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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0069-04
一、前言
优化设计是工程设计中重要的科学设计方法。最初在20世纪50年代，应用数学领域发展形成了以线性规划和非线性规划为主要内容的数学规划理论，应用于解决工程设计问题，形成了工程设计的优化设计理论和方法。随着优化设计理论和方法的不断推广和应用，优化设计在各个行业得到广泛的应用，优化设计在农业工程领域也有着重要的应用。因此在农业机械化及其自动化本科专业中，开设优化设计课程，学习优化设计的理论和方法，培养分析和解决优化设计问题的初步能力，为将来从事工程设计工作打下一定基础。
二、农业机械化及其自动化专业《优化设计》课程的定位与课程目标
农业机械化及其自动化本科专业是昆明理工大学工学专业之一，其开设背景是2000年5月，根据昆明理工大学的综合办学条件，结合新农村建设、农业现代化发展、西部开发和云南省新型工业化发展战略，针对以工业化改造传统农业过程中对农业工程专业人才的需求特点，经有关专家认真论证研究后，昆明理工大学于成立了现代农业工程学院。建院以来，在学校领导下，农业工程学院在师资队伍建设、学科建设、办学规模、实验室建设、科研建设、对外联合办学等方面都取得了较大进展，积极为学校的本科教学工作和人才培养作贡献。学院坚持学校的办学指导思想，积极探索在理工大学综合办学条件下农业工程类高级专业人才培养模式，旨在培养基础扎实、知识面广、能力强、素质高并具有创新实践能力的本科应用型人才。现设有农业机械化及其自动化、农业水土工程、农业电气化与自动化和园林四个本科专业，设有农业工程、农业机械化工程、农业水利工程、农业生物环境与能源工程和农业电气化与自动化五个硕士学位授权点。昆明理工大学农业机械化及自动化专业虽然成立时间不长，但具有特色和优势。昆明理工大学的办学理念是建设理、工、文、法、经、管多科性协调发展的高水平大学。昆明理工大学办学定位、人才培养目标和生源情况是：建设成为特色鲜明的高水平大学，成为我省和西部地区培养高层次科技人才和应用人才的重要基地。生源来自全国各地。昆明理工大学理、工、文、法、经、管多科性协调发展，学科门类比较齐全，学科综合优势十分明显，而且农业机械化及自动化专业的主要学科基础正是学校的一批优势学科。这就使得农业机械化及自动化专业能很好地汲取学科交叉的优势，在学科交叉中获得新的生长点，使专业得到再生和发展。同样，依托学校理工综合优势，对农业机械化及其自动化专业教学改革将形成有利条件。与从农业院校中成长起来的农业机械化及自动化专业相比，在培养学生实践动手能力、工程素质、创新能力和创新精神上具有无以比拟的优势。《优化设计》课程正是突出专业理工特色和优势的一门学科基础课。在农业机械化及其自动化本科专业的培养方案中，《优化设计》课程一直列为学科基础课，旨在培养学生的工程设计能力，掌握科学的设计方法，培养学生在农业机械领域的工程设计能力，突出学生的理工优势和特色。
三、《优化设计》课程特点
优化设计是现代设计方法中的一个重要领域，是工程设计的重要组成部分，也是工程技术人员必须掌握的设计方法，《优化设计》课程已经成为高校普遍开设的重要课程之一。《优化设计》课程以重在培养学生的创新精神和实践能力的教育思想为指导，更新教育观念，坚持“强化基础，恰当拓宽，提高综合能力”的原则，加强学生的综合素质和工程设计能力的培养，向以“知识、技能、方法、能力、素质”综合培养目标的教育体系转化。《优化设计》课程将“基本设计方法”与“优化设计思想”紧密结合，着重介绍优化设计的基本概念、基本原理和基本方法，学习优化设计方法的实用程序，使学生在学习“优化设计方法”的同时，也能够获得工程应用能力的训练。进而培养他们的创新能力和科学思维方法。通过《优化设计》课程的学习，培养学生掌握优化设计的基本概念和基本知识，掌握常用优化方法的基本原理和计算方法，熟悉常用工程软件的优化分析和计算的功能，了解优化设计在工程设计方面的应用。所以，学生应达到下列四个基本要求，一是树立工程优化设计和优化决策的思想；二是掌握优化设计的基本概念、基本知识和常用方法；三是了解常用工程软件进行优化分析和计算的功能；四是具有解决工程设计中一般优化设计问题的能力。优化设计的教学大都是基于机械优化设计的。因此，以优化设计理论为基础，以计算机为工具，将优化设计方法用于机械设计中，形成了机械优化设计，成为优化设计的典型代表和重要内容。机械优化设计是机械现代设计方法中的重要方法之一。在国内大多数机械类本科专业中，大都开设了机械《优化设计》课程，为将来从事机械设计工作打下一定基础。甚至也有很多机械类硕士研究生培养方案中开设有机械《优化设计》课程，进行更深入的理论学习。《优化设计》课程的教学改革，应根据专业培养方案，从专业特点和实际需要出发，对教学内容进行改革，因此，结合农业机械化及其自动化专业本科培养，开展《优化设计》课程教学改革是十分必要的。
