機(jī)電一體化課程教學(xué)研究3篇
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摘要：產(chǎn)教融合、校企合作是新形勢下國家對于高校工科人才培養(yǎng)的要求，研究提出以“立足區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求、服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展”為理念，以“提高學(xué)生專業(yè)技能、增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競爭力”為目標(biāo)，以“推進(jìn)校企合作，加強(qiáng)實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)方法”為手段，探討適合高校機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程改革的新模式。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；校企合作；教學(xué)改革
機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)是由多種技術(shù)學(xué)科相互交叉、滲透而形成的一門綜合性課程，所涉及的技術(shù)領(lǐng)域較為廣泛，對培養(yǎng)學(xué)生機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力具有重要作用[1,2]。傳統(tǒng)教學(xué)多以課堂理論教學(xué)為主，實(shí)踐環(huán)節(jié)偏少，由于本課程涉及知識(shí)點(diǎn)多、各章節(jié)連貫性差、知識(shí)跳躍性大、內(nèi)容抽象難理解，大部分學(xué)生對本課程不感興趣，導(dǎo)致本課程教學(xué)效果并不理想。經(jīng)問卷調(diào)查和學(xué)生反饋發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)過程中存在的主要問題大致如下：
(1)學(xué)生對本課程興趣較低，不能將生活中出現(xiàn)的機(jī)電一體系統(tǒng)和本課程聯(lián)系起來，因此感覺本課程知識(shí)點(diǎn)枯燥乏味。
(2)本課程對學(xué)生的知識(shí)面要求較廣，由于學(xué)生對已學(xué)課程遺忘，因此學(xué)習(xí)過程中感到本課程較難。
(3)本課程密切聯(lián)系實(shí)踐，但學(xué)生在本課程學(xué)習(xí)過程中反映出理論聯(lián)系實(shí)際、動(dòng)手能力較差。
(4)本課程所涉及的技術(shù)領(lǐng)域較為廣泛，傳統(tǒng)的考核方式無法體現(xiàn)學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)情況，流于形式。
(5)本課程各章節(jié)內(nèi)容相對獨(dú)立，有些內(nèi)容學(xué)生在相關(guān)的課程中已學(xué)習(xí)，如單片機(jī)、傳感器等，主講教師在教學(xué)過程中往往不加注意，使本課程變成“炒剩飯”，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果。
(6)本課程教學(xué)過程中多以課堂理論教學(xué)為主，知識(shí)點(diǎn)很零散，學(xué)生難以掌握，如此的培養(yǎng)造成學(xué)生知識(shí)“全而不專”，無法在當(dāng)前嚴(yán)峻的就業(yè)人群中脫穎而出。傳統(tǒng)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程組成如圖1所示。鑒于此，改變傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和考核方式，提高學(xué)生對機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的興趣和學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，使工科學(xué)生能夠真正實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用的任務(wù)迫在眉睫。
1國內(nèi)外機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程改革現(xiàn)狀
為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，改善教學(xué)效果，國內(nèi)外許多高校都對該課程的教學(xué)方式進(jìn)行了各種探索和研究。麻省理工學(xué)院Trumper等學(xué)者，介紹了麻省理工學(xué)院機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)置和相關(guān)實(shí)驗(yàn)室設(shè)施的發(fā)展，認(rèn)為該課程以實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)為中心，因此在麻省理工學(xué)院實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)利用模塊圖形來編程的DSP板，使學(xué)生能夠?qū)Ｗ⒂诿總€(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的成績主要是通過專業(yè)教師答辯和實(shí)驗(yàn)室報(bào)告相結(jié)合給出[3-7]。國內(nèi)如北京理工大學(xué)郝娟等學(xué)者，認(rèn)為應(yīng)該從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式兩個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)改革，其中，在教學(xué)內(nèi)容上強(qiáng)調(diào)以系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法為主線，以理論聯(lián)系實(shí)際為導(dǎo)向，在教學(xué)方式中重視培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和基礎(chǔ)知識(shí)，對授課的內(nèi)容不是“一刀切”，而是避輕就重[8-10]。
