機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程教學(xué)改革探討

蘇再軍，黃艷香

（1.邵陽學(xué)院 機(jī)械與能源工程學(xué)院，湖南 邵陽 422000；2.邵陽學(xué)院 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，湖南 邵陽 422000）

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程教學(xué)改革探討

蘇再軍1，黃艷香2

（1.邵陽學(xué)院 機(jī)械與能源工程學(xué)院，湖南 邵陽 422000；2.邵陽學(xué)院 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，湖南 邵陽 422000）

針對當(dāng)前《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計》教學(xué)過程中存在的一些問題進(jìn)行分析，結(jié)合機(jī)電一體化專業(yè)方向的培養(yǎng)目標(biāo)及學(xué)生的實際情況，通過提高學(xué)生基礎(chǔ)及專業(yè)水平、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法方式、優(yōu)化考核方式等方面對課程進(jìn)行教學(xué)改革，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性，學(xué)生的綜合素質(zhì)得到明顯提升。

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計；課程改革；教學(xué)方法；考核

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計》是機(jī)械本科專業(yè)機(jī)電一體化方向的一門核心專業(yè)課程，本課程覆蓋的知識面廣，綜合性、工程實踐應(yīng)用性極強(qiáng)，學(xué)好該課程可以全面掌握機(jī)電一體化方向的理論及應(yīng)用實踐能力，對培養(yǎng)機(jī)電一體化方向應(yīng)用型人才意義及其重大。國家近期發(fā)布的《2017年工業(yè)轉(zhuǎn)型升級資金項目指南的通知》指明了包括機(jī)器人智能工廠、物聯(lián)網(wǎng)、智能家電等和機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域緊密聯(lián)系的中國制造2025重點支持方向，新技術(shù)的發(fā)展需要新的人才支撐，但由于《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計》課程內(nèi)容很難被學(xué)生掌握及應(yīng)用，所以課程教學(xué)改革已迫在眉睫。因此，綜合中國制造2025新形勢下機(jī)電一體化方向的培養(yǎng)目標(biāo)及學(xué)生的實際情況，對該課程教學(xué)過程中所遇到的難點進(jìn)行改革求新，不斷提高教學(xué)水平。

1 課程教學(xué)面臨的問題

（1）學(xué)生基礎(chǔ)及專業(yè)水平較差，課程內(nèi)容多，難度大。近年來，擴(kuò)招導(dǎo)致學(xué)生基礎(chǔ)及專業(yè)水平較差，部分學(xué)生弄不清機(jī)械結(jié)構(gòu)圖、電氣接線圖原理，對控制基礎(chǔ)及控制線路更是摸不清頭腦，如靜態(tài)/動態(tài)分析、單片機(jī)控制、PID控制、PLC控制等。然而，學(xué)習(xí)《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計》課程需要學(xué)生全面掌握《機(jī)械制圖》、《機(jī)械設(shè)計》、《機(jī)電傳動控制》、《液壓與氣動》、《單片機(jī)》、《微機(jī)原理》、《PLC控制》、《工程測試技術(shù)》、《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》等專業(yè)課程的內(nèi)容。由于需要掌握的知識點太多，造成該門課程理論性強(qiáng)，尤其是控制部分理論分析環(huán)節(jié)較多，加大了課程難度。長此以往，學(xué)生對該課程產(chǎn)生了懼怕心理。

（2）教學(xué)方式、方法落后。目前，隨著多媒體教學(xué)方法的開展，該課程的教學(xué)效果有了明顯地提高，但上課缺乏互動環(huán)節(jié)，教學(xué)方式不能因內(nèi)容而異。《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計》課程是一門系統(tǒng)專業(yè)課程，怎么提高學(xué)生的接受能力，從而快速理解吸收知識點，是一個重要的課題。因內(nèi)容而異的采用上課提問、討論、辯論及PBL（基于問題的學(xué)習(xí)）等互動環(huán)節(jié)可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生快速進(jìn)入課程學(xué)習(xí)狀態(tài)，并在互動環(huán)節(jié)中學(xué)會機(jī)電一體化系統(tǒng)的分析、設(shè)計能力與技巧；通過經(jīng)驗總結(jié)分析設(shè)計中出現(xiàn)的問題，迅速提升學(xué)生的綜合設(shè)計能力。然而，由于這些教學(xué)方式在課堂上開展仍有一定難度。

