物理教学和农业机械论文

2022-04-15

摘要：对农业机械化及其自动化本科专业“自动控制原理”课程教学过程中存在的问题进行了分析，在此基础上就本课程的教学内容和教学方法改革提出方案，重点在优化教学内容、精选工程实例、改善教学方式、改革实验项目和考核方式等方面进行探讨。教学实践表明，通过教学改革能明显改善“自动控制原理”课程教学效果，夯实学生基础知识、提高学生针对自动控制系统的设计和创新能力。今天小编为大家精心挑选了关于《物理教学和农业机械论文(精选3篇)》的相关内容，希望能给你带来帮助!

物理教学和农业机械论文篇1：

课程思政建设的理性内涵与实施路径

摘要：作为一种新的教育理念和教学实践，课程思政是彰显中国特色社会主义大学特征的重要内容，是培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人的现实需要，是保障“三全育人”实现的必然选择。文章以立德树人为导向，以系列专业课程的教学设计为研究案例，分享了吉林大学对课程思政建设的整体设计和具体实施情况。

关键词：思政课程;价值意蕴;顶层设计;隐性教育

课程思政是以立德树人为教育目的，体现了立足中国大地办大学的新的课程观。课程思政旨在充分挖掘各类课程中的思想政治教育元素，发挥所有教师、课程和教育的育人功能，形成全员、全方位、全过程育人的教学体系。习近平总书记在全国高校思想政治工作座谈会上指出，做好高校思想政治工作，要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应[1]。在全面推进中国特色社会主义高等教育建设和发展新的进程中，探究和把握各个学科的思想政治教育意蕴，弘扬和彰显立德树人的时代价值，构建协同育人的教学合力，使学生从所有课程中汲取智慧，坚定理想信念，夯实价值基础，保持昂扬斗志，有着十分重要的理论价值和实践意义。

一、准确把握课程思政的理性内涵

作为一种新的教育理念和课程观，课程思政以立德树人为导向，以坚定的政治方向为核心，以明确的德育内涵和德育元素为主题，构建思想政治理论课（简称“思政课”）、专业课、通识教育课多维立体的教学体系和协同发力的育人团队，使各门课程与思政课同向同行，为学生健康成长提供价值引领和精神滋养。

1.课程思政是彰显中国特色社会主义大学特征的重要内容。课程思政的提出和其生命力所在，就在于它能满足我们建设中国特色社会主义的现实需要，是巩固马克思主义在高校意识形态指导地位，坚持社会主义办学方向的重要阵地，是全面落实党的教育方针，落实立德树人根本任务的主干渠道，是进行社会主义核心价值观教育，帮助大学生树立正确世界观、人生观、价值观的重要载体。“立德树人”是所有课程教学和所有教育工作者的神圣使命，不仅应纳入思政课程的教学内容，而且应成为所有课程的教学要旨，不仅是思政课教师责无旁贷的岗位责任，也是专业课教师和通识课教师的神圣职责。课程思政教学改革的一个重要使命是从专业教育和通识教育的角度回应时代发展关切、关注学生成长的核心问题，同思政课程协力共振、相互补充，为中国特色社会主义高等教育的建设与发展服务。

2.课程思政是培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人的现实需要。习近平总书记在2018年全国教育大会上强调指出：“我国是中国共产党领导的社会主义国家，这就决定了我们的教育必须把培养社会主义建设者和接班人作為根本任务，培养一代又一代拥护中国共产党领导和我国社会主义制度、立志为中国特色社会主义奋斗终身的有用人才。”只有坚持立德树人，才能让党和国家事业兴旺发达、后继有人，才能推进伟大事业、实现伟大梦想。大学生是国家持续发展、赢得未来的关键。大学生能否在思想上、理论上、政治上、情感上认同中国主流意识形态，在理想信念、行为规范和道德品质上有较高的内在诉求和行为体现，关系到中国社会的未来发展，无疑具有战略性意义。认真研究和分析大学生的思想和心理状况，切实加强大学生思想教育，推进“全课程”思想政治教育主渠道建设，拓宽思想政治教育教学载体，也是推动大学生个人全面发展的迫切需要。因此，推进课程思政改革，创新高校“育人”的观念体系和课程体系，引导大学生将个人价值与社会主流价值相结合，成为当下提高大学生综合素质的重要内容。

