機電一體化技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)改革探索與實踐

朱奕庚

關(guān)鍵詞：機電一體化技術(shù)基礎(chǔ);探索實踐;項目教學(xué)

機電一體化技術(shù)基礎(chǔ)是機電一體化專業(yè)的基礎(chǔ)課程，它涉及多個學(xué)科，主要側(cè)重機電設(shè)備的基本原理和實際應(yīng)用。新型機電產(chǎn)品的探索與項目學(xué)習(xí)是從實際應(yīng)用出發(fā)，利用生活實例幫助學(xué)生滿足課程知識、技術(shù)能力和職業(yè)素養(yǎng)的要求。

一、機電一體化技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)目的和目標(biāo)

機電一體化技術(shù)基礎(chǔ)課程以機電融合的理論知識為基礎(chǔ)，以掌握機電融合技術(shù)為手段，以設(shè)計機電融合系統(tǒng)為成果，結(jié)合創(chuàng)新教育系統(tǒng)“講—演—練—評”的實踐教學(xué)內(nèi)容，開展簡單系統(tǒng)到復(fù)雜系統(tǒng)的難度遞進講解、演示，開展機電加工系統(tǒng)的訓(xùn)練，根據(jù)訓(xùn)練成果給出學(xué)生成績。

機電一體化技術(shù)基礎(chǔ)的課程目標(biāo)是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)機電一體化技術(shù)的興趣，通過學(xué)習(xí)機械傳動、機構(gòu)組成、傳感技術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)、機床電路等工程技術(shù)，使學(xué)生具有“能想能做”的機電產(chǎn)品使用能力，達到機電工程師的素質(zhì)。

二、機電一體化技術(shù)基礎(chǔ)課堂教學(xué)存在的問題及原因

（一） 理論與實際結(jié)合不足

在傳統(tǒng)機電一體化教學(xué)課堂中，教師更為注重對理論知識的講解。部分教師在課堂上進行教學(xué)時，只依照自己備課的內(nèi)容進行講解，沒有很好地把理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合[1]。這種教學(xué)方式，使機電一體化技術(shù)基礎(chǔ)課堂教學(xué)過于枯燥、脫離實際。另外，在課堂學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生很難完全理解大量的理論知識，且在短時間內(nèi)無法消化，這就需要學(xué)生利用課余時間進行自學(xué)，增大了學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力。

（二） 未能及時更新課堂知識

新型機電產(chǎn)品的更新較快，在課堂教學(xué)中，教師對機電產(chǎn)品的講解往往跟不上產(chǎn)品的發(fā)展速度，不能及時地對新型機電設(shè)備進行教學(xué)，在一定程度上降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的實用性，學(xué)生即使掌握了教材中所涉及到的知識內(nèi)容，也難在日后的工作中有效應(yīng)用，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性。而真正掌握機電一體化專業(yè)知識的人才，卻很少參與專業(yè)課程的編寫。多方面的原因?qū)е铝藱C電一體化專業(yè)課程內(nèi)容不能及時得到更新，滯后于當(dāng)前社會。

（三） 選擇的教材與專業(yè)不能緊密貼合

由于機電一體化的課程內(nèi)容涉及到的范圍廣泛，且每個知識點較為獨立，因此，學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中所學(xué)到的知識比較分散，無法準(zhǔn)確掌握每個模塊的知識點，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度和壓力，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，導(dǎo)致學(xué)生在接下來的課程學(xué)習(xí)中失去自信，影響學(xué)習(xí)效果。研究表明，諸多高校都存在相同的情況，對于基礎(chǔ)素質(zhì)教育薄弱的學(xué)生來說，這樣的現(xiàn)象更為嚴(yán)重[2]。而出現(xiàn)這樣的情況，很大一部分原因在于教師在選擇教材時，盲目選擇一些名師名校出版的教材，沒有結(jié)合自身學(xué)校的教學(xué)理念，導(dǎo)致教學(xué)效果事倍功半。

