《機電控制工程基礎》課程的教學改革與實踐探索

摘要：主要探討了機械專業《機電控制工程基礎》課程的教學改革與實踐，研究了《機電控制工程基礎》的教學方法問題，闡明了通過改變教學模式、轉變教學思想以及強化實踐環節來提高教學效果。

關鍵詞：機電控制工程基礎；教學改革；實踐

機械工業一直是我國國民經濟中重要的基礎工業，現代機械工業要想獲得發展，就需要在傳統的機械制造技術中引入自動控制理論，大力發展機電一體化技術。自動控制技術是機電一體化技術的核心內容之一，它在工業和科學技術的發展過程中起著重要作用，已經成為從事自動化工作的工程技術人員不可缺少的重要理論基礎之一。因此，《機電控制工程基礎》成為高職院校機電類專業的一門重要的專業基礎課。下面筆者結合《機電控制工程基礎》教學實踐談幾點體會。

轉變教學思想，理論聯系實際，提高教學質量

遵循教學大綱，精選教學內容《機電控制工程基礎》的理論體系龐雜，很難按大綱要求在40學時內講授完全部內容。因此，我們根據當前學生就業的實際需求，對課本的內容做了精心篩選，既保證學生對機電控制工程基礎的現狀和發展有全盤的了解，又重點講解學生將來在實際工作中可能用到的知識內容。在講授過程中，既注重原理本身的理論推導，又聯系實際，做到學以致用。根據實際需要，我們詳細講述了工業應用中常用的時域分析法以及頻域分析法，而對于根軌跡法，考慮到學生本身的接受能力以及應用范圍，我們只是簡單闡述其基本規則。對于非線性控制系統，由于其內容復雜，原理還不夠完善，在授課過程中只作總體闡述。由于精選了教學內容，學生在學習過程中既能有重點地學習，又能根據自己的需要擴充自己的知識面。

理論聯系實際，啟發學生思維《機電控制工程基礎》的內容大都是枯燥的理論知識，傳統的教學方法使學生普遍缺乏學習興趣和積極性。講解理論的目的最終還是為實際的生產和生活服務，理論如果脫離實際就會變成空談。為了培養學生的學習興趣，啟發學生的思維，在課堂教學中必須努力將枯燥的理論與工業生產或日常生活中的具體實例聯系起來，這樣既能激發學生的學習欲望，又能使學生深刻理解理論知識，做到學以致用，融會貫通。比如，在講“開環和閉環控制系統”時，如果僅僅把概念告訴學生，無法使他們真正理解和判斷系統的類型。在講課時，筆者就列舉了一些簡單的例子，啟發學生思維。例如讓學生判斷家用的洗衣機等電器屬于哪種類型的系統，先讓他們自由探討，再具體講解：由于家用洗衣機的洗滌和脫水依照設定的時間程序進行，無需對輸出量（衣服清潔程度和脫水程度）進行測量，所以屬于開環控制系統。這樣學生就比較容易理解開環和閉環控制系統的概念了。再比如講解閉環控制系統的作用過程時，學生很難理解閉環控制系統結構框圖，但結合日常生活中的例子，問題就容易解決了。例如，司機控制汽車的速度就是一個典型的閉環控制系統，其作用過程如圖1所示，其控制框圖如圖2所示。結合具體的生產生活實例，既增加了學生的感性認識，又提高了學生的學習興趣，啟發了學生的思維，收到了很好的教學效果。

闡明學科特點，激發學生興趣《機電控制工程基礎》闡述的是原理性知識，很多學生容易產生誤解，覺得只是學習一些空洞的理論。為此，筆者從以下三個方面來闡明學科的特點，激發學生的學習興趣。首先，告訴學生自動控制理論是目前最實用最有發展前途的理論之一，其在工農業以及國防科技中發揮著越來越重要的作用，學好該門課程可以拓寬就業渠道。其次，在授課過程中結合具體生活實例，使學生懂得機電控制工程在生活中的應用隨處可見，從而激發他們的學習興趣。最后，不斷介紹自動控制在軍事和高科技領域中的應用，如機器人控制、雷達控制等，使學生認識到自動控制對國家的發展有深遠的影響，從而提高了他們學習該課程的主動性。

