《機電一體化原理》課程建設體系研究

陳玉 裴九芳 肖平

摘要：本文介紹了《機電一體化原理》課程的現(xiàn)狀，闡述了該課程建設體系的研究目標及以人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新，教學內(nèi)容、方法、手段的改革，優(yōu)化教學資源、建設高水平教材，成績評價方式和課程評價體系改革的研究內(nèi)容，及其特色及效果。

關(guān)鍵詞：工程實踐 ?培養(yǎng)體系 ?教學體系 ?優(yōu)化教學資源 ?人才培養(yǎng)模式

0 引言

《機電一體化原理》課程是機械設計制造及其自動化等專業(yè)學生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，強調(diào)學生機械動手能力與機電控制能力相結(jié)合，如何在有限的課時內(nèi)讓學生熟練掌握機電一體化系統(tǒng)設計理論的基本原理，基本方法，構(gòu)建機電一體化系統(tǒng)，加強工程素質(zhì)的培養(yǎng)，成為本課程改革的關(guān)鍵。

1 機電一體化原理課程現(xiàn)狀

《機電一體化原理》課程在教學活動中存在學時緊、內(nèi)容多的矛盾，僅靠課堂教學和實驗室中做較少的實驗，對所學內(nèi)容不易消化吸收和鞏固。傳統(tǒng)教學方法理論與實踐脫節(jié)或?qū)嵺`環(huán)節(jié)設置不合理，使學生對所學的知識不能融會貫通，不會綜合運用，難以滿足教學要求。因此，進行教學改革，提高教學質(zhì)量和學習效率是廣大師生的迫切要求。

2 課程建設體系的研究目標

以理論知識夠用、強調(diào)工程實踐為宗旨改革機電一體化原理課程教學內(nèi)容，采用以多媒體教學為主、重點講解工程實例改進該課程教學方法，搭建綜合實驗平臺、設計綜合性、設計性及開放性實驗改革該課程的實臉內(nèi)容和方法，采用考試、實驗、大作業(yè)并重的方式為該課程的成績評價方式、提高學生工程實踐能力為該課程評價體系，探索人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新措施，進行以提高學生的工程實踐能力為導向的機電一體化課程體系的建設。

3 課程建設體系的研究內(nèi)容

3.1 探索人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新措施 ①采用“兩條腿走路”方式進行因材施教，既注重培養(yǎng)實踐能力強的技術(shù)型畢業(yè)生，又注重培育理論水平與實踐能力兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)研究生后備人才，并針對學生特點加強個性化培養(yǎng)，使得一大批有特色的學生脫穎而出。②以學生課外科技創(chuàng)新活動為動力，用有價值的研發(fā)項目激發(fā)學生的科研及實踐激情，形成用競賽與科技活動培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的模式，培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)新思維能力。③以國內(nèi)著名/大型用人單位的需求為導向，以“產(chǎn)學研合作”為紐帶，探索訂單式培養(yǎng)人才的模式，讓學生到實踐中去學習，將提高人才培養(yǎng)質(zhì)量落到實處。

3.2 教學內(nèi)容改革

①教學內(nèi)容改革的指導思想。改革理論課堂內(nèi)容教學以灌輸知識為主、實驗教學內(nèi)容以驗證/簡單設計為主的弊端，在實際中把握“立足測控專業(yè)基礎(chǔ)、緊跟測控技術(shù)發(fā)展前沿”的思想，以點帶面，加強教學內(nèi)容及方法的改革，從以往單一的傳授知識為主過渡到教學內(nèi)容上知識、能力與思維培養(yǎng)的并重，立足于調(diào)動學生主觀能動性，變學生“要我學”為“我要學”，把學生從應試學習中解放出來，全面激發(fā)學生的潛能。

②教學內(nèi)容改革的具體做法。選用及編寫合適的教材，制作相應的課件，強調(diào)工程應用實例的分析。根據(jù)實際需求，對課本內(nèi)容進行整合、優(yōu)化，滿足理論知識夠用、強調(diào)工程實踐教學。據(jù)此將機電一體化原理課程分成三個模塊：機械傳動設計、伺服驅(qū)動（三大電機）部分、機電系統(tǒng)實現(xiàn)（軟件、硬件設計），根據(jù)各專業(yè)畢業(yè)生工作實際對三個模塊的課時、上機次數(shù)、作業(yè)量等進行分配。

3.3 教學方法與教學手段改革

3.3.1 教學方法改革

①教學方法靈活多樣。采用傳統(tǒng)教學與現(xiàn)代教學方法相結(jié)合的形式，從單一的課堂授課模式轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂講授輔以圖片、錄像、投影、課件、實驗等靈活多樣的多位一體的新型教學模式，加強理論知識與實踐相結(jié)合，使學生能更直觀、更形象地掌握知識，加深對機電一體化原理書本理論知識的理解與運用。

②現(xiàn)代教育技術(shù)的運用。合理利用多媒體給學生上課，為了形象化的讓學生更易接受所學理論知識，課堂上還要穿插些圖片、幻燈片等。根據(jù)專業(yè)實驗課的特點，理論部分略講，主要講操作中的注意事項，這樣留出充分的時間讓學生動手操作;除此外，還要安排自組裝實驗，培養(yǎng)同學們的動手興趣及能力。

