时间：2023-09-20 18:19:15
导语：在农业机械及其自动化的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词:PLC自动化技术;农业机械;电气控制
引言
伴随着农业的机械化发展，不同种类和功能的机械设备被运用到了农业生产中，大大减轻了农民的劳动强度，提高了农业生产效率。然而从农业生产现状来看，农业机械仍需依靠农民手动操作，自动化控制技术尚未得到普及应用，相关专业人才也比较匮乏，对农业现代化发展带来了一定的阻碍。对此，加强PLC自动化技术的研究和应用大为可行，利用PLC自动化技术实施农业机械电气控制，实现农业生产的自动化，将会彻底打破当前不良格局，加速推进产业结构调整步伐，增加农民经济收入，促使农业发展迈向全新的阶段，为粮食生产安全提供有力保障。
1PLC技术概述
PLC自动化技术是指通过在可编程存储器内编写程序，下达命令，主要是对农业机械的电气系统进行自动化控制，操控农业机械的运转，提高机械设备操作的便捷性，将劳动力从繁琐的机械控制工作中解脱出来，还会减少主观失误，满足农业生产的实际需求，促使农业机械能够更好地服务于农业生产活动，创造更加丰厚的经济效益。PLC自动化技术具有体积小、程序编写简单、使用和维护便利等多重优势，还能在使用环境和条件发生变化时随之进行拓展升级，始终与农业生产相适应，适合目前我国农业生产现代化、规模化的要求，可以预见，PLC自动化技术在农业生产中将备受青睐，并得到大范围的应用，进而掀起农业生产的改革浪潮［1］。
2应用策略
2.1在农用拖拉机中的应用
众所周知，早期农业生产中诞生的最伟大的农业机械产物之一就是拖拉机，拖拉机充分体现了前人的智慧，揭开了农业机械化生产的新篇章。PLC自动化技术是信息时代的重要产物，将其应用于拖拉机电气系统中，起到了优化系统结构的作用，早期机械油压式连接装置被电子油压式连接装置所取代，控制方式更加精准。只需要在PLC中设置运行参数，即可让拖拉机按照这一参数连续平稳地运转，当电路短路时也能及时进行处理，显著改善了拖拉机的运行状态，增加了其使用效益。
2.2在施肥播种机与水稻直播机中的应用
播种和施肥都是农业生产的常见操作，长期以来，运用手工播种模式存在着效率低下的问题，播种不均匀会影响到植株之间的间距，过疏过密都不利于农作物生长阶段的管护，农作物产量也会有所下降。而人工施肥的弊端也比较明显，施肥量过多，将会残留在土壤和植株上，同样会危害农作物的产量和质量。将PLC自动化技术运用于施肥播种机与水稻直播机，单位面积内播种数量是固定的，机械会自动行驶，完全不需要人工干预，植株的间距更趋于合理，且肥料施加均匀，农作物能够得到充足的光照、水分和肥料，长势十分喜人。
2.3在微灌系统和谷物干燥机中的应用
将PLC自动化技术与传感器结合应用到微灌系统中，通过对外界温度、土壤及含水量数据的自动化检测，适时地开启和关闭灌溉装置，既可以满足植物不同生长阶段对水分的需求，又能够防止水资源浪费，避免灌溉量过大造成植株根系的腐烂，给农作物生长创造合理的环境。谷物干燥机中应用PLC自动化技术，实时监控机械热风量、运转情况及谷物的干燥程度，当作业完成后立即自动关闭谷物干燥机，既节省电力，又降低能耗。PLC还具有自动检测的功能，当机械运转异常时自动断电，防止故障发生［2］。
3PLC自动化技术应用存在的主要问题
3.1重视程度不高
无论是技术人员还是农民都没有充分认识到PLC自动化技术在农业机械电气控制中的应用价值，技术人员没有深入到农村了解当前的农业生产情况，也没有结合生产实际进行农业生产技术的研发和创新，不利于先进的生产技术和作业模式的传播。农民对新技术、新设备的接受程度不高，绝大多数农民经过了长期的生产实践更加信奉经验主义，觉得PLC自动化技术和新型农业机械的应用会增加生产成本投入，损害经济利益，对其抱以抵触情绪。因而影响到了相关技术和机械在农业生产中的推广，致使PLC自动化技术及现代化农业机械在农业生产中无法发挥功能，改善农业生产现状亟待提上日程。
3.2研究与投入较少在研究
PLC自动化技术方面我国应该积极参考和借鉴发达国家的先进理论和经验，与我国农业生产实际紧密结合，投入充足的资金和资源用于技术研发和推广，促使研究成果迅速得到市场化转化，给农业生产制造新的利益增长点。然而技术研发工作资金投入不足的问题较为突出，相关部门并没有严格监督资金的使用情况，无法保证资金的充足注入，导致PLC自动化技术研究工作因缺少资金强力支持而后继无力，很难获得预期的研究成果，PLC自动化技术对农业机械的控制精度达不到要求，这极大的制约了我国农业机械的自动化和智能化发展脚步。
4优化对策及发展趋势
4.1加大研发资金投入力度
保证研发资金的充足注入是推进技术创新的有效举措，特别是对于农业机械的自动化发展来说，加强PLC自动化技术的研究，针对技术应用效果进行不断改良，离不开资金的强力支持。相关部门要提高对技术创新的重视程度，切实加大资金投入力度，确保PLC自动化技术研发创新阶段能够持续注入资金，结合我国农业生产现状及农业机械设备使用情况实施技术革新，促进科研活动的稳步有序开展，那么PLC自动化技术就会在我国农业机械控制中发挥有效作用，充分满足新时期农业生产需求。
4.2开展专业技术培训工作
一方面，技术人员要主动学习PLC自动化技术，相关部门也要定期组织培训活动，提高技术人员的专业素质能力，使其充分掌握PLC技术及现代化农业机械的应用情况，了解广大农民群众的生产需求，深入到农村地区，开展技术推广工作。另一方面，对农民的技术培训要使用多种方法，利用新媒体广泛宣传PLC技术和现代化农业机械的价值，面对面地做思想工作，或者是建设农业示范基地，通过组织农民参观，明确PLC是如何控制农业机械的，传授农民技术应用要领，当农民真正享受到先进科技提供的便利后，其运用PLC技术和现代化农业机械的积极性就会空前高涨。
4.3PLC技术的发展趋势
首先，农业机械电气系统的自动化控制面临着严重的干扰问题，这会造成PLC技术下达指令后系统有较长的时间反应，甚至会出现运行异常和故障，使农业机械运行安全遭受威胁。所以未来PLC在农业机械电气控制中的一大发展趋势就是强化抗干扰能力，确保在复杂多变的环境下PLC仍然可以正确发出指令，缩短系统响应时间，减少对农业机械的维护。其次，随着我国对PLC技术的研究不断深入，在农业机械电气控制中此项技术的应用已经逐渐趋于成熟，未来对PLC技术的研究要着眼于数字化、智能化，与DCS技术结合起来，实现二者的优势互补，研发更加稳定的FCS系统，FCS系统相比于传统的控制系统具有数字化控制的优势，赋予了电气系统智能特征，能确保农业机械处于严密监控下，使用和维修都更加科学合理［3］。
农业生产的发展过程受到了自然环境和社会环境的影响，以前人们为了有效解决粮食不足的问题，对于技术进行开发也只是单纯的为了增加产量，但是对于如今的社会，已经基本上解决了温饱问题，人们逐渐对产品的品质及其工作效率加强了要求。农业机械自动化需要以提高生产效率和增加劳动舒适性为最终目的，使农业生产向着高精度和高效率的方向进步。
1.农业机械自动化在当前农村建设中的意义
建设社会主义新农村，是构建社会主义和谐社会的需要。我国社会的和谐是离不开农村社会和谐的，从目前形势来看，农村社会关系总体是健康、稳定的，但是也存在着一些问题。通过强化社会主义新农村建设，加快农村经济的发展，能够很好的维护农民的根本利益，缓解农村社会的矛盾，有效减少农村的不稳定因素，为构建社会主义和谐社会奠定坚实的基础。大力推进农业机械自动化，能够很好的促进农民增收、农村发展，拉动整个经济的增长，不断改善农民的生产生活环境，对于促进和谐社会的进步有着非常重要的意义。
2.农业机械的种类分析