（3）考核形式單一。目前，《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計》課程的考核方式仍然采用傳統(tǒng)的卷面考試加平時表現(xiàn)（如作業(yè)、課堂問題等）的方法評判學(xué)生對知識點的掌握理解程度。然而，這種考核方法會使學(xué)生錯誤的認(rèn)為：考試目的是及格，而不是學(xué)到多少知識。學(xué)生靠考前突擊死記復(fù)習(xí)題，考后又全忘掉。因此，這種考核形式本身存在很大的問題，不能體現(xiàn)學(xué)生的實際理論、實踐應(yīng)用及創(chuàng)新能力。

2 課程教學(xué)改革措施

（1）提高學(xué)生基礎(chǔ)及專業(yè)水平，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。針對部分學(xué)生機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課不能很好掌握的困難，通過老師根據(jù)課程內(nèi)容有針對性布置課前預(yù)習(xí)題、課后復(fù)習(xí)題的方式，并把預(yù)習(xí)題及復(fù)習(xí)題完成程度作為考核計入總成績，督促學(xué)生利用課后時間理解吸收本課程的知識點，并不斷提高學(xué)生的基礎(chǔ)及專業(yè)水平。此外，針對本課程內(nèi)容多、難度大等問題，在本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)指導(dǎo)下，對該課程的內(nèi)容進(jìn)行針對性的分解，優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容：刪減控制基礎(chǔ)、測試基礎(chǔ)、單片機(jī)原理等部分講解內(nèi)容，把這些內(nèi)容放到課后要求學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固；增加系統(tǒng)總體設(shè)計、動態(tài)特性、機(jī)電有機(jī)結(jié)合分析與設(shè)計等部分內(nèi)容的講授比重；并從系統(tǒng)性大角度給學(xué)生展示設(shè)計過程，讓學(xué)生的基礎(chǔ)及專業(yè)水平得到提高。

（2）改革教學(xué)方式、方法，努力提高教學(xué)效果。在新工科背景下，以理論與實踐工程應(yīng)用教學(xué)為根本點，根據(jù)該課程內(nèi)容的特點，大力開展因內(nèi)容而異的多媒體、課堂分析討論、案列教學(xué)、現(xiàn)場工程教學(xué)等多種方法結(jié)合的教學(xué)活動，通過老師的學(xué)習(xí)競賽把這些方法引入課堂。并大力推薦使用新型PBL教學(xué)方式，老師以每章的主要知識點為核心，通過提出幾個大問題串聯(lián)起來，對學(xué)生不設(shè)置過程要求，只進(jìn)行適當(dāng)引導(dǎo)，由學(xué)生自由發(fā)揮。在課后由學(xué)生自己分組，細(xì)化問題，并各自完成自己的任務(wù)，然后分組集中討論分析。老師對各組的計算分析過程及結(jié)論集中講解，并分析總結(jié)問題，最終完成問題的解決方法。實踐表明PBL教學(xué)方式極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)效果。

（3）改革考核方式。教學(xué)的目的就是讓學(xué)生掌握課程的主要知識點，達(dá)到該課程的培養(yǎng)目標(biāo)，而考核是評估學(xué)生掌握課程知識點程度的重要手段和方法。根據(jù)目前考核方式的不足及課程特點，改革其考核方式，采取以實踐動手能力及創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)為核心，結(jié)合理論分析及應(yīng)用的考核辦法。《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計》課程考核方式采用理論成績、創(chuàng)新能力成績、實踐應(yīng)用成績及平時評價成績相結(jié)合的方式綜合評價，這四者的比例為 3：3：3：1。

3 結(jié)語

經(jīng)過對兩屆學(xué)生的教學(xué)改革實踐，發(fā)現(xiàn)通過提高學(xué)生基礎(chǔ)及專業(yè)水平、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法方式、優(yōu)化考核方式等方面對《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計》課程進(jìn)行教學(xué)改革，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性，學(xué)生的綜合素質(zhì)得到明顯提升。

[1]張建民.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2016.

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《機(jī)電傳動控制》課程教學(xué)改革與實踐，項目編號：2017 JG29。

蘇再軍（1981-），男，博士后，高級工程師，講師，主要從事機(jī)電一體化設(shè)備及工藝研究工作。