③創(chuàng)新性教學。將課堂教學與實踐鍛煉相結(jié)合，在教學過程中涉及到實際工程應用的課程內(nèi)容，布置學生在課外時間進行實訓，并對實訓成果進行評比，提高學生的動手能力和創(chuàng)新能力。

④師生互動教學。教師授課中，善于提出問題，學生可進行討論或爭論，提出解決方案，教師適時引導，使學生從中領(lǐng)會教師思路，學會分析解決問題的能力。這種方法體現(xiàn)了以學生為主體的教育理念。

3.3.2 教學手段改革

①組織老師進行本課程網(wǎng)絡化建設，充分利用網(wǎng)絡教學手段，將本課程的教學課程和習題集等資源逐步公開在校園網(wǎng)上，學生在課外可自主下載學習。

②在教學內(nèi)容上側(cè)重應用，對于基本理論部分要少而精，多結(jié)合實例進行教學，并在教學過程中補充學科前沿內(nèi)容，拓展學生的知識面，加強學生的工程應用能力的培養(yǎng)。

③進一步充實多媒體課件的內(nèi)容，并進一步制作網(wǎng)絡教學課程，網(wǎng)上系統(tǒng)庫，網(wǎng)上答疑輔導信息平臺等多種手段，彌補課件教學的不足之處。

④加強實踐性教學環(huán)境的建設，完善課程設計的內(nèi)容，開設設計性實驗、開放性實驗，讓學生自主構(gòu)建簡單的機電一體化系統(tǒng)，培養(yǎng)學生動手能力和獨立思考問題、分析問題、解決問題的能力。

3.4 優(yōu)化教學資源，建設高水平教材

3.4.1 教學資源優(yōu)化。①理論教學資源的優(yōu)化。a協(xié)調(diào)整合校內(nèi)外資源，加強機電一體化原理課程的習題、試題庫及網(wǎng)絡資源建設;b邀請國內(nèi)外一流的專家學者，開設基于多學科交叉產(chǎn)生創(chuàng)新意識的機電系統(tǒng)設計方面的系列講座。②重新整合實踐教學資源。a設計采用MATLAB、LabView等軟件組成綜合實驗平臺，在其上做相關(guān)機電一體化系統(tǒng)的仿真、驗證實驗;設計綜合性、設計性及開放性實驗并編寫相應的程序和調(diào)試。b將科學研究積累的資源進一步轉(zhuǎn)化為提升以本科教育為核心的人才培養(yǎng)質(zhì)量的平臺，構(gòu)建不同層次的開發(fā)、測試、控制平臺;c把握學科發(fā)展動態(tài)，分層次、有重點、創(chuàng)特色地開展普及性和專題性工程實踐與科技創(chuàng)新活動，培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力和技巧，提升學生綜合性、創(chuàng)新性思維能力。

3.4.2 教材建設。①設立專項配套資金，鼓勵教師從教學、科研成果中提煉素材;②提高認識，加強領(lǐng)導，定期研究教材建設工作;③組織高學術(shù)水平一線教師與相關(guān)企業(yè)高水平專家一起，編寫以傳授機電控制原理、知識為主，輔以培養(yǎng)思維、啟迪智慧模塊的，能培養(yǎng)創(chuàng)新思維人才的優(yōu)秀教材輔助學習材料。

3.5 成績評價方式和課程評價體系改革 采用考試、實驗、大作業(yè)并重的方式改進成績評價方式，建成并完善以提高學生工程實踐能力為指標的課程評價體系，設計綜合成績評價體系，并進行模擬考核加以改進?？刹捎每荚?、實驗、大作業(yè)并重的考核方式，結(jié)合教師的科研項目，提出一個關(guān)于機電一體化系統(tǒng)設計的大作業(yè)。對授課教師授課效果的評價，既注重知識的獲取更注重學生工程能力的提高。

4 課程建設體系的主要特色及效果

從注重知識傳授到注重能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)變;從注重學習成果評價到注重學習過程評價;從系統(tǒng)角度，推進課程建設。

以傳授知識、訓練技能、培養(yǎng)思維、啟迪智慧為全面強化學生能力、提高教學質(zhì)量的思路，全面強化學生能力、提高教學效果。

在培養(yǎng)方式上，從過去在課堂上以傳授知識為主，轉(zhuǎn)化到以傳授知識為基礎(chǔ)，更側(cè)重培養(yǎng)工程素養(yǎng);結(jié)合測控技術(shù)與儀器、機械制造及其自動化專業(yè)人才的需求方向，對學生獲取知識的能力、應用知識的能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)并重;注重通過典型案例或?qū)ｎ}講座途徑，采取啟發(fā)式、互動式等教學方式，培養(yǎng)學生的思維能力;通過典型測控案例講解，啟迪學生的智慧之門。

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基金項目：

國家特色專業(yè)建設點機械設計制造及其自動化（編號：TS10310）項目、安徽省自然科學基金項目（編號：1308085ME78）、安徽工程大學測控技術(shù)與儀器校級特色專業(yè)項目、安徽工程大學教研項目（編號：2012xjy33、2014xqhz03）資助。

作者簡介：陳玉（1973-），男，安徽懷寧人，副教授，碩士生導師。