2以項(xiàng)目為主導(dǎo)和以提高學(xué)生專業(yè)技能為目標(biāo)的教改措施
秉承高校服務(wù)地方的宗旨，在國家倡導(dǎo)“產(chǎn)教融合、校企合作”的大背景下，本文提出以“立足區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求、服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展”為理念，以“提高學(xué)生專業(yè)技能、增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競爭力”為目標(biāo)，以“推進(jìn)校企合作，加強(qiáng)實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)方法”為手段，培養(yǎng)具有較強(qiáng)動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，擁有過硬的專業(yè)技能，能夠解決工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際問題的工科人才，適合高校機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革的新措施，具體包括以下內(nèi)容。
2.1教學(xué)方式
針對機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的問題，本文提出教學(xué)方式改進(jìn)措施如下：(1)針對課程章節(jié)內(nèi)容跳躍性大的特點(diǎn)，主講教師在理論課堂上，應(yīng)該以典型機(jī)電一體系統(tǒng)實(shí)例為指引，將不同章節(jié)有跨越性的內(nèi)容很好地結(jié)合起來，通過實(shí)例升華到本課程的相關(guān)知識(shí)和原理，增加學(xué)生對本課程的興趣，做到深入淺出。(2)主講教師在課后布置任務(wù)，讓學(xué)生復(fù)習(xí)下節(jié)課要用的以前學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)，這樣通過本課程的學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生系統(tǒng)復(fù)習(xí)與本課程相關(guān)的舊知識(shí)，溫故而知新，將大學(xué)所學(xué)的不同課程的知識(shí)串起來，做到學(xué)以致用。
2.2教學(xué)內(nèi)容
國家每年舉辦各種大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)，大多高校都有相應(yīng)的政策支持，在教學(xué)中充分利用這一條件，帶領(lǐng)學(xué)生搭建各種機(jī)械模塊，如機(jī)器人、智能家電、智能車等，完成其電機(jī)、傳感器的選擇、安裝，完成其控制電路板的設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試和軟件編程的調(diào)試，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生學(xué)以致用，同時(shí)開發(fā)的機(jī)電產(chǎn)品也可作為課堂教具或?qū)嶒?yàn)裝置，豐富實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。
2.3教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)環(huán)節(jié)加入大量實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，通過實(shí)驗(yàn)也可以提高學(xué)生對課程的興趣和成就感，通過學(xué)生在不同實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)和興趣，采取教師指導(dǎo)、自由組團(tuán)的方式，將學(xué)生分為機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組、測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)組、機(jī)器人創(chuàng)意組、數(shù)控加工組等，不同小組之間合作實(shí)施項(xiàng)目，設(shè)計(jì)機(jī)電一體化產(chǎn)品。
2.4考核環(huán)節(jié)
