农业机械化及其自动化专业教学数字化探索

摘" 要：新时代工科建设的背景下推动教育数字化成为高校教育的新趋势，教育领域的数字化转型为中国高校教育现代化孕育了新机遇。农业机械化及其自动化专业作为建设现代化农业强国的重要组成部分，探索教育数字化在此专业未来的发展和建设方式具有重大意义。为建设教育强国，同时为实现乡村振兴，通过从打造专业数字化师资团队、建设农业机械化及其自动化专业数字化课程、改革教学模式和建立数字化教学平台网络安全管理机制等方面进行改革，旨在完成农业机械化及其自动化专业的数字化教育教学转型。

关键词：农业机械化及其自动化；农业机械教育；教育数字化；网络平台；教学模式

中图分类号：G640" " " 文献标志码：A" " " " " 文章编号：2096-9902（2024）23-0012-05

Abstract： Promoting the digitalization of education in the context of engineering construction in the new era has become a new trend in college education. The digital transformation in the education field has given birth to new opportunities for the modernization of college education in China. As an important part of building a modern agricultural power， the major of agricultural mechanization and automation is of great significance to explore the future development and construction methods of education digitalization in this major. In order to build a strong education country and achieve rural revitalization， reforms have been carried out in aspects such as creating a professional digital faculty team， building digital courses for agricultural mechanization and automation， reforming teaching models， and establishing a network security management mechanism for digital teaching platforms， for the sake of digital education and teaching transformation in agricultural mechanization and automation major.

Keywords： agricultural mechanization and automation; agricultural machinery education; education digitalization; network platform; teaching model

教育数字化是中国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口，为我国教育事业的发展指明了方向。《教育强国建设规划纲要》将教育数字化作为教育强国建设的重要内容进行专门部署，对我国教育事业的发展提出了新的要求，数字化已成为新时期高等教育现代化发展的新引擎，数字化资源平台的建设也就成了高等教育数字化转型中的一项重要工作。

为建设具有中国特色的高校农业机械教育发展模式，为农业现代化进程作出贡献。农业机械化及其自动化专业课程在数字化转型背景下具有广阔的发展前景。随着技术的快速发展，教育数字化不仅摆脱了传统教学方法受时间空间限制的弊端，通过不断扩展的教育资源，还大幅提高了学生学习效率和高校教育质量，促进教育质量持续上升，满足市场对人才的需求，更好地培养适应数字化农业生产的人才。

本文意在阐述数字化教育如何解决传统农业机械化及其自动化专业课程中存在的问题。目标包括更新传统教育理念、打造专业农业机械学数字化教育师资团队、网络教育平台选择和农业机械学课程建设、推动教育模式改革和建立数字化教学平台网络安全管理机制等方面加快建设农业机械化及其自动化专业的数字化进程。

1" 农业机械化及其自动化专业教学数字化面临的挑战

随着科技的快速发展，特别是大数据、云计算和人工智能等新一代技术的广泛应用，教育的数字化转型已成为一项现代教育转型必然的趋势，农业机械化及其自动化专业的课程教学也应紧跟当代科技发展，提高教学质量和教学效率。然而，在专业课程数字化的建设推进过程中，也暴露出了很多问题和挑战。

1.1" 数字化教育师资队伍不健全

随着智能农机、无人机、传感器技术等新技术的不断涌现，农业机械化及其自动化领域的技术更新速度逐步加快，但传统课堂教学技术知识更新速度具有滞后性，无法将最新的科技成果融入教学内容中，导致理论知识与实际应用脱节，数字化教学可有效解决这一问题，然而现有师资队伍数字化教学能力和技术知识水平不足，成为阻碍教育数字化转型的重要因素之一，教师缺乏数字化教学的专业知识和技能，不熟悉在线课程设计、虚拟实验室建设等数字化教学工具和方法，无法满足学生对数字化教学的需求，数字化教学能力和技术素养亟待提升。需加强对教师的培训和支持，提升他们的数字化教学能力和专业水平。

1.2" 核心课程数字化建设不完善

农业机械化教育通过教育数字化的在线课程和远程教学可打破地理或社会经济限制所造成的教育机会障碍，从而促进了教育质量的持续提升，使得更多学生能够接触到高质量的教育资源，其教育资源的数字化改造策略和步骤是实现数字化转型的关键。需要对现有教育资源进行全面的评估和分类，确定哪些资源可以数字化，哪些需要新开发。然后进行资源的数字化改造，农业机械学是农业机械化及其自动化专业的核心课程之一，它涵盖了广泛的理论和应用知识。学生通过学习这门课程，可以掌握农业机械生产的基本原理、技术和技能，有助于他们更好地运用和改进现有的农业机械，甚至进行新型农业机械的设计与开发。应重点关注农业机械学课程内容、教学方法和评估体系的转换，但目前此课程的数字化平台的选择和课程建设还不完善，无法为学生提供系统完整数字化教学内容。

