王家胜 王东伟

摘 要： 针对农业物料学课程学科知识结构特点，引入理论与实验一体化教学模式，基于理论与实验的融合性，对课程理论内容模块和实验内容模块进行设计；课程教学过程按照“讲、听、做、学”的流程，在实验操作中渗入理论学习，在理论学习中见证其应用，使两者相辅相成、有机结合，实现教、学、做三位一体，既能有效提升本门课程的教学质量，又能培养学生学习知识的兴趣和积极主动的学习态度。

关键词： 农业物料学 理论教学 实验教学 一体化

农业物料学是应用近现代物理学理论、方法和技术来研究农业物料的物理特性，以及各个物理因子和生物特性相互作用的一门边缘性学科[1]。作为农业工程学科的基础，农业物料学已经成为农业高校农机化专业一门理论性和实践性并重的专业基础课程，主要培养学生掌握利用相关技术测试常见固体和液体农业物料物理特性的实验方法和原理。农业物料学涉及农学、生物学、机械力学、流体力学、电学、光学等多门学科的理论和技术，知识领域广，学科交叉，给该门课程的教学带来很大的挑战。为了更好地加强知识的理解、提高学习效率、进一步提高农业物料学的教学质量，结合教学内容和目标，对该课程进行理论与实验一体化教学模式的探索。

1.课程知识结构设计

1.1农业物料学研究对象及特征

农业物料学的研究对象是农业生产及农产品加工和处理所面对的植物物料和动物物料及其半成品和成品，如谷物种子、果蔬类、油类、肉、蛋、奶等，按存在状态可分为固体物料和液体物料。农业固体物料的结构形式表现出多样性，它们以块状、散粒体、粉状等规则或不规则的形式存在，它们的内在品质也具有很大的差异性，因材质的不同表现出不同的力学特性、电学特性和光学特性；农业液体物料作为连续介质，因其黏性不同而具有复杂的流动特性和流体动力学特性。

1.2理论模块设计

农业物料学所研究的内容是基于农业生产、加工、存储、运输、检测的机械装备和系统的设计需求，利用合适的技术和手段来研究各类农业物料基本物理参数、力学、光学及电学特性[2]。遵循主次分明、突出重点的原则，具体理论教学内容包括物料的基本物理参数（如形状、尺寸、体积、密度、孔隙度、表面积、比表面积、含水率等）的表达形式和测试方法、黏弹性物料的流变模型及应力松弛和蠕变理论、液体物料的黏度及液体物料流体阻力特性、散粒物料的内外摩擦力学特性及空气动力学特性、农业物料的换热理论及干燥理论、农业物料的介电特性和导电特性、农业物料的光学反射和透射理论等。

1.3实验模块设计

实验内容的设计在该教学模式中的作用尤为关键，通过实验课的实施，不仅使学生能够掌握典型农业物料物理特性的测试方法，同时是辅助学生理解和学习本课程理论知识的重要手段。为了达到此目的，实验内容须覆盖和融合本课程的理论要点。根据教学目标，结合理论教学内容，实验项目设置为谷物尺寸与硬度的测试，果蔬形状、体积和密度的测试，农业物料拉压流变实验，液体物料比重与黏度的测试，谷物种子空气动力学特性实验，散粒体物料休止角与内摩擦角的测定实验，谷物种子含水率测定实验，农业物料导热系数的测定，典型农业物料LCR电学参数测定，谷物考种实验、谷物营养成分光谱分析实验等。

2.理论实验一体化教学模式的实现

2.1理论实验一体化教学思想

传统的教学是将理论教学与实验教学分阶段进行，一般先在课堂讲授理论，后集中进行实验。这种教学模式容易导致理论和实验结合不紧密，实验对理论的反馈作用发挥不及时、不充分。尤其对于农业物料学理论知识体系繁多、学科跨度大，仅课堂讲解理解难度大。由于理论教学与实践性教学是一种相互加强与相互补充的关系[3，4]，通过构建理论实验一体化教学模式，将理论教学与实践教学融为一体，两者同步开展。按照“讲、听、做、学”的流程，教师首先提出本次课的教学任务和知识目标，对相关知识点进行讲授，讲授内容分为两部分，一部分为知识点的概念、原理等基础理论知识，另一部分是讲解基于这些理论知识的实验方法和步骤。学生在明确教学任务和知识目标后，有目的性地对所讲授的内容进行听记，接着按照实验方法有步骤地进行实验。实验过程中，教师要有计划、有目的地对实验关键环节涉及的理论原理、支撑技术进行提示和讲解；实验结束后，结合实验，以问题解答、讨论互动等形式对相关理论知识进行归纳、总结、再学习，进而加深理解，真正掌握和巩固知识点。

2.2理论与实验的融合性

为了实现农业物料学课程一体化教学过程中理论知识与实验的有效融合，实验内容的设置及教学过程设计非常关键。在本课程实验内容的设置中，谷物尺寸与硬度的测试实验和果蔬形状、体积和密度的测试实验对应农业物料基本物理参数的表达及测量理论；农业物料拉压流变实验、液体物料比重与黏度的测试实验对应黏弹性物料的流变模型及应力松弛和蠕变理论及液体物料的黏度及液体物料流体阻力特性知识；谷物种子空气动力学特性实验、散粒体物料休止角与内摩擦角的测定对应散粒物料的内、外摩擦力学特性及空气动力学特性理论；谷物种子水分测试实验（直接法）、农业物料导热系数的测定实验对应农业物料的换热理论及干燥理论；典型农业物料LCR电学参数测定、谷物种子水分测试实验（间接法）对应物料的介电特性和导电特性理论；谷物考种实验、谷物营养成分光谱分析实验则涵盖物料的光学反射和投射理论。

例如对于谷物种子含水率及其测定方法知识模块的学习，该模块的教学目的是要求学生掌握谷物种子含水率的基本概念、含水率的实验测定方法及其测定原理。谷物种子含水率的测定方法有两种：直接烘干法和间接测定法。针对两种方法，分别安排两个含水率测定实验：一个是红外加热烘干实验，另一个是基于介电常数的电子水分速测实验。第一个实验测定原理包含了红外线热效应理论、谷物干燥理论等知识；第二个实验测定原理包含了种子电特性理论中的含水率与介电常数知识。因此，该模块的教学中，按照“讲、听、做、学”的流程，在实验中渗入理论学习，在理论学习中见证其应用，两者相辅相成，既掌握了实验测定应用方法，又加深了对理论知识的理解渗透。

3.结语

针对农业物料学课程学科知识结构的特点，引入理论实验一体化教学模式可将理论性、实践性、开放性有机融合，打破常规理论课与实验课的界限，理论与实验形成互补、相互促进，实现教、学、做三位一体，有效启发、活跃学生的思维，促进师生互动沟通，一方面，有效提高了本门课程的教学质量，另一方面，培养了学生的学习知识的兴趣和积极主动的学习态度。

参考文献：

[1]周祖锷.农业物料学[M].北京：农业出版社，1994.

[2]姜瑞涉，王俊.农业物料物理特性及其应用[J].粮油加工与食品机械，2002（1）：35.

[3]肖伟才.理论教学与实践教学一体化教学模式的探索与实践[J].实验室研究与探索，2011，30（4）：81.

[4]张波，张红霞，徐超毅.MIS一体化教学模式研究与实践[J].实验技术与管理，2012，29（4）：97.