機械專業(yè)電類課程教學(xué)改革與探索

【摘 要】針對機械專業(yè)電類課程設(shè)置較晚且尚不全面，本文根據(jù)本校的具體情況，提出了課程改革的目標(biāo)和內(nèi)容，以及在教學(xué)過程中自己的教學(xué)改革嘗試和效果。

【關(guān)鍵詞】機械 課程 教學(xué)改革

【中圖分類號】G712【文獻標(biāo)識碼】A【文章編號】1006－9682（2009）01－0072－02

高等學(xué)校的課程結(jié)構(gòu)與體系合理與否，在很大程度上決定了我國高等教育質(zhì)量和人才質(zhì)量的高低。隨著計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)在機械行業(yè)中廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代機械產(chǎn)品從結(jié)構(gòu)、性能到應(yīng)用水平都已發(fā)生革命性變化，結(jié)構(gòu)上已出現(xiàn)機械、電子、計算機并存的局面，性能更加優(yōu)越、可靠，功能更趨完善、實用，而機械制造過程更是向優(yōu)質(zhì)、高效、柔性化、靈捷化、智能化及低耗的先進制造系統(tǒng)發(fā)展。

一、必要性

作為為機械工業(yè)輸送新型機電產(chǎn)品與系統(tǒng)設(shè)計、制造人才的高校，其相應(yīng)專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)的調(diào)整、教學(xué)內(nèi)容的更新、教學(xué)方法的改進、教學(xué)手段的現(xiàn)代化十分迫切而必要。教育部頒發(fā)的新專業(yè)目錄已將原有的“機械設(shè)計與制造”、“汽車制造”、“機械電子工程”等合并為一個寬口徑的專業(yè)，即“機械設(shè)計制造及自動化”。由于專業(yè)名稱加上了自動化，因此，本學(xué)科除機械外，必須增加信息技術(shù)、自動控制技術(shù)和計算機技術(shù)等“電”方面的知識?！皺C”與“電”是共同支撐機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)的兩大支柱，“機”包括機械設(shè)計、機械制造，“電”則是信息、控制、計算機的集合。機電一體化是機械業(yè)繁榮與發(fā)展的強大動力，機械學(xué)科專業(yè)調(diào)整體現(xiàn)在課程設(shè)置上就是優(yōu)化機類課程，拓寬電類知識，強調(diào)機電結(jié)合。

相對于機類課程來說，電類課程設(shè)置較晚且尚不全面。主要表現(xiàn)為：知識點不清晰、設(shè)置不合理、重復(fù)內(nèi)容多、教學(xué)課時不科學(xué)，在課程設(shè)置上存在以下問題：一方面是很多實用性較強的課程未開設(shè)；另一方面是很多課程之間重復(fù)太多，既浪費時間，又浪費精力。學(xué)生很難將學(xué)得的有限電類知識靈活運用到機械設(shè)計與制造中，以解決機械行業(yè)越來越多的先進制造設(shè)備或系統(tǒng)的技術(shù)問題，更難勝任機電產(chǎn)品或系統(tǒng)的設(shè)計和新型機電產(chǎn)品、新技術(shù)的研究與開發(fā)。故原有電類課程無論是教學(xué)內(nèi)容還是課程設(shè)置均需做全面改革，并始終密切結(jié)合機械技術(shù)，使之服務(wù)于機械、應(yīng)用于機械、融合于機械。為此，應(yīng)重視電類課程建設(shè)。

二、更新教學(xué)內(nèi)容、改革課程體系

機械類專業(yè)電氣方面的主干課程有電工電子技術(shù)、電機與電力拖動、控制工程基礎(chǔ)、微機原理與接口技術(shù)、PLC原理與應(yīng)用等，其理論性、技術(shù)性、實踐性、工程性很強。涉及的教學(xué)環(huán)節(jié)包括理論教學(xué)、實驗實習(xí)（技能訓(xùn)練）教學(xué)和課程（畢業(yè)）設(shè)計等諸多方面，如何使它們有機地結(jié)合起來，對于正確處理學(xué)生的知識、能力與創(chuàng)新素質(zhì)三者之間的關(guān)系尤為重要。我們通過不斷轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念和教學(xué)思想，通過對電類課程的優(yōu)化和整合，逐步探索出一套行之有效的教學(xué)內(nèi)容和課程體系，使學(xué)生的實踐技能與創(chuàng)新能力有了較大提高，受到了用人單位的好評。限于篇幅，本文只對三門課程作論述。

《控制工程基礎(chǔ)》是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程內(nèi)容難、知識點多而學(xué)時少，僅靠課堂教學(xué)和實驗室中做較少的實驗，不僅對所學(xué)內(nèi)容不易消化吸收和鞏固，尤其要掌握好一些難點、重點內(nèi)容就更不容易了。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師和教科書是信息傳遞的主要媒介，還有黑板、粉筆、掛圖、模型、儀器等，這已不再適應(yīng)信息社會對《控制工程基礎(chǔ)》教學(xué)的要求。

目前，該課程我校尚不具備進行較多實驗的條件，如果僅以PowerPoint演示文稿照搬教材進行教學(xué)，還不能起到應(yīng)有的教學(xué)效果。因此，采用MATLAB以及Simulink工具對所學(xué)內(nèi)容進行可視化仿真演示能夠增強學(xué)生對該課程的理解。針對實驗儀器套數(shù)和個數(shù)的不足，我們采用LabView虛擬儀表為工具，建設(shè)虛擬實驗室，利用計算機進行輔助控制系統(tǒng)教學(xué)實驗。這樣既節(jié)省了實驗設(shè)備和資金，又創(chuàng)造出一個適于個體教學(xué)、利于因材施教、啟發(fā)思維、靈活機動的學(xué)習(xí)環(huán)境，且能夠充分調(diào)動學(xué)生的積極性。

