《機電傳動與控制》課程實驗教學改革研究與實踐

周旋 李鵬

摘 要：從《機電傳動與控制》課程實驗環(huán)節(jié)的實際情況出發(fā)，研究和探索了實驗教學的改革，并從實驗教學內(nèi)容、方法、考核方式、評價反饋等幾個方面提出了具體的改革措施。經(jīng)過實踐，所提出的教學改革方法不僅提高了教學質(zhì)量，增強了學生的學習興趣和積極主動性，還提升了學生們分析問題與解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：機電傳動與控制；教學改革；教學方法

中圖分類號：G642文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2016）09-0075-02

《機電傳動與控制》是高校機械設計制造及其自動化專業(yè)的核心課程，主要研究解決與生產(chǎn)機械的電氣傳動及其控制的相關(guān)問題，介紹電機、低壓電器、常用控制電路、控制線路的設計、PLC的原理與編程等[1]。該課程將電工電子技術(shù)、PLC技術(shù)、自動控制技術(shù)等內(nèi)容進行有機結(jié)合，包含的知識點多、涉及的內(nèi)容面廣，對學生的實踐動手能力要求高。而很多同學的基礎并不扎實，這在很大程度上影響了該課程的教學效果。為了解決教學中遇到的問題，本文就我?！皺C電傳動與控制”課程的實驗教學現(xiàn)狀進行分析，并從構(gòu)建課程的實驗教學體系出發(fā)，提出幾條改革措施。

一、教學現(xiàn)狀

實驗教學環(huán)節(jié)有利于學生鞏固理論知識，能有效提升學生的實際動手能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和能力。傳統(tǒng)的實驗教學一般遵循“課前預習、課堂實驗、課后完成報告、教師評閱”這種較單一的教學模式。課程開展的效果不甚理想，主要存在以下幾個方面的問題。

1.實驗教學方式存在不足

首先，教師對實驗課大包大攬的情況普遍[2]。在設計實驗環(huán)節(jié)時，教師提前將實驗的各個方面完全表述出來，所有與實驗相關(guān)的操作步驟、會出現(xiàn)的情形全都詳細列在教學內(nèi)容中。易使學生認為實驗課僅是在完成一項既定好的任務，對做實驗失去興趣，從而影響教學效果。

其次，實驗環(huán)節(jié)仍以教師為中心[3]。教學中指導老師始終占據(jù)著主導地位，學生處于被動接受知識的狀態(tài)。課堂開始時，老師花費大量的時間講解理論知識或?qū)嶒灢襟E，未留給學生足夠的時間去動手操作，教學成效并不理想，難以達到實驗教學目標。教師很費精力上課，而學生并沒有很好掌握實踐技能。

2.學生主動性不夠

實驗時，學生易形成被動盲目的學習狀態(tài)，照搬照套地實驗，有問題直接找老師，學習重心都放在了老師的詳細指導上。這種被動學習的心態(tài)和依賴老師的習慣，會令學生無法發(fā)揮自身的主動性和積極性，實驗過程中一旦出錯，直接請教老師，很少獨立分析思考、解決問題。教學過程中常發(fā)現(xiàn)學生不重視預習、實驗動手能力差、課后沒有反思、報告抄襲等現(xiàn)象。

3.學生重視度不高

基于以往的經(jīng)驗來看，學生往往只看重書本上的理論知識，錯誤地認為實驗教學是理論學習的附屬品，從而對實驗教學敷衍了事。對實驗教學的重要性認識不足，也是導致學生學習積極性不夠的原因之一。

二、實驗教學體系規(guī)劃

1.課程實驗體系總體構(gòu)建

在構(gòu)建實驗課程體系時應該有系統(tǒng)的觀念，通過制定專業(yè)人才培養(yǎng)總目標來確立實驗教學的目標、設置教學體系，包括實驗課程結(jié)構(gòu)與模式、實驗教學大綱、實驗實施計劃、實驗課程的教學條件、實驗教學方法與手段、實驗課程的考核評價與反饋[4]。由此建立起來的實驗課程體系應特別注意其協(xié)調(diào)關(guān)系，單純地靠先進的教學手段、高質(zhì)量的師資隊伍、齊備的管理制度等未必能夠達到最佳效果。

2.實驗內(nèi)容安排設計

目前實驗中主要進行直流電機啟動與調(diào)速、交流電動機點動與自鎖控制線路、交流電動機的正反轉(zhuǎn)控制線路、順序控制線路、雙速異步電動機控制線路、PLC基本指令實驗、PLC運動控制實驗。這些實驗項目在設置時考慮到了與課本中的重要知識點相結(jié)合，每個項目包容課程中幾個方面的知識內(nèi)容，使學生可以運用更多的理論知識解決實驗中出現(xiàn)的問題。并充分發(fā)揮其潛在功能，使學生得到較好的動手鍛煉機會。優(yōu)化實驗教學環(huán)節(jié)，實現(xiàn)理論、設計、操作、編程和調(diào)試一體化。

