實踐環節精準教學模式在機電一體化課程中的研究應用

倪笑宇 梁建明 鐘曉春 王占英 楊慶峰

【摘要】本文提出了開放性實踐教學需要個性化、精準化的教學模式，并將此實踐教學模式應用于機電一體化課程中，制定了學評制度和教評制度，實踐效果良好，為后續其他課程實踐活動精準教學模式的開展提供了參考依據。

【關鍵詞】實踐教學 機電一體化 精準教學 高等教育

【基金項目】2017年河北省高校新工科研究與實踐項目，編號2017GJXGK033；2017年河北省高校創新創業教育教學改革研究與實踐項目，編號2017CXCY111；2018年河北建筑工程學院教育教學改革研究項目，編號2018JY1007。

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）10-0063-01

1.前言

隨著人工智能2.0、工業4.0、中國制造2025和“互聯網+”等熱詞的出現，智能化時代已經到來，在這樣的時代背景下，教育尤其是高等教育面臨著新的機遇和挑戰。高等教育需要順應新的時代發展，探索新的教學模式，尤其是工科類院校，滿足智能化時代對人才的新需求。在大學教育中，實踐教學環節尤為重要，它最能培養學生的思維能力、解決問題的能力和實際動手的能力，與高校新工科的發展緊密相連。需要在開放性實踐教學的基礎上，建立更加完善的新工科實踐教學精準化、個性化教學模式與配套的培養管理制度。本文將實踐環節精準化教學模式應用于機電一體化課程中，為后續其他課程的實踐教學改革提供參考依據。

2.實踐環節的精準教學

精準教學是大眾化、粗獷化、規模化教學的對稱，是針對當前社會需求，不同學生的實際狀況，運用精準化、個性化的有效模式和制度，在實踐教學中對實踐內容和學生實施精準定位、精準識別、精準幫教的教學模式。新工科實踐環節的精準化、個性化教學模式，保留了開放性實踐教學的優勢，更加強調了實踐本身的針對性、靈活性和實用性。

3.機電一體化課程中的應用

實踐教學是培養學生動手能力、創新思維的重要環節，加強實踐課程教學的建設和改革也是目前高等院校教學發展的重要舉措。

對于機電一體化課程來說，它是機制專業必修的專業核心課。該課程使學生具有機電控制系統的感性與理性認識，使學生具備機電控制系統模塊的應用能力，分析能力。本課程在整個課程體系中起到中樞紐帶的作用，是實踐性很強的綜合課程。

首先，根據課程要求和學時安排，制定適合于本課程的教學大綱。以研究問題為線索，并在此基礎上進行教學環節和實踐性環節設計。同時將Matlab、Proteus、Keil C、Protel、LabVIEW等軟件融入到機電控制系統設計的應用中。其次，對本課程實踐環節進行精準化教學。精準定位，將本課程以往實踐教學環節中的，尤其是實驗教學中的過于陳舊、單一、死板的實驗內容去掉，比如電動機啟停驗證性實驗、正反轉調速驗證性實驗、觀摩性實習等，增加與社會需求緊密相關的實踐內容，比如智能化創新性實驗、機電一體化綜合性實驗、實際動手類實習等。安排本課程教師多與企業用人單位溝通、多去省內重點大學學習、派到北京誠益通控制有限公司參與企業實際項目，及時了解企業與社會的需求，調整實踐內容。精準識別，在本課程實踐教學環節中，指導教師與班長、學習委員、理論課教師、輔導員等建立起良性的溝通機制，提前掌握每個學生的實踐能力，了解他們的優勢與不足，并在實踐過程中，善于觀察、發現學生的實際問題，做到個性化實踐教學。精準幫教，指導教師在實驗過程中，啟發引導、積極監督、準確把握每個學生的實驗進度，哪里不懂及時溝通，根據特點準確輔導，并且可以適當安排有余力的同學進行幫輔，確保實踐按計劃完成，達到開放性實驗的應有效果，實現人才培養目標。