對機(jī)電類專業(yè)實(shí)踐性較強(qiáng)的核心課程(如單片機(jī)、PLC、測試技術(shù)等)，采取更加科學(xué)和全面的考核辦法，即采用項(xiàng)目主導(dǎo)制，讓學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)工程實(shí)物，如測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)、步進(jìn)電機(jī)控制、焊接電路等，真正讓學(xué)生學(xué)以致用，將專業(yè)課知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。學(xué)生以PowerPoint形式在項(xiàng)目完成后進(jìn)行答辯。學(xué)生成績由學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過程中的表現(xiàn)(占50%)，學(xué)生最終答辯過程中的表現(xiàn)(占30%)，學(xué)生撰寫項(xiàng)目心得(占20%)的方式考核(如圖2所示)。
3機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程教改實(shí)施思路
機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程教改實(shí)施的主要思路如圖3所示，在傳統(tǒng)的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程大綱和培養(yǎng)計(jì)劃的基礎(chǔ)上，充分利用學(xué)院現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備和資源，增加單片機(jī)硬件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、傳感器與測試技術(shù)實(shí)驗(yàn)、工業(yè)自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)、3D打印實(shí)驗(yàn)等與課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，考慮到機(jī)械專業(yè)學(xué)生對電方面內(nèi)容較為薄弱，因此實(shí)驗(yàn)內(nèi)容側(cè)重于電方面，通過課程教學(xué)過程中的實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生對課程的興趣、提高學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力。如圖4所示，根據(jù)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的興趣，采取自由組合的方式，將學(xué)生分為“機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組、單片機(jī)硬件電路組、控制系統(tǒng)和機(jī)電融合設(shè)計(jì)組、測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)組、機(jī)器人創(chuàng)意組”等若干團(tuán)隊(duì)，區(qū)別團(tuán)隊(duì)方向差異，帶學(xué)生去相關(guān)企業(yè)參觀，由企業(yè)教師指導(dǎo)企業(yè)專業(yè)方面的知識(shí)，之后在企業(yè)和校內(nèi)教師的指導(dǎo)下，將項(xiàng)目任務(wù)下達(dá)學(xué)生團(tuán)隊(duì)，并由學(xué)生做出項(xiàng)目實(shí)施的方案，項(xiàng)目方案通過答辯后，由學(xué)生實(shí)施項(xiàng)目研究和設(shè)計(jì)，中期項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)以PowerPoint形式定期向指導(dǎo)教師匯報(bào)項(xiàng)目實(shí)施情況?？紤]到機(jī)電一體化系統(tǒng)較為復(fù)雜，因此團(tuán)隊(duì)之間采用“并行”的方式，對于復(fù)雜系統(tǒng)，可以將系統(tǒng)分解給多個(gè)團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)之間在項(xiàng)目實(shí)施過程中定期溝通、協(xié)商，完成各自負(fù)責(zé)的部分，之后再將不同團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容整合為機(jī)電一體化系統(tǒng)。項(xiàng)目如此進(jìn)行的目的，主要是為了讓學(xué)生掌握機(jī)電一體系統(tǒng)知識(shí)的同時(shí)，具有自己擅長的方向，最大限度地保證學(xué)生就業(yè)過程中具有與眾不同的亮點(diǎn)，能夠脫穎而出。由于項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員在完成項(xiàng)目的整個(gè)過程中，掌握了相關(guān)專業(yè)方面扎實(shí)的知識(shí)，因此，可以推薦優(yōu)秀項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員到相關(guān)企業(yè)工作，優(yōu)秀項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員上班后，可以通過QQ群、郵件、微信群等網(wǎng)絡(luò)方式繼續(xù)參與學(xué)校團(tuán)隊(duì)，指導(dǎo)學(xué)弟、學(xué)妹的項(xiàng)目研究，并為項(xiàng)目提供創(chuàng)意和最新的行業(yè)發(fā)展、就業(yè)招聘信息。此外，優(yōu)秀項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員可以根據(jù)企業(yè)需求，對學(xué)院人才培養(yǎng)計(jì)劃和人才培養(yǎng)模式進(jìn)行反饋，學(xué)院論證后根據(jù)企業(yè)需求改進(jìn)學(xué)校的人才培養(yǎng)模式。整個(gè)人才培養(yǎng)過程中搭建了“企業(yè)-高校-學(xué)生”三位一體人才培養(yǎng)模式，高校人才培養(yǎng)過程中將“滿足企業(yè)對人才的需求”作為高校人才培養(yǎng)的目標(biāo)，培養(yǎng)過程注重提高工科學(xué)生的專業(yè)技能、動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)新能力，確保學(xué)生擁有一技之長，可以找到滿意的工作。而且企業(yè)和畢業(yè)學(xué)生可以對高校的人才培養(yǎng)進(jìn)行反饋，這些良性循環(huán)的措施確保培養(yǎng)的人才水平越來越高。
