俞 濱 金正國 楊建奎 黃智鵬 巴凱先
(燕山大學機械工程學院 河北秦皇島 066004)
現代伺服控制技術涉及機、電、液、測、控等多個領域,該技術廣泛應用于工程機械、液壓足式機器人、航空航天、助力外骨骼和大型工程車輛等高端移動裝備。掌握《現代伺服控制技術》這門課程,對機械類和近機械類研究生由單一的機械工程技術人才向“專業素質+綜合素質”的高級機械工程技術人才轉變具有重要作用。但目前現代伺服控制技術課程教學中主要存在以下問題:(1)課程教學過程中理論知識脫離實踐應用;(2)課程教學過程忽略了以學生為中心的根本理念。目前教學模式無法滿足機械類研究生工程技術人才實踐能力的要求,本著對學生負責的態度,對課程教學模式改革的探索迫在眉睫。
本文主要站在教師的角度,結合目前課程中存在的問題,從教師觀念、師資隊伍建設、教學內容、教學方法、考核方式等方面做出一些教學模式的改革與探索。
(1)課程教學的指導思想有待轉變。課程教學過程中采用以教師為中心、以考試為中心和以書本為中心的 “三中心”教育模式,該模式已無法培養出機械類研究生獨立完成工程實際問題的能力。
(2)課堂教學模式單一,書中的專業知識過于抽象,學生難以理解。課堂上,老師采用PPT 講演的形式進行教學,學生利用課下時間進行專業知識的預習和復習,這是《現代伺服控制技術》的主要教學形式。然而,單純地采用“PPT+書本”的教學方式,學生很難理解電液伺服控制系統的相關工作原理,造成對該課程電液伺服控制理解的偏差。另外,這門課程過于強調理論教學,造成了理論知識和實際應用不能很好聯系在一起的現象,不能滿足機械類研究生就業的需求。
(3)課程的考核方式和實驗課程的設置有待改進??荚囀菍W生學習效果的反饋,與教學方式的轉變相適應,目前課程考核方式過于單一,目前主要采用以一次書面閉卷期末考試成績定分數,結課試卷上的考察重點大都是記憶性的書本理論知識,這種考核方式難以培養出具備專業素質+綜合素質的高水平研究生人才;另外目前實驗室安排學生實驗課程是需要整個班在同一個時間進行試驗,首先整個班一起做實驗。實驗老師很難照顧到所有的同學,其次在這個時間段內,學生需要對實驗要求的內容進行操作,但有的實驗時間并不充足,做完做不完都要結束。這樣一來做實驗就成了走過場,對學生動手實踐能力的提升沒有太大幫助,此外實驗課程的考察也應該納入結課考察的范圍之內,學生的實踐操作能力也應該作為考察指標之一。
隨著社會的發展與科學技術的進步,社會對研究生的知識儲備和實踐能力提出了越來越高的要求,這導致了目前落后的教學方式與社會對研究生的能力要求之間的矛盾。為了解決這個矛盾就必須加快教學模式的改革與探索,本文從教師觀念、師資隊伍建設、教學內容、教學方法、考核方式等方面開展了一些教學探索和嘗試,在提升研究生培養質量方面效果顯著。
以目前教學隊伍為基礎,完善課程教學及工程實踐體系,進一步在專業人才培養、學生綜合能力培養等方面突出授課特色。堅持以學生為中心,尊重學生的個性,豐富講課內容,運用信息化技術改善教學方式,提升學生的學習熱情,增加成績考核中課堂講演與實驗操作的比例,以增強學生的競爭意識,強化學生的實踐能力,促進學生的全面發展,培養具有國際競爭力的高水平研究生人才。