创新能力是本科生专业素质的综合体现，是人才培养质量的重要标志。本科生创新实践平台为本科生创新能力培养提供了条件和保障，是提高学生创新能力的载体。为了培养本科生的创新实践、创新意识和创新人格等创新能力，需在全面保障教育教学质量的基础上，建立专业创新实践平台，构建专业创新实践体系，打造创新成才环境，为本科生提高创新能力和竞争力提供强有力的支撑。
农业机械化及其自动化创新实践平台的建设，是在我校工学院农机系农业机械化及其自动化国家特色专业建设的背景下，整合农机系现有的实验、实践条件，并充分利用社会力量，通过内外双向结合建立的创新实践平台体系。它将通过理论层面对农业机械化及其自动化国家特色专业创新教育体系的内涵作出较为科学、准确的界定；实践层面通过双向运行式创新实践平台的建设与实施，全面提升农业机械化及其自动化专业及相近专业本科生的实践创新能力，力争对我校教学起到一定的推动和提升作用。
1 国内农机化专业教学存在的问题
近几年来，农业机械化及其自动化专业随着国家对农业机械行业的重视和农机购置补贴政策的执行，已成为社会需求较旺盛的专业。但是，随着农业机械装备制造技术的快速发展，现有的专业课程体系、教学内容、实践方式和手段已经无法适应新技术发展对农业机械化专业人才的要求。解决好现实教学中存在的各种矛盾以及创新性地进行教学实践改革，是农业机械化及其自动化专业人才在就业市场中保持竞争力的关键。
我们通过对各农业院校农业机械化及其自动化专业教学、实践环节调查发现，该专业教学中普遍存在以下问题[1-3]：
（1）理论课内容过于陈旧，缺乏现代农机装备制造技术的相关内容。同时由于大幅压缩课时，各校实践内容进一步减少。授课内容与生产实践的脱节，最终导致学生产生学而无用的感觉。
（2）专业课程体系缺乏系统性与有机联系，课程内容常有重复，导致部分重要内容没有教学课时。由于缺乏针对培养目标的统筹安排，各门课程往往只是根据自身的特点制定教学大纲，因而淡化了最终的人才培养目标。
（3）教学形式与方法过于陈旧与刻板，教学内容与最新技术缺乏有效的衔接。由于教师尤其是青年教师的知识体系无法得到及时优化与更新，导致教师的讲解过于单薄，学生感觉缺乏新颖性与深度，而实践环节又与具体生产过程相去甚远，严重影响了教学质量。
（4）实践环节的内容基本以验证性、认识性内容为主，缺乏培养学生综合能力与创新能力的内容。未来农业机械化及其自动化必然会朝着机电一体化方向发展，而目前实践环节在这方面差距较大。
2 专业创新实践平台的建设
农业机械化及其自动化特色专业创新实践平台体系如图1所示。
2.1 构建以综合性、设计性、应用性为主的创新实践平台
2.1.1 实践平台资源的整合
按照资源整合与共享、优势与特色相结合的思路，坚持平台建设与特色学科建设、科研平台与实验室建设、人才队伍建设相结合，突出学科交叉与融合的原则，将现有的学科平台、科研平台、实验室平台进行科学整合、优化组合，从而搭建起农业机械化及其自动化本科教育公共创新实践平台，实现内部实验室和大型仪器设备开放共享，改善本科生实验教学与科研创新条件，丰富本科生创新能力培养的载体。
2.1.2 平台实践条件的建设
创新实践平台主要依托农业机械化及其自动化专业实验室，设备条件相对落后，要充分发挥创新实践平台的作用，必须对平台的条件进行改善。平台在完成本科实验、实践环节的基础上，主要起到培育学生课外创新实践能力的作用。因此，需多渠道进行平台实践条件的建设。首先，利用农业机械化及其自动化国家特色专业建设项目经费购买必要的大型设备。其次，通过专业教师的科研项目，共享部分设备。最后，创新实践平台的实施过程是丰富和补充实践条件的最好途径，平台进行的各项项目，其研究成果均可补充相关实验室的实验设备，这对本科教育实践环节的作用更加具有现实性和可操作性。
2.1.3 实践平台教学内容的改革
创新实践平台建设突出综合与创新的特色。针对“卓越工程师”的培养目标，该平台建设充分重视工程教育的实践性，同时体现学科的高度综合、相互渗透以及交叉融合。在实践教学平台为教学服务的过程中，根据不同的教学内容采用不同的教学形式与教学方法。按照学科特点，平台将实践项目分成不同的类型：科研项目型、实训任务型、探索问题型、工程训练型、生产体验型、典型案例型和综合型等[4，5]。在内容上，重点构建以设计性、应用性、综合性为主的实践教学体系。通过平台的正常运行，我们在项目执行中制作了20个实验平台及10余套专业实验室专有机具。
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
中图分类号：TH12 文献标识码：A
1 21世纪我国实现农业现代化对农业行业人才的需求
