機電傳動與控制課程教學的改革與探索

許良　馬少華

摘 要 文章針對目前機電傳動與控制課程教學中存在的問題，分析了產生問題的原因，提出了利用互聯網+以及虛擬仿真技術，改變課堂教學與實驗教學模式，變革課程考核模式的教學新思路和新方法。教學實踐證明，不僅增強了學生的動手能力和創新能力，而且教學質量也得以大幅提高。

關鍵詞 機電傳動與控制 教學改革 實驗教學

0 序言

機電傳動與控制課程是面向機械設計制造及其自動化專業以及機械電子工程專業的一門專業基礎課。課程的目的和任務是使學生了解機電傳動控制的一般知識，掌握電機、繼電器接觸器、晶閘管等的工作原理、特性、應用方法，掌握常用的機電傳動控制系統的工作原理、特點、性能及應用，了解前沿的控制技術應用。旨在培養能夠從事和勝任機械設計、制造、機電系統設計、自動化工程應用、機電液一體化裝備使用、維護及管理等工作的高素質、高技能、應用型專業技術人才。

1 目前教學中存在的問題

機電傳動與控制課程在整個機電類專業課程體系中往往起著承上啟下的作用，是后續機電一體化技術、數控技術與編程、可編程控制器原理與應用等課程學習的基礎。該課程內容涉及學科知識較多，理論性強、概念抽象，應用背景強，技術更新較快，需要實驗教學，課程設計配合，在當前的教學中主要加深學生理解，是一門理論與實踐緊密結合的課程。在當前的教學過程中主要存在以下幾個方面的問題：

1.1 理論教學效果不佳

該課程的課堂教學40學時，課程內容較多，概念抽象，課時相對不足。傳統的教學方式以教師課堂講授為主，授課的節奏比較緊湊，進度較快，習題課相對較少，學生理解困難，僅憑課堂講授，只有少數學生能夠跟上課程節奏，大部分學生知難而退，逐漸喪失學習興趣，表現為人到心不到，出現大量低頭族。學生以考試為目標，難以達到課程的教學目的。同時由于課時少，內容較多，教師課堂講授只能講授該課程的基礎知識，應用廣泛的新技術、新理論被壓縮，無法介紹，學生們對于該門課程的學習也只是泛泛了解，沒有達到培養應用型人才的教學目的。

1.2 實踐教學效果弱化

該課程的實驗教學為8學時，是該門專業課程的重要組成部分，是應用型人才培養的一個重要環節。實踐教學的目的是通過理論學習后的動手實踐培養學生的創新思想和分析解決問題的能力，從而對理論學習內容加以進一步的掌握和理解。但該課程實驗未單列，沒有學分，學生對實驗內容不重視，失去了這門課注重學生實踐能力培養意義。同時實驗設施不足，作為學科基礎課，選課學生人數很多，授課班近百學生，而相對的實驗設施不足，學生需要分多批次進行相關的課程實驗，從而造成了理論教學和實踐教學的進度不一致的情況，有的時候甚至會出現理論課程早已經學完了，但實踐課程還沒有開始的情況，這樣就會削弱理論與實踐相輔相成的功效，從而也造成了學生對實踐教學的不重視。

1.3 考核方式單一

機電傳動控制課程考核，以閉卷考試為主，平時成績及實驗成績為輔，其中平時成績，實驗成績難以量化，平時成績主要體現為點名，出現了人到心不到，為點名而上課，學生學習態度消極，低頭族占很大比例。實驗成績的考核以實驗報告、簽到為主，這么做就會造成學生的積極性和創造性不高，達不到實驗教學的根本目的。