一般来讲，农业机械主要包括动力机和与之配套的农机具。两者主要以牵引、悬挂或者半悬挂的方式相连接；或者是制造成一个整体，例如谷物联合收获机、玉米联合收获机等等。拖拉机假如离开了农机具，那么就不能够在农业生产过程当中起到应有的作用。同时，农机具假如离开拖拉机等配套动力机，那么将不能够有所作为。经过以上的分析，农用拖拉机和农机具的设计、制造、维修和运用一定要依照农业的具体生产进行，不能够进行分割。农机具和备有动力机的联合作业机种类非常多，一般称其为农业机械，即狭义的农业机械。主要包括：土壤耕作机械；农田基本建设机械；播种、施肥机械；收获脱粒、精选机械；植物保护机械；农产品精加工机械；畜牧和饲养机械；装卸运输机械；加工及其冷藏运输机械等等。同时，还包括了农用汽车和飞机等。
3.农业机械自动化技术及应用分析
3.1已有农业机械及其自动化装置
3.1.1应用于拖拉机
现如今，农业拖拉机已经广泛应用了机械油压式三点联结的位调节和力调节装置，又开始开发更加完善的电子油压式联结装置。
3.1.2应用于施肥播种机
依照机械的行驶速度及其检测种子粒数来确定播种量是否真正符合要求的装置，及其将马铃薯种子割成瓣后进行播种的装置等。
3.1.3应用于谷物干燥机
不受外界因素的影响，能够很好的维持热风湿度装置停电或者干燥机过热引发的火灾时，自动掐断燃料供给的装置。
3.2微灌自动控制技术
一般来讲，在微灌领域，我国已经研制出了微喷灌设备、孔口滴头、折射式和旋转式微喷头、过滤器和进排气阀等装备，建立了一些试验示范基地。在一些地区已经实现了自动化灌溉系统，能够长时间进行自动启闭水泵从而灌溉。以上这种系统应用了灌水器、温度传感器、压力传感器和雨量传感器。
3.3自动控制技术应用在精准农业中
一般来讲，精准农业主要是以传统农业及其机械设备作为基础，应用高新技术进行农业生产。精准农业要比传统的农业技术先进，主要表现在应用了地理信息技术、全球定位系统、计算机控制技术等，能够很好的实现农业的定位、定时、定量等，因为农业管理区管理点比较分散，所以应用传统的方法对于数据和信息进行采集时往往比较慢，精度也较差。将电子技术、通信技术和微电子技术有机的联系在一起，应用现代方法进行管理是非常有意义的，比如在灌水、泵站等方面真正实现了自动化监控，农业自动化向智能化方向迈进。精细化设施主要是以温室为主的自动化装置，能够很好的降低成本，提高农产品的产量和质量。同时，这也能够很好的利用农业资源，保护农业环境，是发展持续农业的一个非常重要的措施。计算机视觉技术在我国农业现代化方面已经开始应用，但是在设施农业当中仍然处于一个起步阶段，需要强化该领域的研究及其应用。
4.推动农业机械自动化的措施研究
农业机械自动化虽然已经取得了很大的成就，但是也面临着一些困难，需要不断进行改进，这是不容置疑的。根据当前农业生产技术水平，下文对推动农业机械自动化的措施进行研究。
4.1自动化模式选择
应该依照当前农业生产的技术水平，以提高作业精度、效率、节约能源、提高安全性作为标准，正确的评价不同自动化模式在此方面的效果，科学合理的选择自动化模式，不断推进自动化的进程。
4.2传感器及控制系统开发
在开发农业机械自动化控制装置过程中遇到的较大困难就是在农业生产及其加工过程当中，没有一个较为准确、迅速、非破坏性的传感器，因此，需要研究开发在自然环境之下能够更加准确的检测这些活动的传感器装置，特别是对于能够从田间或培养皿中检测作物生长发育的传感器的开发，它的开发对于作物生长是非常必要的。同时，比较分析从传感器所得数据及其控制参数之间的关系，逐渐开发出相应参数控制装置，这也是非常必要的。
4.3提高耐久性和可靠性
与其他的行业相比较，农业机械通常都是工作在较为恶劣的环境当中，对其进行后续服务是非常困难的，因此产品的耐久性是非常必要的，特别是对于一些自动化装置，因为应用到了一些半导体集成电路等电子化的产品，因此提高产品的耐久性和可靠性显得非常的重要。
4.4认识的转换
以前为了能够更好的提高农业机械化装置的可操作性，一般通过改善机械部分结构或者增加一些装置来达到目的，应用此方法会使机械构造更加的复杂，价格变动更加昂贵，修理也较为困难。为了能够从根本上解决以上这些问题，不能够单纯的去改造这些机械，而需要从农业作物和土壤入手，开发出适合生产实际的自动化机械，例如，考虑小规模农户生产的模式需要，由普及大型农业机械转向开发价格较为低廉的中小型自动化机械。
[关键词]面向工程；面向应用；面向需求；创新教学方法和手段
[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A [文章编号]1005-4634(2012)03-0085-04
0 引言
机械设计制造及其自动化是新疆农业大学机械交通学院科研工作的主要发展方向，为适应新疆经济建设的发展，该专业从2004年开始重新调整了培养方案，增添了新的专业方向(计算机辅助设计制造、设备管理与工程)，使该专业成为新疆农业大学当年招生的热门专业之一，录取分数大大高出普通本科录取线。2005年新疆农业大学机械交通学院以该专业为基础成立了4个研究室：机械设计研究室、农牧机械研究室、精准农业研究室、农业工程信息技术研究室。多年来，该专业为新疆的机械工业、农业机械化发展输送了大批的专业人才，在全自治区尤其是农机行业，具有较大的影响，为新疆农机的发展做出了极大的贡献。
1 优势专业培养模式
新疆农业大学机械交通学院高度重视机械设计制造及其自动化专业的专业建设，在该专业的优势专业建设中首先明确专业建设思路，瞄准培养目标，注重教学方法和手段及考试考核方式的改革，利用开放型实验、实训和实习教学环节，倡导多样的学生科技活动及创新的毕业设计工作，取得了很多宝贵的经验和丰硕的成果。
1.1明确专业建设规划
新疆农业大学机械交通学院在优势专业建设中，明确专业规划的指导思想和目标定位，紧扣自治区农业现代化和新型工业化发展的脉络，培养既有较好理论基础又有较强实际动手能力的应用型人才，在此基础上，制定科学、完善的专业建设规划，做到定位准确，建设思路清晰，建设目标清楚，措施有针对性和可行性。
专业规划的制定及实施措施。(1)人才培养模式。人才培养模式的确定通过以下5个“三个”方面建设：“三个结合”——课堂教学结合实验教学、校园培养结合社会实践、专业学习结合素质拓展；“三个面向”——面向工程、面向需求、面向应用；“三个导向”——鼓励思考、激励创新、奖励贡献；“三个倡导”——求真务实、开拓进取、勤奋谦和；“三个热爱”——热爱学院、热爱学校、热爱专业。(2)课程建设。优化课程体系，注重实践教学环节；在课程体系中，既体现了农业工程的传统(专业方向课程中有农业机械设计课程)，又有适应社会需求的新技术专业方向(如机电一体化、计算机辅助设计与制造等)。(3)实验室建设与实验教学。在专业规划和建设中，实验室建设和实验教学的实验设备添置立足于专业建设的目标；在设备用途上，主要添置利于培养学生动手和创新能力的测试、教学科研型的仪器实验设备；继续实行实验室集中管理、分工建设的办法；学院的实验室管理办公室负责全院的实验室日常管理和实验保障；各教研室的任课教师具体承担实验课教学任务，并负责设计型、综合型及科技创新型实验项目的开发及开设等教学工作。(4)教学改革与教学管理。认真修订本科“一班一计划”的人才培养方案，重点体现在两个方面：首先，明确本专业及其方向的定位，优化课程教学体系与结构，优化实践教学体系与结构；其次，民族语言班级的人才培养方案应真正体现削枝强干和重点培养动手能力的基本要求。
1.2 专业人才培养方案的修定、制定
1)专业培养目标。遵循高等教育和人才培养规律；立足新疆、服务三农、服务社会；探求复合型、应用型、研究型、创新创业型人才培养的途径和方法；注重学生综合素质、实践能力和创新能力的培养。
2)修订思路。人才培养方案的修订思路见图1。
1.3 教学内容与课程体系改革
