点和问题焦点，并学会从学科专业的角度思考解决现实问题。二是将课程知识与学生学科技能竞赛、创新创业课题相融合。充分利用所学PLC控制技术知识完成智慧农业相关主题的应用发明创作，并以此为基础积极申报大学生创新创业训练项目、参加中国国际大学生创新大赛广西选拔赛、广西大学生乡村振兴创客大赛等创业竞赛项目，鼓励学生将自身想法转化为实际的商业计划，为学生提供展示创意、追逐梦想的广阔平台，提升学生返乡创业的热情和乡村建设实践能力。三是将课程知识与暑期社会实践相融合。暑期社会实践活动是学生了解社会需求，拓宽个人视野，将专业学习和民生福祉紧密结合，提升社会责任感的重要途径。通过开展暑期社会实践，学生可以深入乡村生产实际，了解当地农业机械化与智能化应用现状和成果，感受科技赋农魅力的同时，重点调研智慧农业发展短板，对特定的课题，运用所学课程知识思考提出具体的设计方案，孵化创新课题项目，为农民群众解决实际困难，厚植爱农情怀，练就兴农本领。四是将课程知识与教师科研项目相融合。学院积极响应乡村振兴、“三农”建设的号召，大力支持教师团队申报乡村振兴方面的科研项目。课程团队教师分别获批立项广西农业农村厅课题6项，带领学生开展助力农业高效发展的智能农机装备、智慧设施农业等研究项目，培养学生善于思考、钻研探索、解决问题的能力，提升学生学农知农爱农素养，在乡村振兴的大舞台建功立业。

（五）以培养乡村振兴人才为根本，细化“电气控制技术”课程考核评价指标

逐步细化过程考核评价指标，全过程、全方位评价学生的知识和技术掌握度。课程考核评价指标调整为平时表现（10%）+作业成绩（10%）+技能成绩（20%）+期评成绩（50%）+加分项目考核成绩（10%）。平时表现成绩和作业成绩一改往日教师根据个人经验、情感偏好等主观评定方式，而是依托手机课堂网络工具，实时统计学生在线微课动画视频、PPT课件资料、思政园地故事等的观看时长以及作业提交完成情况等，加大课堂在线测试、实时抢答环节、课后讨论区、在线答疑活跃度等的考查力度，注重实践过程和素质意识的评定。增加学生自评互评和第二课堂加分项占比，强化评价考核的多样性。学生主要对个人表现开展自评和对小组成员在团队任务实施过程表现进行互评，自我评价占比5%，小组评价占比5%，得分纳入技能成绩中。第二课堂加分项指的是取得与本课程相对应的技能等级证书或是取得与本课程相对应的学科竞赛、技能竞赛获奖证书等，获得额外加分项占比10%，加分项由学生根据自身情况向任课教师提供证明材料，任课教师根据加分细则进行评分，以此激励学生不断提升技术水平，加强实践创新能力，提高个人核心竞争力。

四、“电气控制技术”教学改革实践成效

通过开展课程教学改革，取得成效如下：第一，学生知农爱农情感升华，强农兴农意愿强化，开始进入农业相关的企事业单位工作，或是萌生返乡创业、扶农助农的热情，为农业发展注入新活力。第二，学生学习热情显著高涨，课程成绩有所提高。相比往届，21级学生良好（80～89分）和优秀（90分以上）区间人数明显增多。第三，赛创融通彰显奇效，第二课堂成果丰硕。仅2023年共有35名学生参加“西门子杯”中国智能制造挑战赛等获省部级及以上奖励16项，基于PLC技术自主开发的以农业生产为主题的小产品小制作参与“挑战杯”赛、机械创新设计大赛、中国国际大学生创新大赛广西选拔赛等均有所获。第四，思政引领价值导向，教学相长提质增效。在“助力智造、服务‘三农’”课程核心价值引领下，2023年课程团队新编融入“工+农”特色元素的《可编程控制器技术（PLC）》活页式教材1部，在建校级课程教学资源库1项，参与高校信息化教学比赛获省部级1等奖1项，指导学生参赛获优秀指导教师多项，多名团队成员获学校教学质量优秀等级，有力支撑课程教学的高质高效开展。

五、结束语

基于乡村振兴战略实施背景，文章探讨农业职业本科院校的机电类专业核心课程电气控制技术——可编程控制器PLC围绕“助力智造、服务‘三农’”的人才培养理念，以课程教学改革为着力点，优化课程教学目标、改革课程教学内容、创新课程教学方法、完善过程考核评价，构建工农结合一体化的课程体系，形成全员、全过程、全方位致力乡村振兴的机电专业课程育人新格局，为推进乡村振兴建设提供机电人才支撑。

参考文献：

［1］ 刘欢，杨正勇，赵琼，等.乡村振兴视角下农业机械化技术人才的培养路径［J］.南方农机，2022，53（8）：153-155.

［2］ 虎晓红，刘会兵.新工科背景下农林高校工农融合发展探索［J］.河北农业大学学报，2018，20（4）：42-45.

［3］ 邓延平，李鑫，谢君，等.“新工科”及“新农科”双重背景下农林高校《化工原理》课程教学的探索与实践［J］.广州化工，2021，49（18）：136-138.

［4］ 李莉，林立松，宋卫海，等.“四新”建设背景下电气控制与PLC项目化教学研究与实践［J］.山东农业工程学院学报，2022，39（1）：33-38.

［5］ 雷冰.乡村振兴战略下中职农机设备应用与维修专业［J］.装备制造技术，2022（12）：189-192.

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◎编辑 张 慧