国家“十一五”规划强调装备制造业要努力实现由“中国制造”走向“中国创造”，该专业的专业背景是装备制造业，加强该专业建设具有重要性、必要性和紧迫性。随着科学技术的发展，农业机械的内涵也在不断扩大。农业机械已不仅仅局限于拖拉机和耕耙播收等田间作业机械，而是农业生产过程中使用的各种机器设备的总称。从世界各发达国家的农业现代化发展历史可以看出，任何先进的农业技术要大面积推广、高效率规范化实施，都必须使用农业机械。农业机械是实现农业现代化的重要手段。改革开放以来，随着农村经济体制改革的不断深入，农业机械制造企业和农机服务业象雨后春笋般地不断涌现，并呈快速发展态势。农业机械产品质量不断提高，性能不断完善，新产品不断涌现，市场竞争也日趋激烈。但从国内目前情况来看，农业机械发展水平还比较低，设计制造技术相对落后，普及应用程度不高，与发达国家相比还落后几十年。在农机行业中，现有工程技术人员的比例严重偏低，人才断层现象严重，人才接续困难。此外，专业不对口，知识老化，学历层次低等现象也很严重。许多农机企业迫切期望大学毕业生前去工作。
2 加强专业建设，发挥优势，突出机械学院校机械设计制造及其自动化专业的专业特色
本专业牢牢把握装备制造业发展方向，将机械、电子、计算机、自动控制等学科有机交叉、渗透、融合，形成了以“机电结合为核心，以数控技术为龙头，以机械CAD、CAPP、CAM、CAT、CG有机交叉模块为主线”，以“产学研结合、理论教学与科研实践案例相结合、课内教学与课外辅导素质拓展相结合”的教学特色，凸现出高素质复合型高级工程技术人才的培养特色。从我校机械设计制造及其自动化专业的发展历史、现有的学科水平、办学条件和师资队伍结构，以及农机行业发展对人才的需求态势可以看出，机械设计制造及其自动化专业的发展基础在农业机械，专业的学科优势也在农业机械。因此，在加强基础、拓宽专业面和保证本专业人才培养基本质量的前提下，仍应坚持以农业机械设计制造为本专业自身的特点和办学特色。只有这样，才能在现有条件的基础上，调动起各方面的积极性，扬长避短，在很短的时间内迅速建成高水平的学科体系；才能充分利用现有办学条件和发挥学科优势，培养出高质量的、独具特色的工程技术人才。
3 优化课程体系，加强实践教学
机械设计制造及其自动化专业的课程体系主要由必修课和选修课以及实践性教学环节组成。其中必修课包括公共课、基础课、技术基础课和专业课。选修课包括柔性专业方向课（限选课）、专业任选课、人文社科类公共选修课等。课内总学时为2520。实践性教学环节37周，主要包括教学实习、生产实习、课程设计、毕业实习和毕业设计等。优化课程体系，应体现加强基础、拓宽专业面和突出专业特色。课程设置中，以机为主，机、电、液、气、材相结合的技术基础课程是核心，是从事机械设备设计、制造、试验研究工作的知识基础。专业课时的比例控制在10%以内，既要体现专业特色，也要体现淡化专业。专业课程设置为：测试与传感技术、机电一体化技术、机械制造工艺、农业机械设计、机械系统设计等。
在专业任选课中，设置有关农学、生物学、经济学等方面的选修课程，以适度拓宽专业面，体现专业特色。这种适度扩大选修课种类和数量，适度放宽柔性专业方向选择权的做法，有利于调整学生的知识结构和能力结构，扩大专业知识面和增强素质培养。在实践性教学环节中，仍保留2周的农业机械生产实习，为农业机械及其装备的使用、维护、性能及结构设计奠定实践基础。尤其在专业课程设计与实践和毕业设计教学环节中，可根据学生所选柔性专业方向，分农业机械、农用运输机械、通用机械和其他一般机械进行设计与实践。这样既充分利用了现有条件，发挥了办学优势，又突出了专业特色，体现了人才培养的多样性，改变了相同专业的学生在知识结构和能力结构上千人一面的状况。
总之，学习机械设计制造及其自动化专业，拥有扎实自然科学基础、机械工程技术基础和较好人文社会科学基础，了解本学科前沿发展动态，具备较强的工程实践能力、自我获取知识能力、创新创业能力、组织管理能力、团队协作能力。成为拥有国际视野的复合型高级工程研究及工程应用型人才，为人类的发展繁衍做出贡献。
参考文献
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中图分类号：TH16；TP29-A5；TH122 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）07-0314-01
1 导言
机械设计制造及其自动化是美国机械工程师在1984年所提出的一个机电一体化化名词，就是将计算机技术与机械设计制造相结合机械设计制造及其自动化到今天为止一直是一门新兴学科，其中的内容还需要通过实践不断添加，让机械工业逐渐进入到机械自动化方向中。本文将以机械设计制造及其自动化学科与传统的机械设计制造学科区别作为研究对象，探索机械设计制造及其自动化学科所具有的优势，进而分析出我国机械设计制造及其自动化学科为了发展方向，从而提出了下文之中的一些内容，希望能够给与同行业进行工作的人员提供出一定价值的参考。