1)课程体系改革。课程体系及其内容的变革，是高等教育培养综合素质、全面提高教育质量的核心环节。在机械设计制造及其自动化专业的课程体系改革中，以提高教学质量为最终目的，根据专业的发展不断更新教学内容，反映最新学科知识，优化课程体系，强化能力和创新精神的培养。专业人才培养方案教学体系分两大块：理论课程教学体系和实践教学体系(理论教学体系模式参见图2)。
2)课程教学改革。(1)专业课程建设。注重学科知识的综合性与实用性，调整、合并、重组一些课程，避免内容重复；增设拓宽专业口径、体现素质教育、创新精神培养的新课程；取消课程中的部分常规实验，增设综合性、设计性强的实验课。(2)课程管理。创建以课程组(群)管理为体系的管理模式；实行主讲教师课程授课全程负责制；专业课程组进行日常教学、教研、教改等活动。
1.4 教学方法与手段改革
根据课程特点，在教学方法、教学手段、考试方式等方面做了大量的改革工作，取得较好成效。
1)创新教学方法。在教学方法上注重启发式、案例式、研讨式、讨论式、互动式、结构课式等教学方法的研究与应用，结合多媒体现代科学技术手段，加强实验、实习、实训环节，进行开放性实验尝试，尤其是从课堂教学开始就注重学生动手能力的培养。如《机械设计》课程成功探索出了“课内课外相结合，理论与实践相结合”的良性互动式的教学方法，使学生不再是被动的知识接受者，而是主动的求知者、参与者和探索者，他们的应变能力、创新意识在不断地解决问题和积极主动地参与过程中得到培养。
以一条主线、两个阶段、两个层次优化了教学过程。“一条主线”就是提高学生的综合能力、设计能力和创新能力，“两个阶段”和“两个层次”是在教学前期以单一机构的设计为主，使学生对各类机构的特点及设计步骤与特点加以了解掌握；在后期以综合使用多种机构完成特定功能为主。如图
3 为学生动手制作的实物作业(各种典型机构)。
2)考核方式改革。根据专业课程特点，灵活运用多种方法积极进行考核方式的探索和改革工作。从2003年开始经过专业教师多年的努力，探索出了多种师生普遍认为较成功的考核方式，参见表1。
1.5 创新实践教学
以现代工程教育理念为指导，以基本能力训练为基础，以综合应用能力培养为核心，以实践能力和创新精神培养为目标，构建课内外、校内外结合的多层次、立体化实践教学体系。
在实践教学体系的框架下，学院积极创造条件，以认知实验和认识实习、实训、实验室开放、大学生第二课堂、科技创新小组、大学生导师培养等方式吸引学生较早参加科研和创新活动，实践效果好。实验室和各实训中心面向本院本优势专业和相关工科学院开放，开放时间长，效果较好。
在多年实践基础上，建立了符合时代特征、设计科学合理、符合培养目标要求的“一条主线、三个层次、八个模块”的实践教学体系。
“一条主线”：以提高学生综合素质、工程实践能力、创新精神的实践教学培养为目标，着重提高“动手能力、应用能力、分析问题能力、解决问题能力和创新能力”五种能力；“三个层次”：以专业基本能力培养、专业能力培养、创新能力培养为基本平台；“八个模块”：从“专业基础课实验、计算机应用能力、专业课实验、专业课实训实习、专业课课程设计、毕业实习和设计、大学生第二课堂、大学生科技创新活动”八个方面进行专业综合素质、应用能力的培养。实践教学体系设计科学合理，符合培养目标的要求。
2 优势专业建设成效
2.1 学生创新精神和实践能力进一步提升
在新疆农业大学机械交通学院注重培养学生的创新精神的政策鼓励下，重视学生科技素质培养，在学生中大力开展科技创新活动，依托大学生科技活动站开展学生科技发明、制作，大学生科技活动站中以机制、电气专业学生为主导。
5年来，各个兴趣小组共有各个专业的组员近100人，其中机制专业学生累计就有50人，再次证明了学院机制专业学生理论联系实际、热爱科学的特点。
科技活动站包括“机械创新设计小组”、“电子工程兴趣小组”、“数控模型设计小组”等有专业教师辅导参与的大学生群体组织，这不仅能激发广大学生参加各项活动的积极性，提高他们的活动兴趣，还能进一步锻炼大学生的个人特长、工作能力、公关能力和组织能力。
经过多年来的不断努力，近几年新疆农业大学机械交通学院的学生在“全国三维数字化创新设计大赛”、“自治区三维数字化创新设计大赛”、“自治区大学生挑战杯比赛”、“自治区电子科技大赛”、校科技文化艺术节等各类科技竞赛和科技作品展览中都取得了可喜的成绩，见表2。其中，在“全国三维数字化创新设计大赛”中获得一等奖。
2.2 以实验室为依托开展大学生科技创新活动
为了促进自治区重点产业紧缺人才专业的建设，并辐射带动其他专业的建设，扩大大学生创新项目的影响范围，新疆农业大学在6个自治区重点产业紧缺人才专业中开展了第三批大学生创新项目，并以此为契机，将此活动辐射拓展到其他相关专业，进行了创新项目的立项工作。机械交通学院学生(特别是电气工程及其自动化专业、机械设计制造及其自动化专业)踊跃申报项目，2010年成功获批18项，2011年成功获批11项，合计金额达到10万元。同时，还获得2010年新疆农业大学大学生科技创新基金项目15项。目前这些项目都在相关实验室紧锣密鼓的进行中，项目资金都已落实到位。
2.3 学生获得专利情况
新疆农业大学机械交通学院农业机械化及其自动化专业091班的艾力江·如苏力同学是中国发明协会和阿克苏地区发明协会的会员，自2010年进入新疆农业大学机械交通学院学习以来，学院为他继续开展各项创新活动提供了场地(农牧业机械实验室)并指派肉孜老师作为他的指导老师，为他取得发明专利提供了充分的条件。
由艾力江发明的红外线馕坑专利项目2010年1月20日授权。他的《红外线馕坑商业策划书》在2010年“乌鲁木齐市大学生创业计划大赛”中荣获了三等奖；在2010年第7届全国大学生创业计划大赛新疆区总决赛荣获了优秀项目一等奖，在2010年第7届挑战杯全国总决赛中荣获了铜奖。艾力江发明的《红外线馕坑》被国家知识产权局定位为2010年深圳高洽会、第12届中国国际高新技术成果交易会和2010年知识产权洽谈会新疆专利项目中重点推荐的高新、低碳、环保、节能性项目之一，2011年3月12日在北京清华大学已通过国家重点科技项目国家级专家组的评议，2011年4月被自治区农机局和新疆农业大学推荐成为2011年新疆国际农业机械博览会重点推荐的优秀项目之一，在2011年5月的新疆机械博览会上成为博览会的亮点项目，2011年5月被新疆维吾尔自治区知识产权局授予“2011年度新疆大学生优秀发明创造专利获得者”称号。
3 结束语
机械设计制造及其自动化专业是新疆农业大学的传统专业，通过该专业的优势专业建设工作的开展，专业教学质量得到全面提升，学科专业教学内容及课程结构进一步优化，人才培养模式更加合理，学生综合素质进一步提高，初步实现了该专业高水平、高质量的人才培养新平台建设。
继续秉承“面向工程，面向应用，面向需求”的专业培养模式，努力寻求行业、企业的支持，主动为行业、企业培养急需的应用型人才，打特色牌，走特色路，找准专业发展方向和人才培养特色。(1)加强与其他本科院校的学术交流，掌握专业发展和教学改革情况，了解其办学特点和人才特色；(2)深入企业生产一线，积极与用人单位共同探讨本专业人才应具备的能力，取得企业对本专业人才需求情况的第一手资料，明确企业需要什么样的人才，本专业培养的学生应定位在什么技术层次上，从事什么工作，所需的专业知识是什么，进一步明确专业培养方向；(3)在科学论证的基础上，充分发挥自身优势，结合教学体系建设和实践教学环境建设，形成专业特色和人才优势。
参考文献
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[关键词]农业机械化专业 授课方法 机电一体化 教学改革
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）21-0132-02