（四） 缺乏合理的考核機制

一個合理的考核機制，是衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)成果好壞的重要手段之一。對于機電一體化技術(shù)基礎(chǔ)課程來說，如果單憑卷面考試等主觀因素在內(nèi)的形式來考核，則很難準(zhǔn)確評判學(xué)生學(xué)習(xí)成果的好壞。如果采用實踐考核方式，因為設(shè)備的數(shù)量不足且設(shè)備更新跟不上時代，導(dǎo)致實踐考核的時間不足且缺乏實質(zhì)性作用，即使學(xué)生掌握了考核設(shè)備的使用技巧，也很難應(yīng)用到以后的工作中。

三、提高機電一體化技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)質(zhì)量的具體做法

（一） 課前自主學(xué)習(xí)

根據(jù)學(xué)生測驗情況調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，更新泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，上傳視頻及學(xué)習(xí)任務(wù)書，并發(fā)布相關(guān)作業(yè)。學(xué)生收到任務(wù)后，對任務(wù)進行分析學(xué)習(xí)，進行小組討論后，把問題發(fā)到班級群內(nèi)，并上傳完成預(yù)習(xí)任務(wù)書。要求每個學(xué)生參加，學(xué)習(xí)委員監(jiān)督完成情況。老師課前檢查學(xué)生的知識掌握情況和存在的問題，針對性地調(diào)整教學(xué)中的知識側(cè)重點。

（二） 培養(yǎng)感性認識

課程教學(xué)過程中，教師應(yīng)注重啟發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生對機電、機械設(shè)備的感性認知，讓學(xué)生明白機電技術(shù)在當(dāng)今社會發(fā)展的地位與未來的發(fā)展趨勢，進而激發(fā)學(xué)生的求知欲和探索欲，提高學(xué)生對機電設(shè)備的結(jié)構(gòu)及工作原理的理解能力，為之后的專業(yè)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。其次，教師需要強調(diào)學(xué)生對機電設(shè)備規(guī)范操作的重視，為學(xué)生的實習(xí)與工作創(chuàng)造有利的前提條件， 減少意外發(fā)生的可能性。同時，教師還需注意理論知識與實際應(yīng)用的結(jié)合，理論教學(xué)中增加一些機電設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用實例，從而引導(dǎo)學(xué)生思考機電技術(shù)的更新方向，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。

（三） 更新教學(xué)內(nèi)容

機電設(shè)備在不斷更新與發(fā)展，教師在介紹課程中的知識點時應(yīng)該結(jié)合目前實際生產(chǎn)上所應(yīng)用較多的機電設(shè)備，如，在機械部分中，可以引入新型軸承連接、螺紋防松方法等原有教材中缺乏的新知識。通過調(diào)研最新的文獻資料，確保教材中的知識點與實際生產(chǎn)相結(jié)合，保證課程內(nèi)容與機電生產(chǎn)工業(yè)相匹配，使學(xué)生了解和熟悉機電設(shè)備更新的歷程與方向。這樣既可以拓寬學(xué)生的視野，也能夠在第一時間讓學(xué)生了解和熟悉機電生產(chǎn)工業(yè)中的新工藝、新技術(shù)以及新裝備。同時，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情與興趣。

（四） 巧妙設(shè)疑

對學(xué)生而言，思考可以拓展自己的思維，增強對概念知識的理解與記憶。因此，教師在設(shè)計問題時應(yīng)該與學(xué)生的實際情況相結(jié)合，讓學(xué)生能夠在腦海里對某種機電設(shè)備有自己的理解與認識，促使學(xué)生進行積極探索，進而找出問題的答案。在課堂中針對已解決或待解決的機械結(jié)構(gòu)、機械傳動、機電接口連接等問題設(shè)定討論環(huán)節(jié)，通過學(xué)生自己探索，找到多種或最優(yōu)的解決方案，在討論的過程中，教師應(yīng)適當(dāng)指點，促使問題能夠朝著既定目標(biāo)不斷推進。討論之后，教師應(yīng)驗證學(xué)生設(shè)定的方案是否具有可行性，這可增加學(xué)生對課堂的興趣，激發(fā)學(xué)生對未知事物的探索欲望，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（五） 合理利用課件

