機(jī)電類課程教學(xué)狀況及革新建議

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本文作者：麻友良 單位：武漢科技大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院

大學(xué)本科車輛工程、汽車服務(wù)工程等專業(yè)，根據(jù)專業(yè)的特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)的需要，通常設(shè)有機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程測(cè)試技術(shù)、單片機(jī)與接口技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)課，和汽車構(gòu)造、汽車電器與電子控制技術(shù)、汽車空調(diào)技術(shù)等專業(yè)課。學(xué)生們對(duì)這些涉及機(jī)械與電子學(xué)科的課程普遍感學(xué)習(xí)難度較大，教師在教學(xué)過(guò)程中也會(huì)遇到種種困難。因此，研究這些課程的特點(diǎn)，探索適應(yīng)課程特點(diǎn)的教學(xué)方法，是提高教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的關(guān)鍵所在。

一、機(jī)電類課程的特點(diǎn)分析

根據(jù)機(jī)電類課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)過(guò)程所遇到的實(shí)際問(wèn)題，總結(jié)其特點(diǎn)如下：

1.對(duì)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)影響舉足輕重。機(jī)電類課程無(wú)論是專業(yè)基礎(chǔ)課還是專業(yè)課，均是專業(yè)主干課或重要課程，這些課程所包含的知識(shí)是車輛工程和汽車服務(wù)工程專業(yè)學(xué)生專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)的基石，并缺一不可。這些課程教學(xué)水平的高低，在某種程度上也決定了專業(yè)培養(yǎng)成功與否，影響著學(xué)生畢業(yè)以后能否在本專業(yè)領(lǐng)域迅速地成長(zhǎng)并建功立業(yè)。

2.機(jī)械類課程的特點(diǎn)。機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、汽車構(gòu)造等屬于機(jī)械類課程，汽車空調(diào)、汽車電氣設(shè)備等則屬于部分機(jī)械類課程。機(jī)械類課程所涵蓋的教學(xué)內(nèi)容包括機(jī)構(gòu)的基本原理、機(jī)器的工作原理、機(jī)器總成與零件的設(shè)計(jì)等，與之配套的基礎(chǔ)課程有機(jī)械制圖、工程力學(xué)、公差與測(cè)量、工程材料、汽車概論等。機(jī)械類課程要求學(xué)生有較強(qiáng)的形象思維能力，而汽車空調(diào)中的壓縮機(jī)、熱力膨脹閥等則融合了電學(xué)和熱力學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生在這些課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中，如果對(duì)于此前基礎(chǔ)知識(shí)有欠缺，或聽(tīng)課時(shí)注意力稍有不集中，就容易跟不上教師的講課節(jié)奏，并導(dǎo)致學(xué)生這些課程的學(xué)習(xí)困難。

3.電類課程的特點(diǎn)。工程測(cè)試技術(shù)、單片機(jī)與接口技術(shù)（或微機(jī)原理與接口技術(shù)）、汽車電器與電子控制技術(shù)等屬于電類課程，其中汽車電器中的發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)等又包含了機(jī)械方面的內(nèi)容。這些課程的基礎(chǔ)課程是大學(xué)物理學(xué)、電工學(xué)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)運(yùn)用基礎(chǔ)等?！半姟笔且粋€(gè)抽象的概念，一些電類課程要求學(xué)生有較強(qiáng)的邏輯思維能力。由于電看不見(jiàn)、摸不著，教師在講相關(guān)內(nèi)容時(shí)，很難將其形象化，加之一些學(xué)生沒(méi)有很好地掌握與電類課程相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，就會(huì)感到電類課程學(xué)習(xí)難度很大。

二、機(jī)電類課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題

機(jī)電類課程本身的特點(diǎn)決定了這些課程的教學(xué)難度相對(duì)較大，而教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題又影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更進(jìn)一步加劇了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。機(jī)電類課程教學(xué)過(guò)程中的問(wèn)題主要有如下幾點(diǎn)。

1.缺乏生動(dòng)形象化的教學(xué)手段。一些教師采用傳統(tǒng)的機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式，采用粉筆加繪圖工具，學(xué)生只是通過(guò)老師的講解和板書去認(rèn)識(shí)與思考，建立不起“機(jī)構(gòu)是如何運(yùn)動(dòng)的”，“為什么是這樣的受力關(guān)系”等這樣一些形象思維，就會(huì)感到很難聽(tīng)懂，進(jìn)而會(huì)失去學(xué)習(xí)興趣。在汽車構(gòu)造課上，學(xué)生面對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且線條密集的汽車總成構(gòu)造圖，盡管老師在不停地講解，但學(xué)生還在想象著圖中部件的結(jié)構(gòu)關(guān)系，某部分圖形與線條表示的是什么東西，學(xué)生的思維與教師的講課完全脫節(jié)。電類課程由于比較抽象，即使教師采用了多媒體的教學(xué)手段，但使用靜態(tài)的電路圖加上文字說(shuō)明，還是會(huì)讓學(xué)生難于理解。

