機電一體化技術課程教學改革探索

□趙樂斌 袁培佩 胡萬強

《機電一體化技術》作為機械類本科專業一門重要的專業課程，其內容涵蓋了機械工程、電子工程、信息工程、控制工程和光學工程等多項領域，是機械工業領域發展的必然過程，是實現智能制造和人工智能的基礎，對于機械相關行業發展具有重要意義?！稒C電一體化技術》并不具體，具有很強的綜合性、系統性，課程內容的設置上相對陳舊，理論性知識繁多，缺乏實踐，內容涉及到《機械原理》《機床電器與PLC》《單片機》《機械工程控制理論》《機械工程測試技術》等多個課程，傳統的教學方式會導致學生重復學習，難以保持積極性，動手能力也得不到鍛煉。因此，如何改善機電一體化課程體系，提升學生學習興趣，培養學生實踐能力很有必要。

一、教學體系改革

《機電一體化》是一門綜合性、實踐性很強的課程，從此特點出發進行教學體系改革。作為機電專業的核心課程被安排在第六學期，而《機械原理》《PLC》《單片機》《機械工程控制理論》等課程都是在第四、五學期完成的。為提高學生學習效率，根據學校電氣機電學院的實際情況，建立一個機電一體化課程組，包括《機械原理》《PLC》《單片機》《機械工程控制理論》《機械工程測試技術》《C語言》《機電一體化技術》等課程。在課程設置上，本著由易到難由基礎到專業的原則，結合實際、綜合考慮后，對課程的學習順序作更合理的安排，建立科學的多學科交叉的教學體系。在此基礎上，對于一些章節的學習結合前期所學知識作出順序上的調整有助于知識的掌握。積極與地方企業展開溝通與合作，在學院的組織下，多次到機電相關科技企業進行認知見習，鼓勵學生多觀察多溝通，在見習中產生疑問盡可能并解決疑問，讓學生了解當前機電一體化相關產業的發展方向，有助于學生提升學習興趣，把我學習的重心，了解前沿科技現狀。

《機電一體化技術課程》的主要特點是理論性內容繁多，系統性強，與前期所學課程有所重復。內容多課時少，理論時間與實踐時間比占比較大，根據《機電一體化技術》課程的特點，從實際情況出發，《機電一體化技術》各章節內容和其他所學課程的相關性，為避免內容的重復教學，將理論課的內容分成五大模塊，進行模塊化教學，提高理論課上課的教學效率和教學效果，同時又可以節省理論課的課時數，把更多的課時應用到實驗上。聯合機械原理、單片機、PLC、機電一體化等實驗室，使學生在做一些基礎性的實驗后，再做一些綜合性及設計性更強的實驗，循序漸進，由易到難，這個過程可以充分調動學生學習興趣，同時使學生的動手能力得到增強。

二、教學方式改革

(一)理論教學改革。注重教師綜合素質能力的培養，激發學生自主學習的意識和能力，使學生達到“我要學”的思維轉變。具體方法采用“分組—翻轉”的教學模式。將學生分3～5人的小組并推選組長，教師把某些章節的內容分配給各小組，小組長組內分配，經過課下準備后，由學生自己講出，由教師引導和補充。下次上課時去相應的實驗室完成一些基礎性的設計實驗，實現最大程度的理論結合實踐。一些教師自己講述的內容，以某種機電一體化產品示例的形式講解，更容易自然地和學生產生互動教學，豐富課堂的內容，讓學生在問答之中學到知識。這種方法能夠盡可能地調動學生主動學習的積極性，培養團隊協作的能力，提升學生的心理素質。

(二)實驗教學改革?！稒C電一體化》涉及的內容十分寬泛，主要涉及機械設計和軟件編程控制等方面。通過學生在校期間的一些見習讓學生了解機電類專業理論知識的學習在實際企業中的應用，實驗方式上不再是傳統的綜合性實驗或者驗證性實驗，而是改為開放式設計性實驗，依托于學院實驗設備讓學生自己先去完成一些基礎性的實驗后，去思考、調研、分析、調試，然后設計一款機電一體化產品。這樣有利于學生獨立思考、積攢經驗，加深機電一體化的理解。另外，加強課程組課程任課教師之間的討論和研究，多向經驗豐富的教師討教經驗，定期舉辦教學沙龍并邀請的優秀教師傳道授業，充分調動青年教師的積極性，培養綜合素養，組建一支有激情、有活力、有教學、有科研的團隊。

三、學科競賽

經過《機電一體化技術》課程的學習，學生積攢了一些系統(產品)設計經驗，分析調試等綜合能力。學校每年都會舉辦校級“創客公開賽”等校級比賽，同時也參加一些省級國家級的科技大賽。要求學生至少參加一項校級科技競賽，將所學知識在競賽的過程中進一步鞏固和升華，提升其檢索、動手、創新、科研等能力，和同學一起參加的過程中，提升團隊協作能力，為以后的學習打下堅實的基礎。

四、評價體系的改革

教學評價是對學生學習成果的體現，常用的評價體現是平時占總評的30%，考試占總評的70%。為了盡可能地減少學生臨進考試“抱佛腳”現象，對學生的評價體系做出修改。將總評成績分為前期課程綜合成績、平時成績、實驗成績、競賽成績、考試成績五大模塊，降低考試成績所占比重，加強學生既重結果更重平時的理念，成績的評定時間也由考試學期的期末更改為第七學期末的時候給出。課程組的其他課程學習的好壞間接影響機電一體化課程的學習，為此將其他課程的總評成績綜合作為一個基礎性參考，反映到總評成績之中。平時成績的評價方面，分為教師評價和學生互評兩個版塊?；ピu環節，學生進行組內不記名評價，排出平時表現的先后名次，平時成績由教師根據排名結合小組整體表現及個人考勤、作業等表現給出。為使學生重視實驗課程，總評成績也受到實驗課成績的影響，實驗同樣需要分組進行，實驗成績與平時成績評價類似，但需要突出實驗作品的創新性。競賽是對學生綜合素質能力的一個考量，競賽成績是《機電一體化》課程學習成果的一個直接體現，競賽所占成績按照獲獎等級及名次給出。期末試題的設定上本著“結構合理、內容科學、難易適中”的原則，即考查學生的基本知識掌握，也考查學生舉一反三的能力。

五、結語

傳統的教學方法不適合機電一體化課程的教學，通過《機電一體化技術》的課程改革，對學生而言，提升了他們的綜合能力，具體表現以下四點：一是增強了學生主動學習的意識；二是提升了學生的實踐能力；三是使學生了解工程及社會可持續發展；四是培養了學生具備團隊協作、終身學習的能力。對于教師而言，提升了教師教學及科研的綜合能力，具體表現以下幾點：一是增加了教師教學的手段；二是增加了教師之間的溝通與協作；三是多與企業互動溝通提升教師獲得更多更新的前沿科技知識；四是提升了教師的教學及科研熱情。但是該改革還有很多不足，還有需要完善的地方，比如實驗教學改革等等。