我国正处于传统农业向现代农业的快速转变阶段，其标志就是以技术及装备为表现形式，通过现代工业技术装备及农业机械化、电气化和信息化等先进技术的应用，最大限度地提高生产效率，节约生产成本，增加农产品产出，降低能源消耗和环境污染。我国现代农业装备技术还处于起步阶段，迫切需要培养掌握现代农业装备技术的新型农机人才，我国高度重视现代农业的技术与农艺的更新，推动农机装备人才的培养与创新，缩短与国外同行业之间的技术差距，从而实现我国现代农业的快速发展与超越。
机电一体化技术是一门新型的交叉学科，是目前许多高等院校工科学生必修的专业基础课，但在我国开设此课程还不足十年的时间，特别是在农业机械化专业的开设更是一个新生事物。《机电一体化》是山东农业大学机械与电子工程学院机电一体化类和农业机械化及其自动化类学生的主干课程之一，是今后设计与研究工作的重要技术基础。由于机电一体化设计课程涉及的知识面和内容覆盖广，机械层面、数据层面和控制参数层面的内容交错、关系复杂，需将理论知识与实践知识紧密结合。对大多数学生而言课程内容繁多，系统性差，难以融会贯通，同时也存在教师难教、内容难整合的情况。笔者在讲授机电一体化课程时，通过对课堂教学内容进行改革、教学相长地引导和加强实践环节训练等方面进行探索和总结，取得了较为显著的效果。
一、机电一体化课程特色与农机专业教学相关问题
（一）理论教学内容筛选非常重要
机电一体化（英文名称为Mechatronics）是在机械技术、自动控制技术、微电子技术、计算机技术、传感与测试技术、接口与总线技术、伺服驱动技术、系统总体技术等学科群体的基础上集成创新的综合叉学科。机电一体化技术的突出特点在于通过各种技术的有机融合，实现产品内部各组成部分的有机匹配和外部整体效能最佳的一种新型集成创新技术。由于机电一体化课程内容非常丰富、涉及面大，在一个学期中学习其全部内容是不现实的。另外，机电一体化和相关技术发展迅速，特别是新型MEMS传感器、新型总线技术、新型电液气的伺服驱动等技术的出现，这就使得在课程内容的组织和取舍上必须加以科学地优选，以特别处理好基本原理、基本模块与学科前沿最新技术的相互促进、共同发展的关系，确定学生应在学习期间掌握哪些基本原理、基本技术就既能使学生掌握基本思想方法和具体技术，又能了解学科发展动态，便于学生课下无障碍自学，这对学生创造力的培养是非常关键的。因此理论教学内容的筛选是非常重要和必要的。
（二）理论教学与实践内容的侧重点融合
机电一体化课程的实践性和应用性强，两者紧密结合缺一不可。仅仅掌握机电一体化设计的基础理论知识远远不够。对于刚刚接触到机电一体化技术的农机和机电专业的学生来讲，理论知识同步实践或者用一些具体实例来讲解才会显而易懂，更易理解。作为本科阶段的机电一体化课程，像是有关的控制理论的数学推导问题并不需要彻底理解，但他们应学会把所学的内容迅速地应用到某些实际问题的解决中。这样，学生既有感性认识，又能上升到理性认知，最后灵活地学以致用。而实践方面的教学必须与课程实验和课程设计配套，因此机电一体化课程的实践环节也非常重要。
（三）教学实践与农机专业培养目标紧密结合
目前一般工科专业的《机电一体化》的课程教学中，主要讲解的是设计、通讯、测量和控制原理、方法以及一些以数控机床、机器人等一些简单应用，目前现代农业机械发展与应用，特别是涉及与自动控制、计算机控制等技术融合的新型农机的机电一体化技术尚未融入农业机械化专业的课程学习中。尽管教师反复强调课程的重要性，学生也对其重要性有认同，但因教学内容、案例与农机专业培养目标联系不够紧密，再加上本课程知识点繁琐、层次多、涉及面广，学生容易产生应付考试的态度，忽视对实践环节，特别是从机电一体化产品开发的角度对课程内容的理解，从而无法对课程产生热情，难以对教学内容产生学习的兴趣，严重影响了教学效果。
二、课程授课与实践环节的探讨
针对现代农业机械化的发展方向和农业机电一体化课程特色，以及上述在机电一体化课程教学与实践过程中应注意的问题，笔者在讲课过程中对课程内容组织、授课方式方法进行了积极探索，实现了学习兴奋点、专业培养目标和实训课程任务“三结合”，全面培养机电一体化人才素质。
（一）结合学生兴奋点，注重培养学习兴趣
尽管机电一体化课程部分理论抽象、内容分散、缺乏系统性、难于理解，但兴趣是最好的老师，一旦学生产生了学习兴趣和实践欲望，才会主动去自学、求知和实践，并由此在心理上产生愉悦体验。日常生活中学生会对一些新鲜的事物非常感兴趣，例如两轮自平衡小车、Iphone手机遥控的四轴飞行器、转魔方机器人等等，如借助于这些学生感兴趣的例子，通过剖析他们的结构和控制原理，破除神秘感，可以激发他们对机电一体化课程学习的兴趣，并将机电一体化课程繁琐的知识点、抽象的内容具体体现出来，因此，激发和培养学生的学习兴趣是学好本课程的前提和捷径。另外，教师向学生展示一些科研成果，既让学生对机电一体化技术有最直观的了解和认识，又让学生了解了现代农业装备技术领域的科研前沿，结合专业方向，使学生带着浓厚的兴趣开始本课程的学习。实践证明，通过大量案例式的授课，学生的学习兴趣、科研兴趣以及学习效果得到了极大提高。
（二）结合专业培养目标，激发学生科研兴趣
随着农机装备技术的快速发展，将GPS技术、传感器技术、通讯技术、机电液一体化技术、计算机控制等技术集成到传统的农业机械中，可实现农机装备的精确定位和行走速度检测、作物产量监测、物料的变量精确投入、精准灌溉测控等，从而实现农业生产全程机械化、自动化、信息化和智能化。传统农机化专业已经实现了从农业机械化向农业机械化及其自动化专业的转换，也是充分体现了专业培养目标的迁移和调整。而机电一体化课程在这种调整中，也自然树立了重中之重的地位。因此各高校也从对该课程师资配备和教学设备投入方面非常重视。
因此，针对现代农机的发展趋势，激发学生的专业兴趣，培养学生研究能力，也就成了机电一体化等课程的任务之一。笔者结合自己在精准农业装备、现代农机装备研制中的科研案例，给学生剖析了精准变量施肥机、高精度谷物测产系统、精准变量喷药机等装备设计、样机加工和测试试验的关键点，极大地开阔了学生在本专业领域的视野，引起了学生对现代农机装备的科研兴趣。
（三）结合课程实训和课外制作，树立系统研发观念
在机电一体化教学中，机器人作为一种典型的机电软综合技术平台，非常适合作为高等工程创新实践教育的载体和对象。而农业机械化专业的学生同样对农业机器人技术非常感兴趣。近年来，机器人技术的模块化、网络化成为机器人研究和开发领域的热点。通过模块化，机器人技术的应用难度大大降低；凭借网络化，机器人技术的应用范围将大大扩充。随着机器人技术的逐渐普及和所用器件、模块的成本逐渐降低，学生已经可以自己制作属于自己的农业机器人。因此抓好机电一体化课程的实训环节，变抽象为直观，将理论和实践紧密结合起来，做到学以致用，可以实现对学生成就感的激励。为此，机电一体化教学组结合学院和学校开展了创新科技比赛，让学生进行机电装备方面的创新设计与制作；通过为学生提供一定的实训平台，准备常见的机电装备设计制作所需的传感器、执行器和控制器，由学生按照自己创作意图实现新型设备的开发。这些实践活动取得了一系列校级、省级和国家级的机电创新大赛奖项的好成绩。从学生的实践和理论课程的成绩看，理论教学和实践紧密结合取得了良好效果，加深了对基础理论知识的掌握，既提高了学生的动手能力，又激发了他们的创造性。
三、结束语
《机电一体化》是培养现代农业机械及装备技术人才的专业基础课，随着现代科技技术的发展，其地位在课程体系中愈来愈突出。笔者针对现代农业机械化的发展方向和农业机电一体化课程特色，从理论教学内容及实践教学内容筛选、学习兴趣引导及知识系统应用等方面展开探讨，并结合教学实际应用，取得了良好的效果。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 杨帮华等.机电一体化设计基础实用教程[M].北京：清华大学出版社，2009.
[2] 孔令荣.高频电子线路教学改革研究[J].中国电力教育，2012（30）.
