項目教學法在機電一體化實踐教學中的應用

季英瑜，程 亮

(衢州學院 機械工程學院，浙江 衢州 324000)

機電一體化技術(shù)是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，更是世界工業(yè)發(fā)展的主要趨勢。它是將“機械、電子、信息、控制”有機地結(jié)合起來，實現(xiàn)在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中的最優(yōu)化、自動化以及智能化。因此，對其課程實踐環(huán)節(jié)的教學應致力于提高學生的綜合能力、創(chuàng)新能力?，F(xiàn)今機電一體化課程的實踐鍛煉還停留在簡單驗證性實驗以及內(nèi)容單一的實訓模式，且實踐環(huán)節(jié)的教學模式相對比較陳舊，仍然采用以教師為主要地位的傳統(tǒng)教學模式，因此，改革本科機電一體化課程的實踐教學模式為采用項目教學的模式。

所謂項目教學法(Project Based Learning，PBL)也稱為“基于項目活動的研究性學習”［1］，在當今教育界十分流行。它是指將一些工程實際需要的項目作為學生完成的任務，圍繞此任務，學生主動探索、學習并運用相關(guān)知識點來解決實際問題。也可通過對問題的深化或者擴充來拓寬知識的廣度和深度，直至得到一個完整的項目解決方案。從而達到學習知識、培養(yǎng)能力的目的。項目教學的突出特點在于學習過程的實踐與研究活動相融合。

項目教學法是一種建立在建構(gòu)主義學習理論基礎(chǔ)上的新方法，建構(gòu)主義認為:“知識不是被動接受的，而是主動建構(gòu)的［2］。強調(diào)了學生的主體構(gòu)建作用，教師不是操縱教學和支配學生的權(quán)威，而是學生的合作伙伴，是學生學習的輔助者;教育不是一件陳述和被陳述的事情，而是一個主動和建構(gòu)的過程［3］。將傳統(tǒng)的“教學”模式轉(zhuǎn)換為學生的“求學”“索學”，幫助學生實現(xiàn)從理論學習到實踐應用的過渡，提高學生對所學知識的綜合運用能力以及工程實踐能力，更好地培養(yǎng)創(chuàng)新性人才。以適應高?！白吭焦こ處熃逃囵B(yǎng)計劃”思路，以及高校應用型人才培養(yǎng)目標。

1 項目教學法在機電一體化實踐教學中應用的必要性

1.1 課程自身綜合強

機電一體化是機械技術(shù)、自動控制技術(shù)、伺服傳動技術(shù)、傳感器檢測技術(shù)、計算機與信息處理技術(shù)的以機械為主、以電為用、機電結(jié)合的多學科技術(shù)領(lǐng)域綜合交叉的技術(shù)密集型系統(tǒng)工程。一個較完善的機電一體化系統(tǒng)，應包含以下5 個基本要素:機械本體、動力與驅(qū)動部分、執(zhí)行機構(gòu)、傳感檢測部分、控制與信息處理部分。若想很好地掌握運用理論知識，強有力的實踐是必要支撐。

1.2 傳統(tǒng)實踐教學模式陳舊、內(nèi)容不規(guī)范

傳統(tǒng)實踐教學基本采用以教師為主的傳統(tǒng)教學模式，學生只是按照老師的要求按部就班地完成實驗、實訓內(nèi)容，缺少自主創(chuàng)新設計、團隊合作。在實踐過程中，學生僅僅是參與者，而不是核心作用者。實驗、實訓的教學內(nèi)容不夠規(guī)范，不能夠切實體現(xiàn)機電一體化課程的綜合性，實驗內(nèi)容多數(shù)為演示性、驗證性實驗，設計性、綜合性實驗較少，不利于培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)造能力。

1.3 學習形式單一，考核辦法不夠科學

實踐環(huán)節(jié)基本采用獨立的實驗室建制，基本與理論課程設置相對應，針對機電一體化課程的綜合性無法發(fā)揮最大效能。學習的形式比較單一，不能夠體現(xiàn)團隊力量、協(xié)作精神。實踐環(huán)節(jié)的考核也是輕過程，重結(jié)果，對許多中間能力體現(xiàn)環(huán)節(jié)忽略不計，直接影響學生的參與積極性。

2 項目教學法在機電一體化實踐教學中的應用

2.1 項目設計階段

在機電一體化實訓項目的選取上我們主要考慮以下原則［4－7］:

