機(jī)電一體化技術(shù)課程教學(xué)改革探索

□趙樂斌 袁培佩 胡萬(wàn)強(qiáng)

《機(jī)電一體化技術(shù)》作為機(jī)械類本科專業(yè)一門重要的專業(yè)課程，其內(nèi)容涵蓋了機(jī)械工程、電子工程、信息工程、控制工程和光學(xué)工程等多項(xiàng)領(lǐng)域，是機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的必然過程，是實(shí)現(xiàn)智能制造和人工智能的基礎(chǔ)，對(duì)于機(jī)械相關(guān)行業(yè)發(fā)展具有重要意義?！稒C(jī)電一體化技術(shù)》并不具體，具有很強(qiáng)的綜合性、系統(tǒng)性，課程內(nèi)容的設(shè)置上相對(duì)陳舊，理論性知識(shí)繁多，缺乏實(shí)踐，內(nèi)容涉及到《機(jī)械原理》《機(jī)床電器與PLC》《單片機(jī)》《機(jī)械工程控制理論》《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》等多個(gè)課程，傳統(tǒng)的教學(xué)方式會(huì)導(dǎo)致學(xué)生重復(fù)學(xué)習(xí)，難以保持積極性，動(dòng)手能力也得不到鍛煉。因此，如何改善機(jī)電一體化課程體系，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力很有必要。

一、教學(xué)體系改革

《機(jī)電一體化》是一門綜合性、實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，從此特點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行教學(xué)體系改革。作為機(jī)電專業(yè)的核心課程被安排在第六學(xué)期，而《機(jī)械原理》《PLC》《單片機(jī)》《機(jī)械工程控制理論》等課程都是在第四、五學(xué)期完成的。為提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，根據(jù)學(xué)校電氣機(jī)電學(xué)院的實(shí)際情況，建立一個(gè)機(jī)電一體化課程組，包括《機(jī)械原理》《PLC》《單片機(jī)》《機(jī)械工程控制理論》《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》《C語(yǔ)言》《機(jī)電一體化技術(shù)》等課程。在課程設(shè)置上，本著由易到難由基礎(chǔ)到專業(yè)的原則，結(jié)合實(shí)際、綜合考慮后，對(duì)課程的學(xué)習(xí)順序作更合理的安排，建立科學(xué)的多學(xué)科交叉的教學(xué)體系。在此基礎(chǔ)上，對(duì)于一些章節(jié)的學(xué)習(xí)結(jié)合前期所學(xué)知識(shí)作出順序上的調(diào)整有助于知識(shí)的掌握。積極與地方企業(yè)展開溝通與合作，在學(xué)院的組織下，多次到機(jī)電相關(guān)科技企業(yè)進(jìn)行認(rèn)知見習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生多觀察多溝通，在見習(xí)中產(chǎn)生疑問盡可能并解決疑問，讓學(xué)生了解當(dāng)前機(jī)電一體化相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，有助于學(xué)生提升學(xué)習(xí)興趣，把我學(xué)習(xí)的重心，了解前沿科技現(xiàn)狀。

《機(jī)電一體化技術(shù)課程》的主要特點(diǎn)是理論性內(nèi)容繁多，系統(tǒng)性強(qiáng)，與前期所學(xué)課程有所重復(fù)。內(nèi)容多課時(shí)少，理論時(shí)間與實(shí)踐時(shí)間比占比較大，根據(jù)《機(jī)電一體化技術(shù)》課程的特點(diǎn)，從實(shí)際情況出發(fā)，《機(jī)電一體化技術(shù)》各章節(jié)內(nèi)容和其他所學(xué)課程的相關(guān)性，為避免內(nèi)容的重復(fù)教學(xué)，將理論課的內(nèi)容分成五大模塊，進(jìn)行模塊化教學(xué)，提高理論課上課的教學(xué)效率和教學(xué)效果，同時(shí)又可以節(jié)省理論課的課時(shí)數(shù)，把更多的課時(shí)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)上。聯(lián)合機(jī)械原理、單片機(jī)、PLC、機(jī)電一體化等實(shí)驗(yàn)室，使學(xué)生在做一些基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)后，再做一些綜合性及設(shè)計(jì)性更強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，循序漸進(jìn)，由易到難，這個(gè)過程可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)使學(xué)生的動(dòng)手能力得到增強(qiáng)。

二、教學(xué)方式改革

(一)理論教學(xué)改革。注重教師綜合素質(zhì)能力的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力，使學(xué)生達(dá)到“我要學(xué)”的思維轉(zhuǎn)變。具體方法采用“分組—翻轉(zhuǎn)”的教學(xué)模式。將學(xué)生分3～5人的小組并推選組長(zhǎng)，教師把某些章節(jié)的內(nèi)容分配給各小組，小組長(zhǎng)組內(nèi)分配，經(jīng)過課下準(zhǔn)備后，由學(xué)生自己講出，由教師引導(dǎo)和補(bǔ)充。下次上課時(shí)去相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室完成一些基礎(chǔ)性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)最大程度的理論結(jié)合實(shí)踐。一些教師自己講述的內(nèi)容，以某種機(jī)電一體化產(chǎn)品示例的形式講解，更容易自然地和學(xué)生產(chǎn)生互動(dòng)教學(xué)，豐富課堂的內(nèi)容，讓學(xué)生在問答之中學(xué)到知識(shí)。這種方法能夠盡可能地調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力，提升學(xué)生的心理素質(zhì)。