3.课程思政是保障“全员全过程全方位”育人实现的必然选择。任何一种价值观在全社会的确立，都是一个思想教育与社会孕育相互促进的过程，都是一个内化与外化相辅相成的过程[2]。高校育人功能的实现也是一个综合过程，推进课程思政的改革，关键在于秉持“全员全过程全方位”育人理念，主动转变思路，挖掘和运用各类课程的思政教育资源，促进包括通识课、专业课在内的各类课程与思政教育有机融合。一方面可以使专业课和通识课教师围绕育人工作这个核心，用好课堂主渠道，发挥课堂的重要作用，减少与思政课程的摩擦，避免思政课育人的“孤岛”现象，保证大学生思想政治教育目标的顺利实现。另一方面通过教学设计来更好地把握大学生的思想状态，极大地调动各个环节、各种力量参与育人过程，形成育人的“合唱”和“交响乐”，极大地推动学科育人创新化和科学化的进程。

二、多层面、多角度构建课程思政体系

自全国高校思想政治工作会议以来，吉林大学坚持“立德树人、学生为本，内涵发展、模式创新，提高质量、追求卓越”的教学思想和“志高远、敢担当、基础厚、能力强、会创新、适应广”的育人理念，从三个层面有序推进课程思政建设。首先，在学科课程层面，组织修订各门课程教学大纲，按照知识、能力、情感和价值观三个方面明确课程目标，挖掘和梳理各门课程所蕴含的思想政治教育元素和承载的思想政治教育功能。2017年，学校制定新的本科课程教学大纲管理规定，修改教案内容格式，明确要求将情感价值观目标作为课程目标和课堂教学目标的重要组成部分。其次，在课程思政体系建设层面，实施《吉林大学统筹推进课程育人体系建设实施方案》，以理想信念教育为核心，充分发挥课程和课堂教学的育人主渠道作用，形成专业课教学与思政课教学紧密配合、同向同行的育人格局。最后，在示范引领层面，以课程思政教学改革“学科育人示范课程”项目等为抓手，打造一批课程思政示范课程，选树一批课程思政优秀教师，带动课程思政向纵深发展。

在推进课程建设过程中，学校重点从四个角度实施系统化的课程思政体系建设。

首先，从学校宏观管理角度，突出顶层设计与协同效应。课程思政是教学理念改革的一条主线，既是课程层面以发展方向和价值标准来凝气聚魂、教书育人的重要抓手，也是在全校范围内框定精神追求和价值底线的有效方式，需要高度自觉的顶层设计。为此，学校从领导责任、组织保障、课程大纲、师资建设、教学目标、内容设计、教学方法等方面进行统筹考虑。就教学目标而言，推动课程思政与思政课程同频共振、协调一致;就教学内容而言，推动真理性与价值性有机统一、相互融合;就教学方法而言，“大水漫灌”与“精准滴灌”、“显性教育”与“隐性教育”相互配合、合力育人，真正让思想政治教育融入学生成长全过程。2017—2018年，吉林大学先后开展六场“教师发展思想政治专题”系列活动，教师们普遍认为，要建立“全员育人、全过程育人、全方位育人”的工作体系，积极引导专业课教师把社会主义核心价值观融入教材和专业课程教育，打造由思政课、专业课程、社会实践、网络课程等构成的教育教学体系。重视提升专业课老师的德育水平，积极推动专业课教师从课程思政无意识向主动实践转变，发挥专业课程本身的特色和优势，抓住思政素材关键点和闪光点与专业学术的紧密度，从小处、细处入手，从而引发认知、情感和行为的认同。通过系列专题活动，学校积极推进课程思政的“四个融入”和“三个转变”。即把思政教育融入教材、融入课程教学大纲、融入课堂、融入评价考核体系。同时转变教育教学方式，把简单说教变成润物无声的教育;把教师与学生之间的关系转变成平等而富有亲情的关系;把思政教育由少数人的事变成所有人的责任。

