以項目教學驅動機電系統設計課程教學改革

王昊++王化更++謝飛++陳乃超

摘要：針對機電系統設計課程教學過程中問題，為了提高學生的動手能力和實踐能力，在機電系統設計課程的本科教學改革中采用項目教學法，詳細探討了項目教學法的實施步驟以及項目實施過程中需要注意的問題。期待項目教學法在拓寬學生知識面、提高綜合素質以及在拓寬學生就業面等方面有所建樹。

關鍵詞：項目教學；機電系統設計；教學改革；本科教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）01-0087-02

機電系統設計是機械和電子的完美結合的學科，是機械學、信息學、控制理論、執行元件、傳感技術和總體設計等諸多方面，在機械專業中占有比較重要的地位。學生在學習工程中，由于實際經驗欠缺，加之課程牽涉面廣，學習難度比較大，故而在學習過程中不可避免會存在各種各樣的問題。因此，要求在教學過程中，教師要想法設法、千方百計地通過不同的教學方式，調動學生的積極性，引導學生充分認識機電系統設計這門課的重要性，從而提高學生的動手能力和實踐能力，以及總體素質，從而使學生求職時增加在機電系統設計行業內的選擇機會。

項目教學法目前在我國的職業教學實踐方面已經有所涉及。但是在本科教學中還很少使用，為了讓機械專業的學生通過項目教學直接深入到機電工程領域的實際工程應用，本文提出應用項目教學對機電系統設計課程進行的本科教學改革的嶄新思路。

一、項目教學法的本質

關于項目教學法的起源，眾說紛紜。我們國家著名教育家陶行知先生所提倡的“在學中做，在做中學”的教育理念與此相似。這種教學模式，將項目教學法貫徹到某課程的教學過程中，通過組織學生真實地參加項目選題、方案設計，管理項目的全過程，在項目實施的過程中完成教學任務、實現教學目的，從而培養學生的實踐能力、分析能力及其他關鍵能力。

項目教學法擯棄了傳統的教學以教師講授為主，學習以課本為主的模式，強調理論聯系實際、創新開拓精神和團隊合作精神，是一種很新教育模式。該方法可以充分應用課堂理論知識解決生活中、工程中的實際存在的問題，并且通過解決項目加深對理論知識的理解，從而起到了培養學生綜合能力的目的。因此，項目教學法完全體現了現代教育“素質教育”的本色。

二、項目教學法的實施步驟

項目教學法主要特點理論與實踐相結合，在學習理論知識的基礎上，加強學生實踐能力的培養。這種方法有利于培養學生的多種能力，如：展示學生的創造性，培養了學生解決實際問題的能力，以及對項目的管理能力。項目教學法的整個教學過程，分為以下幾個階段：

1.項目教學動員階段。項目教學法開始之前，積極組織學生參加動員大會，由學院相關領導、學科主任、專職教師、實驗室教學教師及相關人員參加。會上要注意強調項目教學法此項教學改革的重要性，以及將對學生起到的重要作用，特別是機電系統設計項目教學法將強化學生以前動手能力比較弱的薄弱環節，是學生接觸工程和生活中的實際項目的大好機會，也是提前將學生的理論知識和將來的工作相聯系的重要環節。并對學生提出希望，希望學生切實發揮自己的主觀能動性和創造性。學院和教研室將對學生提供各種指導條件和實驗條件，并且幫助指導學生如何保護自己的具有知識產權的作品。

2.題目擬定階段。學生自主分組或教師給學生分組，要求學生要充分發揮主觀能動性，通過廣泛查閱資料、主動思考，開拓思維，乃至市場調研擬定本小組的題目。教師在這個過程必須要干預，要求學生選定的題目適合小組各組員的特長和興趣，并且要求項目既要體現一定的創新性、實用性，并且具備一定的挑戰性，而且要成本適中、切實可行、不可好高騖遠。對于項目中所用到的新知識新理論，指導教師也要能否準確把握。項目經過教師的指導和學生們的努力在有限的時間內可以順利完成。

3.可行性論證階段。此階段對于項目是否能夠真正實施非常重要。項目組必須在廣泛的調查研究的基礎上撰寫項目可行性論證報告、并詳細確定項目進程計劃。在安排研究進度的時候，最好能夠基本上與課堂教學進度并行，即：首先是機械機構、執行機構、然后是計算機、控制系統和傳感器系統以及系統綜合設計[4]。