(二)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革?！稒C(jī)電一體化》涉及的內(nèi)容十分寬泛，主要涉及機(jī)械設(shè)計(jì)和軟件編程控制等方面。通過學(xué)生在校期間的一些見習(xí)讓學(xué)生了解機(jī)電類專業(yè)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)在實(shí)際企業(yè)中的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)方式上不再是傳統(tǒng)的綜合性實(shí)驗(yàn)或者驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，而是改為開放式設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，依托于學(xué)院實(shí)驗(yàn)設(shè)備讓學(xué)生自己先去完成一些基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)后，去思考、調(diào)研、分析、調(diào)試，然后設(shè)計(jì)一款機(jī)電一體化產(chǎn)品。這樣有利于學(xué)生獨(dú)立思考、積攢經(jīng)驗(yàn)，加深機(jī)電一體化的理解。另外，加強(qiáng)課程組課程任課教師之間的討論和研究，多向經(jīng)驗(yàn)豐富的教師討教經(jīng)驗(yàn)，定期舉辦教學(xué)沙龍并邀請(qǐng)的優(yōu)秀教師傳道授業(yè)，充分調(diào)動(dòng)青年教師的積極性，培養(yǎng)綜合素養(yǎng)，組建一支有激情、有活力、有教學(xué)、有科研的團(tuán)隊(duì)。

三、學(xué)科競(jìng)賽

經(jīng)過《機(jī)電一體化技術(shù)》課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生積攢了一些系統(tǒng)(產(chǎn)品)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，分析調(diào)試等綜合能力。學(xué)校每年都會(huì)舉辦校級(jí)“創(chuàng)客公開賽”等校級(jí)比賽，同時(shí)也參加一些省級(jí)國(guó)家級(jí)的科技大賽。要求學(xué)生至少參加一項(xiàng)校級(jí)科技競(jìng)賽，將所學(xué)知識(shí)在競(jìng)賽的過程中進(jìn)一步鞏固和升華，提升其檢索、動(dòng)手、創(chuàng)新、科研等能力，和同學(xué)一起參加的過程中，提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，為以后的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

四、評(píng)價(jià)體系的改革

教學(xué)評(píng)價(jià)是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的體現(xiàn)，常用的評(píng)價(jià)體現(xiàn)是平時(shí)占總評(píng)的30%，考試占總評(píng)的70%。為了盡可能地減少學(xué)生臨進(jìn)考試“抱佛腳”現(xiàn)象，對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)體系做出修改。將總評(píng)成績(jī)分為前期課程綜合成績(jī)、平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、競(jìng)賽成績(jī)、考試成績(jī)五大模塊，降低考試成績(jī)所占比重，加強(qiáng)學(xué)生既重結(jié)果更重平時(shí)的理念，成績(jī)的評(píng)定時(shí)間也由考試學(xué)期的期末更改為第七學(xué)期末的時(shí)候給出。課程組的其他課程學(xué)習(xí)的好壞間接影響機(jī)電一體化課程的學(xué)習(xí)，為此將其他課程的總評(píng)成績(jī)綜合作為一個(gè)基礎(chǔ)性參考，反映到總評(píng)成績(jī)之中。平時(shí)成績(jī)的評(píng)價(jià)方面，分為教師評(píng)價(jià)和學(xué)生互評(píng)兩個(gè)版塊。互評(píng)環(huán)節(jié)，學(xué)生進(jìn)行組內(nèi)不記名評(píng)價(jià)，排出平時(shí)表現(xiàn)的先后名次，平時(shí)成績(jī)由教師根據(jù)排名結(jié)合小組整體表現(xiàn)及個(gè)人考勤、作業(yè)等表現(xiàn)給出。為使學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)課程，總評(píng)成績(jī)也受到實(shí)驗(yàn)課成績(jī)的影響，實(shí)驗(yàn)同樣需要分組進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)成績(jī)與平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)類似，但需要突出實(shí)驗(yàn)作品的創(chuàng)新性。競(jìng)賽是對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)能力的一個(gè)考量，競(jìng)賽成績(jī)是《機(jī)電一體化》課程學(xué)習(xí)成果的一個(gè)直接體現(xiàn)，競(jìng)賽所占成績(jī)按照獲獎(jiǎng)等級(jí)及名次給出。期末試題的設(shè)定上本著“結(jié)構(gòu)合理、內(nèi)容科學(xué)、難易適中”的原則，即考查學(xué)生的基本知識(shí)掌握，也考查學(xué)生舉一反三的能力。

五、結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的教學(xué)方法不適合機(jī)電一體化課程的教學(xué)，通過《機(jī)電一體化技術(shù)》的課程改革，對(duì)學(xué)生而言，提升了他們的綜合能力，具體表現(xiàn)以下四點(diǎn)：一是增強(qiáng)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)；二是提升了學(xué)生的實(shí)踐能力；三是使學(xué)生了解工程及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展；四是培養(yǎng)了學(xué)生具備團(tuán)隊(duì)協(xié)作、終身學(xué)習(xí)的能力。對(duì)于教師而言，提升了教師教學(xué)及科研的綜合能力，具體表現(xiàn)以下幾點(diǎn)：一是增加了教師教學(xué)的手段；二是增加了教師之間的溝通與協(xié)作；三是多與企業(yè)互動(dòng)溝通提升教師獲得更多更新的前沿科技知識(shí)；四是提升了教師的教學(xué)及科研熱情。但是該改革還有很多不足，還有需要完善的地方，比如實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革等等。