关键词：自动控制原理；教学改革；创新能力
作者简介：姚立健（1974-），男，江苏建湖人，浙江农林大学工程学院，讲师；彭樟林（1965-），男，江西吉安人，浙江农林大学天目学院，教授。（浙江 杭州 311300）
基金项目：本文系2010年浙江农林大学教改项目“面向农机专业的‘自动控制理论’教学改革与实践”的研究成果。
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）32-0059-02
许多工科院校都开设了“自动控制原理”课程。通过该课程教学使学生掌握自动控制系统的基本原理和分析方法，培养学生运用控制理论解决工程问题的能力。[1，2]在农业机械化及自动化专业（以下简称“农机专业”）中开设“自动控制原理”课程可在教学中树立学生的农业工程意识，提升学生的应用能力和综合素质。该课程具有理论性强、教学内容多且更新发展快等特点，因此，针对农机专业实际情况，改革“自动控制原理”的教学内容、教学方法、教学手段以及考核方式，对于提高农机专业学生理论联系实际的能力、培养应用型人才具有重要意义。
一、农机专业“自动控制原理”课程教学现状分析
1.理论教学与农机应用相脱节
中央和地方相继出台若干促进农机发展的文件，为其发展提供了广阔的空间。目前，农机发展已从简单的数量增加、规模扩张逐步向质量提升、产业升级上来，农业机械正向自动化、智能化等方向发展，为增加农业收入、减轻农民负担、提高农产品品质起到重要作用。而现有的自动控制课程教学忽视了课程理论与现代农业装备的联系，授课教师缺乏农机专业背景。学生虽学习了，却不清楚本课程如何应用，理论教学与实践严重脱节，从而影响教学效果。
2.教学内容陈旧，实验手段单一
自动控制理论更新很快，已由单一变量控制为主的经典控制理论向多变量、最优控制为主的现代控制理论发展。自动控制系统广泛应用在诸如农业收获、农产品加工、精细农业、设施农业等设备或设施中，极大提高了农机的科技含量和生产水平。但目前理论课教学多采用传统经典教材、教者按部就班授课，教学内容很少更新。实验课仍以传统的验证性实验为主，内容简单，实验手段单一，缺乏设计型实验，学生在上实验课时缺乏主动性。
3.课程涉及理论知识较多，难以激发学生的学习兴趣
从控制系统的数学建模到性能分析需要学生既有力学、电学等基础理学知识，又要有电力拖动、电机、电工电子等专业知识，还要有灵活运用知识解决实际问题的能力。[3]整个教学过程中数学推导过程较多，学生听起来乏味。随着农机专业对该课程课时数要求下降，课堂讲授内容更为有限，教师在课堂教学中过多注重数学理论的推理和证明，而忽视学生的自主学习和创新设计，不能激发学生的学习兴趣。
二、“自动控制原理”课程教学内容改革
1.结合农机专业实际，适当调整教学内容
对于农机专业学生来说，本课程具有内容多、理论性强、学时少的特点，对学生基础知识要求较高。[4]因此，教者必须适当调整教学内容，制订适合该专业的教学大纲。首先，教者应把握本课程教学内容和重点、难点。本课程的主要内容和教学重点是运用时域分析、根轨迹分析和频域分析等方法、研究系统的稳定性、快速性、准确性。[5]这些特性是对控制系统的基本要求，也是系统性能的重要指标，如图1所示。在教学过程中，教者要围绕上述三个特性逐步讲解各种系统分析方法以及它们之间的联系，使学生对本课程全局有充分了解。其次，要夯实学生的基础知识。在本课程中需要使用很多复杂的基础理论。许多同学对这些知识已经生疏，因此，在教学过程中需预留一定课时进行复习。对于相对简单的数学计算，要求学生掌握笔算方法，复杂计算应借助计算机软件（如MATLAB）辅助学习，以提高教学效率。另外，随着新技术、新方法的不断涌现，可根据实际情况对教学内容进行适当增删。可增加部分现代控制理论的内容，如智能控制、模糊控制等。对于教学大纲没有规定的内容，鼓励学生课后自学，培养学生独立思考、解决问题的能力。
2.结合农业工程背景，加强应用能力培养
许多教者在讲授自动控制基础理论时仅注重理论分析与推导，忽视与实际结合。在教学过程中，应将枯燥的数学模型与生动的工程实例联系起来。如介绍复合控制方式时可以农业机械中的谷物湿度控制系统为例，[6]如图2。
通过分析该系统方框图，学生可掌握控制系统的一般组成，如控制任务、被控对象、被控量和执行机构等，同时还能了解如何将自动控制理论运用到现代农业装备中去。
事实上，虽然自动控制系统的组成可以是纯机械的、电气的，也可能是液压或气动的，但建立这些系统数学模型的方法基本相似，甚至模型的形式完全一致。如通过RLC无源网络可构成一个二阶系统，通过弹簧—质量—阻尼器机械振动机构同样也可以组建一个二阶系统。因此在建模教学时，教者应通过对数学、电工学等基础知识的复习，利用各个元件的物理规律以及相互联系建立各环节的微分方程，最后得到系统的传递函数。结合典型农业工程实例教学，可以使学生摆脱各种类型系统的外部关系。而抓住这些系统的内部规律有助于拓宽学生的专业视野，提升学生的应用能力。
《机器维修工程学》是石河子大学特色专业“农业机械化及其自动化”的骨干专业课，是机械电气工程学院“工业工程”专业、“机械设计制造及其自动化”专业和高职“机械电子工程”等专业的主要专业课，课程具有一定的理论基础，又是技术性、实践性很强的综合专业课。
课程组紧密结合机械维修工程应用性和实践性强的特点，考虑学生缺乏具体的生产实践经验，单纯靠讲解很难达到理想教学效果的具体情况，运用教师科研、周边企业以及校内外实习基地的实际资源，通过近年来的教学改革和实践，建立了理论与实践教学相协调、课堂教学与实验相结合、教学与生产实习紧密联系的三位一体教学模式。教学改革成效主要体现在以下方面。
一、优化机械维修课程教学内容体系，进行案例教学的探索与实践
课程组结合机械维修课程教学内容的体系与特点，从培养学生多方面工作能力要求出发，就课程教学内容构建了五大教学模块：机械可靠性理论、修理与修复工艺、机械故障诊断技术、维修经济分析与管理和实践教学。课程在教学过程中采用螺旋上升式来组织课堂教学，注重维修基础理论和各类修复技术和方法共性部分的讲解，在着重阐明机器故障诊断技术基本原理的基础上，结合兵团农业机械化的发展和大型农机装备的特点，介绍兵团农机维修对诊断技术的需求，激发学生的学习兴趣和积极性，促使学生自主学习。采用案例教学法，针对企业生产中存在的实际问题，将其作为课堂教学的典型案例进行分析，调动学生参与讨论解决生产实际问题的积极性，从而提高大学生分析解决实际问题的能力。
二、构建“理论教学、实验与实习相结合”的三位一体教学模式
课程组结合兵团区域经济与区域特色，兵团农业机械机、电、液、信一体化发展方向与要求以及学科的发展动态，不断充实新的教学内容，完善实验教学课程内容，在实验教学中，由基础类实验向综合类和设计类实验延伸，开发了虚拟实验平台，增加了机械故障诊断实验、液压系统故障诊断试验，并新增了故障诊断检测仪器及软件、发动机马力试验台、液压试验台、车模型及仿真试验台、无级变速器、新型拖拉机（迪尔454、迪尔300、迪尔1054）等仪器设备，为机械维修试验教学提供了良好的条件。将部分基础类实验内容安排在“修理生产实习”中进行，研究建立了“理论教学、实验与实习相结合”的三位一体教学模式，重视学生实践动手能力与科技创新能力的培养。成果简介及主要解决的教学问题（续）。
三、拓展修理生产实习内容，激发学生解决实际问题的能力与团队协作能力
为适应现代化机械设备集机、电、液、信一体化的特点及发展趋势，课程组实时地完善了拖拉机修理生产实习方式，在校内实习的基础上，增加了校外实习环节，依托学院校外实习基地，如：新疆吉峰天信国际贸易有限公司以及约翰迪尔新疆售后服务点，修理实习过程中增加了约翰迪尔2054、纽荷兰T2104、凯斯CPX620采棉机等机型，从而拓展了实习内容，在原有铁牛-55、东方红-502拖拉机等单一机械部分故障维修的基础上，扩展了约翰迪尔2054等拖拉机的机械、液压、电气及控制部分的维修内容。在为期4周的实习过程中，采取就车修理法，团队协作讨论维修方案，并解决修理过程中遇到的实际问题。这极大地提高了大学生的实践动手能力，锻炼了团队协作能力，激发了学生解决实际问题的能力，使学生可以结合自身学习的专业知识，动手实践，解决实际工程问题。
四、加强产学研联合，坚持“校内教师走出去，企业专家请进来”的思路。
课程组教师从2008年至今多次前往多家合作公司进行参观、实地考察、学习，并帮助解决实际技术问题，主要针对大型空气压缩机电机振动异常现象进行现场测试、信号采集以及分析，为该厂提供了解决方案，不仅为企业解决了实际生产问题，还收集了相关素材与案例，拓展了教学资源。课程组教师多次参加全国设备管理与维修工作培训与学术交流会议，先后邀请多名校外专家开展了专题讲座和知识交流，包括新疆天业集团、宝钢集团能源等。组织学生多次听取了关于“机械振动测试在工程中的应用”等相关报告。