2.教學(xué)內(nèi)容陳舊落后。教學(xué)內(nèi)容陳舊落后，也是影響機(jī)電類課程教學(xué)質(zhì)量的重要因素。例如，汽車構(gòu)造，教師還化大量的時(shí)間與精力去講解化油器、傳統(tǒng)的載貨汽車底盤等這些已被淘汰或較陳舊落后的總成與部件的結(jié)構(gòu)原理，而對(duì)于汽油噴射裝置、轎車上所用的五連桿懸掛等新型構(gòu)造不講或只簡(jiǎn)單介紹，學(xué)生在課堂上得到的真正有用的知識(shí)太少。再如，汽車電器與電子控制技術(shù)，課堂上的重點(diǎn)還是觸點(diǎn)式點(diǎn)火系統(tǒng)、熱絲式閃光器，而教材上還沒(méi)有但學(xué)生卻早已有所耳聞的前照燈隨動(dòng)轉(zhuǎn)向、汽車行使穩(wěn)定系統(tǒng)、電子輔助制動(dòng)系統(tǒng)教師卻不作介紹，學(xué)生便會(huì)失去對(duì)這門課的學(xué)習(xí)興趣，該課程的教學(xué)質(zhì)量也就無(wú)從談起了。

3.各門課程缺乏緊密的銜接與配合。各課程的銜接與配合包括兩個(gè)方面，一是基礎(chǔ)課與機(jī)電類課程的銜接與配合，二是機(jī)電類課程之間的銜接與配合。例如，工程數(shù)學(xué)沒(méi)有復(fù)變函數(shù)與積分變換的教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生在學(xué)習(xí)工程測(cè)試技術(shù)這門課時(shí)，就會(huì)聽(tīng)不懂測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析及動(dòng)態(tài)信號(hào)分析中相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容。又如，汽車構(gòu)造課和汽車電器與電子控制技術(shù)課均涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)汽油噴射裝置、汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)和自動(dòng)變速器等教學(xué)內(nèi)容，由于沒(méi)有很好地銜接與配合，造成一些內(nèi)容重復(fù)講解，一些內(nèi)容則由于缺乏系統(tǒng)性和連貫性，導(dǎo)致學(xué)生不能系統(tǒng)全面地了解這些汽車電子控制裝置的結(jié)構(gòu)與電子控制原理，從而影響了這些課程的教學(xué)質(zhì)量。

4.實(shí)驗(yàn)課針對(duì)性和有效性不強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容與課堂的教學(xué)內(nèi)容沒(méi)有緊密的聯(lián)系，使得學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)無(wú)法驗(yàn)證教師在課堂上所講的相關(guān)內(nèi)容，也就是說(shuō)，學(xué)生不能通過(guò)“理論到實(shí)踐”這樣一個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程來(lái)鞏固所學(xué)的知識(shí)。同時(shí)，學(xué)生也不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得與課堂教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的實(shí)踐知識(shí)，加深理解理論知識(shí)。這種從時(shí)間和內(nèi)容與課堂教學(xué)分離的實(shí)驗(yàn)課，容易使學(xué)生失去對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，往往是敷衍了事。有些實(shí)驗(yàn)課則只是由實(shí)驗(yàn)課教師作演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生圍著看。由于學(xué)生看不明、聽(tīng)不清實(shí)驗(yàn)老師在做什么、說(shuō)什么，這樣的實(shí)驗(yàn)課對(duì)相關(guān)課程的幫助也就微乎其微了。

三、提高機(jī)電類課程教學(xué)質(zhì)量的方法與措施

根據(jù)機(jī)電類課程的特點(diǎn)和教學(xué)過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，提出如下提高機(jī)電類課程教學(xué)質(zhì)量的方法與措施。

1.建設(shè)適用于機(jī)電類課程的多媒體教學(xué)課件。多媒體的特點(diǎn)是能生動(dòng)形象地展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，因此，機(jī)電類課程應(yīng)提倡用多媒體課堂教學(xué)方法。成功的多媒體課堂教學(xué)，高質(zhì)量的多媒體課件是必不可少的基礎(chǔ)。適應(yīng)于機(jī)電類課程的多媒體課件除了圖形圖像清晰，文字簡(jiǎn)練且重點(diǎn)突出，動(dòng)畫生動(dòng)形象外，還應(yīng)向著更高的層次發(fā)展。例如，一些構(gòu)造類的圖形和動(dòng)畫使其具有透視化和可拆化的效果。透視化的汽車總成結(jié)構(gòu)圖，既可以讓學(xué)生看到總成外部的形狀及與其他部件的連接關(guān)系，又可使學(xué)生看清總成內(nèi)部的結(jié)構(gòu)；可拆化的汽車總成圖，由教師邊講邊控制拆解零件逐個(gè)分離，可將總成部件的組成，各零件的裝配關(guān)系表達(dá)得清清楚楚。再如，一些電器及電路原理圖將其虛擬化，讓看不見(jiàn)的電流、電動(dòng)勢(shì)、電場(chǎng)及磁場(chǎng)變得可動(dòng)且可見(jiàn)，學(xué)生觀看這樣的動(dòng)畫，結(jié)合聽(tīng)教師的講解，就很容易掌握課堂教學(xué)內(nèi)容。

