機械電子工程專業綜合課程設計教學改革與探索

彭星玲　茶映鵬　劉嘉

【摘 要】從機械電子工程專業人才培養目標角度出發，分析了綜合課程設計教學方面存在的問題，探索了“以學生為中心”的教學模式，結合任務型教學法和討論法，強化了教學過程管理，細化了成績評定指標，從而更好地鍛煉學生的工程實踐能力。

【關鍵詞】機械電子工程；綜合課程設計；教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）30-0044-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.30.019

Teaching Reform and Exploration of Integrated Course Design of Mechatronic Engineering Specialty

PENG Xing-ling CHA Ying-peng LIU Jia

（Mechanical & Electrical Engineering School of Nanchang Institute of Technology，Nanchang 330099，China）

【Abstract】The paper analyzed the problems existing in the teaching process of integrated course design from the perspective of？personnel training of mechatronic engineering specialty.The student-centered teaching mode combing teaching method and discussion method were explored.Besides，the teaching process management was strengthened and the evaluation criteria was refined to exercise students engineering practice ability.

【Key words】Mechatronic engineering；Comprehensive course design；Teaching reform

0 引言

機械電子工程專業旨在培養適應國家社會經濟發展需要，具有扎實的自然科學、人文科學基礎，受到現代機電工程師的基本訓練，能夠在機械、電子、機器人、水利、能源等行業從事工程及項目的規劃、設計、施工、管理和研究等方面的高級工程技術人才和管理人才。綜合課程設計作為獨立的教學環節，是機械電子工程專業集中實踐性環節，是學習完本專業所有理論課程后進行的一次全面的綜合練習。課程設計的素材來源于工程實例，設計過程中學生需要綜合應用本專業基礎知識，這有助于學生夯實專業基礎，提高工程素養[1]。

在指導機械電子工程專業的綜合課程設計實踐環節中，筆者發現大部分學生的專業知識能基本滿足要求，但普遍存在工程實踐能力較弱的情況。針對這一問題，從綜合課程設計改革入手，努力探索綜合課程設計的教學方法、內容和考核方式，搭建起理論知識聯系工程實際的橋梁，從而使學生的工程實踐能力得到鍛煉。

1 綜合課程設計教學現狀分析

綜合課程設計旨在綜合運用機械電子工程專業基本理論對典型機電系統進行設計，如皮帶傳送的物料運輸系統、多層電梯控制系統和智能交通燈監控系統設計等，系統硬件一般包括電動機、傳感器、PLC、傳動機構和執行機構等，專業知識涉及機電系統設計、機電傳動技術、傳感與檢測技術和PLC控制技術等。就南昌工程學院機械電子工程專業“綜合課程設計”這門實踐課程來講，筆者發現以下問題：（1）設計題目更新較慢，與市場需求聯系不緊密，盡管機電產品眾多，限于實驗室的條件，題目往往局限于設計一些較為傳統的機電控制系統設計，與時下新技術脫節，難以引起學生學習的熱情和積極性；（2）教學模式上是以教師為主導，教師對設計步驟進行詳細講解，學生僅依據設計步驟進行設計，對一些重要的知識點未進行深入研究和思考；（3）學生缺乏工程設計規范的指導，學生設計的系統學生更多地關注功能的實現，而不重視性能指標和成本控制，造成理論與工程實際脫節；（4）教學過程管理和考核方法不盡合理，課程平時考核標準未細化，籠統的以平時成績和設計報告成績作為評價指標，同學們往往為了完成最終的設計報告而進行設計，平時參與度不高。

2 機械電子工程專業綜合課程設計的教學模式改革與探索

針對綜合課程設計教學過程中出現的上述問題，筆者認為，綜合課程設計教學中應充分體現“以學生為中心”的教學模式，在具體實施過程中采用任務型教學法和討論法相結合的教學方法，探索實踐環節過程管理與考核結果并重的綜合成績評定方法，充分調動學生的積極性、能動性和團隊合作精神，重視學生工程實踐能力和團隊合作能力的培養。

2.1 “以學生為中心”的教學模式探索

傳統教學模式是從教師如何去教這個角度來進行闡述，強調了教師的主體地位，忽視了學生如何學這個問題。杜威提出“以學生為中心”的教學模式強調了教學活動中學生的主體性作用，重視學生對教學的參與度，教師需要采用適當的教學方式，合理設計“教”與“學”的活動[2]。其中任務型教學法的核心理念是教師分配任務，學生根據分配的任務來學習，完成任務，達到課程要求，強調的是“在做中學”和“以學生為中心”，與本課程的初衷一致，但教學實施過程中，教師應注意引領學生，并對教學過程進行有效的控制[3]。根據專業教學計劃，本課程有兩周的課程設計。我們在教學安排上，采取了集中授課、分組協作、自主學習、集中匯報與討論等多個環節相配合的方式。以南昌工程學院14級機械電子工程專業為改革實施對象，學生共計60名，對學生進行分組指導，每組學生3人，安排3名指導老師，每一組同學根據設計任務要求，獨立完成設計任務。