3.1培養制度

對于機電一體化課程開放性實踐精準教學模式，制定了配套的培養制度。將機電一體化實驗實踐內容模塊化和層次化。模塊化是將本課程實踐分成若干個小模塊，每個實驗都是幾個小模塊的組合，比如交流伺服電機位置控制、速度控制，X、Y、Z單軸定位，步進電機伺服控制等，可以將它們組合成各種難度不同、側重點不同的實驗或是創新性實驗。層次化是將本課程實驗內容分為必選實驗、自選實驗和創新實驗。必選實驗比如傳動系統模擬實驗、PLC控制三相異步電動機變頻調速實驗等，必須要掌握的社會實踐技能，難度等級最低但也最為重要。自選實驗比如數控機床進給系統設計、小型自動化流水線設計等，根據每個學生的發展方向和能力水平不同，在其中選擇，難度等級適中，個性化程度較高。創新實驗比如各種類型的機器人設計，大中型裝配流水線設計等，學生根據自身能力，發揮創造力和想象力，難度等級最高，個性化程度也最高。

在本課程中，指導教師規定必選實驗和自選實驗是本課程的基本要求，明確每一個實驗的要求、難度與學分，學生根據自身情況和發展方向從中至少選擇2到3個完成，指導教師給與評定。對于較復雜的創新性實驗，指導教師應該鼓勵能力較為突出的學生積極參與，并根據數量和難度給予附加分數，讓其獲得學校的創新學分。

3.2管理制度

在管理制度方面，首先利用網絡化實驗教學管理平臺對本門課程的實驗實踐情況進行統計和管理，通過系統可以方便的查找學生的各種信息，如學習成績、實踐能力等，方便地為每個學生制定個性化實驗內容，方便地給出實驗評定標準和成績；學生也可以方便地在線學習、選擇實驗、預習實驗、預約實驗等。其次，加強對學生開放性實踐活動的管理，從制度上明確學生的主體地位，要求學生必須完成基礎實踐內容，如必選實驗和自選實驗、集體校外實習、本課程相關企業培訓等，鼓勵學生多參加本課程相關的各類實驗技能比賽和創新創意比賽，并設立“創新學分”，將實踐成績較為突出的學生優先推薦到相關企業工作。最后，加強對本課程實踐指導教師的管理，從制度上激發教師指導實踐教學的熱情，學院對本課程的指導教師定期組織培訓，并安排其到河北環航科技股份有限公司和北京誠益通控制工程股份有限公司進行學習，并承擔一些企業項目。同時積極聯系校外企業專家進校給學生講座或是進行實踐課程指導，彌補實踐教師暫時不足的問題，并提高實踐教師的工作量標準，增加他們的收入。學院還定期對指導教師進行考查，對實踐活動進行隨機抽查，對學生進行問卷調查，確保實踐效果。

4.總結

本文提出新工科時代和創新創業時代，開放性實踐教學需要個性化、精準化的教學模式，并建立相應的管理培養制度。同時將此實踐教學模式應用于機電一體化課程中，逐步解決了課程實踐活動中的內容定位問題、學生識別問題、學生幫教問題，制定了學生的學評制度和教師的教評制度，試行期間本課程實踐效果良好，使不同層次的學生都能夠得到鍛煉，提升實踐創新能力，取得了一定的成效，為后續其他課程實踐活動精準教學模式的開展奠定了基礎。

參考文獻：

[1]宋國利，蓋功琪，蘇冬妹. 開放式實驗教學模式的研究與實踐[J].實驗室研究與探索，2010.

[2]王玉秀. 如何開展精準課堂教學[J].衛生職業教育，2016.

作者簡介：

倪笑宇（1984.03-），男、漢族、河北張家口人、北京理工大學碩士研究生、講師、研究方向機電一體化。