其次，从课程思政资源角度，突出德育元素与红色资源。作为一所学科齐全的综合性大学，吉林大学每一门课程中都具有独特的德育内容和德育元素，每一门课都是三全育人的重要抓手。开启“课程思政”建设，注重在哲学社会科学、自然科学等课程中强化思想引领和价值引导。在70多年的发展历程中，吉林大学继承文化传统，凝聚出以红、白、黄“三原色”（红色基因、白求恩精神、黄大年精神）为主要内容的吉大精神，传递着更高层次的大学精神和大学文化，这种精神是实现国家梦、学校梦、个人梦有机统一的宝贵精神资源。吉林大学基于“课程思政”探讨的实践经验，整合课程中的德育元素和蕴含在每一门学科发展历史中的红色基因，以加快推进课程思政。

再次，从教师的广泛认同角度，突出名师带动与全员参与。“思想本身根本不能实现什么东西。思想要得到实现，就要有使用实践力量的人”[3]。吉林大学通过打造示范课堂、选树思政名师等方式组建了一支由教学名师、宝钢优秀教师、长江学者等带头的思政教学名师和青年教师骨干队伍，并鼓舞带动所有教师加入，构建育人“合力”效果。由此形成了从思政课

“独唱”到所有课程“合唱”的育人统筹模式中广泛而持久的作用力。为解决专业教师与思政教师“同向同行”的难题，学校通过思想政治教育系统专题活动、教学工作坊、教学午餐会等多种形式推进师资队伍建设。具体方法为：一是强调政治意识，加强专业课教师的政治素养、提高政治站位。二是加强师德师风建设，提高教师人格魅力和“示范性”。三是加强业务技能提升，对于课程思政选题、教学设计、方法改进给予切实的指导和提升，使专业教师不仅具有课程思政的创新意识，更是不断提升课程思政的本领。

最后，从课程思政的教育教学方法角度，突出现代技术与方法创新。“因事而化、因时而进、因势而新”不仅是对教学理念的要求，也是对教学方法改进的要求。学校在深化课程思政改革的进程中，基于方法改革做到三个方面：一是推进显性教学方法与隐性教学方法相结合。使思政教育与专业教育“基因植入”“无缝衔接”，破解“两层皮”的困境，在“潜移默化”中使学生接受。二是理论教学与实践教学相结合。探索专业课试验、实习、实践课程中德育因素和德育内容的融入，推动学生思政教育由“内化”向“外化”、由 “被动”向 “主动”转变，极大地调动了学生学习的积极性。三是推动传统教学方法与新媒体新技术的结合，通过智慧课堂、混合式教学等多种方法，利用新媒体新技术，通过录制视频、制作三维动画、设计模型等方式，增强对“课程思政”的直观感受、专业自信和思想认同。

三、以课程建设为载体，发挥学科育人示范课程的引领作用

课程思政是一项系统工程，必须依靠科学的教育理念、创新的思维方式、严密的顶层设计、精干的教师队伍和扎实的教学实践加以推进。吉林大学开展“学科育人示范课程”以来，建设了一批学科育人示范课堂和示范课程，对课程的教学目标、教学内容、教学方法等进行了周详规划与设计，以推进“知识传授、能力提升和价值引领”的同步实现，与思政课程形成育人协奏。

1.明确课程育人的价值目标。立足“培养什么人，怎样培养人，为谁培养人”的战略高度制定培养目标，在原有的知识目标、能力目标之外侧重价值目标的调整，注重在价值传播中凝聚知识和能力意蕴，在知识传授和能力培养中彰显价值引领。如“力学”“机电传动控制”“机械工程测试技术”“大学物理”“药剂学”等课程教学目标增加“适应中国特色社会主义现代化建设和未来社会与科技需要”“德智体美劳全面发展”“创新精神”“良知和责任感”“家国情怀和职业素养”等具体要求。“农业机械学”等从“担当复兴大任的时代新人”“乡村振兴战略”“三农”等思政教育的角度，注重培养学生的使命、责任和素质，并使之成为

