新工科建設背景下“機電傳動與控制”課程教學改革與探索

張斌 劉建萍 林小丹 楊丙輝

摘?要：針對目前“機電傳動與控制”課程教學過程中出現課程目標及重點不突出、課程部分理論及實驗環節與工程實際聯系不緊密的現狀，為了充分調動學生的學習積極性和主動性，提高“機電傳動與控制”課程的實際教學效果，結合當前的形勢對其課程的教學內容、教學方法、課程考核、實驗設計等方面進行改革探索，由此提高學生的創新能力和操作動手能力，為“新工科”背景下工程人才的培養打下了良好的基礎。實踐證明該課程通過一系列教學改革，教學質量和學生的學習積極性顯著提高，學生的創新實踐能力增強，基本滿足新工科培養的要求，有利于南疆的機電一體化人才的培養。

關鍵詞：機電傳動與控制；新工科；教學改革；南疆

中圖分類號：G420

Teaching?Reform?and?Exploration?of?"Electromechanical?Transmission

and?Control"?Course?under?the?New?Engineering?Background

Zhang?Bin?Liu?Jianping?Lin?Xiaodan?Yang?Binghui*

College?of?Chemistry?and?Chemical?Engineering，Tarim?University?XinjiangAlar?843300

Abstract：In?view?of?the?current?teaching?process?of?"Mechanical?and?Electrical?Transmission?and?Control"?course，the?course?objectives?;and?key?points?are?not?prominent，and?part?of?the?theory?and?experiment?of?the?course?is?not?closely?connected?with?the?engineering?practice，in?order?to?fully?mobilize?students'?learning?enthusiasm?and?initiative，improve?the?actual?teaching?effect?of?the?course?"Mechanical?and?electrical?Transmission?and?Control"，combined?with?the?current?situation，the?teaching?content，teaching?methods，curriculum?assessment，experimental?design?and?other?aspects?of?the?curriculum?are?reformed?and?explored.Thus?improving?students'?innovation?ability?and?operation?ability，laying?a?good?foundation?for?the?cultivation?of?engineering?talents?under?the?background?of?"new?engineering"，practice?has?proved?that?the?course?through?a?series?of?teaching?reforms，the?teaching?quality?and?students'?learning?enthusiasm?have?been?significantly?improved，and?the?students'?innovative?practice?ability?has?been?enhanced，which?basically?meets?the?requirements?of?new?engineering?training?and?is?conducive?to?the?cultivation?of?mechatronics?talents?in?southern?Xinjiang.

Keywords：electromechanical?transmission?and?control；the?new?engineering；the?teaching?reform；southern?xinjiang

“機電傳動與控制”課程是電工電子技術、自動控制技術和機械傳動的有機結合體，是一門實踐性很強的課程。課程的理論知識具有應用性和交叉性強的特點，學生不僅需要掌握好理論知識，更應該具備較強的動手操作實踐能力。由于南疆的教育資源有限以及部分同學的學習積極性不高，導致一部分同學的專業基礎知識掌握不牢靠；同時還存在部分學生為了得到學分只關注理論學習，對理論知識

不能認真理

解，導致在做實驗時毫無頭緒，壓根不能將理論知識轉換成實際應用。在當前大力發展“新工科”的背景下，結合“機電傳動與控制”課程當前的教學現狀，需要盡快開展對其課程理論教學和實驗教學的改革探索。力爭通過教學的一系列改革措施，比如調整教學大綱、優化更新教學內容、豐富教學手段、改革考核方式等，最終實現調動學生的學習積極性和主動性，提高“機電傳動與控制”課程的教學效果，形成一套具有南疆特色的“機電傳動與控制”課程教學實施方案和考核方案，幫助學生實現活學活用，提高學生的主觀能動性及機電傳動控制方面的專業能力；增強學生獨立思考及解決問題的能力，從而來促進“機電傳動與控制”課程的教學更上一個新臺階［1］。

1?課程教學的當前現狀分析

“機電傳動與控制”課程作為機械類專業本科生一門重要的專業課，強調實踐操作性，主要研究生產機械與電氣傳動有關的控制問題。在教學過程中應注重課程內容與生產實際的關聯，引導學生獨立思考，自主設計、解決實際工程問題的能力，符合新工科培養學生的目標要求。針對新工科背景下的課程教學存在的主要問題進行如下三個方面進行分析，如圖1所示。