五、深化三位一体教学模式改革与实践，不断加强教师队伍能力
目前，课程组中研究员1人，教授1人，副教授2人，讲师2人，实验师2人，近年来课程组承担教学研究与教学改革项目10余项，取得各类教学成果奖励20项，发表教改教研论文20篇，国家级教材与专著8本。在大学教务处课堂教学质量评分中，课题组主讲教师的评教成绩均在90分以上，4人主讲的课程被评为石河子大学优质课程。课程组教师荣获石河子大学优秀党员1人次，石河子大学优秀毕业设计指导教师3人次，机电学院优秀毕业设计指导教师10人次，“石河子大学教学研究实践奖”1人次，“石河子大学优秀教案奖”1人次，石河子大学优秀教学成果奖6人次，石河子大学“3152”骨干教师1人。
随着高等教育的国际化，为了使我国工程专业教育体系与国际接轨，国家层面开启了工程教育专业认证。目前，已进入第二阶段，为了保证高等工程专业教育的质量，构建符合国际化的专业认证体系，通过资源整合，实现高等工程教育资源的优化配置，提高教育资源的使用效率，提高办学效益，提高人才培养质量，意义重大深远。
关键词：
高等工程教育；资源整合；整合机制；配置模式、专业认证
20世纪50年代开始，全球发达国家的高等教育在“大众教育化”浪潮的推动下，高等教育规模迅速扩大；各国政府、跨国公司、学生家庭都从不同角度对高等学校的教育质量提出质疑，迫使高等学校建立质量保证体系，推进质量保证活动。由于工程类专业的国际通用性和可比性强，工程教育国际化步伐较其他学科领域更快，以及我国已经加入WTO等原因，我国的工程教育必须尽快适应国际工程教育发展趋势，建立具有国际可比性的中国工程教育标准和认证制度，保持我国工业和工程教育在世界上的应有国际地位和声誉。随着高等教育的国际化，为了使我国工程教育专业体系与国际接轨，国家层面开启了工程教育专业认证，全国工程教育专业认证试点第一阶段已经结束，第二阶段已经开始，第一阶段五年间内完成了300多个，第二阶段计划再用5年时间开展180个专业认证试点。工程专业认证是保证理工科教育体系与国际化接轨，培养具有国际化视角的工程技术人才。高等工程教育的资源整合是保证工程教育专业认证专业建设、整合办学资源，为高等工程教育专业提供良好的硬件基础和支撑。我国的高等教育从精英化到大众化，高等院校实现了规模性的扩张，我国的高等工程教育资源，由于地域经济发展的不平衡加之扩招，2015年高等教育在校生达到4400万，出现了高等教育资源的不足与分布不均衡特征。加之政府投入不足，高校的资金筹措能力有限，如何有效的整合高等工程教育资源及配置模式，最大限度的发挥现有资源的使用效益、效率是摆在我们面前的一个重要的任务。
1国内外研究现状
20世纪60年代，美国的知名专家、学者舒尔茨从人力资本论的角度，全面系统的研究了教育经济效益。提出人力资本投资是高等教育的重要组成部分。80年代，英国的阿特金教授在《教育经济学引论》一书中，阐述了教育效率问题，认为“分析教育效率时，最困难的莫过于度量和估计教育的产出”。90年代，国外的教育经济学得到了快速发展，在教育资源的利用、教育成本分担、教育的收益以及教育的产学研经济面进行了大量的研究，取得了丰硕的成果。目前，国外在高等教育国际化、区域化、经营化等方面进行了深入的研究，哥伦比亚大学校长李•C•伯林格，斯坦福大学教授马丁•卡诺依在教育的国际化方面进行了深入的研究；美国得州大学奥斯汀分校校长拉里•R•福克纳教授，日本早稻田大学校长白井克彦教授，对高等教育区域化进行了深入研究，认为高等教育区域化是动态的过程，大学传统是其发展的源泉。我国的高等教育资源的研究起步较晚，20世纪90年代初期，从政府层面出台了《关于加快发展第三产业的决定》明确提出教育是社会生产力，教育属于第三产业。90年代后期，由于受到经济和资源、经费的限制，提出“高等教育产业化”意在引入市场机制，推动高等教育的资源整合和使用效益。2001年，学者赵利，提出利用市场资源的有效配置模式，进行教育“产学研”一体化经营模式，推动知识资本市场化，拓展办学资源和规模。
2004年，李钢等人提出在校企合作的基础上尝试办“校中校”也就是现在的独立学院模式。高等教育市场化、产业化，弥补了高等教育办学资源的不足，高等院校的合并与重组，在一定程度上实现了资源共享、盘活资源，促进了资源的合理配置，提高了教育资源的使用效率，提高办学效益，提高了人才培养质量，有助于推动当地的经济发展。2006年，杨占江提出，利用网络平台，通过网络技术，实现高等工程教育资源共享。2009年，刘华等人提出全面整合实验教学资源，推动工程教育中心建设，以专业认证为载体，提高人才培养质量。2011年，陈文松提出以专业认证为契机，以提高人才培养质量为宗旨，全面整合课程体系、师资队伍以及产学研合作整合高等工程教育资源。2015年，赵旭丽构建了工程教育认证背景下的人才培养体系。
2高等工程教育资源的整合机制与配置模式
随着高等教育的快速发展，高等教育经历了深刻的变革，由计划体制向市场机制的转变，引入市场机制，拓宽了高校的办学自，但由于种种原因，高等教育整合的机制还有待进一步改革与探索。厉以宁讲高等教育资源分为两个层次：宏观、微观。宏观上，政府和各级智能部门将教育资源配置给效益好、最需求的高校；微观上在高等学校现有的条件下，如何发挥资源的最大效益。
2．1完善政府主导的资源配置模式我国的高等学校办学的主体为政府，政府层面通过顶层设计，实现高等教育资源的优化配置，在一定程度上由于高校所处地域以及经济发展因素，导致了资源配置的不平衡，高等学校是人才培养的阵地，完善政府主导的资源配置模式，按照国家经济的对口资源模式，高校与高校间开展协作，强势学校在学科、人才、课程、专业等建设上为地方普通高等学校提供支持。政府作为高等教育资源配置的主体，在政策、资金等方面，统筹安排，给予高校办学自，拓展资金来源途径，确保高校经费充足。同时，建立健全各种评价机制与措施，尝试通过第三方对学校现有资源进行评估，找准差距。力求在政府层面为大学提供更多的优质教育资源。
2．2完善大学教育资源配置模式1998年，《高等教育法》颁布实施，确立了高校以党委领导下的校长负责制，赋予校长法人地位以及行政管理权力，高等工程院校，逐步完善大学制度，建立完善的大学治理结构，发挥教授治学的作用。在学科、专业、课程体系建设上，发挥学科平台的优势，集中优势资源打造特色学科、特色专业、以及特色实验室，课程体系着力打造精品课程，发挥教师的主观能动性，平衡学校利益相关者。同时，高等工程院校找准自己的定位，发展目标借鉴同类院校，并加强特色和区域辐射作用。在基础设施方面，整合教学科研仪器设备，教育用房、实验室用房、图书资料建设。教学仪器设备尤其是大型仪器设备通过国家、省市的资源共享平台，对外开放。教学仪器设备整合的重点是以学科为单元建立学科群平台，整合现有的房产资源、为教学、实验室提供优质的教学资源，丰富图书资料建设，为科研做好知识储备。
2．3引入市场机制丰富大学资源配置模式引入市场机制，建立高校、科研院所、企业的合作模式，实现产学研一体化。通过校际、校企、科研院所的耦合联动效应，打破传统的资源整合模式，通过市场资源的有效配置，如校企联合，高校借助企业的硬件资源，通过校企共建，低价购买或企业赠送的形式建立校企联合实验室，高校为企业提供人才和技术支持，企业为高校提供硬件资源平台。同时，企业引入高校大学生到企业工程实习实践，促进高校人才培养的工程实践能力，也为企业做好相应人力资源储备。校际、科研院所可通过共同解决某一领域科学、技术问题，进行联合，实现优势资源的互补。
3以工程专业认证为目标，构建课程资源体系案例
