《機電一體化技術》課程教學改革研究

機電一體化技術作為一門新興的綜合性學科，發展非常迅速，融合了機械技術、檢測傳感技術、自動控制技術、伺服驅動技術、信息處理技術、系統總體技術等多種技術于一體的新興綜合性學科，綜合性和應用性強，對培養學生機電一體化設計能力具有重要作用。依托培養目標，筆者在教學內容和教學方法上提出相關的教學改革。機電一體化技術教學內容教學方法《機電一體化技術》是機電一體化技術專業一門專業課，在其課程體系中居于重要地位。它是融合機械技術、檢測傳感技術、自動控制技術、伺服驅動技術、信息處理技術、系統總體技術等多種技術于一體的新興綜合性學科，綜合性和應用性強，對培養學生機電一體化設計能力具有重要作用。但是，受傳統教育觀念和當時教學和實驗條件的限制，《機電一體化技術》課程過去側重于理論知識的講授，實踐環節偏少，學生普遍反映該課程的學習枯燥無味，大大削減了課程培養效果，為了提高學生的學習積極性，筆者在教學內容和教學方法上提出相關的教學改革。

一、教學內容的改革研究

機電一體化技術內容多，涉及面廣，綜合性強，因此，根據教學大綱要求，精選教學內容，制定合理的教學計劃，以達到最佳的教學效果。

（一）根據教學目標優選教材

機電一體化技術作為一門新興的綜合性學科，發展非常迅速；目前現有的教材雖然版本繁多，但各有局限。為此按照教學大綱的要求選取一套內容體系相對合理且能反映機電一體化學科水平的教材，就尤為重要。依托培養目標，在對教材的選擇上應把握以下幾點：實用性，教材避免紙上談兵，避免冗長的理論推理、介紹，使用時既要有入門的引導，又要兼顧提高和深入；系統性，教材針對機電一體化技術的組成展開，因此，對于每一環節都要強調在整個系統中的作用及其與系統其他要素的關聯性；先進性，介紹最新技術前沿，讓學生了解最新發展狀況，激發學生學習興趣，把握學習方向。

（二）教學內容的改革

由于該課程開設之前，其主要內容都有多學時的專門課程講授，如傳感器有傳感器測試技術在前，機械部分有機械設計基礎等；如果課程內容僅僅是對先修課程的回顧和重復，勢必造成學生普遍對該課程提不起興趣，教學效果很不理想。因此，課程內容的設置上必須要有所突破。

1.理論教學內容的改革

首先，透徹講述機電一體化的概念、體系結構等。本部分內容對學生建立機電一體化技術框架有高屋建瓴的作用，透徹的理解能對課程學習能起到事半功倍的效果。

其次，對各單元技術的講解，要分清主次。機電一體化技術是機械技術、檢測傳感技術、自動控制技術、伺服驅動技術、信息處理技術、系統總體技術等多種技術的融合。雖然這些技術在系統設計中都很重要，但是如果在教學過程中不分主次，對每項技術的講解等同視之，勢必會大大加重學生負擔，轉移系統設計這一教學重點。因此，要分清主次，增刪結合。對伺服驅動技術和檢測傳感技術要重點講解，特別是伺服驅動技術，它是系統設計的核心；檢測傳感技術要突出檢測系統的設計，減少傳感技術的講解，可改為學生自學。自動控制技術、信息處理技術內容較多，且前期相關科目有所講解，所以不宜過細，可以總結性的講解。

最后，重點引導學生運用所學知識進行課程設計，可以采用較多課時，分析實際系統的設計過程。比如工業機器人、數控機床、全自動洗衣機等典型機電一體化產品為實例，可以精講其中一兩個，使達到舉一反三的效果。同時，可以根據實際情況，引入最新科技產品，提高學生學習興趣。

2.實踐教學內容的改革

在教學過程中，由于學生缺乏綜合應用知識的經驗，普遍感到學習《機電一體化技術》的難度較大。因此，實踐教學就顯得尤為重要。根據課程特點，在此環節中應該避免或減少驗證性實驗，加強綜合性、設計性實驗的開設。隨著我院實驗設備的不斷完善，機械工程實訓中心、創新實驗室、機械原理實驗室等逐步投入使用，實訓、實驗條件大大改善。同時，在實踐教學中，做到以學生動手為主，教師輔導為輔的教學模式，充分調動學生的主觀能動性，由被動學習轉變為主動學習。

另外，安排學生進行課程設計時到企業進行調研，了解不同企業的崗位要求，明確自己能做什么，再經過指導教師的指導，最終進行設計選題；在做中學，學中做，最后完成課程設計及論文。這樣可以避免學生設計時理論與實踐脫節，紙上談兵多、實際動手少的問題。

二、教學方法的改革研究

（一）采用多種教學方法和手段

《機電一體化技術》課程具有內容豐富、信息含量大、抽象、理論性強等特點，內容比較枯燥。為此，采用形式多樣的教學方法，例如多媒體教學法、啟發式教學法等，來激發學生的學習興趣。采用動畫演示、實物展示等形式強化學生感性認識，加強學生對相關知識點的理解。重點講授知識的精華、知識的內在聯系。從能力培養著眼，注重講、練結合。

此外，在理論教學方面重點采用類比法。類比法是指對兩個或幾個相似的的對象進行聯想，根據它們之間在某些方面的相同或相似，而推出它們在其他方面也可能相同或相似的邏輯推理方法。

（二）增強實踐教學環節，理論聯系實際

實踐環節包括實驗、課程設計等。針對《機電一體化技術》課程綜合性強的特點，減少演示性、驗證性實驗，增加綜合性、創新性實驗，在教學中充分采用理論聯系實際的教學方法。

開設綜合性實踐環節，如《機電一體化系統設計課程設計》，要求學生在兩周內，利用簡易模塊，任意搭建各種機械模塊，如打印機等，在構建機械模塊之余，完成電機、傳感器的選擇、安裝，完成其控制電路板的設計、開發、制作、調試，以及軟件編程調試。通過小型機電一體化系統的開發設計，來培養學生的動手能力和創新意識，增強學生“工程化”的意識，激發學生的學習興趣，提高其學習的主動性和目的性。

三、結束語

通過筆者近兩年對《機電一體化技術》課程的教學改革，把握系統化、整體化、工程化這一主線，充分調動學生的學習積極性和參與性，綜合運用多種有效的教學方法，增強實踐環節，提高了教學效果和教學質量。

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