機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法探索

陳慧鵬 陳國(guó)金

摘 要：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)是杭州電子科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院本科培養(yǎng)中的一門(mén)十分重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐及科研創(chuàng)新具有非常重要的作用。針對(duì)當(dāng)前機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程側(cè)重于課堂理論知識(shí)的講授，實(shí)踐環(huán)節(jié)偏少，教學(xué)效果不盡如人意的情況，杭州電子科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院不斷探索新的教學(xué)方法來(lái)提高教學(xué)質(zhì)量，對(duì)該課程的教學(xué)改革作了一些有益的嘗試和探討，收到了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;項(xiàng)目驅(qū)動(dòng);工程實(shí)踐;改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-9132（2019）20-0005-01

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.20.001

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一門(mén)綜合性的學(xué)科，涉及機(jī)械、電子、信息、自動(dòng)控制等多學(xué)科領(lǐng)域，應(yīng)用范圍極其廣泛。本課程并不詳細(xì)介紹其中涉及的某一專(zhuān)門(mén)技術(shù)，而是從機(jī)械與電子等融合的角度，介紹機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成、設(shè)計(jì)思想及方法、典型產(chǎn)品的分析等內(nèi)容。

一、當(dāng)前教學(xué)方法存在的問(wèn)題

目前，我校機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程仍然采用傳統(tǒng)的授課式教學(xué)方法，由授課教師按照教材內(nèi)容和教學(xué)大綱以PPT和板書(shū)的方式進(jìn)行講解。由于該課程的授課對(duì)象為大三年級(jí)的學(xué)生，課程中的大部分內(nèi)容，如機(jī)械原理、傳動(dòng)系統(tǒng)、單片機(jī)控制、傳感器等已經(jīng)由相關(guān)課程講授完畢，這樣的教學(xué)方式使得機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程在授課過(guò)程中無(wú)法和實(shí)際工程實(shí)踐及工業(yè)實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中無(wú)法將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工程中，導(dǎo)致課程結(jié)束后仍然只學(xué)到理論上的知識(shí)而沒(méi)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使一門(mén)本來(lái)十分有趣的課程變得索然無(wú)味。因而，迫切需要對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程當(dāng)前的授課形式、方法及手段進(jìn)行改革，使該課程能結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目需要并應(yīng)用到實(shí)際工程中，讓學(xué)生具有解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力及興趣。

二、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法探索

針對(duì)我校機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程授課過(guò)程中存在的以理論講解形式為所產(chǎn)生的問(wèn)題，我提出將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法應(yīng)用于該課程，通過(guò)逐步、逐級(jí)地完成系列小項(xiàng)目的方式，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神及學(xué)習(xí)興趣。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法[1-2]是以項(xiàng)目為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與、協(xié)作、創(chuàng)新的一種教學(xué)模式。該方法是將機(jī)電一體化系統(tǒng)項(xiàng)目貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程，項(xiàng)目任務(wù)包含了主要的教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)，教學(xué)步驟根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程逐步進(jìn)行。教學(xué)主體由教師轉(zhuǎn)換為學(xué)生，學(xué)生需要以團(tuán)隊(duì)合作的方式完成項(xiàng)目?jī)?nèi)容，從而掌握相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)技能。指導(dǎo)教師在整個(gè)過(guò)程中按照各組及個(gè)人結(jié)合點(diǎn)評(píng)的方式進(jìn)行指導(dǎo)和討論，充分激發(fā)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神，培養(yǎng)學(xué)生思考和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，激勵(lì)學(xué)生勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神。

本課程運(yùn)用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法，將機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)手段和方法進(jìn)行全面的改革，利用系列小項(xiàng)目將教學(xué)按照教學(xué)講解提綱挈領(lǐng)、工程實(shí)踐貫穿全程、由易到難逐層推進(jìn)的方式進(jìn)行。該教學(xué)方法由項(xiàng)目分工、方案設(shè)計(jì)、項(xiàng)目執(zhí)行、項(xiàng)目評(píng)測(cè)四個(gè)部分組成。