“课程思政”教学改革的依据。

2.挖掘课程内容的德育元素。专业思政的关键在于深挖专业课程教学中的德育内容和德育元素，把“专业课程”作为价值与科学连接的“精神中介”，把立德树人融入教书育人全过程。“机电传动控制”“控制工程基础”“社会保障”“比较伦理学”等系列课程挖掘探索的德育精神包括：（1）中国精神的培育。以爱国主义为核心的民族精神和以改革创新为核心的时代精神是鼓舞和推动大学生不断前行的精神力量。中国要飞得高、跑得快，就得依靠13亿人民的力量[4]，鼓励更多同学弘扬中国精神，发挥创造活力，激发使命担当，践行报国之志。（2）社会主义核心价值观。引导学生扣好人生的第一粒扣子，有所为有所不为。（3）劳模精神和工匠精神。“机械原理”“机械設计”等课程注重弘扬劳模精神和工匠精神，增强专业荣誉感。此外还需注重对学生科学思维、严谨求实精神的培育等。

3.明确课程思政的评价体系。对课程实施过程和结果评价是验证“课程思政”实效性和影响力的重要举措。在学科育人示范课程建设过程中，各门课程通过分析学生对教学改革内容和“育人目标”的认可度，教师整体课程规划与专业发展的结合度，用人单位对学生政治素质、职业素养、专业水平的满意度等，检验“课程思政”建设的效度。

总之，挖掘用好高校各门课程思政元素，充分发挥各门课程的思想政治教育功能，是一个长期性、系统性、基础性的战略工程，需要同向发力、协同用力、群策群力[5]。课程思政是一种教育理念、一种思维方式，一种教育实践，更是一个系统工程，从理论上探讨其内在逻辑和运行机理，从实践上探讨其教学设计和课外拓展都是一个长期的过程，需要今后更多的研究和实践，以期突破和提高。

参考文献：

[1] 习近平谈治国理政：第二卷[M].北京：外交出版社，2017：378.

[2] 习近平新时代中国特色社会主义思想三十讲[M].北京：学习出版社，2018：197.

[3] 马克思恩格斯文集：第1卷[M].北京：人民出版社，2009：320.

[4] 习近平谈治国理政：第1卷[M].北京：外文出版社，2018：98.

[5] 王光彦. 充分发挥高校各门课程思想政治教育功能[J].中国大学教学，2017（7）：4-7.

作者：刘鹤　石瑛　金祥雷

物理教学和农业机械论文篇2：

面向农机专业的“自动控制原理”课程教学改革

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。

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，要夯實学生的基础知识。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。

3.关注控制理论发展，实时更新教学内容

近年来，专家系统、神经网络理论及其应用使得控制理论得到快速发展，以网络技术、通讯技术、人机交互技术为代表的信息化理论将成为自动控制未来发展的方向。控制对象、分析方法、数学工具以及主要研究问题都发生变化，这就需要教者对本课程发展趋势能有清晰的掌握。教者首先应密切关注本课程的最新发展动态，积极参加学术研讨，定期进行业务培训，更新自身的知识储备。其次，在讲好经典控制理论的同时，应选择一些比较符合课程要求的现代控制理论，在讲课过程中及时介绍给学生。还可在每一个重点章节结束后开设一个专题讲座，就现代控制理论中的一些方法与应用进行讨论，使教学内容始终与时俱进，与课程发展方向同步。

三、“自动控制原理”课程教学方法与教学手段改革

1.改革理论课教学方法

传统的教学，教师重知识传授，大量的课堂时间都用在本课程理论教学上，师生互动性不足，学生缺少独立思考的空间。为提高课堂效率，改善教学效果，教者首先应认真进行课前准备，精选教学案例，并制作成生动的多媒体教学课件，包括视频、动画、PPT等。这样既然保证授课过程的生动性，同时又能保证教学内容有足够的信息量，提高教学效率。其次，将启发式教学方法用于教学，教者在教学过程中根据教学任务和自动控制课程学习的客观规律，从农机专业学生的实际出发，启发学生现场独立思考或课后查找农业工程中有关自动控制的案例，力争一人一例，以课堂提问的形式让学生自己介绍，发扬教学民主，培养独立解决问题的能力。最后，充分利用互联网查找教学资源，如国家精品课程网站、各知名高校的相关课程建设网站等，逐步建立和丰富教学资源库。教者应利用好这些教学资源，并适时推荐给学生，布置相关查询作业，督促学生真正浏览和学习。条件成熟时可自行建立本课程网站，供学生自主学习。