課程設計第一天指導老師介紹課程設計安排、任務要求和考核方式，布置2-3個選題、讓學生根據感興趣的題目進行分組選題，學生自主推選組長，教師對課程設計題目進行講解，對任務進行分解，讓學生了解所設計的系統應完成的主要任務、工作環境和條件，設計的具體要求以及應達到的技術水平、生產效率、經濟指標。鼓勵學生查閱指導書、工具書和期刊等相關資料。第2-3天，各小組成員在充分調研的基礎上提出可能實現的設計方案，然后在組長主持下討論得出一致方案，如組員間的方案難以統一，則將各自方案交于指導老師共同討論出最佳方案，組長和組員的任務分配由組長協調，要體現各展所長、協作互補，對于系統硬件系統的整體設計和軟件編程，要求所有成員全體參與、共同完成，以保證每位同學的工作量。對于部分硬件設計和局部參數計算可分工進行，在這個過程中組員間良好的溝通與協作是項目順利進行的基礎。接下來的6天，設計小組要在指導老師的引導下進行自主學習和集中設計，在設計過程中有疑問可隨時向請教指導老師請教，進行互動答疑，中期向指導老師匯報設計進展，進展匯報是以學生展示為主的討論式教學法，同時也是考核的一項內容。每位同學向各自的指導老師通過口頭或書面展示的方式，對任務完成情況進行匯報，匯報后老師提問和點評，鼓勵各小組進行互動討論。通過這個環節，有利于提高學生的參與度和表達能力，各小組成員在聽取其他小組的匯報時，能夠了解到不同的設計內容和設計思路，學生在參與過程中也能體會到學習的樂趣。最后一天集中考核，各小組進行現場設計效果測試和答辯，指導老師對每組的設計效果進行評價和登記，組織學生對實驗室進行整理，使學生養成良好的工作習慣，課后提交設計報告。

2.2 課程評價考核體系的優化

以往的綜合課程設計考核評價僅重視平時紀律和設計報告，未重視實踐過程中學生的參與度、工作量和溝通表達能力等項的評估。因此，有必要構建實踐過程管理和結果并重的綜合考核與評價體系，以真正檢驗學生的綜合能力，提高學生參加實踐活動的積極性[4]。本課程的最終考核與評價要求提交規范的設計報告，并考慮設計過程中任務參與度和工作量，設計演示效果以及溝通表達能力。考核按平時表現占50%和設計報告占50%給出最終成績。其中平時表現中：設計演示效果占20%，態度和紀律占10%，小組分工中的角色與工作量占10%，進展匯報與答辯過程中的問題回答的正確性及展示的溝通與表達能力占10%，設計報告中項目完成情況與設計方案的指標評價占40%，報告的規范性與完整性占10%。鼓勵學生獨立完成報告，即使同一小組設計報告也不允許雷同，要體現自己的設計過程和心得體會等區別。

改革實施后發現學生參與設計的熱情高、進度快，設計報告整體上更加規范、完整，由于參與度高學生們基本都寫出了較為深刻的心得體會，杜絕了雷同報告，由于細化了平時成績的考核，組員間的成績區分度好，體現了評價指標中的差異性。教學實踐表明：這種“以學生為中心”的教學模式，結合任務型教學和討論法相結合的教學方式，以及關注過程管理的綜合成績評定方法提高了學生的學習積極性和參與度，形成了良好的互助互學的學習氛圍，在學生鞏固專業知識的基礎上，提高了學生的工程實踐能力。

3 結束語

綜合課程設計作為機械電子工程專業學生學完所有理論課程后進行的綜合性課程設計，設計效果能夠很好地檢驗學生對專業知識的掌握程度和理論聯系工程實際的能力。進行以綜合課程設計為代表的實踐教學改革，探索“以學生為中心”的教學模式，優化實踐課程考核評價體系對于培養未來高級工程師和管理人才具有非常重要的作用。

【參考文獻】

[1]常軍然， 唐宏. 江西理工大學機械專業綜合課程設計改革和實踐[J]. 2009， （14）： 154-155.

[2]陳東菊. 淺析以學生為中心的教學模式的優勢與踐行策略[J]. 教育教學論壇. 2018， 14（4）： 213-214.

[3]劉鶴.淺談任務型教學法[J]. 文存閱刊. 2017， （1）： 95.

[4]楊麗曼，沈東凱.機械電子專業課程設計的教學改革[J]. 實驗室研究與探索.2012， 31（8）： 117-120.