1.1?理論課程教學內容方面

在理論課程教學過程中與關聯課程（如“電工技術”“可編程控制技術”等課程）的內容銜接存在部分不合理的情況，主要表現在有部分知識點存在重復講解、知識點分散，同時其授課內容陳舊、缺少新穎性，無法緊跟科技最前沿。缺乏一些緊跟專業及技術發展新方向的綜合性、系統性的知識點，也缺少一些結合南疆實際生產情況的課程教學案例，難以引起學生知識點的共鳴和學習興趣，不利于學生創新能力和實踐能力的培養，也不滿足南疆培養復合型機電專業人才的需求。

1.2?實驗教學方面

實驗教學方式和考核手段不能滿足培養新時代學生的要求，學生理論基礎弱，對所涉及的理論知識學習不清楚或掌握不到位。在實驗過程中多數學生只是機械的按照實驗步驟操作，不進行深入思考實驗的目的及意義，對實驗結果和實驗現象不是很清楚，部分學生不能真正參與實驗或很少真正參與實驗［2］。

實驗考核方式采用考勤和實驗報告相結合的方式，部分學生認為來上課就行，不關心實驗過程，只為單純的完成考勤任務，無法對部分學生起到督促學習的目的。同時實驗過程一般是固定的實驗流程模式，實驗指導教師在實驗結束后對實驗結果現場不總結或總結不到位，導致學生也不愿意對實驗過程出現的問題進行總結和思考。

1.3?課程教學方式方面

當前教育背景下，通過課堂傳授知識逐漸變得弱化，部分學生熱衷于“快餐式”和“碎片式”學習方式。雖然多媒體技術已在課程教學使用多年，但是部分老師只是將多媒體作為黑板的替代品，缺少生動性。同時教學大綱、課程教案及實驗指導書部分內容比較老化，不能夠與時俱進，授課PPT形式單一，內容缺乏吸引力；理論和實驗的課堂教學與工程實踐應用聯系較少，無法滿足新工科背景下對學生的培養需求［34］。

2?課程教學改革方案

為解決“機電傳動控制”課程教學過程中出現的問題，提高學生的學習興趣和主動性，提高課程的實際教學效果，滿足新工科背景下培養的需求，課程教學結合當前的形勢分別從課程的教學內容、教學大綱、授課PPT、實驗指導書、考核方式等方面進行改革［56］，力求打破傳統的“填鴨式”教學模式，在原有的基礎上推陳出新，利用各種線上教育平臺及各種通信手段，對部分知識點實現碎片化學習。為應對新時代的發展要求，高校不斷改變培養目標，不僅要把培養目標定位于服務基層，更要讓培養的學生符合各大企業、科研院所、高校等需求，才能緊跟時代的發展，緊跟高科技最前沿。

2.1?教學改革的思路

針對教學過程中出現的問題，匿名式對學生進行課程教學情況問卷調查，了解學生的真實內心想法；同時結合同行之間的上課情況進行學習研討，借鑒其優秀的教學方法和經驗；研究梳理出在教學過程中出現的各種問題，針對普遍性的問題及時與學生進行溝通反饋解決，制訂出相對合理的改革方案，技術路線如圖2所示。

2.2?結合新工科背景，完善教學大綱

深入思考、研究和調整課程的教學大綱，課程目標在符合畢業及新工科培養要求的前提下，與工程實踐應用緊密相結合，適當地增加額外實訓課程。比如電動機的拆裝、繼電器及接觸器的選型和接線等，引導學生從各種電氣設備的結構和原理中掌握理論知識，做到學以致用，能夠有效提高學生的學習效率和動手實踐能力。

在教學大綱中不僅要增加實驗、實訓內容，其課程目標更要細化到每一節，突出其重點和難點，同時盡可能把每一個知識點的考核標準細化。

2.3?多元化的教學模式

更新課程教案、授課PPT，優化完善內部實驗指導書，刪除理論教學要求中與關聯課程的內容銜接存在不合理的部分，為多元化的教學模式做好鋪墊，采用虛實結合、任務驅動、線上線下相結合的多元化教學模式。線上教學活動借助“雨課堂”“智慧樹”等在線教育平臺，采用課前—課中—課后三步教學法，課前發布預習任務，讓學生帶著問題去預習，實現有的放矢。課中翻轉課堂，同學們先進行探討，歸納出意見不統一的問題，然后針對這些問題，逐一進行講解。課后讓同學歸納課堂知識點并上傳至在線教育平臺，為以后的復習打下基礎，并作為課程的考核內容之一。同時針對實踐性較強、操作危險性較高的理論知識點，采用仿真軟件進行虛擬仿真教學，以動畫的形式展示其原理及應用，不僅有助于課程教學效果的提高，同時讓晦澀的知識點更加生動、形象。