4教學(xué)改革成效
采用本文所述方案實(shí)施教學(xué)改革之后，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主觀能動(dòng)性，授課班級(jí)學(xué)生先后參加陜西省“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、第四屆全球創(chuàng)客嘉年華(GlobalInnovatorFesta，GIF)和中國機(jī)器人大賽等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽，取得一定收獲和成績。此外，采用本文所述方案改革之后，極大增強(qiáng)了學(xué)生對機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)興趣。以下抽取我院機(jī)械電子工程(簡稱“機(jī)電”)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化(簡稱“機(jī)制”)兩個(gè)專業(yè)共同開設(shè)的課程機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程進(jìn)行調(diào)查分析，其中，樣本1為采用教改方案的2014級(jí)機(jī)電1班學(xué)號(hào)前30號(hào)的學(xué)生，樣本2為未采用教改方案的2014級(jí)機(jī)制3班學(xué)號(hào)前30號(hào)的學(xué)生，結(jié)果見表1。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，本文所述教改方案對提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、增加學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，均有一定的效果。
5結(jié)語
(1)本文對傳統(tǒng)課程考核方式的不足進(jìn)行改革，提出通過讓學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作，設(shè)計(jì)產(chǎn)品和撰寫課程學(xué)習(xí)體會(huì)的方式，對課程進(jìn)行考核，這種考核方式，提高了學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，增加學(xué)生對專業(yè)知識(shí)的興趣。
(2)本文采用反饋式閉環(huán)結(jié)構(gòu)，讓優(yōu)秀畢業(yè)團(tuán)隊(duì)成員參與整個(gè)項(xiàng)目環(huán)節(jié)，可以對學(xué)院培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)大綱等進(jìn)行反饋，參與整個(gè)培養(yǎng)環(huán)節(jié)，有助于課程改革模式提升。
(3)根據(jù)學(xué)生興趣，讓學(xué)生形成專業(yè)方向團(tuán)隊(duì)，參與項(xiàng)目解決實(shí)際問題，因此經(jīng)過本項(xiàng)目后，改變了目前大學(xué)生知識(shí)“全而不?！睂?dǎo)致就業(yè)難的現(xiàn)狀，提高了學(xué)生專業(yè)技能和工程能力，增加了學(xué)生的就業(yè)機(jī)會(huì)。
(4)本文所述培養(yǎng)過程中，要求學(xué)生到校企合作的企業(yè)實(shí)際考察，真正實(shí)現(xiàn)了“企業(yè)-高校-學(xué)生”三位一體的培養(yǎng)模式。
作者:張衛(wèi)亮 劉明君 單位:寶雞文理學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院
機(jī)電一體化課程教學(xué)篇2
《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》是機(jī)械本科專業(yè)機(jī)電一體化方向的一門核心專業(yè)課程，本課程覆蓋的知識(shí)面廣，綜合性、工程實(shí)踐應(yīng)用性極強(qiáng)，學(xué)好該課程可以全面掌握機(jī)電一體化方向的理論及應(yīng)用實(shí)踐能力，對培養(yǎng)機(jī)電一體化方向應(yīng)用型人才意義及其重大。國家近期發(fā)布的《2017年工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)資金項(xiàng)目指南的通知》指明了包括機(jī)器人智能工廠、物聯(lián)網(wǎng)、智能家電等和機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域緊密聯(lián)系的中國制造2025重點(diǎn)支持方向，新技術(shù)的發(fā)展需要新的人才支撐，但由于《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程內(nèi)容很難被學(xué)生掌握及應(yīng)用，所以課程教學(xué)改革已迫在眉睫。因此，綜合中國制造2025新形勢下機(jī)電一體化方向的培養(yǎng)目標(biāo)及學(xué)生的實(shí)際情況，對該課程教學(xué)過程中所遇到的難點(diǎn)進(jìn)行改革求新，不斷提高教學(xué)水平。