机械工程学院是佳木斯大学设立本科专业较早、办学规模较大、专业数量最多的学院。学院设有机械设计制造及其自动化、机械电子工程、农业电气化、车辆工程、交通工程、能源与动力工程、工业设计、农业机械化及自动化、包装工程9个本科专业，一个卓越工程师教育本科专业———机械设计制造及其自动化。其中，机械设计制造及其自动化与农业机械化及自动化两个专业均为省级重点专业。学院拥有一个现代加工技术实训中心、一个农业工程省级实验教学示范中心，一个机械工程校级实验教学示范中心，一个农业工程博士后工作站。机械工程学院整合课程资源增设和加强实践教学环节、职业技能培训、通用技术课程和工学综合性、创新性实验等课程，使学生掌握科学方法、获得终身学习能力；精减学时，合理设置选修课程，周学时保持在24学时，给学生更大的学习空间和更多的学习时间；每学期开设约30个科技文化讲座，开拓学生的视野，扩大知识面，为继续学习和深造奠定基础。横向课程整合：各门课程逐渐融合成为工程教育系统模块，以工程案例为引导进行教学纵向课程整合。机械工学院建立现代加工技能实训中心，购置现代化、智能化的设备，设立技能训练模块。培养学生的实践能力。改革考试模式，建立标准化考试模式，通过虚拟仿真、工程教育资料阅读等列入考站，增强学生分析与解决工程问题能力、工程思维能力、工程实践能力、沟通交流能力、科学伦理等方面的内容。总之，高等工程教育课程资源体系，要与时俱进，适应工业发展的需要；以工程教育资源定规模，实现可持续发展；完善制度，规范管理，保证质量；顺应高等工程教育趋势，整合高等教育资源，建立现代高等工程教育课程体系。
参考文献
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2张志刚．高等教育区域优化研究［D］．山东师范大学，2009
3杨占江．加强高等工程教育资源共享的构想［J］．高等工程教育研究，2006（3）
4陈文松．工程教育专业认证及其对高等工程教育的影响［J］．高教论坛，2011（7）
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6赵旭丽．工程教育认证背景下的人才培养体系［J］．教书育人（高教论坛），2015（15）
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关键词：自动化英才班;试点学院;实验室建设;人才培养
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）43-0137-03
一、自动化专业发展概况
作为高等教育的自动化学科专业，以其口径宽、面向广和需求多的特色，经过五十多年的发展，已成为最大的学科专业之一[1]。在自动化专业发展的过程中，出现了许多传统学科专业名称中嫁接“自动化”或“控制工程”的现象，如“电气工程及其自动化”、“机械设计制造及其自动化”、“过程装备与控制工程”、“农业机械化及其自动化”等。教育部最新公布的专业目录中，以自动化或控制工程命名的专业共有八种，占工学类专业总数的11%以上[2]。
由此可见，自动化专业的发展在我国经济发展及大学教育中占据十分重要的地位。但是这也给现在的自动化专业留下了一个非常尴尬的问题，即带有行业背景的和自动化相关的专业如“电气工程及其自动化”都从传统自动化专业剥离出去了，当前保留下来的自动化专业是没有任何行业背景的。这种情况导致了学生对专业了解的缺失以及对自身发展的迷惘，学生普遍感觉不清楚自动化专业究竟是做什么的，学完这个专业后能从事什么样的工作。虽然在入学初老师们都给学生介绍了自动化专业的特点，但是学生普遍还是不了解。当前自动化专业主要存在的问题有：（1）人才培养模式老化，工程应用能力、创新能力弱;（2）教学模式单一，自主学习能力低下，难以调动学生学习的兴趣;（3）眉毛胡子一把抓，忽视专业主干课，学生的专业素质下降;（4）知识更新慢，教材建设不能与时俱进[3];（5）专业特色不明显或者没有专业特色;（6）体系上和理念上的教学模式问题[4]。
二、自动化英才班人才培养改革方案
三峡大学电气与新能源学院针对自动化专业改革需求，提出建设自动化英才班，实施小班化教学，变革传统培养方案，对部分课程实施双语教学，改革了实践教学环节，取消了传统实验方法，以课程作业和综合作业的形式完成实践教学等改革方案。
1.传统教学方法。传统教学方法的问题主要体现在：方法比较传统、单一，文字教材“一统天下”，缺乏多样性、效率性;以教师为中心的传统的集中授课“满堂灌”，使学生的独立思维、发散思维、批判思维和创造思维得不到充分培养，不利于创新精神、创新能力人才的成长[4]。在三峡大学电气与新能源学院，自动化专业同样也存在这些问题，学生不习惯于主动学习，很少有学生能积极主动地思考教学中出现的问题。如作者所承担的《单片机原理及应用》这门课程，在课堂教学中，作者试图在课堂上引入一些新的教学办法，如“基于PBL的教学模式”、“反转课堂”这两种方法。对于前者，少部分学生表示还可以接受，大部分学生都表示不能接受这种问题式的教学方法;对于反转课堂，学生普遍反映不能适应，建议不要采用。其实这两种教学方法都是非常好的教学改革实践思路，为什么大部分学生都不能接受和适应呢？这就说明了在小学、初中、高中阶段已经习惯的传统的被动式教育理念给学生带来了非常大的负面影响，学生自主学习能力和自主思考能力非常差，严重依赖于教师的课堂指引，这种教学观念非常不利于培养学生的积极能动性和创造性。
2.针对传统教学方法的改革措施。为了克服这些难题，三峡大学电气与新能源学院针对自动化专业，提出了英才班建设方案，相比普通班的培养计划，变化非常大，主要体现在：彻底修改以往传统的教学观念，将培养方案修改为由通识核心课37学分、学科基础课28.5学分、专业核心课38.5学分、素质拓展课（最低要求选修14学分）和专业拓展课（最低要求选修34学分）五部分组成，在完成素质拓展课和专业拓展课最低要求选修学分基础上，学生在导师指导下必须再选修部分课程学分，使总学分达到最低毕业要求的166学分。通识类课程主要包括思想教育类课程、历史、英语、体育等基础课程，属于公共必修课。学科基础课包括数学类、物理类及机械制图。专业核心课程包括《电路》、《电子技术》、《自动控制原理》、《数值分析》、《单片机原理及应用》、《电器与可编程控制器》、《电机与拖动》、《传感器技术》，都是属于控制类专业的必修核心课程。
与传统的培养方案相比，自动化英才班最大的特色体现在专业拓展课和素质拓展课上。
表1中，课程作业模块包含6门课程作业，学生结合自己的实际情况至少选择3门课程作业，综合作业模块含3门课程，学生至少选择一项完成，工程师课堂模块中，毕业设计是必选模块，其余依据学生自身兴趣自选，但总学分不得低于18学分。
素质拓展课所含内容见表2。
素质拓展课要求至少14学分，所选课程类别不限，不要求与专业相关，学生任凭兴趣选择，宗旨在于培养学生的个性，充分尊重学生的个性发展。
3.实施小班化教学。现行教学模式中，几乎都是大班教学，一个班级中学生人数几乎都是120人，有的课程甚至到了150人，可以想象，在这种教学模式下，教学质量将会大打折扣。为了进一步提高人才培养质量，自动化英才班全面实施小班化教学，每个班级人数限定在30人，采取只出不进模式，即如果所选定的30人，在今后的学习中如果不能满足英才班的要求，将会回到普通班中，但是所缺名额将不会递补，此举在于给学生一定的压力，使其将压力转化为动力，从而更加有利于促进学生的发展。
三、实践教学环节
实践教学是传统教学中比较薄弱的一环，针对前面提出的各种弊端，三峡大学电气与新能源学院借助试点学院改革的契机，实施基础实验体系、专业实验体系、创新实验体系。基础实验体系包括校平台基础实验，如军训、金工实习、物理实验等;学院平台实验，主要指我院5个专业共享的5基础实验平台。
专业实验体系由课程作业平台、综合作业平台和工程师课堂三个部分组成。
1.课程作业平台。课程作业实验体系主要针对实践性很强的几门专业基础课和专业课设置，包括：《单片机原理与应用》、《可编程控制及应用》、《自动控制理论》、《电力电子技术》、《DSP原理与应用》、，《计算机控制》。课程作业与以往的课带实验有本质区别，以往的实验主要是教师先讲述实验要求、目的和过程，学生基本都是依照老师的思路完成。改革后的课程作业教师只针对实验平台做基本介绍，然后给出任务书，其余大部分时间都留给学生完成。至于学生采用什么样的思路来完成该课程作业，都交给学生处理，教师只在大方向上加以掌控，保证学生能及时完成。
2.综合作业平台。结合自动化专业的实际特性，这里设计了三项综合作业：电子系统综合作业、计算机系统综合作业、控制系统综合作业。综合业单项4学分，学生至少选一项完成。每项综合作业的准备工作要在开课学期的前一学期准备就绪，这里包括综合作业申报表、综合作业任务书。申报表和任务书要求说明每项综合作业中的总体目标、任务分解、要求的结果、评分方式等。每个教师可以申报多项综合作业，同时每项综合作业必须包含多个学生，依靠学生之间的配合来完成最终目标。
3.工程师课堂。工程师课堂主要包括邀请校外专家进课堂，以及主要针对大学生的课外科技活动，以提高学生的创新能力，其设置有大学生电子设计大赛、电子与创新设计、数学建模、挑战杯、全国大学生工业自动化大赛等赛事活动，所选中的赛事都要求是国家级的竞赛，由教务处认定，同时配备课外专职辅导教师。为了鼓励学生积极参加各项赛事，这些赛事本科生和研究生都可以参加。