2.及時(shí)更新與完善教學(xué)內(nèi)容。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異，教學(xué)大綱及教材相對(duì)滯后，因此，需要教師及時(shí)掌握本課程學(xué)科領(lǐng)域的最新發(fā)展，并將其融入教學(xué)內(nèi)容中，以使機(jī)電類課程始終充滿最新的知識(shí)，能對(duì)學(xué)生始終保持吸引力。例如，汽車構(gòu)造課教師應(yīng)熟悉汽車懸掛五連桿機(jī)構(gòu)、雙離合手自一體自動(dòng)變速器等教材上還沒(méi)有的汽車新技術(shù)，并在課堂上向?qū)W生介紹。又如，汽車電器與電子控制技術(shù)課教師要深入了解缸內(nèi)直噴技術(shù)、自適應(yīng)前照燈、電子輔助制動(dòng)、汽車行駛穩(wěn)定等電子控制技術(shù)，在課堂上向?qū)W生祥細(xì)介紹。學(xué)生在課堂上聽(tīng)到、看到自己在教材中未能看到的新知識(shí)、新技術(shù)，就會(huì)激起其學(xué)習(xí)興趣，從而激發(fā)對(duì)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)熱情。

3.構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)完備的課程體系。知識(shí)結(jié)構(gòu)完備的課程體系包括兩方面，一是為這些機(jī)電類課程設(shè)立相關(guān)的基礎(chǔ)課程，并協(xié)調(diào)基礎(chǔ)課相關(guān)的內(nèi)容，使之與機(jī)電類課程相關(guān)教學(xué)內(nèi)容相銜接。例如，設(shè)立復(fù)變函數(shù)與積分變換等工程數(shù)學(xué)課程，與工程測(cè)試技術(shù)課程相關(guān)內(nèi)容相銜接；再如，在電工學(xué)中突出直流電動(dòng)機(jī)的內(nèi)容，電子技術(shù)基礎(chǔ)課程中將數(shù)字電路的內(nèi)容列為重點(diǎn)，以便與汽車電器與電子控制技術(shù)、單片機(jī)與接口技術(shù)等課程相銜接。二是機(jī)電類課程之間的相互協(xié)調(diào)與銜接，例如，機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)等課程盡可能多地以汽車構(gòu)造中的機(jī)構(gòu)與總成為實(shí)例；又如，工程測(cè)試技術(shù)課程中傳感器與測(cè)量電路的內(nèi)容與汽車電子控制技術(shù)課程中的汽車傳感器相銜接；再如，汽車構(gòu)造重點(diǎn)介紹汽油噴射裝置、自動(dòng)變速器、防抱死制動(dòng)裝置的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)與工作原理，而汽車電器與電子控制技術(shù)課程中在安排這些教學(xué)內(nèi)容時(shí)，則主要突出電子控制系統(tǒng)的組成與控制原理，使不同課程在涉及相似的教學(xué)內(nèi)容時(shí)，相互映襯，互相補(bǔ)充，使學(xué)生對(duì)相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容能理解得更加深刻。

4.精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。根據(jù)機(jī)電類課程的課程重點(diǎn)和學(xué)生掌握知識(shí)要點(diǎn)的實(shí)際需要來(lái)設(shè)置相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，安排相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。例如，單片機(jī)與接口技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)課，設(shè)計(jì)了數(shù)碼顯示器、信號(hào)燈控制器、數(shù)字電壓表等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)硬件連接、軟件編制等實(shí)踐過(guò)程，不僅實(shí)踐能力得到了提高，還可鞏固和加深理解單片機(jī)的硬件構(gòu)成、中斷、定時(shí)/計(jì)數(shù)、串行通信、系統(tǒng)擴(kuò)展及程序設(shè)計(jì)等課堂教學(xué)內(nèi)容。不斷地完善實(shí)驗(yàn)條件，盡可能讓學(xué)生自己做每個(gè)實(shí)驗(yàn)，并編制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，要求學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書做好每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及實(shí)驗(yàn)前的思考題，在自己或小組做實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

車輛工程和汽車服務(wù)工程等專業(yè)機(jī)電類課程通常被認(rèn)為是老師難教，學(xué)生難學(xué)的課程，而這些課程又是專業(yè)主干課程。提高這些課程的教學(xué)質(zhì)量，對(duì)提高學(xué)校的教學(xué)水平和人才培養(yǎng)的質(zhì)量，往往會(huì)起到事半功倍的效果。