三、實驗教學方法的改革

針對以上幾個突出問題，有必要對實驗教學方法做出調(diào)整。

第一，改變實驗教學模式。首先，在教學實施過程中，采取講練結(jié)合的模式，做到“教、學、做”三位一體。適當融入啟發(fā)式、討論式的教學手段，著重培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力[5]。同時，鑒于該課程的部分內(nèi)容比較抽象，單憑教師口頭講授不易使學生理解。因此，在講解實驗所涉及的理論知識時，可充分利用多媒體教學、虛擬仿真教學等手段，簡單、形象、直觀的將教學內(nèi)容展現(xiàn)在學生面前。如將三相交流電動機的拆裝動畫、工作原理、接線方式的視頻與多媒體課件相結(jié)合，使旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生、三相鼠籠式電機的接法、運轉(zhuǎn)時電機內(nèi)部的情況活靈活現(xiàn)的展現(xiàn)在學生面前，既加深了學生對相關(guān)內(nèi)容的理解，為開展實驗項目做好準備，又能使枯燥的課堂變得生動有趣。然后，增加一些兼顧前沿熱點的開放性實驗內(nèi)容，引發(fā)學生的興趣和探索精神。在教學過程中，教師要重視其自身的引導作用，更應注重學生自主學習的熱情。最后，在教學過程中有針對性地提問，讓學生帶著問題做實驗，鼓勵學生發(fā)言，引導學生自己解決遇到的問題，從而調(diào)動學生的積極性。

第二，強調(diào)教學互動。教師在課堂開始時簡要回顧理論知識點，并且只負責介紹實驗儀器設備的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及使用方式，說明大致的實驗流程。在完成實驗準備工作之后，將學生分成4-6人的實驗小組，由各組自行連接實驗臺，在實驗過程中互相討論、獨立思考研究。遇到實驗中出錯，老師不再直接參與錯誤的排查，而是引導學生主動地去分析問題發(fā)生的原因，最終由他們自行發(fā)現(xiàn)和解決問題。

第三，注重實驗結(jié)果檢驗及過程反思。每個項目做完，需經(jīng)由老師檢查和確認實驗結(jié)果，如符合要求才可離開實驗室。若有實驗小組在規(guī)定時間內(nèi)未順利完成，經(jīng)協(xié)商后可適當增加時間繼續(xù)完成實驗，直到結(jié)果正確。在實驗完成后，要求學生談談自己的心得體會、對實驗課的意見或建議等，最后由老師進行課堂小結(jié)。

四、實驗考核方式的改革

課程考核是一種非常重要的教學評價途徑，也是檢驗學習效果的手段。僅由單一的實習報告成績來評判學生的學習效果既不客觀，也不能激發(fā)學生的學習熱情[6]。為鼓勵創(chuàng)新，促使學生在整個學習過程中都能積極地投入，增強學生小組團隊協(xié)作的意識，筆者采用多元化的考核模式，實驗的最終成績由實驗報告成績、小組成績和個人表現(xiàn)三部分構(gòu)成。形成“小組互評、學生自評、教師考評”的評價考核體系，使實驗的考核方式多樣化。通過自評和互評的方式，使學生從多層次、多方面來了解自己的工作成效和不足之處，根據(jù)實際情況在以后的實驗項目中進行調(diào)整[7]。教師評價則著重考察學生的動手能力、工作態(tài)度、創(chuàng)新能力等方面。此考核方式能夠進一步激發(fā)學生的積極性，提升實驗課程在學生心中的分量，激發(fā)學生的學習動力。

五、總結(jié)

通過本次實驗課程的教學改革，筆者發(fā)現(xiàn)學生的實驗課前準備較以往做得更為充分。在實驗過程中，學生通過小組分工協(xié)作、自身的不斷思考與總結(jié)，真正地獲取了許多實際操作經(jīng)驗，鞏固了書本上的理論知識。相應的，學生對實驗課程更用心去思考，積極主動地投入到實驗中，培養(yǎng)出了實驗興趣，對實驗的重視程度不斷增強。在教學改革中還發(fā)現(xiàn)，由于高校學生對基礎知識的掌握差異較大，老師在授課方法和模式上應有所區(qū)別，在重難點處應采用分層教學、全面提高的策略，針對各層次生源的特點來制定教學目標，讓每位學生都能在《機電傳動與控制》實驗教學中學有所得、學以致用，達到培養(yǎng)出符合社會需求的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才的目的。實驗課的教學改革是一個系統(tǒng)化的工作，只有經(jīng)過日積月累、推陳出新，才能更好地培養(yǎng)學生的主觀能動性與綜合創(chuàng)新能力。

（作者單位：桂林電子科技大學海洋信息工程學院）

參考文獻：

[1]胡兆勇，何漢武.“機電傳動控制”實驗教學改革的探索.廣東工業(yè)大學學報，2006

[2]何劍，鄧經(jīng)緯.試論“機電傳動控制”實驗教學改革.信息化建設，2015.8

[3]劉永華，吳玉娟.電氣控制與PLC課程項目化教學改革探索與實踐.裝備制造技術(shù)，2014

[4]杜華.機電控制課程體系教學改革研究與實踐.長春工程學院學報（社會科學版），2006

[5]吳佳楠.“電氣控制與PLC技術(shù)”課程教學改革探索.科技資訊，2015

[6]岳建鋒.《機電傳動控制基礎》課程實踐體系新探索.教育教學論壇，2013

[7]郝傳永.淺談《電氣控制工程實訓》課程教學改革的探索與實踐.中華少年，2016（18）