2 机械设计制造及其自动化概述
机械设计制造及其自动化取缔传统的机械制造是历史发展的必然趋势，这是由机械制造的安全性和有效性等方面决定的。传统的机械制造业属于完全的人工机械操作作业。一般来说，在一个工厂中，需要几百甚至几千名机械生产员工进行同时操作，才能够实现大批量的产品生产，且在生产过程中，员工需要每时每刻的紧盯机械运转，防止出现任何的差错。这样的机械制造方式是对大量人力资源的浪费，而且技术含量较低，已经无法适应现代化生产技术的发展。同时，传统的机械生产设备皆是大型生产设备，对员工的杀伤力大，且机械操作较为复杂，经常容易引发各种机械安全事故，对员工的生命安全造成严重的影响，使得员工进行机械操作的意愿降低。这也使得传统的机械制造业在发展过程中受到一定的阻碍。随着时代的发展，如何保障员工的操作安全，降低人力资源的浪费，提高机械制造业的生产效率成为关键。机械设计制造及其自动化指的是将机械生产与信息化科学技术相结合，工作人员能够通过对电脑程序的控制实现机械操作，减少机械操作失当的几率，提高员工的安全性，同时能够有效减少人员的浪费，提高生产的效率。
3 机械设计制造及其自动化的特点
目前的机械制造自动化传品与传统的机械设计制造产品相比，具有一定的优势，其一，更安全，传统的机械产品出现问题的时候，很可能需要停机维修，而且优势机械会因为故障自动停机，这样很容易造成安全事故，安全性不高，而机械自动化产品的安全性大大提高了，当机械产品出现问题的时候，机械本身会自动的分析和处理问题，并且还能够采取行之有效的措施避免生产安全事故的发生，从而降低生产安全事故的发生率，自动分析和自动处理故障的功能还有利于提高生产效率。其二，更节能。机械设计制造的自动化发展使生产出来的机械产品体积更小，能够节省一定的资源，而且机械产品所采用的驱动机构具有低耗能的优点，这样从整体上看有利于降低生产耗能，实现环保的目的，因此，机械自动化更为环保。其三，扩大了应用范围。机械设计制造的自动化是一种结合了各种技术的新技术，具有很强的功能性，它不仅能在机械制造业中使用，而且还能够在其他的领域中使用，机械设计自动化能够满足更多行业的发展需求。其四，微型化。自动化的发展，使得机械设计制造产品体积更小，耗能更少，因此其具有微型化的特点。
4 发展机械设计制造及其自动化的优势
大力发展机械设计制造及其自动化对企业的发展有很大的帮助。首先，能够提高工作效率，传统的机械制造主要是一人工为主，这种生产模式费时费力，往往生产出的产品无法达到标准，而机械自动化技术很好的解决了这些问题，它将机械设计制造与计算机技术融入到一起，实现了从设计到制造的统一化，利用自动化机械取替人工制造，简化了人工操作环节，使得产品在出厂时间上缩短，在质量上也有很大的提高，优化了传统机械制造行业的生产模式，对企业在成本的缩减上起到了巨大作用；其次，优化制造环节、降低工作强度，在实际的生产过程中，传统的机械生产，往往需要多道工序才能实现产品的出厂，而且在这个过程中，由于是人工操作，所以经常会出现一些误差，但是机械设计制造及其自动化作为一个完整的系统体系，可以通过人员对计算机既定程序下达命令，减少人工操作环节，优化制造过程，解决了困扰企业已久的生产问题；然后是提升了机械制造的安全性，机械生产制造是一个复杂繁琐的过程，在这个过程中，很多时候都需要人工加入，特别是一些高危的操作，对工人的人身安全产生了严重的威胁，而且一旦出现问题，也会对产品的出厂时间造成影响，而机械设计制造及其自动化，能够解决生产过程中的机械替代工人操作，使得企业制造的安全系数大幅度提高；最后是降低能源、资源耗损，机械制造大多都是大型的机械设备，这对于能源的需求是非常大的，而机械设计制造自动化通过自身的技术特点，能够很好的减少能源消耗，同时，能够压缩产品体积，节约资源，对企业成本控制具有重要意义。
5 机械设计制造及其自动化在各个领域的应用
5.1 在工业领域的应用
机械制造自动化在我国的很多领域都有所涉及，其中应用最广泛的就是工业方面，尤其是数控技术方面，数控技术的核心是数控编程，主要是编程人员通过计算机对图片进行操作，完成几何图形数字化、形成器件加工轨迹与操作仿真到数控程序的整体过程。为确定数控在加工过程中的方法、加工路线及工艺参数的设置，需要对具体数据进行分析，通过数控机床设定的计算机代码和程序格式，显示出工件的数控加工过程。
5.2 在农业领域的应用
我国机械设计制造自动化在农业方面的应用明显要晚于其他发达国家，所以导致了在技术水平方面及设备的精准度上与其存在差距，而大力的推行农业向机械化方向发展，不仅利于我国农业实现现代化生产，也为农民创收提供保障。纵观我国农业机械化发展现状，笔者认为，提高其精准度是很有必要的，主要包括：农业播种、施肥、灌溉等。因此，从事农业的相关技术人员，要努力学习国外的现金技术，以科技为依托，对现下的我国农业机械状况进行深度分析，优化农业机械自动化建设，推动农业机械化发展的再进步，用科学的力量提高生产力。