團隊教學模式是近年來發展起來的一種新興教學模式,其主要目的是建立一支以專職教師為骨干,專業與兼職,相輔相成,相對穩定,高質量的教學團隊?!冬F代伺服控制技術》的團隊授課,相比其他課程而言更有針對性,由于本課程為一門具有很強理論性和前沿性的應用性課程,為了讓學生了解得更透徹和詳細,課堂上,不同的授課老師結合自己的研究方向以及所在科研團隊多年來在液壓元件及伺服控制系統方面的研究成果進行教學。這種團隊教學模式相比傳統的單一教學模式,具有知識結構豐富、教學與實踐相結合、教學形式新穎等優點,極大地提高了學生的學習熱情,并且能夠實現團隊教學成員優勢互補,促進教學質量的提升。
教學水平的提高離不開教學內容和教學方法的創新,團隊全體教師從授課起就全部掌握了利用PPT 軟件編制講稿的技能,實現了電子化教學,并且在課件中穿插聲像資料、音樂、錄像光盤,向真正的多媒體教學方式轉變。團隊教師對信息技術的運用不是單純地用PPT 課件代替傳統的板書,而是以教學手段的創新為突破口,全面轉變教學理念、教學方式、考核方法。通過課堂翻轉的新穎教學方法,讓學生自己制作PPT 上臺講演,真正實現以學生為中心的主動式學習的根本性變革。
首先將課程分為理論教學和工程實踐兩個部分,課程教學以就業為導向,突出講課的重點。前部分老師通過教材進行理論知識的教學,并結合工程實例,加深對理論知識的理解,再通過課堂翻轉的教學方法,讓學生通過自學,選擇教材中的某個章節,制作PPT,在教師的輔導下,在課堂上進行講解。后部分是實踐教學部分,教師帶領學生參與電液伺服控制系統調試,帶領學生進入實驗室,現場認識液壓伺服控制系統的結構組成和控制原理,并親自參與系統的調試,有助于培養學生的工程實踐能力,加深學生對伺服控制系統的認識。
其次在教學中,團隊教師通過結合自己所在科研團隊已完成的國家級、省部級及企業科技攻關等科研項目進行教學。充分達到理論聯系實際的教學效果,使教學課程不枯燥并緊跟時代科技進步的步伐,課程教學內容囊括機、電、液、測、控等多個領域的專業知識,充分體現了該課程學科交叉的特性,有助于使學生由單一的機械專業工程技術人才向“專業素質+綜合素質”的高級工程技術人才轉變。
課程考核方式的改革是引導學生轉變學習重心的關鍵環節,考核方式的改進需要與教學方式的轉變相配合。傳統的課程考核方式多采用書面閉卷考試確定分數,對以記憶性的書本知識為考察重點的考試方法進行革新,是全面準確地評價考核學生學業成績的要求,也是從應試教育向素質教育轉變,培養“三創”型人才的必然要求。本課程考試方法的改革著重于對學生實踐能力和創造性思維的評估,主要從以下幾個方面進行:(1)增加學生獨立解決問題能力的分數比例,如課堂演講,課堂PPT演示等,促進學生積極參與教學活動,并提高學生的綜合能力。(2)調整期末考試的內容和題型,增加工程實際問題的解決方案設計題型,以考查學生對伺服控制理論的理解和把握能力和對具體情況的判斷能力。
《現代伺服控制技術》涉及機、電、液、測、控等多個領域,在工業快速發展的今天,這項技術的掌握對于機械類研究生的發展尤為重要??萍嫉陌l展在于人才的發展,我國的機械行業與發達國家相比起步較晚而且發展相對緩慢,為了改變這一現狀,需要培養出一大批實用型“專業素質+綜合素質”的高級工程技術人才,而現階段人才的培養就需要從教學的層面上進行改革探索。本文從教師觀念、師資隊伍建設、教學內容、教學方法、考核方式等方面進行了一些教學改革和探索,經實踐證明,這些改革方法在提高機械研究生創新能力,動手能力等方面產生一定的有益幫助,在提升機械研究生培養質量方面具有一定的意義。