2 教學改革的主要措施

根據我院在機電傳動與控制課程教學及實驗環節的實際情況，目前已經對課程的教學工作做了一些改革和探索，如圖1所示：

2.1 改革傳統的課堂教學方法，充分發揮互聯網+作用

為解決機電傳動與控制課程課時少，教學內容多，相關技術更新快，課程內容抽象，學生理解難等矛盾，在教學上，擬嘗試改變現有全部以課堂講授為主的教學方法，引進利用互聯網+，多媒體技術，變教師課堂講授為主為學生課外自學為主的模式，教師課上一半講授，一半時間設置特定主題進行討論互動，答疑，配合考核方式的改革，鼓勵與引導學生提出問題，解決問題，主動學習。具體包括：建立教學班的微信、QQ交流群，建立良好的本門課程教學交流環節；提供相關的教序課間，指定1～2個開放的優秀公開課資源，變緊湊的課堂教學為寬松的課外互動；課堂上提綱攜領的講授重點內容，留出部分時間，以提問、討論、答疑的方式，配合考核方式的改革，引導帶動學生討論教學計劃的相關內容，實現互動式教學；適當增加習題課課時，把相關教學章節的教學內容融入到習題課中，把更多的時間用到培養學生解決問題的能力上；增加新技術的介紹內容，開闊學生視野。

2.2 改革實驗教學方式，探索虛擬仿真實驗模式

為解決實驗教學資源不足，實驗內容難以與理論教學同步，阻礙學生課堂理解，導致后續課程跟不上的矛盾，積極探索虛擬仿真實驗教學模式，虛擬仿真是傳統實驗室的延伸和有效補充，它可以彌補傳統實驗室的不足，可以豐富實踐教學的內涵，帶動實踐教學模式的創新。在充分分析現有實體實驗資源的基礎上，本著“虛實結合、相互補充、能實不虛”的原則，構建虛擬仿真實驗教學體系，這樣可以大大壓縮實驗課堂時間，擴大開放實驗、仿真實驗的空間，使學生們可以有更多的自主學習時間，從而將虛擬仿真與實物機電系統有機結合，創新實踐教學方法和手段。同時，虛擬仿真實驗教學資源能夠為學生提供接近于真實情況的實踐學習環境，使學生達到更好的虛擬和仿真體驗，得到更好的理論學習過程和實踐教學成果。通過虛擬仿真實驗技術基本可以實現理論教學和實驗教學“不過夜”的教學模式，理論課結束就可以完成相關的“實驗”內容。

2.3 改革課程考核方式，調動學生學習熱情

為解決機電傳動控制課程考核中以考試為主，平時成績及實驗成績難以量化，學生人到心不到，難以達到該課程的培養目標的問題，為了配合教學方式的改革，同步進行考核方式的改革。量化平時成績，在平時成績中改變課堂點名不到，不交作業扣分為主的考核方式，配合課堂教學改革，引導鼓勵學生積極參與課堂教學活動，課堂互動，回答問題，解決問題，分組討論，習題講解，實驗方案講解，實驗分析等均作為加分項，使學生從被動學習，轉變為主動學習，努力營造活躍的課堂氣氛，消滅低頭族。量化實驗考核，新的實驗考核方式應鼓勵學生進行創新，使學生不僅在理論學習中的積極性和主動性得到提高，而且在實踐學習中的創新性和能動性也能得到相應的提高，應采用多元化的考核模式，實驗的最終成績由實驗報告成績、課堂實驗、虛擬實驗三部分構成。對于使用新技術、新方法的創新實驗，在實驗中發現問題，提出問題的學生加分。形成“小組互評、學生自評、教師考評”的評價考核體系。通過考核方式的改變，力求改變過去學生實驗課簽到，實驗后抄報告的被動學習方式，由過去的以扣分為主變為以加分為主，使學生喜歡實驗，有成功感，減輕學生的學習壓力，激發學生的學習動力。

3 教學改革的主要成效

針對機電傳動與控制課程，利用互聯網+、多媒體、虛擬仿真技術，通過改變課堂教學與實驗教學模式，變革課程考核模式，一方面改善了理論教學學時緊張，學生學習效果差，先進技術內容被壓縮等問題，真正實現培養應用型人才的目的。另一方面，通過虛擬實驗平臺，解決實驗設施不足，實驗設備落后，理論教學與實驗教學不同步的問題。第三通過考核方式的改革與量化，變扣分為主為加分為主的方式，使學生自主學習，培養興趣，減輕考試壓力，教學質量得以大幅提高。

參考文獻

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