6 结论
在机械设计制造及其自动化的发展方向当中，应当遵循满足对机器的功能要求，与运用先进技术持续创新的设计原则。自动化的机械设计与制造其具备了多功能、高质量、低能耗等显著的优秀特征，因此在机械的O计与制造环节当中，均应当将自动化作为核心关键。相关的机械设计与制造人员应当明白，在机械的设计与制造只有沿着自动化的发展方向，才能够适应市场的需要，顺应时代趋势。因此其不仅需要充当好机械设计制造新技术的传播者，同时还应当努力成为新技术的创造者，从而为实现机械设计与制造的突破发展，做出更大的贡献。
参考文献
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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
由于社会经济的不断发展，第三产业从我国农村汲取了大量的青壮年资源。相对而言，留守在农村发展农业的人员逐渐呈现女性化以及老龄化的特点。而依据目前工业的发展速度来看，这种趋势很可能日益延续下去。农业生产要实现及时、按量完成，一方面可以从作业效率着手，另一方面可以考虑减少劳动强度以及劳动量，可见自动化以及智能化的机械生产与这2项发展要求达到了很好的契合。目前，传感器技术已经成功应用于农业水位的采集、粮食烘干湿度的在线测定以及温度控制等方面，而且安装在收割机上的传感器还可以精确计算出谷物的产量。目前，关于蔬菜嫁接的机器人已经在生产中得到应用，可见农业机械化、自动化发展将成为农业生产发展的必然趋势[1]。
2农业机械自动化发展的现状
国家也出台了一系列促进农业机械化发展的法规和相应的扶持政策，补贴力度不断扩大，使农民购机和用机的积极性得到调动。农业工业体系已渗透到从科研开发到制造销售的各个层面，目前已实现农机产品多样化的特点。一些企业、科研单位和大专院校也逐渐相互整合，形成集科研开发、产品以及零件生产到销售与技术服务于一体的发展体系。基于中国农业大国的背景，国际上一些大型农业机械的生产厂家也在中国农业市场中找到了商机，势必会引进一些先进的经验、技术，从而提高我国农机产品的整体质量[2]。
3农业机械自动化发展存在的问题
虽然发展自动化的农机产品已经是大势所趋，但是实现这个过程却面临很多的困难。首先，我国一些自动化机械设备为了实现某个特定的功能或者改善整体作业的性能，会对传统机械的结构进行较大规模地改动和重组，机械的复杂性随着功能的增加而呈现递进的关系，在一定程度上增加了机械的制造成本和修理难度。在技术方面，我国精准农业的实现还需要很长的一段时间，机械与GPS、传感以及计算机技术的整合还需要以各种硬件的标准化作为前提，而我国在这方面有待深入研究[3]。在市场需求方面，可用机械与农产品生产模式之间的配套性较差，而且目前我国绝大部分的农业机械都是依靠国外进口，独立性相对较弱，对市场上流通的农机产品质量也缺乏保障。
4农业机械自动化发展的改进措施
农业机械自动化的发展方向应该向节水节肥等精准控制的“节约型”方向发展，走绿色产业化的发展道路。随着石化资源的日益枯竭，燃油价格不断提高，用户对于节能产品的需求也更加迫切，节能和环保成为农户选择农机的2项标准。在实际开发的过程中，研究的重点应该是实现节水节能并降低成本，以满足用户需求、市场走向以及自身发展，而不是对产品功能的富集，同时应该考虑自动化技术的实用性、农民的购买能力以及维修使用过程中的方便程度[4]。
提高农机产品与高科技的兼容能力，可以在降低机手劳动强度与提高操作的舒适程度2个方面着手，加强控制系统涵盖的科技应用，例如内置按钮操作的设置、方向动力控制和驾驶室的优化设计等。农机操作人员只需要通过相关仪表器材就可以使用整个系统，并对生产、安全指数有明确的认识。将传统的机械与目前先进的GPS、GIS、机电液一体化以及计算机技术高密度地整合在一起，目前我国在这方面应用比较成功的是上海松江泖新农场试用基于GPS的智能播种、施肥以及旋耕机械设备[5]。
消化、引进以及自主创新的结合是我国农机发展的新思路，应引导农机企业加大关键技术和产品研发力度；通过政策扶持、科研开发、示范推广和市场机制，逐步形成可持续的农业机械化科技创新体系和良性循环发展的推广体系。
5结语
农业机械自动化实现是一项长期系统性的工程，涉及的难点问题渗透农业生产的各个方面，在满足现代农民购买能力的同时，还应从技能、高技术整合研发以及政府扶持等方面进行技术及相关行为的突破，消除技术、经济与环境方面不和谐的因素，使农业机械更好地服务于农业生产。
6参考文献
[1] 赵俊修.浅析我国农业机械自动化发展现状及其制约因素[J].机电信息，2011（30）：170-171.
[2] 刘星.农业机械自动化在农业中的作用[J].湖南农机，2011（4）：14-15.