2.改革实验课教学手段

实验教学既是对课堂教学中相关理论的验证，也是激发学生学习兴趣、培养学生动手能力的重要手段。传统的实验教学大纲一般都采用实验电路进行模拟，教者提供现成的电路图，学生按照实验指导书的要求连接电子线路，验证已知结论，实验过程缺乏创造性。[7]因此，首先应改革实验目的，由验证型实验向设计型实验转变。让学生自行设计实验方案并分析实验结果，即根据农业工程需要制订技术目标并设计若干解决方案，再根据验证结果选择解决方案并对方案进行细节设计。重点向学生介绍应用最广泛的PID控制系统。其次，将MATLAB软件引入自动控制仿真实验中。MATLAB软件适用于众多领域的数值分析、系统设计和复杂计算，对使用者的编程能力要求不高，使用该软件可极大丰富自动控制实验教学的内容、提升实验质量和实验效率。如，在绘制根轨迹时学生会把大量的时间消耗在计算轨迹与实轴、虚轴交点坐标、入射角与出射角上，如果采用MATLAB软件，学生可以将更多的精力用在系统的稳定性分析上。但本科阶段一般不开设MATLAB软件课程。因此，教者应在平时的教学过程中逐步将MATLAB软件的使用方法灌输给学生，包括基本操作、常用的数学运算代码以及与本课程相关的函数使用方法，鼓励有条件的学生在自己的电脑中安装该软件。教者应经常采用MATLAB工具辅助教学活动，在课堂教学中经常公开演示，使学生尽可能早地熟悉该软件。

实践表明，采用MATLAB软件辅助“自动控制原理”实验课教学，使自动控制原理学习和实验更加直观，提高了学生应用现代系统设计分析工具的能力。

3.更新课程考核方式

合理的自动控制课程成绩评判方式可有效地调动学生的自觉性，促进学生综合能力全面提升。[8]传统的考核方式将学生的总评成绩分为三个部分，即平时成绩、实验成绩和期末考试成绩。平时成绩主要依据学生的课堂表现、出勤情况和作业成绩来评定。实验成绩主要依据学生的实验报告评定，很难体现学生动手与创新能力。因此，在学生的成绩考核改革中需加大学生动手能力的权重，鼓励学生的创新思维，并体现在成绩的评定上，以激励独立思考和自主创新。笔者认为，应该增加课程设计类考核成绩，在学期中间的时候可以将课程设计作业布置下去，学期结束时收上来。为预防个别学生之间抄袭，可采取布置不同类型的题目、随机抽检等方案予以制约。各部分权重如图3所示。这样可以增强学生自主学习的能力，考核成绩能真实反映学生的学习水平。

四、结束语

在“自动控制原理”课程的教改实践过程中，对教学方法和教学手段等内容进行改革与创新，并在农机2008、2009级本科生中进行教学实践。结果表明，通过教学改革极大地调动了学生学习自动控制原理的主动性，学生的动手实践能力、创新能力有明显提高。随着自动控制技术的飞速发展，社会对工程人员的技术需求也会越来越高，新的教学内容和实验方法必将不断涌现，这就要求教者不断加强学习，继续推进课程的教学改革，进一步提高学生的理论水平和创新能力，争取更好的教学效果。

参考文献：

[1]吴晓蓓.“自动控制原理”课程讲授的几个要点[J].中国大学教学，2005，（9）：28-31.

[2]林剑辉，赵燕东，王海兰.高等农林院校工科专业“自动控制原理”课程教学改革的探讨[J].中國林业教育，2009，27（s1），24-26.

[3]姬伟，杨年法，赵德安，等.“自动控制原理”课程教学改革与实践[J].中国电力教育，2009，（8）：94-95.

[4]范为福，王双红.“自动控制原理”课程教学改革与实践[J].中国电力教育，2012，（6）：88，91.

[5]丁勇，王从庆.《自动控制原理》课程的教学改革与实践[J].南京航空航天大学学报（社会科学版），2005，7（1）：84-86.

[6]胡寿松.自动控制原理[M].第四版.北京：科学出版社，2003：11-18.

[7]金鑫，谢昭莉，盛朝强，等.“自动控制原理”实验教学改革创新与实践[J].电气电子教学学报，2009，31（s2）：31-33.

[8]江善和，王远志.自动控制原理课程教学改革的思考与实践[J].软件导刊，2009，8（12）：189-191.