（一）項(xiàng)目分工

在該部分中，教師對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行概要的講解，幫助學(xué)生理順知識(shí)主線，對(duì)完成項(xiàng)目的方法及思路進(jìn)行一定的指導(dǎo)，然后學(xué)生自行進(jìn)行分組及討論。根據(jù)項(xiàng)目情況進(jìn)行任務(wù)的分解、規(guī)劃及分工。

（二）方案設(shè)計(jì)

在方案設(shè)計(jì)過(guò)程中教師要對(duì)工程原理分析進(jìn)行重點(diǎn)講解，讓學(xué)生對(duì)理論知識(shí)加強(qiáng)學(xué)習(xí)和鞏固，在熟練掌握工程設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ)上開(kāi)展方案設(shè)計(jì)和創(chuàng)新工作，同時(shí)對(duì)項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)給予學(xué)生必要的指導(dǎo)，并告知學(xué)生如何進(jìn)行相關(guān)資料文獻(xiàn)的查閱。學(xué)生在教師指導(dǎo)下學(xué)會(huì)進(jìn)行相關(guān)文獻(xiàn)查閱分析，并針對(duì)所在組的項(xiàng)目方案進(jìn)行具體設(shè)計(jì)及規(guī)劃。

（三）項(xiàng)目執(zhí)行

本部分中，學(xué)生通過(guò)團(tuán)隊(duì)的合作進(jìn)行工程實(shí)踐解決項(xiàng)目具體問(wèn)題來(lái)完成項(xiàng)目，組員之間取長(zhǎng)補(bǔ)短充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作的優(yōu)勢(shì)，教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生完成項(xiàng)目過(guò)程中存在的問(wèn)題并提供正確的解決思路，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手操作能力。

（四）項(xiàng)目評(píng)測(cè)

該部分中，學(xué)生對(duì)自己所完成的項(xiàng)目情況進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，同時(shí)各組之間相互進(jìn)行項(xiàng)目評(píng)測(cè)和任務(wù)完成質(zhì)量點(diǎn)評(píng)，學(xué)習(xí)他人之所長(zhǎng)，互相提高和進(jìn)步。教師對(duì)各組完成情況及個(gè)人進(jìn)行項(xiàng)目總結(jié)、評(píng)價(jià)以及給出指導(dǎo)意見(jiàn)。

通過(guò)四部分的項(xiàng)目訓(xùn)練，每個(gè)學(xué)生都會(huì)掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路、方法和過(guò)程。學(xué)生從總體方案設(shè)計(jì)到基本機(jī)械零部件組裝到機(jī)電液控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試及實(shí)驗(yàn)一系列過(guò)程進(jìn)行熟悉和掌握，具備了實(shí)際工程開(kāi)發(fā)的基本能力，奠定了良好的科研基礎(chǔ)。

三、結(jié)語(yǔ)

我校針對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程進(jìn)行了項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法的改革嘗試，對(duì)這種新的教學(xué)方法進(jìn)行了理論意義、教學(xué)方法和工程實(shí)踐的探討。經(jīng)過(guò)一學(xué)期左右時(shí)間的研究與實(shí)踐，教學(xué)效果明顯好轉(zhuǎn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、創(chuàng)新性和動(dòng)手能力得以提高，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和與人合作能力及溝通能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳奕.層次化項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)在JAVA教學(xué)中的應(yīng)用研究與實(shí)踐[J].當(dāng)代教育實(shí)踐與教學(xué)研究，2018（10）：186.

[2]王輝.將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)的探索[J].職業(yè)，2018（28）：60.[責(zé)任編輯 李?lèi)?ài)莉]

作者簡(jiǎn)介：陳慧鵬（1978.8— ），男，漢族，湖北黃岡人，副教授，研究方向：控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化。

陳國(guó)金（1961— ），男，漢族，浙江寧波人，教授，研究方向：機(jī)電系統(tǒng)智能檢測(cè)、控制與設(shè)計(jì)，多領(lǐng)域建模與仿真。

基金項(xiàng)目：本文系浙江省自然科學(xué)基金《基于MBSE的多學(xué)科綜合設(shè)計(jì)優(yōu)化方法研究》（項(xiàng)目號(hào)：LY15E050023）。