农业机械化工程数字样机教学资源开发
1将现有教学资源进行数字样机建模。数字样机改造是把现行教学中使用的载体进行数字化改造，形成数字化模型资源。现有教学资源包括两大类：（1）教研室和实验室原有成熟的实物教具、机构模型、零部件结构挂图等；（2）在课程设计和毕业设计中师生创作的机械机构作品，包括展示型作品、师生交流作品集、教师对学生进行评价的作品等。可以筛选一批典型资源设立学生设计研究计划项目，让学生参与教学资源建设，并兼顾提升学生从事科研工作的能力，提前熟悉一些主流设计软件的使用方法和操作技能。
2将科研产品数字样机进行教学型转化。让学生对专业方向有更好的把握和定位。如今农业机械产品开发已经采用了数字样机开发技术，许多产品生产之前需要借助产品数字样机进行功能和行为的仿真模拟，在产品开发过程中更是借助数字化手段对研究对象反复仿真分析和评价。开发完成的产品本身就是很好的教学资源。通过多媒体技术把典型科研产品设计和仿真过程进行录制、编辑等，形成用于课程教学的素材。这要求任课教师在参与科研工作的同时捕捉可用于教学的信息，及时收集科研工作中的教学素材，这也有助于科研工作本身的总结和提高。
3将调研产品数据作为数字样机资源补充。调研数据主要包括旧式农具、农民自制农具和新型农机产品等。这些农具或农机产品是目前教材中没有的产品类型，但它们对了解农业机械发展历史和目前农村使用农机的现状有着不可替代的作用。
数字样机教学资源应用
1农业机械学省级精品课教学应用。农业机械学是我校农业机械化及其自动化专业必修的一门理论和实践紧密结合的课程，2003年已经建设成为省级精品课。我们建立的各种数字样机教学资源在农业机械学省级精品课建设过程中得到了很好的应用。在理论课和实验课教学课件中采用的数字样机模型包括耕整地机械、播种机械、中耕管理机械、收获机械、植保机械等。
[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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[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）01-0089-02
学科一般是指在整个科学体系中学术相对独立，理论相对完整的科学分支，它既是学术分类的名称，又是教学科目设置的基础。学科作为知识体系的科目和分支，它与专业的区别在于它偏就知识体系，而专业偏指社会职业的领域。学科是高等学校的基础，不仅代表学校的办学水平，更决定着学校的发展特点和优势。[1] [2] [3]只有充分认识学科建设的意义，正确处理好学科建设与本科教育教学的辩证关系，把握学科建设的内涵与要求，把学科建设搞好，才能在根本上提高高等学校的教学质量和学术水平。[4]通过农业工程学科建设，山东农业大学机械与电子工程学院进一步健全了博士、硕士研究生教育和本科生教育多层次办学层次，师资队伍建设、科学研究和本科教育教学水平显著提高，招生就业工作成绩突出。
一、农业工程学科与本科教育教学的关系
农业工程是为农业生产和农村生活服务的综合性工程技术及其原理。它以土壤、肥料、农业气象、育种、栽培、饲养、农业经济等学科为依据，综合应用各种工程技术，为农业生产提供各种工具、设施和能源，以求创造最适于农业生产的环境，改善农业劳动者的工作、生活条件。[5]其特点是工程技术新成就的广泛应用，其结果是农业工程向大型化、密集化、自动化和电子化方向发展;工程科学与农业生物科学的更紧密结合和相互渗透;各种工程技术的综合利用，促使农业生产的全面发展。动植物生产的环境以及饲养、栽培、采收、加工、贮藏、运输、销售和管理等工艺都要综合应用建筑、机械、水利、电气、电子、化工等科学技术。农业工程学科建设包括农业工程一级学科博士、硕士两级教育在内的研究生学科建设，本科教育是专业建设，是本、硕、博三级教育体系的基础阶段。本科教育教学质量最终要落实到人才质量上，只有培养出高质量人才的教学，才是真正高质量的教学。因此，高水平学科建设是高质量本科教育的重要基础和重要途径，高等学校本科教育教学及人才培养质量，在很大程度上取决于学校的学科建设水平。
二、农业工程学科建设促进了本科教育专业建设
山东农业大学1959年创建农业机械化工程学科，1990年设立农业机械化工程硕士学位授权点，现为山东省重点学科。经过学科建设，目前设有农业工程博士后科研流动站，农业工程一级学科博士学位授权点，农业机械化工程二级学科博士学位授权点，农业工程和机械工程2个一级学科硕士学位授权点以及农业机械化工程、农业生物环境与能源工程、农业电气化与自动化、机械设计及理论等4个二级学科硕士学位授权点，并设有农业工程、机械工程2个一级学科专业硕士学位授权点点和农业机械化工程专业硕士学位授权点，山东省园艺机械与装备重点实验室。学科建设水平的不断提升，带动了办学条件、师资队伍、学术水平的提高。尤其是“十一五”以来，学科门类得到拓宽，学科结构进一步优化，形成了博士后科研流动站、一级学科博士点、硕士点多层次研究生教育办学规模，承担包括国家支撑计划子课题、863项目、948项目、国家烟草专卖局、山东省科技攻关计划项目等在内的80多项科研课题，发表科研论文300余篇，其中80余篇被SCI、EI、ISTP等收录，科研经费大幅提升，实验室面积和仪器设备总值翻番，有力地促进了本科教育专业的发展。学科建设初期，学院只有一个农业机械化本科专业，经过近几年的建设已发展为包括农业机械化及其自动化、电气工程及其自动化、交通运输、自动化、机械电子工程、车辆工程、能源与环境系统工程等7个本科专业，学院已发展成为我校办学规模较大的工科学院。
