以項目教學(xué)驅(qū)動機電系統(tǒng)設(shè)計課程教學(xué)改革

王昊++王化更++謝飛++陳乃超

摘要：針對機電系統(tǒng)設(shè)計課程教學(xué)過程中問題，為了提高學(xué)生的動手能力和實踐能力，在機電系統(tǒng)設(shè)計課程的本科教學(xué)改革中采用項目教學(xué)法，詳細(xì)探討了項目教學(xué)法的實施步驟以及項目實施過程中需要注意的問題。期待項目教學(xué)法在拓寬學(xué)生知識面、提高綜合素質(zhì)以及在拓寬學(xué)生就業(yè)面等方面有所建樹。

關(guān)鍵詞：項目教學(xué)；機電系統(tǒng)設(shè)計；教學(xué)改革；本科教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）01-0087-02

機電系統(tǒng)設(shè)計是機械和電子的完美結(jié)合的學(xué)科，是機械學(xué)、信息學(xué)、控制理論、執(zhí)行元件、傳感技術(shù)和總體設(shè)計等諸多方面，在機械專業(yè)中占有比較重要的地位。學(xué)生在學(xué)習(xí)工程中，由于實際經(jīng)驗欠缺，加之課程牽涉面廣，學(xué)習(xí)難度比較大，故而在學(xué)習(xí)過程中不可避免會存在各種各樣的問題。因此，要求在教學(xué)過程中，教師要想法設(shè)法、千方百計地通過不同的教學(xué)方式，調(diào)動學(xué)生的積極性，引導(dǎo)學(xué)生充分認(rèn)識機電系統(tǒng)設(shè)計這門課的重要性，從而提高學(xué)生的動手能力和實踐能力，以及總體素質(zhì)，從而使學(xué)生求職時增加在機電系統(tǒng)設(shè)計行業(yè)內(nèi)的選擇機會。

項目教學(xué)法目前在我國的職業(yè)教學(xué)實踐方面已經(jīng)有所涉及。但是在本科教學(xué)中還很少使用，為了讓機械專業(yè)的學(xué)生通過項目教學(xué)直接深入到機電工程領(lǐng)域的實際工程應(yīng)用，本文提出應(yīng)用項目教學(xué)對機電系統(tǒng)設(shè)計課程進(jìn)行的本科教學(xué)改革的嶄新思路。

一、項目教學(xué)法的本質(zhì)

關(guān)于項目教學(xué)法的起源，眾說紛紜。我們國家著名教育家陶行知先生所提倡的“在學(xué)中做，在做中學(xué)”的教育理念與此相似。這種教學(xué)模式，將項目教學(xué)法貫徹到某課程的教學(xué)過程中，通過組織學(xué)生真實地參加項目選題、方案設(shè)計，管理項目的全過程，在項目實施的過程中完成教學(xué)任務(wù)、實現(xiàn)教學(xué)目的，從而培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、分析能力及其他關(guān)鍵能力。

項目教學(xué)法擯棄了傳統(tǒng)的教學(xué)以教師講授為主，學(xué)習(xí)以課本為主的模式，強調(diào)理論聯(lián)系實際、創(chuàng)新開拓精神和團隊合作精神，是一種很新教育模式。該方法可以充分應(yīng)用課堂理論知識解決生活中、工程中的實際存在的問題，并且通過解決項目加深對理論知識的理解，從而起到了培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的目的。因此，項目教學(xué)法完全體現(xiàn)了現(xiàn)代教育“素質(zhì)教育”的本色。

二、項目教學(xué)法的實施步驟

項目教學(xué)法主要特點理論與實踐相結(jié)合，在學(xué)習(xí)理論知識的基礎(chǔ)上，加強學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。這種方法有利于培養(yǎng)學(xué)生的多種能力，如：展示學(xué)生的創(chuàng)造性，培養(yǎng)了學(xué)生解決實際問題的能力，以及對項目的管理能力。項目教學(xué)法的整個教學(xué)過程，分為以下幾個階段：