1.3" 学生对数字化教育接受度低

数字化教育通过引入多媒体和交互式学习工具，通过使用视频、模拟软件和在线实验等数字化工具，可以使农业机械化的学生更直观地理解复杂的机械原理和操作流程，从而有效提高学生的学习效率，增进对专业知识的理解和应用能力。但部分学生对数字化教育接受程度较低，一方面源于对数字化教学的熟悉度不足，缺乏对在线课程、虚拟实验室等数字化教学工具的兴趣或信心。另一方面，对传统教学方式的依赖性较高，学生更喜欢与老师面对面的交流和互动，对于在线教学持怀疑态度。教育机构需要采取措施，提高学生对数字化教学的接受度，让学生更深入地了解数字化教学的优势和价值。

1.4" 数字化教学平台网络安全性低

农业机械化及其自动化专业的数字化教育需要通过数字化教学平台来实现，然而平台网络安全问题也逐渐凸显出来，在其他学科的数字化课堂中曾存在外来人员恶意攻击课堂、影响上课进程和破坏上课材料的问题，网络安全问题不仅关系到学生和教师的个人信息安全，也直接影响到教育内容和平台的稳定性。为保障教学活动的正常进行，推动数字化教育的可持续发展，建立数字化教学平台的网络安全管理机制愈发重要。

2" 农业机械化及其自动化数字化教学建设路径

农业机械化及其自动化专业教育数字化转型的发展路径需要从顶层设计开始，确立明确的长远规划和短期目标。长远规划应包括建立全面的数字教育生态系统，涵盖基础设施建设、教师培训、课程开发和学习方法的创新。短期目标则应聚焦于提升现有教育平台的数字化水平，增加农业机械化及其自动化在线课程和资源的数量和质量。

2.1" 打造农业机械学数字化教育师资团队

随着农业机械学教育数字化的深入推进，教师在数字化教学环境中的创新能力和多媒体应用能力显得尤为重要。通过多层次的培训、资源共享和持续学习，农业机械教师能够更好地适应数字时代农业机械化及其自动化专业教育的发展趋势，提供更具创新性和多样性的教学体验。为了更好地满足学生在农业机械领域的学习需求，教师需要不断提升自身的创新意识和技术应用水平，以打造一支优秀的农业机械学数字化教育团队。具体实现方式如下：

1）专业培训，优先选拔一批对数字化技术有着浓厚兴趣的农业机械学教师，在评估教师在数字化信息技术应用、教学设计等方面的相关能力后，学校组织教师进行有针对性的专业数字化教育培训，覆盖农业机械领域内教学技术的基础和进阶培训。培训内容涵盖常用的农业机械模拟软件、最新数字工具和平台的使用、多媒体课件制作技巧等方面，激发教师对新技术、新方法的敏感性。

2）资源共享，线上建立一个农业机械教师资源共享平台，为农业机械学教师提供数字化教学的最新信息、案例和培训资源，促进知识和经验的共享；涉及农业机械的学校和教育机构定期组织创新教育专业论坛，邀请行业专家分享最新的农业机械技术趋势。让教师分享和借鉴优秀教学案例的同时能够随时随地获取到前沿的农业机械学技术动态，启发教师的创新思维，保持对数字化农业机械学教育的敏感性和热情。同时，提高农业机械学教师在数字化教学中的创新能力和多媒体应用能力需要持续的反思和学习，线下学校可定期举办并鼓励教师参与教学反思研讨会，组织经验分享和交流活动，让教师从同行中汲取新的灵感和经验。

3）实践操作，涉农院校可以建设农业机械技术实验室，提供各类数字设备和软件，供教师实地操作和实验。提高农业机械学教师在数字化教学中的创新能力和数字化教学实践应用能力，进而将课堂“线上化”“案例化”“直观化”和“翻转化”等，有效增进学生的参与度、认可度。同时学校管理层可以设立创新奖励机制，激励教师提出并实施创新教学项目，鼓励教师开发包含数字化元素的虚拟现实（VR）农业机械操作新课程，推动农业机械学教育的不断创新发展设计更具实用性和吸引力的课程。