《電機拖動》是理論與實踐聯(lián)系較強的電類專業(yè)課程，在機電行業(yè)中具有極高的實用價值。然而，在該門課程的教學(xué)中存在很多弊端：其一，目前使用的教材過多介紹繁瑣的理論推導(dǎo)、復(fù)雜的理論計算，與實際應(yīng)用聯(lián)系不多；其二，在現(xiàn)行的教學(xué)模式中，仍偏重理論，實踐環(huán)節(jié)少，或不成體系；其三，理論與實踐相互脫節(jié)，即理性與感性認(rèn)識不相融，沒有形成有機的整體。

針對上述特點，我們采取如下改革：整合教材內(nèi)容，精簡理論，重點講解與精講相結(jié)合。電機是電動機和發(fā)電機的統(tǒng)稱，是一種能量變換的電磁裝置。作為拖動裝置，電動機在工農(nóng)業(yè)中應(yīng)用極為廣泛，與生活實際聯(lián)系緊密。了解掌握電動機的應(yīng)用及其維修，必須掌握電動機的結(jié)構(gòu)、工作和運行特性。因此，在教學(xué)過程中，對目前教材中過多、復(fù)雜、與實際應(yīng)用聯(lián)系不多的理論推導(dǎo)及計算，要根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)進行刪減。例如，刪除電力拖動系統(tǒng)的動力學(xué)分析與計算；要大量增加與實際聯(lián)系緊密的電機起動、制動、調(diào)速的電氣控制線路的相關(guān)知識。重點講解電機的結(jié)構(gòu)和工作原理、工作特性；精講電機的起動、調(diào)速、制動工作控制原理，并且要細(xì)講、精講、展開講，開拓學(xué)生視野，增加學(xué)生的理論分析能力，使學(xué)生能夠在校內(nèi)掌握常用機床的電氣控制線路知識。力求敘理簡明、概念清晰、層次分明、突出重點。

《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》是機械設(shè)計及其自動化專業(yè)、機電一體化專業(yè)的一門綜合性、應(yīng)用性很強的課程，它涉及的知識面廣泛，對于培養(yǎng)機電專業(yè)人才起著重要的作用。精選符合現(xiàn)代教育理念、體現(xiàn)現(xiàn)代設(shè)計方法和先進制造技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容，針對本課程的特點，確定了課程教學(xué)內(nèi)容以“必須、夠用”為原則。為此，我們精心選擇教學(xué)內(nèi)容，及時將最新科技成果補充到教材中，整合知識結(jié)構(gòu)，淘汰已陳舊的知識，確定教材的基本內(nèi)容和可以納入教材的最新知識，將現(xiàn)代設(shè)計方法和先進制造技術(shù)及時地、恰當(dāng)?shù)匾M課程中；同時，加強基礎(chǔ)理論的教學(xué)，使學(xué)生既能學(xué)習(xí)到機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)理論，又能面向?qū)嵺`，面向工程實際，解決實際問題，為學(xué)生今后的進一步學(xué)習(xí)和實踐奠定堅實的基礎(chǔ)。

課程體系改革應(yīng)朝著綜合性、多樣性、機動性和靈活性方向發(fā)展，精簡壓縮必修課程，大量開設(shè)選修課程，加大文、理、工、管學(xué)科間的相互滲透，促進學(xué)生全面發(fā)展，以彈性的教學(xué)內(nèi)容增強學(xué)生的職業(yè)適應(yīng)性。

三、改革實踐性教學(xué)體系、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

鼓勵實驗技術(shù)人員和教師積極進行實驗實習(xí)教學(xué)研究，不斷改進實驗實習(xí)項目和內(nèi)容，不斷改革實驗教學(xué)方法和手段，提高實踐性教學(xué)效果。逐步用一些設(shè)計性、綜合性的實驗實習(xí)項目取代現(xiàn)今實踐教學(xué)體系中的簡單驗證性實驗，以提高學(xué)生的動手能力，初步培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。同時，我們將對電學(xué)類課程的實驗全部單列，實行實驗教學(xué)課程化，實現(xiàn)了實習(xí)教學(xué)系統(tǒng)化和專業(yè)實踐技能訓(xùn)練課程化、規(guī)范化的教學(xué)模式，克服了理論教學(xué)與實踐教學(xué)沖突的弊端。在原有的實驗教學(xué)內(nèi)容中，精簡了驗證性實驗，增添了能提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的設(shè)計性實驗。在實驗課堂上，實驗教師給出實驗題目和具體的技術(shù)指標(biāo)（個別題目可以給出原理圖），學(xué)生自己確定實驗方案、自己選擇元件，并在面包板上搭接電路，測量出實驗數(shù)據(jù)后自己總結(jié)實驗結(jié)論。實驗教師要給學(xué)生提供必要的技術(shù)資料，要檢查學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果，指導(dǎo)學(xué)生少走彎路。

四、結(jié) 論

通過電類課程的教學(xué)改革與實踐，初步探索出了具有鮮明特色的教學(xué)模式，取得了專業(yè)課程教學(xué)與現(xiàn)場實際操作相結(jié)合的經(jīng)驗，達到了較滿意的教學(xué)效果。

參考文獻

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