1.項目教學(xué)動員階段。項目教學(xué)法開始之前，積極組織學(xué)生參加動員大會，由學(xué)院相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、學(xué)科主任、專職教師、實驗室教學(xué)教師及相關(guān)人員參加。會上要注意強調(diào)項目教學(xué)法此項教學(xué)改革的重要性，以及將對學(xué)生起到的重要作用，特別是機電系統(tǒng)設(shè)計項目教學(xué)法將強化學(xué)生以前動手能力比較弱的薄弱環(huán)節(jié)，是學(xué)生接觸工程和生活中的實際項目的大好機會，也是提前將學(xué)生的理論知識和將來的工作相聯(lián)系的重要環(huán)節(jié)。并對學(xué)生提出希望，希望學(xué)生切實發(fā)揮自己的主觀能動性和創(chuàng)造性。學(xué)院和教研室將對學(xué)生提供各種指導(dǎo)條件和實驗條件，并且?guī)椭笇?dǎo)學(xué)生如何保護自己的具有知識產(chǎn)權(quán)的作品。

2.題目擬定階段。學(xué)生自主分組或教師給學(xué)生分組，要求學(xué)生要充分發(fā)揮主觀能動性，通過廣泛查閱資料、主動思考，開拓思維，乃至市場調(diào)研擬定本小組的題目。教師在這個過程必須要干預(yù)，要求學(xué)生選定的題目適合小組各組員的特長和興趣，并且要求項目既要體現(xiàn)一定的創(chuàng)新性、實用性，并且具備一定的挑戰(zhàn)性，而且要成本適中、切實可行、不可好高騖遠(yuǎn)。對于項目中所用到的新知識新理論，指導(dǎo)教師也要能否準(zhǔn)確把握。項目經(jīng)過教師的指導(dǎo)和學(xué)生們的努力在有限的時間內(nèi)可以順利完成。

3.可行性論證階段。此階段對于項目是否能夠真正實施非常重要。項目組必須在廣泛的調(diào)查研究的基礎(chǔ)上撰寫項目可行性論證報告、并詳細(xì)確定項目進(jìn)程計劃。在安排研究進(jìn)度的時候，最好能夠基本上與課堂教學(xué)進(jìn)度并行，即：首先是機械機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)、然后是計算機、控制系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)以及系統(tǒng)綜合設(shè)計[4]。

教師必須認(rèn)真檢查并核實項目組的可行性分析及方案設(shè)計。若項目不可行或者不具備研究基礎(chǔ)，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生及時更換題目，重新進(jìn)行可行性評估和方案設(shè)計，這樣雖然暫時會影響到項目進(jìn)程，但是可以保證將來不影響后續(xù)工作進(jìn)一步展開。

4.具體實施階段。此階段至關(guān)重要，要求學(xué)生必須按照計劃實施并按照要求做好階段總結(jié)，并及時發(fā)現(xiàn)問題。本階段，學(xué)生將碰到很多新的知識，可能沒有接觸過。教師就要按照需求指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自學(xué)和講解，以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和解決實際問題的能力、從而進(jìn)一步提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維。需要學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容，指導(dǎo)教師要合理把握，只要能夠基本達(dá)到項目的研究需要就可以了。項目的實施過程中，學(xué)生將有大部分工作需要在實驗室中完成，一定要強調(diào)學(xué)生要注意安全。對于需要設(shè)計加工的項目，指導(dǎo)教師要著重指導(dǎo)學(xué)生按照機電系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計手冊進(jìn)行合理設(shè)計，從而可以順利完成設(shè)計和加工的任務(wù)。

在此過程中，由于學(xué)生面對的是解決項目所需要面對的各種各樣的問題，最能增強學(xué)生綜合素質(zhì)。教師在項目教學(xué)法的實施過程中，要非常注意培養(yǎng)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題、自己分析問題和自己解決問題的能力，引導(dǎo)學(xué)生自己去解決問題，充分推動學(xué)生的主動研究、主動思考的水平和能力。