三、农业工程学科建设改善了本科教育教学条件
科学研究离不开创新平台，条件建设是学科建设的基础，实验室建设和师资队伍建设是高等学校学科建设的核心。近年来，在满足本科专业实践教学实验室的基础上，利用国家“十一五”支撑计划、863项目、948项目、国家烟草专卖局、山东省科技攻关计划项目等专项研究经费1000多万元，以及中央与地方共建高校特色优势学科实验室建设项目和山东省骨干学科实验室建设项目等共计投入600余万元完成了“现代农业装备综合实验室”“机电一体化实验室”“精密仪器与精密测量实验室”“现代制造与特种加工实验室”“农副产品加工实验室”的重新规划与整合任务，新增“能源与环境系统工程综合实验室”“机电产品创新设计实验室”。实验室、研究室面积约7000平方米，仪器设备总值近3000万元，不仅大幅度提升了科技创新能力及学术水平，也为本科教育改善了实践教学条件，使大学生开展科技创新活动有了更多的场所。学科建设加大了科研梯队建设力度，教学科研人员的学院结构、学历结构、职称结构、年龄结构趋于合理，具有研究生学历的教师已占教师总数的84%，为全面提高本科教育教学质量创造了条件。
四、农业工程学科建设推动了本科教育教学改革
学科建设水平在很大程度上反映的是学位点建设、研究生教育和学术水平。研究生是科学研究的主力军，研究生教育的水平主要取决于学位点建设水平、导师队伍、学术水平和研究生生源质量，抓好研究生生源质量的关键是如何提高本科生教育教学质量。[5] 近年来，农业工程学科通过开展社会需求、企业实践、毕业生跟踪等多形式调研活动，了解到大学生实践动手能力决定着创新能力培养质量，研究生科研能力的高低主要取决于本科教育过程中的基础知识和实践技能训练，这不仅是社会发展与进步对本科生培养质量的要求，也是提高研究生生源质量的要求。为此，先后对现行的人才培养方案进行了多次修订，构建科学的课程体系，改革课程内容的学科系统性，教学内容的设置从实践出发，以传统的经典理论为基础，引入新方法、新技术、新知识和新材料，做到以教与学经典内容为基础和核心，以“四新”内容为拓展，将教学内容模块化，分为基础模块、核心模块、综合模块和提高模块，使课程内容紧贴时代前沿。以学生为中心，创新教学方法与教学手段，建立专业主干课课程教学网站，有1门课被评为国家级精品课程，1门国家级精品资源共享课程，6门课被评为省级精品课程，两项国家质量工程项目“现代农业工程类专业创业型人才培养模式创新实验区”和“农业机械化及其自动化国家级实验教学示范中心”顺利通过教育部验收，有两位教师分别获得山东省青年教师课件比赛一、二等奖。通过组织并考察大学生参加各级各类竞赛活动的情况，从中优选部分成绩突出的学生作为免考推荐研究生，提高了学科科技创新实力。
五、农业工程学科建设提高了大学生创新能力
农业工程学科建设在不断提高学术水平的同时，注重每一项科研项目与相关课程的教学工作相融合，使教学与科研相互促进，将科研成果快速转化成为本科教学的内容，将科研中相关方面遇到的问题、解决的思路等研究方法和工作经验、科研心得等穿插到传统的教学内容中，使学生不仅学到了知识，也开拓了思维，激发了学生学习和探索的热情。[6]注重用科研项目培养学生的创新精神和实践能力，坚持通过科研工作为学生创造实践条件，鼓励教师吸收高年级本科生参加课题研究，使学生不仅深刻领会专业知识，也开拓了思维，激发了学习热情。安排有科研潜质的学生直接参与教师的相关科研工作以及学校实验开发基金项目，以培养学生实际分析问题、解决问题的能力，促进良好学风的形成。组织并指导学生参加全国及省级大学生机电产品创新设计大赛和大学生电子设计竞赛，近年来共获得包括全国大学生机械创新设计竞赛一等奖、全国大学生电子专业人才设计与技能大赛一等奖在内的各项课外创新竞赛奖励50余项。
六、结束语
学科建设不仅为本科生提供了一流的师资，还提供了一个优越的环境，让本科生参加一些科研项目，对他们进行早期科研训练，充分利用实验室、实验中心，让学生通过综合性、设计性实验进行创造性地探索，培养学生的探索兴趣、创新能力，培养他们养成研讨式学习的好习惯，使他们具备本专业必需的基础知识和研究能力，提高了本科教育教学水平。
[ 注 释 ]
[1] 陈金香.浅谈高校青年教师如何协调教学与科研的关系[J].高教论坛，2009（1）：111-112，123.