（责任编辑：王祝萍）

作者：姚立健彭樟林赵超

物理教学和农业机械论文篇3：

电子显微镜技术在农业高等院校教学中的应用

摘要：电子显微镜技术主要用于观察样品的内部结构和表面形态特征变化的研究，在农业高等院校教学和科研中发挥着重要作用。新疆农业大学在动物医学、动物科学、农学、园林、食品与药品、草业与环境、水利、机械交通等农学学科专业开设《电子显微镜工作原理与应用》公共选修课，使学生掌握电子显微镜应用技术，为农业专业的人才培养和农业现代化发展提供技术保障。

关键词：电子显微镜技术；农学专业；教学；应用

电子显微镜包括透射电子显微镜和扫描电子显微镜，它是一种研究物体超微结构精密分析仪器，主要用于研究样品的内部结构和表面形态特征的变化，在动物、植物、生物、医药、物理、化工材料等自然科学领域的科学研究中发挥着重要作用[1，2]。近年来，随着电镜技术的不断发展与其他技术学科的紧密结合，在动物医学、动物科学、农学、园林、食品与药品、草业、水利、机械交通等农学门类自然学科专业领域的应用更加广泛。因此，在农业高等院校本科和研究生教学中开设《电子显微镜技术》课程，可以为各专业学科的教学提供技术支持。新疆农业大学将《电子显微镜工作原理与应用》课程设定为全校本科生和研究生的公共选修课，有效地提升了各学科整体教学质量和科研能力。

一、《电子显微镜工作原理与应用》课程的教学内容与要求

1.《电子显微镜工作原理与应用》课程的教学内容。《电子显微镜工作原理与应用》课程理论教学内容包括：电子显微镜的概述、组织超微形态结构和功能、透射电镜的结构和工作原理、透射电镜的操作和使用、透射电镜的样品制备、扫描电镜的结构和工作原理、扫描电镜的操作和使用、扫描电镜样品制备技术、电镜样品制备实例，共九个部分。本科生理论课教学10学时，研究生理论课教学20学时。

《电子显微镜工作原理与应用》课程实验教学内容包括：电子显微镜的结构和使用操作、生物样品透射电镜制备方法、材料样品透射电镜制备方法、生物样品扫描电镜制备方法、材料样品透射电镜制备方法，共五个部分。本科生实验教学20学时，研究生理论课教学30学时。

2.《电子显微镜工作原理与应用》课程的教学要求。（1）《电子显微镜工作原理与应用》课程本科生教学要求。本科生教学中主要要求学生了解电子显微镜的结构和操作原理，动植物组织细胞超微结构、功能和细胞表面形貌特征，理化材料的晶体结构和形貌特点，常规生物样品和理化材料的制备技术方法。在实验教学中要求学生了解仪器的操作方法、生物样品的制备过程，掌握常规生物样品和理化材料的制备技术方法，使学生能够掌握电子显微镜技术在动植物组织细胞超微结构和理化材料研究中的应用。（2）《电子显微镜工作原理与应用》课程研究生教学要求。研究生教学中不仅要求学生要掌握电子显微镜的结构和操作原理，动植物组织细胞超微结构、功能和细胞表面形貌特征，理化材料的晶体结构和形貌特点，常规生物样品和理化材料的制备技术方法，而且还要求学生掌握电子显微镜的细胞化学定位技术、扫描电镜临界点干燥技术等特殊检测技术。

在实验教学中要使学生掌握仪器的操作方法，如超薄切片技术、半薄切片技术、负染技术、细胞化学定位技术、扫描电镜临界点干燥技术、离子溅射技术、细胞冰冻蚀刻技术等样品制备方法，使学生能够学会运用电子显微镜技术对动植物组织细胞超微结构和功能的研究方法和技术手段。

二、电子显微镜技术在农学门类高等院校教学中的应用

1.电子显微镜技术在农学专业实验教学中的应用。透射电子显微镜可以观察植物细胞的细胞壁、生物膜、叶绿体、线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、微体、中心体、细胞骨架和细胞质内含物（如糖原、脂类、蛋白质），以及核膜、染色质、核仁的超微结构形态，通过对超微结构的学习和了解植物的生理代谢过程、病理变化机制，以及在外界因素的影响而导致形态结构和功能的改变[3，4]。为植物学、植物生理学、植物病学、植物生物学等学科学习奠定了理论基础，也为植物超微形态学的研究提供了技术手段。