1課程教學(xué)面臨的問題
（1）學(xué)生基礎(chǔ)及專業(yè)水平較差，課程內(nèi)容多，難度大。近年來，擴(kuò)招導(dǎo)致學(xué)生基礎(chǔ)及專業(yè)水平較差，部分學(xué)生弄不清機(jī)械結(jié)構(gòu)圖、電氣接線圖原理，對控制基礎(chǔ)及控制線路更是摸不清頭腦，如靜態(tài)/動(dòng)態(tài)分析、單片機(jī)控制、PID控制、PLC控制等。然而，學(xué)習(xí)《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程需要學(xué)生全面掌握《機(jī)械制圖》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)電傳動(dòng)控制》、《液壓與氣動(dòng)》、《單片機(jī)》、《微機(jī)原理》、《PLC控制》、《工程測試技術(shù)》、《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》等專業(yè)課程的內(nèi)容。由于需要掌握的知識(shí)點(diǎn)太多，造成該門課程理論性強(qiáng)，尤其是控制部分理論分析環(huán)節(jié)較多，加大了課程難度。長此以往，學(xué)生對該課程產(chǎn)生了懼怕心理。
（2）教學(xué)方式、方法落后。目前，隨著多媒體教學(xué)方法的開展，該課程的教學(xué)效果有了明顯地提高，但上課缺乏互動(dòng)環(huán)節(jié)，教學(xué)方式不能因內(nèi)容而異?！稒C(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程是一門系統(tǒng)專業(yè)課程，怎么提高學(xué)生的接受能力，從而快速理解吸收知識(shí)點(diǎn)，是一個(gè)重要的課題。因內(nèi)容而異的采用上課提問、討論、辯論及PBL（基于問題的學(xué)習(xí)）等互動(dòng)環(huán)節(jié)可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生快速進(jìn)入課程學(xué)習(xí)狀態(tài)，并在互動(dòng)環(huán)節(jié)中學(xué)會(huì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)能力與技巧；通過經(jīng)驗(yàn)總結(jié)分析設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題，迅速提升學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力。然而，由于這些教學(xué)方式在課堂上開展仍有一定難度。
（3）考核形式單一。目前，《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程的考核方式仍然采用傳統(tǒng)的卷面考試加平時(shí)表現(xiàn)（如作業(yè)、課堂問題等）的方法評判學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的掌握理解程度。然而，這種考核方法會(huì)使學(xué)生錯(cuò)誤的認(rèn)為：考試目的是及格，而不是學(xué)到多少知識(shí)。學(xué)生靠考前突擊死記復(fù)習(xí)題，考后又全忘掉。因此，這種考核形式本身存在很大的問題，不能體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)際理論、實(shí)踐應(yīng)用及創(chuàng)新能力。
2課程教學(xué)改革措施
（1）提高學(xué)生基礎(chǔ)及專業(yè)水平，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。針對部分學(xué)生機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課不能很好掌握的困難，通過老師根據(jù)課程內(nèi)容有針對性布置課前預(yù)習(xí)題、課后復(fù)習(xí)題的方式，并把預(yù)習(xí)題及復(fù)習(xí)題完成程度作為考核計(jì)入總成績，督促學(xué)生利用課后時(shí)間理解吸收本課程的知識(shí)點(diǎn)，并不斷提高學(xué)生的基礎(chǔ)及專業(yè)水平。此外，針對本課程內(nèi)容多、難度大等問題，在本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)指導(dǎo)下，對該課程的內(nèi)容進(jìn)行針對性的分解，優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容：刪減控制基礎(chǔ)、測試基礎(chǔ)、單片機(jī)原理等部分講解內(nèi)容，把這些內(nèi)容放到課后要求學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固；增加系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)特性、機(jī)電有機(jī)結(jié)合分析與設(shè)計(jì)等部分內(nèi)容的講授比重；并從系統(tǒng)性大角度給學(xué)生展示設(shè)計(jì)過程，讓學(xué)生的基礎(chǔ)及專業(yè)水平得到提高。