2.4?改變傳統的實驗教學方式

（1）對于理論知識基礎較弱的同學，針對在實驗過程中涉及的實驗原理不清楚或掌握不到位的問題，對其將采用強化實驗課前預習，并抽查考核預習效果的方式來督促其學習。因為只有搞清楚實驗的基本理論基礎，才能做實驗，才能保證實驗操作過程的安全性，才能實現理論與實踐的統一，做到知行合一。

（2）對于“濫竽充數”的學生進行整頓，比如實驗過程中部分學生只是機械地按照實驗步驟操作，不深入思考實驗，對實驗結果和實驗現象不清楚的問題；部分學生人在實驗設備前，但是全程基本不參與實驗或很少真正參與實驗的問題。針對這些現象將采用實驗過程隨機抽查考核的方式來促進學生對實驗的真正參與。

（3）基于新工科背景，提高學生的創新思維，綜合實踐應用能力。增設實驗內容——不局限于教材的實驗內容，以興趣、任務為驅動導向，鼓勵學生參加第三課堂，參加各種大學生競賽項目且依據賽事項目制定實驗項目，提高其創新設計的能力。

2.5?完善考核方式

多元化且科學合理的課程評價模式，有助于激發學生的學習興趣，結合當前的教學模式，采用線上和線下混合的考核方式。線上主要是過程考核，依據后臺背景數據考核學生的學習情況，占平時成績的30%；線下考核主要通過作業、實驗報告的完成情況及課堂提問表現實現，占平時成績的30%；加大自主創新實踐項目的分值比例，自主設計的實驗項目占平時成績的40%。同時考核評價的內容盡可能做到細致，有助于提高其主動性。

3?課程改革效果

通過一系列的改革措施，課程教學的滿意達成度和學習積極性逐漸提高，增強了運用理論知識解決工程實際應用問題的能力。對于學生方面，學生自主設計實驗的積極性提高，參與有關機電控制方面的學科競賽人數顯著增加；同時畢業設計有關機電控制方面選題比例也不斷提高，畢業生求職機電相關專業崗位的人數增加。對于老師方面，增強了教學技能和手段，通過改革在課程的資源建設方面收獲頗豐，完成了習題庫、視頻動畫等資源的建設，為以后課程的進一步發展打下堅實的基礎。

結語

基于新工科背景下的“機電傳動與控制”課程教學，分別從教學大綱、教學模式、課程內容、實驗指導及考核評價方式等方面進行了教學改革與實踐。經過一系列的改革，教師和學生對課程的教學目標和任務更加明確，學生逐漸從知識的接受者轉變為探究者，自主思考問題、解決問題的能力逐漸增強，促進了教育思想理念的轉變，由授人以魚轉變為授人以漁。課程的教學大綱、授課PPT、教案、實驗指導書等方面進行了更新，保證了教學的鮮活性，為培養合格的機械類專業人才打下基礎。

參考文獻：

［1］吳濤，尹志宏.“機電傳動控制”課程的研究型教學模式［J］.實驗室研究與探索，2013，32（01）：105107+187.

［2］許明，倪敬，孫珺，等.機電傳動與控制開放式綜合實驗平臺開發及實踐教學應用［J］.實驗室研究與探索，2017，36（06）：196200.

［3］張義龍，馬天兵，張雙雙.新工科背景下機電傳動控制課程改革與混合式教學法探究［J］.中國教育技術裝備，2020（12）：9294.

［4］王燦，秦展田.新工科背景下機電傳動與控制課程混合式教學研究［J］.科教導刊，2021（35）：126128.

［5］馮武衛，李振華，袁躍峰.基于翻轉課堂模式的機電傳動與控制課程教學改革研究［J］.科技創新導報，2016（4）：106107，109.

［6］］韓軍，郎晶晶.面向本科生的“機電傳動與控制”課堂教學改革研究［J］.現代制造技術與裝備，2021，57（10）：195197+201.

基金項目：塔里木大學高教研究項目（TDGJYB2102）

作者簡介：張斌（1986—?），男，山東滕州人，碩士，講師，研究方向：智能制造。

*通訊作者：楊丙輝（1981—?），男，河南鄧州人，副教授，研究方向：機電傳動控制。