在此基础上，鼓励教师开展跨领域的合作，共同探讨数字技术在农业机械学中的应用，从而激发新的教学创意，进而打造一支能够精通数字化技术、能够适应现代农业教育需求的农业机械数字化教育师资团队，促进农业机械化及其自动化专业教育的不断创新发展，推进农业机械化教育的现代化建设进程。

2.2" 数字化教学平台选择和课程建设

农业机械教育数字化是现代农业教育发展的重要方向，通过数字化平台、智能化设备和在线学习资源，农业机械教育得以在更广泛的范围内传播，同时提升了教育的互动性和实用性。其中农业机械化及其自动化专业的代表性课程农业机械学的数字化平台的选择和课程建设如下。

2.2.1" 数字化教学平台选择

在农业机械化教育中，数字化转型的发展路径和政策措施需要精心规划，以确保长远发展与短期目标的有效结合。此外，选择合适的数字化教学平台是实现高效、动态和互动教学的关键。这要求平台具备高效的数据处理能力、稳定的系统性能和良好的用户体验设计，以满足学生不同的知识需求。目前，利用智慧树平台授课学校超3 000所，已有超1.6亿人次大学生通过智慧树平台跨校修读。其独特的“平台＋内容＋服务”，即平台操作界面简洁明了，方便教师和同学使用，无需长时间特殊培训就可熟悉使用；支持实时互动、作业提交和随堂测验等教学活动的同时还能满足农业机械化及其自动化专业授课的提供农业机械模拟操作服务的特殊需求；平台客服管理人员随时在线解答使用中遇到的各项问题，此种三位一体的业务模式可帮助教师完成教学发展培训，激发学生对现代农业的兴趣，协助教师建设新课程，实现教法改革。

2.2.2" 农业机械学课程建设

以农业机械化及其自动化专业代表性课程农业机械学为例，东北农业大学的农业机械学课程在智慧树平台将课程体系设计为4个主要模块。

1）基础模块，重点介绍农业机械学的基本概念、历史发展、农业机械分类和应用，为学习这门课的学生传扬农耕文化，深植知农爱农、强农兴农的“三农”情怀，增强学生对未来农业发展的认同感、使命感和责任感。

2）核心模块，深入探讨农业机械典型机具，如耕整机、播种机和收割机的工作原理、操作方法、适用范围与核心部件的理论分析，帮助学生深入了解不同机具的功能和作用机理，为学生之后的农业机械设计和创新提供理论基础。

3）综合模块，经过前期的基础和核心模块学习后，着重培养学生农业机械关键部件的设计计算和合理应用能力，通过案例分析提供实践经验，启发学生的创新思维，使学生能够将理论知识应用于实际问题的解决。

4）提高模块，引入国内外农业装备的新技术和新内容，如智能农业机械的自动驾驶和远程监控等新型技术，确保课程内容与时代前沿保持紧密联系。这不仅能够解答学生的疑问，激发他们的学习兴趣，还能够在相同学时内让学习能力较强的学生完成更多任务，促进个性化教学的实现。

学生通过线上学习这门课程，可以实现了解农业机械生产的基本原理—农机技术提高—综合技能提升的三方位循序渐进学习，有助于他们更好地运用和改进现有的农业机械，甚至拥有良好的新型农业机械的设计与开发能力。

2.3nbsp; 定制个性化学习方案，增强学生兴趣

教育数字化在提升农业机械化教育领域的教育质量和效率方面发挥着不可替代的作用，随着技术的快速发展，教育数字化不仅改变了传统教学方法，农业机械教师通过教学活动的“定向化”和“个性化”设计，弥补“一盘棋”式的传统教学方式，强化对受教个体的关注度，进而大幅提高了学生学习效率和高校教育质量。

以东北农业大学农业机械化及其自动化专业为例，农业机械学数字化课程自推行后便在学生中得到积极反响。通过平台聊天和评论功能，增强了师生实时互动性，及时解答学生关于农业机械学课程问题，改进教师教学方法；通过数据分析和人工智能，根据每个学生的学习进度和能力实时调整课程内容和难度，制定个性化学习指导；通过在线测验、作业提交和实时监控学习进度等方式，对学生的学习成效进行持续评估，教师可以及时了解学生的学习情况，并根据反馈调整教学策略，明确下一步教学方向，大大提升了学生对线上课程的接受度、学习兴趣以及学习效率。

学生对于数字化课程参与度如图1所示，此数字化课程确保了学生全面理解农业机械学的关键概念和技能，有效地传授农业机械学知识，培养学生的实践能力和创新思维，可适应农业机械化及其自动化专业数字化转型的发展需求。