（2）改革教學(xué)方式、方法，努力提高教學(xué)效果。在新工科背景下，以理論與實(shí)踐工程應(yīng)用教學(xué)為根本點(diǎn)，根據(jù)該課程內(nèi)容的特點(diǎn)，大力開展因內(nèi)容而異的多媒體、課堂分析討論、案列教學(xué)、現(xiàn)場工程教學(xué)等多種方法結(jié)合的教學(xué)活動(dòng)，通過老師的學(xué)習(xí)競賽把這些方法引入課堂。并大力推薦使用新型PBL教學(xué)方式，老師以每章的主要知識(shí)點(diǎn)為核心，通過提出幾個(gè)大問題串聯(lián)起來，對學(xué)生不設(shè)置過程要求，只進(jìn)行適當(dāng)引導(dǎo)，由學(xué)生自由發(fā)揮。在課后由學(xué)生自己分組，細(xì)化問題，并各自完成自己的任務(wù)，然后分組集中討論分析。老師對各組的計(jì)算分析過程及結(jié)論集中講解，并分析總結(jié)問題，最終完成問題的解決方法。實(shí)踐表明PBL教學(xué)方式極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)效果。
（3）改革考核方式。教學(xué)的目的就是讓學(xué)生掌握課程的主要知識(shí)點(diǎn)，達(dá)到該課程的培養(yǎng)目標(biāo)，而考核是評估學(xué)生掌握課程知識(shí)點(diǎn)程度的重要手段和方法。根據(jù)目前考核方式的不足及課程特點(diǎn)，改革其考核方式，采取以實(shí)踐動(dòng)手能力及創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)為核心，結(jié)合理論分析及應(yīng)用的考核辦法?！稒C(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程考核方式采用理論成績、創(chuàng)新能力成績、實(shí)踐應(yīng)用成績及平時(shí)評價(jià)成績相結(jié)合的方式綜合評價(jià)，這四者的比例為3：3：3：1。
3結(jié)語
經(jīng)過對兩屆學(xué)生的教學(xué)改革實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)通過提高學(xué)生基礎(chǔ)及專業(yè)水平、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法方式、優(yōu)化考核方式等方面對《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程進(jìn)行教學(xué)改革，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，學(xué)生的綜合素質(zhì)得到明顯提升。
作者:蘇再軍 黃艷香 單位:邵陽學(xué)院機(jī)械與能源工程學(xué)院 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院
機(jī)電一體化課程教學(xué)篇3
1背景及教學(xué)現(xiàn)狀
1.1背景
2018年9月10日，習(xí)近平總書記在全國教育大會(huì)上強(qiáng)調(diào)：“要在增強(qiáng)綜合素質(zhì)上下功夫，教育引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)綜合能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維?！边@種綜合能力包括學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維、解決復(fù)雜工程問題的能力、學(xué)習(xí)能力及人文素養(yǎng)。在教育部推出的新工科建設(shè)中，在工程教育專業(yè)認(rèn)證及安徽省專業(yè)評估的指標(biāo)體系中，都強(qiáng)調(diào)對學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)是機(jī)械電子工程專業(yè)的專業(yè)核心課程，該課程涉及機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制及信息處理、系統(tǒng)工程、檢測傳感器技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)等多學(xué)科領(lǐng)域，是一門多學(xué)科交叉融合的課程[1]。該課程要求學(xué)生能夠綜合應(yīng)用機(jī)械、電子、自動(dòng)控制與信息處理等多學(xué)科知識(shí)，完成對系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、優(yōu)化等一系列過程，具有很強(qiáng)的理論性、綜合性和實(shí)踐性[2-3]。該課程對于培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、工程應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力及熟悉行業(yè)規(guī)范等非技術(shù)要素能力具有至關(guān)重要的作用。該課程的教學(xué)質(zhì)量將直接影響機(jī)械電子工程專業(yè)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。
1.2教學(xué)現(xiàn)狀