2.电子显微镜技术在动物医学专业实验教学中的应用。在动物微生物学教学中，因病原微生物粒径微小，光学显微镜难以识别其特有结构，而通过TEM可以清晰地观察到细菌的特殊结构，如菌体鞭毛、菌毛、芽孢、荚膜等结构；病毒的囊膜、衣壳；霉病菌菌丝和孢子形态。通过电子显微镜的学习可以有助于学生对病原学的识别与理解，电子显微镜是病原学教学的有效工具[5]。

在动物病理学教学中，动物机体在致病因素作用下会导致细胞发生形态和功能上的改变，通过TME可以观察到病变区细胞的细胞器的损伤，对研究疾病的发生机制和致病机理和临床诊断提供有力的依据。例如，在肾活检、肿瘤诊治中电镜技术发挥了重要作用。电镜技术与免疫学技术相结合产生了免疫电镜技术，在超微结构和分子水平上研究各组织细胞的形态和功能，它可以对细胞表面及细胞内部的抗原进行定位，可以了解抗体合成过程中免疫球蛋白的分布情况、抗原—抗体复合物的结构细节以及免疫损伤引起细胞的病理变化[6]。

3.电子显微镜技术在动物科学专业实验教学中的应用。动物科学教学主要针对动物营养与饲养、饲料资源开发、饲料配方与饲料工艺设计，以及饲料与饲养企业管理等学科的研究，旨在满足人们日益增长的动物副食品饮食的需求。在动物科学的教学中将学习各种动物的养殖（包括养牛、养羊、养鹅、观赏动物饲养等），动物营养、遗传、繁殖、兽医学、牧草学、生态学、农业机械、农区规划、肉制品加工学等。在学习动物营养、遗传因素以及环境因素对动物生长发育的影响，可以通过电子显微镜观察动物组织细胞超微结构变化，来探讨和研究动物生长发育的特点，因此电子显微镜技术是动物科学教学和研究的重要技术手段。例如：应用扫描电镜检测鹿类毛的微观形态结构时可以明显观察到鹿毛的鳞片形态在科间、属间和种间存在的差异，同种不同个体毛的鳞片形态有差异，同一个体同一根毛样的不同部位也有差异[7]。

4.电子显微镜技术在食品与药品学专业实验教学中的应用。食品与药品学专业是以生命科学、食品科学和药品科学为基础，研究食品的营养、药品的安全与健康的关系，食品营养与安全保障、药品的安全与人类健康，通过对食品生产、加工的管理和控制，保证食品的营养品质和卫生质量，促进人体的健康。例如：荔枝的果实在采收后3～4天即开始变褐、变质、霉烂极不耐贮，通过用扫描电镜技术观察果皮结构，果皮的鲜红色是栅状组织细胞含大量花色甙所致，此花色甙流失，果皮即呈褐色。荔枝的外果皮仅有一层细胞外壁薄，角质层也薄，防止水分散失的能力差，果内的水分可部分地通过角质层散失到果外[8]。再如，运用扫描电镜对多种常见可食用淀粉颗粒的超微形貌进行观察，将考察的所有种类淀粉颗粒分为：块茎形、棒形、球形、扁平形、复粒结构、棱角圆滑和棱角尖锐多面体形及肾形等类别，通过扫描电子显微镜对淀粉颗粒超微形貌特征上加强国内淀粉产品的质量监管提供可靠参考[9]。

