應(yīng)用型本科機(jī)電一體化信息化教學(xué)研究

高進(jìn)可　袁明新　蔡李花

摘要：機(jī)電一體化是本科階段機(jī)械電子工程專業(yè)課程，涉及多個(gè)學(xué)科多種技術(shù)且應(yīng)用性較強(qiáng)。通過觀察教學(xué)現(xiàn)狀，文章歸納整理了應(yīng)用型本科《機(jī)電一體化》課程信息化教學(xué)過程中存在的普遍性問題。文章分析了造成這些問題的原因，進(jìn)而給出了加強(qiáng)學(xué)生信息意識，提升信息技術(shù)應(yīng)用能力，加大信息資源與學(xué)科整合，優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)等對策建議，對于提升應(yīng)用型本科《機(jī)電一體化》教學(xué)有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科;機(jī)電一體化教學(xué);信息化教學(xué)

中圖分類號：G434 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）15-0158-02

Abstract：The mechatronics is an application-based undergraduate course in machine-electronic engineering speciality， which involves a number of disciplines and a variety of techniques.By observing the current teaching situation， this paper summarizes and sorts out the common problems existing in the course of Mechatronics teaching in application-oriented Universities. This paper analyses the causes of these problems and puts forward the countermeasures to promote the development of the mechatronics informatization teaching from the following aspects： strengthening students'information awareness， enhancing the application ability of information technology， increasing the integration of information resources and disciplines， and optimizing the teaching structure. This paper has a certain reference significance for improving the teaching of Mechatronics for applied undergraduates.

Key words： application-oriented universities; mechatronics teaching; informatization teaching

《機(jī)電一體化》課程是面向機(jī)電、機(jī)械專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)課程，是將不同科目知識融合的關(guān)鍵課程，也是學(xué)生從理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)向工程實(shí)踐過渡的重要轉(zhuǎn)折性課程[1，2]。課程是與實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課程，注重外部執(zhí)行系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的連接，是機(jī)電專業(yè)所學(xué)機(jī)械知識，電子知識以及控制理論的綜合與應(yīng)用[3]。課程涉及知識面廣，對老師和學(xué)生理論基礎(chǔ)要求較強(qiáng)，一名教師一般難以全面掌握所涉及的全部理論知識，應(yīng)用型本科機(jī)電一體化教學(xué)中存在諸多問題，因此在信息化2.0背景下，改變教學(xué)模式提升教學(xué)效率迫在眉睫[4]。

1 應(yīng)用型本科機(jī)電一體化信息化教學(xué)存在的問題

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和信息化教學(xué)的推行，應(yīng)用型本科院校信息化教學(xué)基礎(chǔ)硬件已經(jīng)基本建成并逐步完善，但信息化教學(xué)在具體課程中的開展并不理想，究其原因主要有以下幾個(gè)：

1.1 教師信息化教學(xué)意識不強(qiáng)，信息技術(shù)應(yīng)用較少

新工科和信息化的發(fā)展無疑對應(yīng)用型本科院校提出了更高要求，但是針對應(yīng)用型本科院校的專業(yè)課程教師信息化應(yīng)用培訓(xùn)內(nèi)容很少，也沒有形成完整的培訓(xùn)服務(wù)體系，因此本科院校專業(yè)課程教師信息化教學(xué)意識較弱。教師對信息技術(shù)與課程整合度不高，大多將信息技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容的簡單拼接，教學(xué)信息化資源利用率低，信息化教學(xué)開展成效不高。

1.2學(xué)生信息應(yīng)用能力不足，信息素養(yǎng)偏低

隨著信息技術(shù)和信息化教學(xué)的發(fā)展，應(yīng)用型本科學(xué)生的信息技術(shù)應(yīng)用能力和信息意識也在逐步加強(qiáng)，但與機(jī)電一體化課程的要求仍有一定的差距[5]。