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[3] 马建.关于学科建设的几个问题[J].中国高教研究，2001（7）：20-21.
农业机械管理是农业机械化及其自动化专业的一门主干课程，本课程内容涉及农业生产过程中所用的各类作业机械，包括这些机械的工作原理、设计、实际使用、实际管理及应用等知识，是一门理论与实践紧密结合的学科。随着我国社会的不断进步，农业机械管理课程内容的改革问题也日渐显露。为推动农业机械管理课程的教学改革和创新，广大教育工作者以改善和提高教学效果为重点，凭借多年的教学实践，不断从课程内容建设和教学方法实践等方面进行改革尝试和探索。
一、课程的内容与教学方法存在的问题
1.课程内容中实际岗位技能专项训练过少。农业机械管理是一门理论与实际相结合的综合性专业学科，课程内容包括农业机械牌证管理、驾驶操作人员管理、农业机组运用管理、农业机械化生产管理、农业机器技术维护以及农机油料管理等。但是课程内容只强调理论知识，对实际岗位所需技能专项训练编入过少，忽视了社会各企业、工厂对学生素质和技能的要求。比如，在农机管理的过程当中，对于操纵机械人员教育管理的理论比较详细，而对于机械的零配件和售后维修技术等方面的介绍就比较少；对收割机、插秧机、铡草机等对人身财产安全可能造成危害的农机的管理方面描述不够详细，这就留下了安全隐患。
2.课程涉及内容过广、过杂。农业机械管理课程涉及的内容过多、知识面广而杂乱，涉及农机种类过于繁多，但是由于不同地区地理环境和气候环境的差异、农作物的种植种类不同及播种、收获季节不同等，该书的实用性大打折扣，也同时给学生加大了课业负担。比如，南方的农业以水稻为主，都是水田，主要使用的水稻收割机，而北方的主要种植小麦、玉米等旱田作物，所使用的农机与南方的也不相同，因此，本书的内容相对来说不够实用。
3.课程教学书面化、理论化。农业机械管理的目的是学习农业机械和管理方式，这就要求学生对农业耕作方式、作物的播种和收获时间、各种地形的农机使用及收割方式等有全面的了解，而传统教学主要是在教室里面对面授课，所讲的都是书本上的知识，学生对现在农村的了解不够，许多学生对农业耕作等方面知识不能很好地理解，他们很难通过书本熟悉真实的农机管理方式。在如今重视基础、强调能力的教育改革背景下，书面化、理论化的教学严重影响了教学效果，已经不能满足现今的教育要求。
二、课程内容与教学方法的改革方案
1.课程内容中增加实际岗位技能专项训练。教材编写者应该尽快在书中增加实际岗位技能专项训练内容。农业机械管理是一门理论与实际联系很紧密的学科，专业性很强。由于学生毕业都要从事专业性较强的工作，所以跟实践接轨迫在眉睫，把课堂所学与实际技能联系起来的最好方法就是在每一节课程的末尾加设实际岗位技能专项训练模块，这个专项模块应该尽量贴近实际操作，最好是实际案例。比如，农机维修与维护方面，多安排学生参与相关的培训与技能交流。随着技术水平不断提高，农机从技术层面、零部件精密程度等方面都在不断进步，让学生在上学期间打好基础，对以后管理工作益处多多。
2.精简课程内容，增加实用性。农业机械管理课程的内容理论偏旧，内容偏多，影响实用性，新课程内容一定要改变这种状况，让学生学到对以后工作真正有用的东西，学以致用。比如，农机在不同季节的使用与保养问题：在冬季农机应先启动发动机，再加冷却水，因为天气寒冷发动机若不能启动，冷却水就会上冻，所以要先启动发动机预热达到40～50℃时，再熄火加水，加满水后还要等到水温升高后再行驶，以避散热器降温使冷却水结冰；而夏季操作农机要注意防止发动机温度过高，在使用中如果发动机“开锅”，很可能是因为水箱缺水，这时要马上停止运行并保持低速运转，等水温降到70℃左右，再加入冷却水，同时注意当温度升高时油料、油粘度会下降。
3.改进课程教学方法。在讲解书本知识的同时，可以安排学生去农村学习，在田间地头亲眼看各种农业机械的工作过程，请农机专家现场讲解农机工作和管理的问题。由于农业机械的管理主要包括质量管理、行政管理和职能管理三方面，教师可以安排学生去各个相关部门实习，在工作一线熟悉所学知识。在一些实践环节采取实习的方法，让理论教学与实践教学结合，带学生去农业生产现场，让他们看到并动手操作书本上介绍的设备，从而激发学生的学习兴趣，提高教学质量。
近年来，广大教师队伍和教育研究者不断对农业机械管理的教学内容、教学方法及实践环节等方面进行研究和改革，已经逐步探索出适合本专业课程教学的最新模式，以适应不断变化的教学情境和学生素质，并取得良好的效果。通过不断的教学改革和实践情况，学生对知识的理解有了加深，解决实际问题的能力也有了显著提高，为教育改革提供了宝贵的经验。