機電設(shè)備種類多且復(fù)雜，多媒體課件在教學(xué)過程中能夠模擬宏觀和微觀事物，能夠通過虛擬仿真的方式讓學(xué)生直觀感受現(xiàn)實中無法感觸的過程，生動具體地表現(xiàn)抽象的知識點。有效地使理論知識與多媒體結(jié)合，可以增強學(xué)生對概念知識的理解，對提高課堂教學(xué)效果有較大幫助。因此，要根據(jù)不同章節(jié)教學(xué)內(nèi)容的需要，把機械傳動、伺服系統(tǒng)、傳感技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等知識應(yīng)用到課件中，讓學(xué)生保持對機電知識的學(xué)習(xí)興趣。

（六） 采用“講—演—練—評”教學(xué)方法

“講”指的是在教學(xué)過程中，根據(jù)實際情況可以在教室用多媒體、在低壓電器實訓(xùn)室對著真實設(shè)備講，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同，采用不同的教學(xué)方法，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情，起到事半功倍的教學(xué)效果。“演”指的是針對已有的機電設(shè)備，教師通過對實物的操作演示設(shè)備的工作原理與操作步驟。“練”指的是學(xué)生在掌握了一定的理論與操作知識之后，動手完成設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護等操作，在操作過程中熟悉設(shè)備的工作原理與結(jié)構(gòu)特點，激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲。“評”指的是在項目教學(xué)完成后，教師根據(jù)學(xué)生對理論知識、實際操作的掌握情況進行成績評定，并對學(xué)生在操作過程中出現(xiàn)的問題進行分析與解答。采用“講—演—練—評”的教學(xué)方法，充分挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考與解決問題的能力，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心。

（七） 有效結(jié)合教學(xué)活動與實踐活動

教學(xué)活動中，最終的教學(xué)目的是實踐，只有將實際應(yīng)用與理論知識充分結(jié)合，才能真正實現(xiàn)教學(xué)活動的目標(biāo)[3]。為了有效將理論知識和實踐操作結(jié)合，高校可以通過加強與企業(yè)、政府機構(gòu)之間的合作，采取三方聯(lián)合的方式培養(yǎng)實用型的優(yōu)秀人才，能讓學(xué)生在真正接觸社會后，了解當(dāng)今社會的人才要求，從而將學(xué)習(xí)的理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生再學(xué)習(xí)的興趣。在三方聯(lián)合培養(yǎng)的方式下，學(xué)生可以與企業(yè)的優(yōu)秀員工進行理論與實踐的相互交流，從而了解在實際生產(chǎn)中需要具備哪些能力，才能滿足當(dāng)今社會的發(fā)展需求，以此促進學(xué)生提高對實踐能力的重視。教師可以利用業(yè)余時間深入到企業(yè)中，與企業(yè)員工進行學(xué)術(shù)交流，運用自身專業(yè)的理論知識幫助企業(yè)員工改善或解決生產(chǎn)中存在的問題。同時，教師通過接觸設(shè)備，也可以對理論知識具有更深層次的理解，提高將理論與實踐接軌的能力。

四、成果評價

制定新的考核標(biāo)準(zhǔn)，不再按照統(tǒng)一理論考核方式，鼓勵學(xué)生個性化發(fā)展，針對學(xué)生機械連接、傳動技術(shù)、傳感器技術(shù)、電路控制技術(shù)4個模塊過程成果對照考核內(nèi)容進行審核性考核，綜合4個模塊成績最終給出本課程成績，2018級與2019級考核成績見表1。

對2019級機電專業(yè)學(xué)生采用了模塊化考核方法，100%的學(xué)生完成了學(xué)習(xí)任務(wù)，平均分大幅提高。該考核方法增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生可以針對自己感興趣的知識方向進行深度鉆研，鼓勵學(xué)生個性化發(fā)展。

機電一體化技術(shù)基礎(chǔ)是機電一體化專業(yè)的一門綜合性基礎(chǔ)課程，為提高學(xué)生對機電設(shè)備的使用、管理、調(diào)試等能力，培育拔尖的應(yīng)用型人才打下了堅實的基礎(chǔ)。教師在教學(xué)過程中對該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進行新的改革和探索，提高教學(xué)水平，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，保障教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握更多機電設(shè)備基礎(chǔ)知識。