目前，該課程的教學(xué)不能適應(yīng)社會(huì)需求，其存在的主要問題有兩個(gè)：一是講授內(nèi)容重理論、輕實(shí)踐。授課過程主要是以“填鴨式”的知識(shí)點(diǎn)講授為主，授課方式單一。而且，由于機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一門綜合性很強(qiáng)的課程，該課程中所涉及的知識(shí)點(diǎn)都已在相關(guān)的專業(yè)課程中講授，如果還采用原有的教學(xué)模式，學(xué)生就有一種“熱剩飯”的感覺，學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)的積極性不夠[4]。二是課程考核還是以理論考試為主、實(shí)驗(yàn)考核為輔，考核成績不能夠全面反映學(xué)生對該課程的掌握情況。課程評價(jià)與課程大綱的修訂、教學(xué)的實(shí)施沒有形成閉環(huán)系統(tǒng)。從培養(yǎng)機(jī)電人才的角度來看，對標(biāo)專業(yè)認(rèn)證和專業(yè)評估的標(biāo)準(zhǔn)，該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式及考核方式都與實(shí)際相脫節(jié)，學(xué)生的專業(yè)技能、動(dòng)手能力、解決機(jī)電類復(fù)雜工程問題的能力、創(chuàng)新思維等都不能滿足用人單位的需求。因此，如何在工程教育專業(yè)認(rèn)證和安徽省專業(yè)評估的引導(dǎo)下，基于OBE的教育理念，以社會(huì)需求為導(dǎo)向、以工程應(yīng)用為背景，深化機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革，提高機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求的高素質(zhì)機(jī)電人才，是一個(gè)亟待解決的問題。筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，針對該課程的教學(xué)進(jìn)行了一些改革，并取得了一定的成果。
2教學(xué)改革
2.1教學(xué)模式的改革
2.1.1項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)
由于機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程所涉及的知識(shí)涵蓋面很廣，其綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)。如果采用常規(guī)的教學(xué)方法，重理論、輕實(shí)踐，就達(dá)不到課程大綱所要求的培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜機(jī)電工程問題能力的教學(xué)目標(biāo)。為了更好地完成課程大綱教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生具備熟悉行業(yè)規(guī)范等非技術(shù)要素的能力、解決復(fù)雜機(jī)電工程問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，筆者基于“一制七化”的原則，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行教學(xué)。所謂的“一制”就是課程教學(xué)教師負(fù)責(zé)制，“七化”就是教學(xué)時(shí)間前置化、教學(xué)過程項(xiàng)目化、教學(xué)方式多樣化、設(shè)計(jì)過程規(guī)范化、設(shè)計(jì)結(jié)果實(shí)物化、設(shè)計(jì)成果多樣化、考核方式全面化。該項(xiàng)目的具體實(shí)施過程分為授課前、授課中、授課后三個(gè)階段。這三個(gè)階段具體實(shí)施思路和實(shí)施過程見圖1所示。利用現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)場所，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行教學(xué)，提高學(xué)生的參與度。在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)過程中，強(qiáng)調(diào)實(shí)際工程應(yīng)用性，強(qiáng)調(diào)邊教學(xué)、邊操作、邊實(shí)踐。授課過程中以貫穿工程實(shí)例為線索，目標(biāo)明確，把教、學(xué)、做緊密結(jié)合，為教學(xué)方式的探索提供了基礎(chǔ)保障。
2.1.2教學(xué)方式的改革
該課程采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行教學(xué)，在該課程講授之前就提出了該課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的要求，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)為抓手，采用以理論講授為輔，以PPT匯報(bào)、討論、答疑及輔導(dǎo)為主等多種方式相互交叉、相互配合的教學(xué)方式。通過這種項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式的實(shí)施，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力；引導(dǎo)學(xué)生了解行業(yè)規(guī)范及相關(guān)的法律法規(guī)，培養(yǎng)學(xué)生的非技術(shù)要素能力；引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。根據(jù)課程進(jìn)度，要求學(xué)生分階段提交調(diào)研報(bào)告、設(shè)計(jì)方案、實(shí)物及項(xiàng)目報(bào)告。這些階段性成果為結(jié)果實(shí)物化及成果多樣化提供了有力的保障，為學(xué)生的全面考核提供了評價(jià)依據(jù)。以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)為抓手，采用多種教學(xué)方式相互融合、交叉的“工學(xué)交替”和“工學(xué)結(jié)合”的教學(xué)模式，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣高起來；提高了學(xué)生的參與度，讓枯燥的課堂教學(xué)活起來；提供了學(xué)生參與項(xiàng)目的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力強(qiáng)起來。這為學(xué)生的全過程考核奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。