改變傳統教學模式，運用多媒體課件，實現互動式教學

開發多媒體課件，改變教學模式《機電控制工程基礎》是一門理論性和實踐性均較強的專業基礎課，這門課程不僅內容涉及知識面廣，而且所包含的信息量大，更新和發展也比較快，內容比較抽象。采用傳統的教學模式，學生感到難于理解，教師也很難系統全面地講授。為了解決這個問題，在學校的支持下，筆者立項開發這門課程的多媒體課件。運用多媒體教學，采用圖文并茂的投影顯示模式，使得公式推導和圖形繪制等操作變得形象簡便，使原本枯燥、抽象的理論闡述變得形象和具體，激發了學生的學習興趣，活躍了課堂氣氛，收到了良好的教學效果。例如，在講授“振蕩環節的單位階躍響應曲線的繪制以及穩定性分析”（如圖3）時，采用多媒體課件教學以后，圖形繪制變得輕松自如，而且形象客觀。

采用互動式教學，提高課堂教學效果傳統的教學模式大都以教師講授為主，因而不能很好地調動學生的學習積極性。采用多媒體教學手段進行互動式教學，課堂教學效果將大大增強。例如，在學習“傳遞函數的框圖變換”時，可以先給出變換的總體原則，然后根據幻燈片顯示的步驟，讓學生獨立思考每一步變換的結果，并及時提問，引導學生，直至求出最后的答案。當然，學生在聽課過程中如有疑問，都可以回放幻燈片及時解決問題。

教學內容網絡化，實現資源共享采用多媒體課件以后，就可以避免出現教師教案更新慢，學生上課忙于記筆記的現象。教師將上課的內容上傳到網上，實現資源共享，學生課后根據需要下載內容，課上可以專心聽課。另外，運用網絡可以實現課堂內容的在線測試，并可以及時回答學生提出的各種問題。

講練結合，提高教學效果

《機電控制工程基礎》包含了很多高等數學知識，包括微積分、矩陣以及拉氏變換等，要想獲得良好的教學效果，除了教師的精心備課，課堂上詳細講解外，適當的練習，包括課堂提問、課堂小練習以及課后作業，是非常必要的。課堂上，筆者為引導學生積極思考，將學生回答問題情況與平時成績掛鉤，極大地提高了學生的學習積極性。課堂小練習則是針對剛講授的內容做小測驗，測驗結果可反映學生的課堂學習效果?？紤]到課時安排以及學生的實際情況，筆者在課后作業選題時盡量做到有針對性和目的性。通過課后作業，學生可以鞏固課堂所學的知識，隨時發現問題，并可通過課堂講解以及網絡答疑來解決問題。運用講練結合的教學方法極大地提高了教學效果。

加強實踐環節，深化教學效果

《機電控制工程基礎》不僅是一門理論性很強的學科，也是一門應用性很強的學科，只掌握單純的理論知識是遠遠不夠的，必須利用實踐環節將理論應用到實際中，并通過實踐來檢驗理論和深化理論。實踐環節包括兩個方面：一方面是組織學生完成相關實驗，強化課堂上所學的理論，培養學生的動手能力；另一方面是利用畢業設計訓練學生初步的科研能力，把理論知識轉化為實際控制系統的設計以及測試能力等。實踐環節使得學生的學習不再是紙上談兵，理論與實踐相結合，增強了教學效果。

《機電控制工程基礎》有理論體系龐雜，信息更新較快，控制方法繁多，理論性強等特點，要想更加充分地調動學生的興趣和主動性，更好地利用多媒體手段增強教學效果，還需要不斷地深入研究。

參考文獻：

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作者簡介：

秦艷（1979—），女，江蘇宿遷人，碩士，沙洲職業工學院機電工程系講師。