5.成果匯報階段。成果匯報的形式可以多種多樣，希望每一組的同學(xué)能以研究總結(jié)報告、學(xué)術(shù)論文或者其他形式的文本呈現(xiàn)本小組的研究成果。寫作的過程中要求學(xué)生按照正式的項目報告和學(xué)術(shù)論文形式進(jìn)行撰寫。另外，要求學(xué)生在寫作時需要體現(xiàn)項目完成過程中的管理過程。報告或?qū)W術(shù)論文中要體現(xiàn)項目的先進(jìn)性以及所存在的不足。

6.成績考評階段。以每個項目小組為單位，根據(jù)學(xué)生遞交的成果，教師應(yīng)認(rèn)真考核學(xué)生完成項目的情況。針對機電系統(tǒng)設(shè)計項目的各系統(tǒng)的設(shè)計、實現(xiàn)方式、功能、軟硬件設(shè)計以及最終的項目報告等分別進(jìn)行考評，并且最終給出小組的綜合考評成績。然后，在此基礎(chǔ)上根據(jù)項目中的分工合作情況，給出單個學(xué)生的考評成績?？荚u中要特別注意學(xué)生在完成項目的過程中出現(xiàn)或提出的問題，以及如何分析和解決這些問題的。

7.項目拓展階段。對于考評成績優(yōu)秀的小組可以組織學(xué)生以學(xué)術(shù)論文的形式向會議或者期刊投稿、申報專利、參加競賽的形式進(jìn)一步進(jìn)行項目拓展。對于確實優(yōu)秀、具備創(chuàng)新性并且具有一定市場的優(yōu)秀項目可以由學(xué)校出面進(jìn)行項目推介，讓項目走向市場。

三、項目教學(xué)法需要注意的問題

1.關(guān)鍵在于教師素質(zhì)。在機電系統(tǒng)設(shè)計課程的本科教學(xué)中實施項目教學(xué)法對指導(dǎo)教師提出了非常高的要求。要求教師非常熟悉機電系統(tǒng)設(shè)計產(chǎn)品的設(shè)計管理流程，具備機電系統(tǒng)設(shè)計的產(chǎn)品設(shè)計經(jīng)驗，對設(shè)計過程中各個步驟、環(huán)節(jié)以及有可能會碰到的問題做到心中有數(shù)。要求教師善于調(diào)動學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，并且本身同樣具備敏銳的思維方式，善于發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。

2.需要實驗室軟硬件支持。項目的實施過程中，學(xué)生們需要在實驗室中完成大部分工作，因此，需要現(xiàn)有的實驗室在軟硬件配備方面還要適當(dāng)加強，使得實驗室的條件足以支撐各個項目的完成。

3.需要經(jīng)費支持。項目在實施過程中，硬件的采購，電路設(shè)計與加工、機械部件設(shè)計與加工、系統(tǒng)的調(diào)試等環(huán)節(jié)均需要一定的經(jīng)費支持。

四、結(jié)論

本文提出應(yīng)用項目教學(xué)法對機電系統(tǒng)設(shè)計課程本科教學(xué)進(jìn)行教學(xué)改革的方案，該法將理論與實踐相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和熱情，培養(yǎng)學(xué)生開拓性思維，使學(xué)生能夠以項目的形式深入機電系統(tǒng)設(shè)計產(chǎn)品設(shè)計及項目管理，著重培養(yǎng)學(xué)生在機電系統(tǒng)設(shè)計產(chǎn)品設(shè)計中的自己發(fā)現(xiàn)問題、自己分析問題和自己解決問題的能力。學(xué)生在項目教學(xué)法中所得到的成果，有可能成為機電行業(yè)的敲門磚。項目教學(xué)法將在提高學(xué)生素質(zhì)、拓寬知識面和就業(yè)廣度等方面有所建樹。

參考文獻(xiàn)：

[1]張建民.機電系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計[M].北京理工大學(xué)出版社，2006.

[2]劉志忠，張麗梅，孟凡茂.將科研項目引入機電系統(tǒng)設(shè)計課程教學(xué)的實踐和探討[J].高教論壇，2009，（5）.

[3]祁志生，朱春梅，李啟光.機電一體化系統(tǒng)技術(shù)》課程教學(xué)的若干探討[J].中國電力教育，2008，（13）.

[4]曾勵.機電系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2004.endprint