2.2考核與評價(jià)的改革
考核是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要手段?？茖W(xué)的考核方法，是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性的催化劑，也是教師檢測教材是否選擇得當(dāng)、施教方法是否正確的重要參考依據(jù)[5]。通過本課程，學(xué)生取得的主要成果有調(diào)研報(bào)告、設(shè)計(jì)方案、實(shí)物及項(xiàng)目報(bào)告。這些多樣化的成果，為考核提供了基礎(chǔ)保障。在教學(xué)過程中，學(xué)生參與PPT匯報(bào)、討論等教學(xué)環(huán)節(jié)，為考核的全面化提供了扎實(shí)的支撐。因此，本課程的考核及評價(jià)摒棄了原有的以理論考試為主、實(shí)驗(yàn)為輔的方式，根據(jù)項(xiàng)目的調(diào)研報(bào)告、設(shè)計(jì)方案、實(shí)物、項(xiàng)目報(bào)告及學(xué)生的參與度對學(xué)生進(jìn)行全過程、多樣化的考核，力求考核結(jié)果能夠真實(shí)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，達(dá)到該課程培養(yǎng)目標(biāo)所要求的學(xué)生具有的機(jī)電類非技術(shù)要素、解決復(fù)雜機(jī)電類工程問題的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力及自學(xué)能力。比如：根據(jù)調(diào)研報(bào)告考查學(xué)生科技文獻(xiàn)寫作的能力，根據(jù)方案論證報(bào)告及項(xiàng)目設(shè)計(jì)考查學(xué)生非技術(shù)要素、解決復(fù)雜機(jī)電類工程問題的能力、自學(xué)能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。基于工程教育專業(yè)認(rèn)證及安徽省專業(yè)評估所提倡的OBE理念，課程的教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)過程及考核評價(jià)要形成閉環(huán)系統(tǒng)。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程閉環(huán)質(zhì)量監(jiān)控體系如圖2所示。該閉環(huán)系統(tǒng)的反饋分為過程反饋和結(jié)論反饋。第一，過程反饋。這一反饋環(huán)節(jié)主要是根據(jù)調(diào)研報(bào)告、方案論證報(bào)告等階段性成果來修正學(xué)生的設(shè)計(jì)方案，根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)展來修正授課內(nèi)容、授課方式。比如：根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)中所遇到的共性問題，增加相關(guān)知識(shí)的講解、討論。第二，結(jié)論反饋。這一反饋環(huán)節(jié)主要是根據(jù)最終的考核結(jié)果來修訂課程大綱、教學(xué)計(jì)劃及所實(shí)施的項(xiàng)目。通過這種閉環(huán)的評價(jià)體系，可以不斷地修正教學(xué)過程中出現(xiàn)的偏差，完善課程體系建設(shè)，為培養(yǎng)合格的機(jī)電創(chuàng)新人才提供有力的支撐。
3結(jié)語
學(xué)生在后續(xù)的機(jī)電專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)這些實(shí)踐環(huán)節(jié)的表現(xiàn)證明：通過機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程改革，學(xué)生初步具備本行業(yè)的一些非技術(shù)要素，解決復(fù)雜機(jī)電類工程問題的能力、自學(xué)意識(shí)及自學(xué)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及科技文獻(xiàn)撰寫能力都有了很大的提升。但是，該課程教學(xué)過程中仍存在一些問題，比如：如何在課程教學(xué)過程中加入思政元素、在課程教學(xué)的哪些環(huán)節(jié)加入思政元素，為了使考核結(jié)果更合理，調(diào)研報(bào)告、設(shè)計(jì)方案、項(xiàng)目說明書及過程考核的權(quán)重該如何分配，這些都是值得繼續(xù)探索的課題。
參考文獻(xiàn)
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[5]張?zhí)祜w,龍海燕,丁嬌,等.單片機(jī)核心課程建設(shè)措施探討[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2019(3):113-114.
作者:劉齊更 楊洪濤 馬天兵 張雙雙 許吉禪 單位:安徽理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院