5.电子显微镜技术在园林专业实验教学中的应用。林学与园艺学专业是农业的重要组成部分，学习和掌握果树、蔬菜、花卉及观赏树木的栽培与繁育技术。园艺学科属于应用基础和应用型研究学科，是以农业生物学为主要理论基础，研究园艺作物生长发育和遗传规律的一门学科，也是研究园艺作物起源与分类、种质资源、遗传育种、栽培、病虫害防治及采后处理、贮藏加工等应用技术与原理的综合性学科。例如，观察五倍子乙醇提取物对表皮葡萄球菌的体外抗菌活性及其在电镜下菌细胞形态超微结构的变化时，采用新的中药抑菌实验方法对五倍子乙醇提取物进行表皮葡萄球菌的最低抑菌浓度测定，用电镜观察用药后细菌细胞的形态改变。在电镜下观察经五倍子处理的表皮葡萄球菌细胞的超微结构，扫描电镜显示菌细胞形态大小不等，排列不整齐，大多数菌细胞的细胞壁破裂。在透射电镜下，菌细胞细胞壁结构、层次不请，胞浆膜层次不分明，细胞质内含物大多消失，细胞浆内包含体和染色体模糊不清[10]。再如，用扫描电镜对黑龙江产十种不同科属、不同生境的蕨类植物的孢子囊和叶表皮进行了详细观察，结果表明蕨类植物的孢子囊和叶表皮在扫描电镜下，显示出更为丰富的形态特征，并表现出细致而稳定的异同点，可作为蕨类系统分类的现代手段，能更好地应用于疑难科属的分类研究[11]。

6.电子显微镜技术在农业工程学专业实验教学中的应用。工程学是研究自然科学应用在各行业中的应用方式、方法的一门学科，同时也研究工程进行的一般规律，并进行改良研究。在农学专业中工程学专业主要包括水利科学专业、机械与交通专业、化学专业等学科。在工程学专业中建筑材料的质量与性质，对于工程建设至关重要。例如：对纳米材料特性的研究一般与粒径的大小分布及形状等微观结构有着重要的关系，扫描电子显微镜（SEM）和透射电镜（TEM）等，可以在极高的放大倍数下直接观察纳米颗粒的形貌和结构，特别是测量纳米颗粒的大小，既直观又非常方便，所以电子显微分析是研究纳米材料的一种重要手段，而其中透射电镜则是最常用的检测设备之一。透射电镜是基于传统电子束技术上发展起来的，它分辨率高、放大倍数高，分辨本领已达到了0.1～012nm，所得到的纳米图像直观清晰，可以揭示物质内部的微细结构，广泛应用于材料科学与生命科学领域，是研究纳米材料的常用重要分析仪器之一[12]。

三、展望

在农业技术快速发展的进程中，对农业人才专业素质的培养有了更高的要求。因而在教学过程中，就要使学生能够更扎实地掌握其专业基础知识和科学研究能力，在未来的农业科学的研究中，对样本显微和超微结构的研究也就越发深入，因而电子显微镜技术在农学专业的应用也越加广泛。因此，将电子显微镜技术应用于农业高等院校的科研和教学，使学生对动植物以及材料科学超微结构的认识有更加清晰地了解，为农业专业的人才培养和农业现代化发展提供技术保障，也可以为农业的发展提供重要的技术手段。

参考文献：

[1]汪克建，孙善全.提高研究生电镜实验教学质量的几点体会[J].山西医科大学学报，2010，12（3）：296-298.

[2]陶忠芬，江海东.浅谈电镜技术实验教学的体会[J].局解手术学杂志，2009，5（18）：338.

[3]项晓人，袁莉民，杭向前.透射电镜超微低倍观察植物材料的制样方法[J].江苏农学院学报，1993，14（2）：79-80.

[4]吴立新，陈方玉.现代扫描电镜的发展及其在材料科学中的应用[J].武钢技术，2005，6（43）：36-40.

[5]汤雪明，戴书文.生物样品的环境扫描电镜观察[J].电子显微镜学报，2001，3（20）：217-223.

[6]李连宏，孙雷，唐建武.电镜在病理诊断与医学研究中的应用[J].大连医科大学学报，1998，4（20）：8-10.

[7]孙中武，高海钰，毕冰.鹿类动物毛的扫描电镜分析[J].东北林业大学，2003，4（31）：29-32.

[8]潘洵操，谢宝贵.荔枝果皮的扫描电镜观察[J].园艺学报，1996，3（23）：227-230.

[9]王绍清，王琳琳，范文浩.扫描电镜法分析常见可食用淀粉颗粒的超微形貌[J].食品科学，2011，（32）：74-79.

[10]李仲兴，王秀华，时东彦.五倍子提取物对表皮葡萄球菌的抗菌作用及其扫描和透射电镜观察[J].中国中医药信息杂志，2004，10（11）：867-869.

[11]邢怡，党安志，刘保东.黑龙江产十种蕨类植物孢子囊和叶表皮的扫描电镜观察[J].植物研究，2004，4（24）：413-419.