2.4" 建立数字化教学平台网络安全管理机制

随着农业机械化及其自动化专业教育的数字化转型，网络安全成为确保教育数字网络平台可用性、可靠性和可控性的关键因素。网络安全不仅关乎技术层面的保护，还涉及到算法的安全性和对数据的保护。在农业机械化及其自动化专业教育数字化教育领域，确保网络安全不仅能够提高教学效果，还能够保障学生和教师在使用数字工具和资源时的信息安全。为推动数字化教育的可持续发展，保障数字化教学平台网络安全，可从以下几个方面建立安全管理机制。

1）定期开展网络安全教育培训。学校定期针对使用农业机械学数字化课程网站的教师与学生开展网络安全教育，提高师生网络安全知识和水平。主要内容包括如何防止教师相关教学内容丢失、无关人员恶意干扰授课过程和学生学习进程被恶意删除及修改等网络安全事件。

2）对使用农业机械学数字化授课平台学生和教师数据进行分类和保护。依据数据重要性和敏感性应用不同级别的安保措施，如涉及学生和教师身份信息的数据采用最高级别防护机制，采用加密技术确保数据传输和存储的安全，严禁发生信息泄露情况。

3）建立严格的权限管理机制，明确责任体系。确保只有农业机械学教学团队人员能够访问关键数据和系统功能，设立助教日常监控农业机械学数字化授课平台安全使用情况，开展常态化内容巡检，真实、客观地记录资源管理和学习农业机械学学生的应用数据，及时发现异常行为。

4）定期进行农业机械学上课数据备份。妥善保存上课数据，建立完善的数据恢复机制，如果遭受恶意网络攻击可迅速启用前期上课数据，在教学内容损坏或丢失的情况下保证教学活动的连续性和稳定性，避免教学事故的发生。

5）进行定期的网络安全检查。通过对漏洞扫描的方式及时发现和修复潜在的风险。保持网络设备和软件的更新，以应对不断变化的网络威胁。组织开展网络安全演练，通过模拟各种线上授课时网络安全事件，及时排查并解决农业机械学数字化授课平台安全问题，提升农业机械学教学团队应急处理能力。

通过开展网络安全教育培训、建立教学平台管理机制和定期进行上课数据备份等多个方面提升农业机械学线上教学平台的安全性，进而保证农业机械学课程教学的稳定性和连续性，以求为师生提供一个安全、稳定、可靠的学习和教学环境。

3" 结束语

农业机械学课程是农业机械化及其自动化专业核心课程之一，随着数字化时代到来，为适应农业机械学在数字化教育中的应用，本研究从教学师资团队、教学手段、教学方法和打造安全教学平台4个方面进行了农业机械学数字化课程的建设探讨，通过数字化教学方法培训和教育资源共享打造高水平数字化教学师资团队；通过基于智慧树平台建立了有东北农业大学特色的农业机械学数字化课程体系；通过数据分析和在线评估反馈机制，定制了个性化学习内容，增强学生对数字化课程的接受度、学习兴趣和学习效率；通过建立数字化教学平台网络安全管理机制，保障师生拥有安全的教育与学习环境。未来的研究还可以进一步根据学生数字化学习需求，建立新的课程体系，开发具有东北农业大学特色的更安全、可靠的数字化学习平台，可以推动农业机械学教育不断创新，迎接数字化时代的发展。

参考文献：

[1] 李永智，刘贵华，马晓强，等.中国教育科学研究院课题组，教育强国建设的世界经验与中国路径[J].新疆师范大学学报（哲学社会科学版），2024，45（1）：238-247.

[2] 范玉鹏，周倩.以数字化赋能中国式高等教育现代化[N].中国社会科学报，2023-02-17（4）.

[3] 教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知[EB/0L].[2020-06-01].http：//wwwmoegov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603462437.html.

[4] 姚松.大数据与教育治理现代化机遇挑战与优化路径[J].湖南师范大学教育科学学报，2016，15（2）：76-80.

[5] 祝智庭，胡姣.教育数字化转型的本质探析与研究展望[J].中国电化教育，2022（4）：1-8，25.

[6] 顾小清，胡碧皓.教育数字化转型及学校应变[J].人民教育，2023（2）：47-50.

[7] 中国教育报智慧教育“国家队”赋能数字化变革：写在国家智慧教育公共服务平台上线一周年之际[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwtb/s5147/202303/t20230328_1053044.htm.

[8] 吴遵民，蒋贵友.数字化时代终身学习体系的现实挑战与生态构建[J].远程教育杂志，2022（5）：3-11.

[9] 熊碧林.基于区块链的精细粒度数字教育资源版权保护研究[D].武汉：华中师范大学，2021.