1)項目的典型性，主要是鍛煉對相關(guān)基礎(chǔ)理論知識的理解和運用。

2)項目的實用性，現(xiàn)代教育理念是以職業(yè)實踐為主線的課程改革與人才培養(yǎng)模式，應以就業(yè)為導向，以能力為本位［8］。所以在項目的選擇上，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，學會對相關(guān)資料進行搜索、整理并運用的能力，并能熟練使用相關(guān)的開發(fā)工具、設備儀器，能夠撰寫相關(guān)說明書，從而真正做到提升學生的工程實踐能力。

3)項目的可操作性及可拓展性。項目的難易程度一定要把握，過難，容易使學生失去信心，參與的主動性下降。在項目的實施過程，學生可以通過團隊合作、技術(shù)交流完成對系統(tǒng)的調(diào)試、故障排查及診斷。能夠在項目實施中發(fā)現(xiàn)問題，教師進行正確引導對項目進行拓展、深化。

項目的選取還應具有厚基礎(chǔ)、寬應用、可操作和可拓展等特點［9－10］。學?，F(xiàn)有機械創(chuàng)新設計實訓室、柔性制造實訓室、先進制造實驗室等機電一體化實訓場所，而且都是開放性實驗室。我們所設置的項目來源于學院實訓室現(xiàn)有的一套機、光、電一體化自動裝配教學系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有完整、靈活、模塊化易擴展等特點。學生可以根據(jù)題目進行機械結(jié)構(gòu)的改進變換設計、PLC 編程設計、液壓與氣壓傳動設計、總線控制技術(shù)等?？梢耘囵B(yǎng)學生機械機構(gòu)的運用和整機的設計與創(chuàng)新能力、掌握工藝流程及編程控制能力、通過調(diào)試培養(yǎng)學生故障分析和排查能力，完全可以滿足課程的綜合性要求。

2.2 項目實施階段

在機電一體化課程項目的實施過程中，將學生按層次組合成若干個小分隊，一般由4 ～5 人組成1 個團隊，并確定一名隊長［11］。由教師下達統(tǒng)一的任務書，然后進行資料搜集、整理、制訂方案。教師對學生項目的進度采取跟蹤式管理，學生按照實際完成情況填寫任務進度表。學生一旦遇到問題，鼓勵成員間相互討論，或者與老師溝通討論解決。對于存在的共性問題，教師可集中講解［12］。在項目的實施過程中，要求團隊成員之間既分工明確，又通力協(xié)作，最終完成相應任務，并撰寫相關(guān)技術(shù)文檔，參加現(xiàn)場答辯。在整個項目的實施階段，老師的角色主要是協(xié)助，更多的內(nèi)容是由學生獨立完成，發(fā)揮學生的主體作用，教師需要控制進展速度，并對難點問題進行及時指導。

2.3 項目考核階段

教師對學生的成果考核是非常重要的一個環(huán)節(jié)，其效果的好壞直接影響學生的參與熱情。我們在對機電一體化實訓考核上采用績效考核的模式和概念，主要由教師的評價及學生的自我評價兩方面組成。分別從德、能、績、勤4 個方面進行考核，依據(jù)每名學生在項目進行過程中的表現(xiàn)打分。如資料的收集、方案的制訂、項目的實施以及在項目實施過程中的考勤、實訓場地的衛(wèi)生、最后的項目總結(jié)匯報等。學生可以根據(jù)每個階段的自我評價進行自我分析、完善。

2.4 項目的總結(jié)、擴展與深化

在項目的總結(jié)匯報中，我們非常鼓勵項目小組對自己的項目實施效果進行總結(jié)分析，可以對此次任務進行剖析，對現(xiàn)有機械結(jié)構(gòu)、電氣部分、控制部分等提出新想法。這樣不但可以深化對一些專業(yè)知識應用的理解，而且還可以通過總結(jié)發(fā)現(xiàn)問題，引導學生對項目進行擴展、深化。教師也可以在這個過程中發(fā)現(xiàn)新的項目和課題。

3 結(jié)束語

在機電一體化課程的實踐教學環(huán)節(jié)采用項目教學法，大大地激發(fā)了學生的學習興趣和積極性。學生不僅可以在不斷地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題中找回自信和學習的快樂，增強挫折承受能力，激發(fā)學生的鉆研精神，而且還能提高學生綜合應用及應變能力。項目教學法是通過“用”來促進“學”，用后方知不足，才會有針對性地進行系統(tǒng)學習，達到學以致用的目的。真正做到提升學生的工程實踐能力，適應卓越工程師的培養(yǎng)計劃。項目的實施過程是以團隊合作開展的，這樣非常有利于提高學生與他人的人際交往和溝通能力。

在項目的實施過程，教師可以開闊視野，提升工程實踐能力和專業(yè)水平，以適應“雙師”教育。在與學生一同解決問題的過程中了解學生個性，增進師生感情，真正做到因材施教。

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