一方面，應(yīng)用型本科學(xué)生由于生源錄取分?jǐn)?shù)在本科中處于下游分?jǐn)?shù)段，學(xué)習(xí)素質(zhì)和能力良莠不齊，對基礎(chǔ)理論知識的掌握程度不盡相同，本科院校實(shí)驗(yàn)開出量相對較少，學(xué)生總體實(shí)踐能力相對薄弱，對實(shí)踐性課程興趣不大積極性不高[4，5]。另一方面，對于高年級的學(xué)生而言，專業(yè)性課程較多，課程信息量較大。

相當(dāng)一部分學(xué)生不了解信息化教學(xué)，對機(jī)電一體化課程本身及利用信息化方式進(jìn)行機(jī)電一體化課程學(xué)習(xí)興趣不高，對信息化教學(xué)理解僅限于通過網(wǎng)絡(luò)平臺自主學(xué)習(xí)，對信息化教學(xué)理解不深入，信息化學(xué)習(xí)意識不強(qiáng)，應(yīng)用信息技術(shù)學(xué)習(xí)的能力不足。學(xué)生利用手機(jī)、計(jì)算機(jī)等信息化終端主要用于娛樂和部分指定作業(yè)，鮮有主動(dòng)應(yīng)用信息化終端進(jìn)行學(xué)習(xí)的學(xué)生，即便是學(xué)習(xí)刻苦和成績優(yōu)良的學(xué)生其主要學(xué)習(xí)途徑也是到圖書館和教室閱讀紙質(zhì)材料。整體信息素養(yǎng)和信息技術(shù)應(yīng)用能力整體偏低。

1.3教學(xué)方法有待完善

應(yīng)用型本科院校是以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，主要培養(yǎng)方式還是課堂教學(xué)。研究應(yīng)用型本科院校機(jī)電一體化信息化教學(xué)，重點(diǎn)在于教學(xué)模式和方法。信息化教學(xué)，終究是要聚焦課堂，改善教學(xué)方法。將信息技術(shù)手段應(yīng)用于課堂教學(xué)能夠提高課堂教學(xué)效率已經(jīng)得到大量實(shí)踐證明，但不足之處也很明顯，如用ppt代替了黑板導(dǎo)致信息顯示時(shí)間短，教師過于關(guān)注信息化技術(shù)減少了互動(dòng)環(huán)節(jié)，因此學(xué)生接受綜合性實(shí)踐培訓(xùn)效果并不明顯，主要在于機(jī)電一體化信息化教學(xué)方法欠佳，信息化教學(xué)在實(shí)際中并未提高課堂教學(xué)質(zhì)量和效率。

1.4機(jī)電一體化教學(xué)內(nèi)容不滿足信息化教學(xué)需求

當(dāng)下應(yīng)用型本科院校在順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展趨勢，優(yōu)化學(xué)科教學(xué)，深化教學(xué)改革，完善教育資源共享機(jī)制，以提升教學(xué)質(zhì)量[6]。而在機(jī)電一體化課程中信息化教學(xué)中教學(xué)內(nèi)容存在明顯問題，主要表現(xiàn)在適用信息化教學(xué)的資源匱乏;教學(xué)內(nèi)容擴(kuò)充進(jìn)展緩慢;教學(xué)內(nèi)容難以做到隨技術(shù)發(fā)展及時(shí)更新;現(xiàn)有信息化教學(xué)內(nèi)容質(zhì)量不高，只是將傳統(tǒng)授課內(nèi)容與信息技術(shù)強(qiáng)行嫁接。

2 應(yīng)用型本科院校機(jī)電一體化信息化教學(xué)優(yōu)化對策

2.1加強(qiáng)教師和學(xué)生的信息意識

信息意識是在掌握多媒體和計(jì)算機(jī)設(shè)備的應(yīng)用的基礎(chǔ)上更深層面意識到信息化教學(xué)的重要性，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，提高對專業(yè)信息的敏感度，從而增強(qiáng)信息技術(shù)應(yīng)用的主動(dòng)性進(jìn)而形成習(xí)慣性，提升教師信息素養(yǎng)。

