机械化农业推广论文
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1课程现状
《现代设计方法及应用》是实用性非常强的课程，对农业机械化领域一线的农业推广硕士来说有重要的意义．但在实际教学过程中，存在诸多问题制约了教学的效果和质量．1）从教学内容上讲，课程所讲的内容与本科生课程《现代设计方法》无本质区别，导致学生对专业的发展前沿动态知之不多，兴趣不浓厚．信息时代，数字化设计与制造的研究方兴未艾，知识在不断更新，因此课程内容的陈旧，易给学生造成所学知识过时，与本科课程毫无区别的错觉．2）从教学方法和教学手段上讲，仍是以课堂讲授为主，教师主导，学生被动接受，对项目教学和讨论教学等没有足够的重视，教学实践环节薄弱，形式单一．课程中的设计方法、算法大都已经集成到成熟的商业软件中，学生却没有机会接触这些软件，而它们恰恰是现在成熟装备设计制造类企业，如汽车，重工机械企业等研发过程中使用的主流软件．相对于装备设计制造类企业较成熟的与国际接轨的数字化设计与制造来说，农机行业，特别是中西部的企业稍显落后．攻读农业机械领域农业推广硕士的学生很多来自一线农机设计与制造类企业，如果他们不熟悉这些软件将十分不利于农业机械的发展与创新．对于攻读农业推广硕士学位的研究生来讲，学习《现代设计方法及应用》应该强调其应用性，然而现在的课程教学更多的是侧重数学、力学知识的讲解，课堂教学枯燥乏味．教学内容、教学方法和教学手段的相对滞后以及实验教学环节教学方式设计不合理是造成上述结果的主要原因．
2数字化设计与制造发展现状
“数字化”作为信息时代的显著技术特征初露端倪．机械工业是国家支柱产业，近年来在重大技术装备、汽车产品、农业机械装备和基础产品四个领域的发展也尤为迅速，对于产品的创新性以及数字化的要求也越来越高，机械工业的发展需要信息技术的支撑［9］．随着信息技术与机械工业的结合，以C3P（CAD／CAPP／CAM／PDM）为代表的计算机辅助设计工具CAX在机械工业界得到广泛普及，C3P更多地以软件接口实现数据集成，但对更高层次的设计如动力学分析、系统优化设计缺乏有效的支持．针对这些不足，现在计算机辅助设计更多地强调基于多体（Multibody）系统复杂机械产品的设计、基于本构融合的多领域（Multidomain）统一建模和基于多学科（Multidisciplinar－y）协同集成框架的优化设计，并逐步形成计算机辅助工程（Computer－AidedEngineering，CAE）相关平台工具．在企业信息化的设计管理方面，产品数据管理（PDM）得到拓延，已形成产品全生命周期管理（PLM）技术，M3P（Multibody／Multidomain／Multidisciplinary／PLM）已成为当前机械工业技术研究、开发和应用的时代特征［10］．农业机械现代化的战略制高点是农业机械设计数字化［11］．数字化设计与制造是从“中国制造”转向“中国创造”的新途径．将数字化设计与制造引入农业机械行业，将改变传统农业机械的设计与生产方式，使数字化技术能够改造传统农业机械设计与制造产业［12］，实现信息技术在农业机械领域的新应用［13］．
3应对措施
在《现代设计法及其应用》的教学中，拟以数字化设计统领课程的教学，从授课内容、方式和方法上进行课程建设，突出设计方法“计算机辅助（Computer－Aided）”的理念．从教学内容、教学方法和教学手段三个方面的改革与创新来进行课程建设，框架如图1所示：在教学内容方面，主要是优化课程内容结构，在实验教学中采用“基于项目的教学”．在教学方法上紧紧抓住“数字化”这一主线，突出计算机在设计方法中的作用．在教学手段上应用多媒体、CAI课件，讲课的过程中即时通过集成设计方法、算法的软件演示来讲授方法、算法的应用效果，打破以往的教学体系中课堂教学与实验环节相脱节的授课方式，在课堂教学中引出实验环节的内容，使课堂教学与实验教学做到相互贯通、互为补充、相辅相成，以提高总体教学效果，使得学生能更全面、系统地掌握专业知识．1）从教学内容上讲，课程讲授内容更新及时、紧扣前沿．对于《现代设计方法及应用》课程，拟主要讲授多体动力学仿真（柔性多体动力学会引入有限元分析）和多领域仿真的内容，补充讲解多学科优化方面的内容，这些都是CAE研究的热点，也是数字化设计的核心．通过项目组老师前期教学和科研的积累，可以为学生指定并提供相关内容的经典著作、文献参考资料．讲解框架如图2：对于整个现代设计方法体系，在C3P的基础上，着重讲解M3P的构架，成系统地讲解使得学生明确《现代设计方法及应用》在整个企业流程中所处的位置．PLM使学生了解企业如何进行数字化设计与制造的统筹管理以及产品全生命周期管理，让他们对现代企业设计制造工作流程有深入的了解．2）从教学方法和教学手段上讲，立足实践，把“应用现场”搬入课堂，改进实验教学环节．课程内容以讲解企业的实际应用为主，增加学生兴趣．授课过程中，在方法、算法讲解的基础上，辅助集成这些方法或者算法的成熟软件演示，使得学生在理论学习完成后，马上知道方法、算法的企业级应用，以达到强烈的“学以致用”的效果，把“应用现场”搬入课堂，使得学生了解现代设计方法的高效、直观和快捷的特点，引发学习热情，引入并倡导启发式、讨论式教学方法，将学生在实际工作中遇到的问题引入课堂，实现“以学生为主体、以教师为主导”的教学模式．针对学生设计工作中遇到的设计问题或农业机械类企业的设计需求．强调集成现代设计方法软件的应用．如动力学分析的MSC．ADAMS软件，有限元分析的ANSYS软件，多领域仿真分析的Dymola软件，优化设计方面的iSIGHT软件和Matlab软件的Optimization工具箱等等，采用企业设计需求的实验教学，提高学生使用现代设计方法分析问题和解决问题的能力．
4结论
基于对农业机械化领域农业推广硕士专业必修课《现代设计方法及应用》课程现状的认识和教学中出现的问题，以数字化为主线进行课程建设，改进课堂教学的内容结构、教学方法和实验教学的内容与方式，提出一些课堂教学和实验教学的内容及方式的改革措施，以计算机辅助技术、数字化为主线，强调工程技术人才培养方向的需求，强化实践，提高培养质量，现已形成了课程的指导性教学大纲．最终要达到在有限的课时内选定合适的授课内容，为农业推广硕士带来设计理念的提升，提高农业机械化领域农业推广硕士的培养质量．
作者：马秀腾 翟彦博 张建军 单位：西南大学 工程技术学院