教師必須認真檢查并核實項目組的可行性分析及方案設計。若項目不可行或者不具備研究基礎，教師應該引導學生及時更換題目，重新進行可行性評估和方案設計，這樣雖然暫時會影響到項目進程，但是可以保證將來不影響后續工作進一步展開。

4.具體實施階段。此階段至關重要，要求學生必須按照計劃實施并按照要求做好階段總結，并及時發現問題。本階段，學生將碰到很多新的知識，可能沒有接觸過。教師就要按照需求指導學生進行自學和講解，以培養學生的學習能力和解決實際問題的能力、從而進一步提高學生的創造性思維。需要學生學習的內容，指導教師要合理把握，只要能夠基本達到項目的研究需要就可以了。項目的實施過程中，學生將有大部分工作需要在實驗室中完成，一定要強調學生要注意安全。對于需要設計加工的項目，指導教師要著重指導學生按照機電系統設計設計手冊進行合理設計，從而可以順利完成設計和加工的任務。

在此過程中，由于學生面對的是解決項目所需要面對的各種各樣的問題，最能增強學生綜合素質。教師在項目教學法的實施過程中，要非常注意培養學生自己發現問題、自己分析問題和自己解決問題的能力，引導學生自己去解決問題，充分推動學生的主動研究、主動思考的水平和能力。

5.成果匯報階段。成果匯報的形式可以多種多樣，希望每一組的同學能以研究總結報告、學術論文或者其他形式的文本呈現本小組的研究成果。寫作的過程中要求學生按照正式的項目報告和學術論文形式進行撰寫。另外，要求學生在寫作時需要體現項目完成過程中的管理過程。報告或學術論文中要體現項目的先進性以及所存在的不足。

6.成績考評階段。以每個項目小組為單位，根據學生遞交的成果，教師應認真考核學生完成項目的情況。針對機電系統設計項目的各系統的設計、實現方式、功能、軟硬件設計以及最終的項目報告等分別進行考評，并且最終給出小組的綜合考評成績。然后，在此基礎上根據項目中的分工合作情況，給出單個學生的考評成績。考評中要特別注意學生在完成項目的過程中出現或提出的問題，以及如何分析和解決這些問題的。

7.項目拓展階段。對于考評成績優秀的小組可以組織學生以學術論文的形式向會議或者期刊投稿、申報專利、參加競賽的形式進一步進行項目拓展。對于確實優秀、具備創新性并且具有一定市場的優秀項目可以由學校出面進行項目推介，讓項目走向市場。

三、項目教學法需要注意的問題

1.關鍵在于教師素質。在機電系統設計課程的本科教學中實施項目教學法對指導教師提出了非常高的要求。要求教師非常熟悉機電系統設計產品的設計管理流程，具備機電系統設計的產品設計經驗，對設計過程中各個步驟、環節以及有可能會碰到的問題做到心中有數。要求教師善于調動學生的積極性和創造性，并且本身同樣具備敏銳的思維方式，善于發現問題、分析問題和解決問題。

2.需要實驗室軟硬件支持。項目的實施過程中，學生們需要在實驗室中完成大部分工作，因此，需要現有的實驗室在軟硬件配備方面還要適當加強，使得實驗室的條件足以支撐各個項目的完成。

3.需要經費支持。項目在實施過程中，硬件的采購，電路設計與加工、機械部件設計與加工、系統的調試等環節均需要一定的經費支持。

四、結論

本文提出應用項目教學法對機電系統設計課程本科教學進行教學改革的方案，該法將理論與實踐相結合，激發學生學習興趣和熱情，培養學生開拓性思維，使學生能夠以項目的形式深入機電系統設計產品設計及項目管理，著重培養學生在機電系統設計產品設計中的自己發現問題、自己分析問題和自己解決問題的能力。學生在項目教學法中所得到的成果，有可能成為機電行業的敲門磚。項目教學法將在提高學生素質、拓寬知識面和就業廣度等方面有所建樹。

參考文獻：

[1]張建民.機電系統設計系統設計[M].北京理工大學出版社，2006.

[2]劉志忠，張麗梅，孟凡茂.將科研項目引入機電系統設計課程教學的實踐和探討[J].高教論壇，2009，（5）.

[3]祁志生，朱春梅，李啟光.機電一體化系統技術》課程教學的若干探討[J].中國電力教育，2008，（13）.

[4]曾勵.機電系統設計系統設計[M].北京：高等教育出版社，2004.endprint