教師需要根據(jù)自身的教學(xué)風(fēng)格選擇合適的教學(xué)資料，在大量的網(wǎng)絡(luò)公共資源中篩選出符合自己教學(xué)風(fēng)格的資料內(nèi)容，并進(jìn)行修改完善，以保證教育資料與教學(xué)風(fēng)格的一致性，強(qiáng)化課堂教學(xué)信息化，以利于學(xué)生接受專業(yè)知識，獲得更好的課堂教學(xué)效果。

信息化教學(xué)的主體是學(xué)生，因此應(yīng)堅(jiān)持學(xué)生為中心，注重學(xué)生個(gè)體差異，發(fā)掘?qū)W生的潛質(zhì)，提高學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力，根據(jù)學(xué)生個(gè)體特質(zhì)有針對性的教學(xué)，進(jìn)而豐富教學(xué)方式，構(gòu)建良好的機(jī)電一體化課程學(xué)習(xí)氛圍。鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自身的能力選擇適合自身的學(xué)習(xí)方法和內(nèi)容，構(gòu)建預(yù)習(xí)、聽講、復(fù)習(xí)三位一體的信息化學(xué)習(xí)平臺，讓機(jī)電一體化學(xué)習(xí)不再受時(shí)間和空間限制，形成真正以學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)模式，以利于學(xué)生個(gè)體自主發(fā)展。

2.2 提升教師和學(xué)生的信息技術(shù)應(yīng)用能力

（1）提高信息水平

樹立教師為實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化課程教育教學(xué)信息化改革主動(dòng)意識和使命感，積極響應(yīng)學(xué)校要求并參與各種交流培訓(xùn)活動(dòng)。

提升信息學(xué)生信息素養(yǎng)水平需要擺脫傳統(tǒng)的教學(xué)方式，以學(xué)生為主體，在新型的教學(xué)環(huán)境下構(gòu)件良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和氛圍，并將機(jī)電一體化課堂教學(xué)與信息技術(shù)有效結(jié)合。教師在授課過程中需要有意識的長期對學(xué)生滲透信息資源和信息技術(shù)，進(jìn)而促使學(xué)生不斷提高信息技術(shù)水平豐富信息資源。樹立教師和學(xué)生的終身學(xué)習(xí)意識，并堅(jiān)持在實(shí)踐中學(xué)習(xí)、交流，鞏固信息化教學(xué)知識和技能，不斷通過實(shí)踐提升個(gè)人信息技術(shù)。

（2）提升信息獲取技巧

作為綜合性較強(qiáng)的機(jī)電一體化課程，教師需主動(dòng)提升自身的信息獲取能力和技巧，同時(shí)在講授課程內(nèi)容的同時(shí)還可以指導(dǎo)學(xué)生正確高效利用信息技術(shù)，并引導(dǎo)學(xué)生提高資料搜索能力，信息篩選能力，幫助學(xué)生擴(kuò)展學(xué)習(xí)資源，從而掌握更多獲取信息的技巧，提高自身學(xué)習(xí)能力。

（3）加強(qiáng)信息協(xié)作能力

應(yīng)用型本科教師常以教學(xué)為主，一方面機(jī)電一體化課程本身綜合了機(jī)械、電子、控制等多個(gè)學(xué)科的知識，另一方面一個(gè)教師經(jīng)常需要同時(shí)上幾門課，因此，學(xué)科知識的外延較大以已然成為機(jī)電一體化教學(xué)發(fā)展的一大阻礙因素，當(dāng)然也嚴(yán)重影響著信息技術(shù)與機(jī)電一體化課程內(nèi)容的高效融合，影響教師利用信息化手段指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，提高教學(xué)效果。

因此，高校構(gòu)建高校不同學(xué)科專業(yè)教師間組成發(fā)展共同體，通過不同學(xué)科教師的交流研討，豐富跨專業(yè)知識并使之與信息技術(shù)有效整合，從而培養(yǎng)機(jī)電一體化課程教師跨學(xué)科知識學(xué)習(xí)和研究能力。