四、结束语
自动化专业经过多年的发展，目前已经到了需要改革的时刻，各个高校应该根据自身的实际特点充分发挥专业特色。三峡大学电气与新能源学院自动化系在湖北省省级试点学院的春风下，借助电力行业的背景，从锻炼和培养学生的学习兴趣、充分发挥学生的自主能动性、尊重学生的个性发展、积极培养学生动手能力等多方面出发，修订了针对自动化专业英才班的人才培养方案。目前该方案正在实施之中，自动化专业的每名教师都积极参与到试点学院改革浪潮之中，作为一名教师，如何更好地培养学生，还需要进行积极的探索。
参考文献：
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The Exploration and Practice of Student Training Mode for Automation
LIANG Hui-jun，WANG Ling-yun，TAN Chao
（College of Electrical Engineering and New Energy，China Three Gorges University，
Yichang，Hubei 443002，China）
关键词：卓越工程师；校企合作；人才培养；思想政治教育
0引言
2010年6月，教育部正式启动了“卓越工程师培养计划”，旨在培养和造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程的技术人才，以适应国家经济形势发展的需要。该计划的实施对于我国“高等教育根据社会经济发展形势来调整人才培养方式，提高人才培养质量，推动高等教育与教学改革，增强毕业生就业能力、提高毕业生就业率都具有非常重要的现实意义”。众所周知，机械工程专业属于工科范畴。传统的机械工程在向现代化机械工程转变的大背景下，我国的机械工程类产业的快速发展必然急需大批量的高素质的卓越型机械类的工程师。而我国传统的机械类工程科技人才的培养往往与社会需求相脱节，无论是人才的培养模式或方式，还是成长环境都不能很好地适应当下社会发展对工程类人才提出的高标准的要求和需求。这也迫使各大高校在国家实施卓越计划为契机的大背景下，必须深化学科专业的人才培养模式和改革创新，以培养出卓越的工程类人才。
1人才培养现状南京林业大学是江苏省
“卓越计划”高校之一，学校根据国家《卓越工程师教育培养计划通用标准》，结合学校特色和人才培养定位，制定了全面的教育培养计划方案，以推进人才培养模式改革，提升工程技术人才培养水平。机械电子工程学院自1958年招收的首届机械类本科生以来，至今已经有近60年的发展历史，多年来为国家农林机械类行业培养和输送了一大批优秀人才。现有机械工程一级学科博士后科研流动站、机械工程一级学科博士点、机械工程一级学科硕士点；机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、林业机械工程等多个二级学科博士点；机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、车辆工程、检测技术与自动化装置、农业机械化工程、控制理论与控制工程等7个二级学科硕士点；机械工程、控制工程等2个工程硕士专业学位点，农业机械化农业推广硕士专业学位点。随着国家改革开放的不断深入，尤其是现在已进入到改革深水区，高校必须面向市场办学，这将会对传统办学的理念和培养人才的模式需求带来了更高的要求。但就学院机械工程专业的人才培养模式而言，依旧沿袭传统的人才培养模式，即只注重基础理论知识的灌输，不重视学生的实践能力和创新能力的培养。根据学院近5年的本科生就业去向统计分析，机械工程专业每年基本招生8个班左右的学生，就业率居学校各专业的前列，但是有近五分之一的毕业生并没有从事与本专业相关领域的工作。进入机械工程专业及相关专业领域的工作的毕业生，企业虽认可机械工程的专业的人才培养质量，但其存在的创新能力不强、动手能力差及吃苦耐劳精神不足等问题，更不能很好地适应行业对专业技术人才的要求不容忽视，必须引起学校的高度重视。“卓越人才计划”是一个系统的高等教育人才培养计划，不仅具有独特的指导思想、基本原则和实施内容，也在组织实施上有着与众不同的明确规定。国内工程教育界人士经过大量研究，提出其具有三个特点：一是行业企业深度参与培养过程；二是学校按照行业标准和通用标准培养工程人才；三是强化培养学生的工程实践能力和创新能力。笔者本次就以南京林业大学机械电子工程学院在相应工作中的思路和做法进行分析。
2校企深度合作搭建培养卓越人才的途径与探索
2.1创建校企合作平台，建立卓越工程师培养实践基地
2014年11月至今，机械电子工程学院通过走访校友，多渠道调研与宣传等方式对有意报名参加校企合作意向的企业单位进行面试与筛选，确定出镇江中福马机械有限公司、苏州苏福马机械有限公司、泰州林海集团、南京乐鹰商用厨房设备有限公司共4家公司签订了卓越工程师计划实施的合作协议，作为机械电子工程学院首批卓越工程师培养计划的实践基地。这批实践基地将作为学院今后的卓越工程师计划的顺利开展汲取丰富的理论与实践经验，也为今后组建卓越工程师计划的实验班而培育。2014年11月与2015年11月，经学院大四年级学生的申请报名参加卓越工程师计划，专业老师与企业导师共同对学生进行一对一面试的双向选拔，即确定了一名学生由企业与校内两位导师共同指导的培养模式，共选出16名大四年级的毕业班学生分作为首批加入卓越工程师计划队伍，赶赴企业进行毕业设计或毕业论文，经过近一年的校企合作中的摸索与探索，在双方指导老师的培养与学生自身努力下，这16名毕业生顺利完成了毕业设计，且其完成的毕业设计论文质量明显要高于在校学生完成的质量，缘由归于这些学生在企业学习阶段，能直接接触到企业生产设计的一线，充分了解企业生产的规范与流程及企业文化，更好地将理论知识与实践经验相结合，从而取得了优异成绩。
2.2强化校企深度合作，共同制定人才培养标准，促进校企合作双赢
在确立作为机械工程专业卓越工程师计划的企业过程中，学校与企业都需从各自最关心的问题角度出发，共同商议制定人才培养标准。因为产学研相结合是工程教育的一个重要特征，也是工程教育的一个本质要求。学校从学生教育的角度及办学理念出发，在校大学生的培养显然缺乏实际工程案例，企业的先进技术装备和生产工艺，要提高学生的实践动手能力与解决实际生产过程中的问题就必然要去企业生产一线，为此，要实现工程教育的要求必然离不开企业的深度参与培养过程。企业从引进人才的角度来看，通过企业对学生培训，致使其能够适应企业的工作要求和考量，但这必然会增加企业的成本。因此，只有加强校企深度合作，才可以使机械工程专业人才的学校教育与企业的专业培训对接起来，这对学校与企业来说是双赢的结果。机械电子工程学院与上述提到的4家企业，在制定卓越工程师人才培养方案过程中就各自关切的问题均体现和表达出来，如学校通过企业对学生的培养的达标要求，企业需要学生完成的指标任务等进行详细商讨后在签订合作协议。
2.3强化卓越人才计划学生的思想政治教育
在本次选拔出参加卓越工程师计划的这批学生中，学校不仅仅关心关注他们在校期间的各方面的表现，更加注重和关心他们在企业实习期间的表现，通过校企双方的相应指导老师对其加强思想教育，让其感受到校企双方的关心和关爱。机械电子工程学院在与企业制定卓越工程师培养计划方案过程中也明确了这点，学院这边配备相应学生的政治辅导员老师作为这批学生的思想政治教育的牵头人，企业也专门配备一名指导老师作为学生的思想政治教育老师，学生在企业实习期间，通过校企双方老师的定期沟通与交流时刻掌握学生的思想动态，对可能存在的些许问题及时加以引导与开导并加以教育，本批次的16名学生均很好地完成和遵守学校与企业为其制定的培养指标和政治要求，校企双方的思想政治教育老师的配备为学生的成长与成才保驾护航。
3结论
“卓越工程师教育培养计划”是工程教育满足国家战略需要，服务企业需求、创立校企联合培养机制，以解决人才培养过程中校企脱节的重大教育改革项目，也是一项系统工程。机械电子工程学院为积极响应国家重大教育改革项目，即卓越人才教育的培养进行了探索，为今后学院组建卓越工程师计划班的开展积累经验，从而也为构建校企合作的长效机制创立条件。
参考文献：
[1]周吉林，翟华敏，彭斌.卓越林业工程师培养的实践与思考[J].中国林业教育，2012（5）：1-4.
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