2.3加大優(yōu)質(zhì)信息資源與學(xué)科整合力度

機(jī)電一體化教學(xué)資源與信息資源的整合不是簡單的融合，而是一種理念的更新和提升。加大教學(xué)資源與信息資源整合力度，首先要全方位多渠道搜集教學(xué)資源，注重信息資源共建;其次，要注重教學(xué)資源的審查和管理，引導(dǎo)教師和學(xué)生轉(zhuǎn)變信息化觀念，強(qiáng)化信息技能專業(yè)培訓(xùn)，提升師生信息素養(yǎng)和技術(shù)水平。最后，應(yīng)建立兄弟院校間的資源共享渠道，集中優(yōu)質(zhì)資源，構(gòu)建高等教育信息資源共享平臺，為完善信息化教學(xué)內(nèi)容打好基礎(chǔ)。

2.4創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容

重視實(shí)踐教學(xué)信息化，加大實(shí)踐與信息技術(shù)的聯(lián)系，由于機(jī)電一體化是一項(xiàng)實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè)，而隨著技術(shù)發(fā)展，社會(huì)需求對機(jī)電一體化專業(yè)的人才要求也越來越高，應(yīng)用型本科院校除了減少理論課學(xué)時(shí)及增加實(shí)踐課學(xué)時(shí)的同時(shí)還應(yīng)注重實(shí)踐課與信息技術(shù)的融合。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般采用集成的試驗(yàn)箱，實(shí)驗(yàn)平臺雖然遠(yuǎn)離與實(shí)際應(yīng)用相同，但操作過于簡單，硬件部分相對封閉，學(xué)生的實(shí)際操作工作只是拔插模塊和導(dǎo)線，軟件部分相對固定，學(xué)生實(shí)際操作工作只是按操作流程熟悉軟件和修改部分參數(shù)，經(jīng)過試驗(yàn)后學(xué)生對硬件和軟件理解都不夠透徹，在這種實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生對難以真正起到提高學(xué)生實(shí)踐能力的作用。如果實(shí)踐教學(xué)過程中若全部采用與工業(yè)現(xiàn)場相同的軟硬件則將會(huì)帶來成本過高、授課時(shí)間過長等問題，甚至存在安全隱患。而“VR”技術(shù)則可完美地避免該類問題，在實(shí)踐上的模擬真實(shí)應(yīng)用工況，軟硬件資源可以重復(fù)利用成本可控，不存在安全隱患，同時(shí)能有效提高學(xué)生的興趣。通過“VR”技術(shù)可以仿真機(jī)電一體化課程相關(guān)技術(shù)的原理性知識，讓學(xué)生對理論基礎(chǔ)把握更透徹;通過“VR”技術(shù)可以仿真機(jī)電一體化設(shè)備操作過程，提高學(xué)生工業(yè)現(xiàn)場操作能力; “VR”技術(shù)可以仿真機(jī)電一體化設(shè)備維修，讓學(xué)生對設(shè)備構(gòu)造有更深入的了解;“VR”技術(shù)可以仿真機(jī)電一體化設(shè)備的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程，讓學(xué)生設(shè)計(jì)出自己想要的機(jī)電產(chǎn)品，提高學(xué)生的成就感。

3 結(jié)語

隨著技術(shù)進(jìn)步，企業(yè)對復(fù)合型人才的需求越來越高，應(yīng)用型本科機(jī)電專業(yè)學(xué)生是最基本的復(fù)合型人才，而機(jī)電一體化課程是將機(jī)械與電控連接的基本點(diǎn)，因此機(jī)電一體化課程在專業(yè)教學(xué)中尤為重要，因此也對教學(xué)提出新的目標(biāo)和要求。機(jī)電一體化教學(xué)中要與時(shí)俱進(jìn)，加強(qiáng)師生信息化意識，提高信息技術(shù)應(yīng)用能力，完善、調(diào)整課程內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量。

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【通聯(lián)編輯：王力】