提高農(nóng)業(yè)院校碩士生“機(jī)電控制工程”教學(xué)效果的對策

李建偉 劉新萍 王棟 王玲 （河南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院）

“機(jī)電控制工程”課程是農(nóng)業(yè)電氣化與自動化專業(yè)全日制碩士研究生的一門專業(yè)選修課，該課程對于培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)電一體化控制思想和機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力具有重要意義。為了切實(shí)提高機(jī)電控制工程課程的教學(xué)效果，在結(jié)合科技發(fā)展趨勢和該課程教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了深入的研究和思考，并提出以下對策。

一 明確教學(xué)目標(biāo)，解放教學(xué)思想

任何課程都有其自身的教學(xué)目標(biāo)，而該教學(xué)目標(biāo)是為整個專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)所服務(wù)的，當(dāng)然面向農(nóng)業(yè)電氣化與自動化專業(yè)全日制碩士研究生開設(shè)的機(jī)電控制工程課程也不例外。農(nóng)業(yè)電氣化與自動化學(xué)科是研究農(nóng)村電力系統(tǒng)自動化技術(shù)、農(nóng)業(yè)裝備和產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造的自動化技術(shù)、農(nóng)業(yè)信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜合性應(yīng)用學(xué)科，是推進(jìn)農(nóng)業(yè)與農(nóng)村經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。近年來，新技術(shù)革命突飛猛進(jìn)，以大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)為代表的微電子技術(shù)高度發(fā)展，并不斷向其他學(xué)科滲透，極大的改觀了相關(guān)學(xué)科的現(xiàn)狀。在這樣的背景下，農(nóng)業(yè)電氣化與自動化學(xué)科也需要積極吸收現(xiàn)代技術(shù)，不斷地豐富自身的內(nèi)涵，從而提高人才培養(yǎng)的現(xiàn)代化水平與質(zhì)量。

在農(nóng)業(yè)電氣化與自動化中，涉及大量的機(jī)電系統(tǒng)的控制問題。解決控制問題的能力與控制系統(tǒng)達(dá)到的性能水平直接影響到機(jī)電系統(tǒng)目標(biāo)功能的實(shí)現(xiàn)程度、機(jī)電系統(tǒng)的綜合性能和用戶的體驗(yàn)。因此，在農(nóng)業(yè)電氣化與自動化的過程中，要有效地解決機(jī)電控制問題。作為培養(yǎng)高級研究型工程技術(shù)人才的研究生教育，更應(yīng)該突出和加強(qiáng)對學(xué)生機(jī)電控制能力的培養(yǎng)。“機(jī)電控制工程”課程肩負(fù)的任務(wù)就是要使學(xué)生深刻理解機(jī)電控制系統(tǒng)的概念、組成與基本原理，系統(tǒng)掌握機(jī)電系統(tǒng)控制模型的建立、傳動控制、微機(jī)控制和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面的知識，為將來從事農(nóng)業(yè)電氣化與自動化方面的機(jī)電控制工作奠定可靠的基礎(chǔ)。

目前在研究生教學(xué)中，一般都是以講授已經(jīng)得到普遍應(yīng)用的技術(shù)體系為主，這是非常必要的，畢竟學(xué)生畢業(yè)后多數(shù)是從事現(xiàn)有的技術(shù)工作。但研究生教育絕對不應(yīng)該只停留在這個層次，因?yàn)檠芯可逃囵B(yǎng)的對象是研究型人才，要使培養(yǎng)對象的知識結(jié)構(gòu)相對已普及的技術(shù)水平來說有一定的前瞻性。體現(xiàn)到教學(xué)思想上，就是要安排適量的學(xué)時講授最新技術(shù)?！皺C(jī)電控制工程”本身就是極具現(xiàn)代特征的一門課，在教學(xué)中更應(yīng)該緊密聯(lián)系前沿技術(shù)，不能按照現(xiàn)有教材的模式枯燥講授。比如以3S技術(shù)的應(yīng)用為特征的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)裝備，在國內(nèi)現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用的并不普遍，但已是學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)問題，自然要在授課過程中適時引入。

二 豐富教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量

興趣是最好的老師，如果想讓學(xué)生用心學(xué)好一門課，最有效的方式是提高學(xué)生對這門課的興趣。提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣可以從兩方面著手：一方面是讓學(xué)生充分認(rèn)識到這門課的重要性；另一方面就是讓學(xué)生上課時大腦處于興奮狀態(tài)。對于前者可以通過講授時介紹和突出這門課的重要意義、在現(xiàn)實(shí)中的廣泛應(yīng)用、對學(xué)生今后學(xué)習(xí)工作的重要性等來實(shí)現(xiàn)。對于后者就要求教師在整門課的講授中要能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、積極性與參與性。

（一）采用面向能力培養(yǎng)的互動型教學(xué)方法

研究生教育的本質(zhì)功能并不是單純的知識傳授，更重要的是學(xué)生能力的培養(yǎng)。學(xué)生能力的培養(yǎng)僅僅靠枯燥的聽課是難以實(shí)現(xiàn)的，需要采用互動型教學(xué)方法。所謂的互動型教學(xué)方法，就是不再單純將課堂作為教師講、學(xué)生聽的場所，而是在一定程度上將課堂作為一個師生交流與學(xué)術(shù)觀點(diǎn)碰撞的平臺。在這個平臺上，大家可以針對某個問題各抒己見，這樣不但提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也使得學(xué)生對知識的掌握更加全面深刻、處理問題的能力得到實(shí)際鍛煉。比如在講授機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，可以讓學(xué)生分為幾組，分別扮演機(jī)械組、電氣組、硬件組和軟件組等，模擬實(shí)際系統(tǒng)開發(fā)時的項(xiàng)目運(yùn)行模式進(jìn)行思考、設(shè)計(jì)和交流。

（二）采用PBL教學(xué)法和啟發(fā)式教學(xué)方法

所謂的PBL教學(xué)法就是基于問題的教學(xué)方法，該方法和啟發(fā)式教學(xué)相結(jié)合可以取得很好的效果。在備課時，教師準(zhǔn)備若干有針對性的問題，上課時適時提出這些問題，再啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考。未必當(dāng)堂課上所提出的問題就都要得到解決，可以留些問題讓學(xué)生課下去思考、去查資料等。這些問題最好是兼具趣味性與挑戰(zhàn)性的。

PBL教學(xué)法可以給學(xué)生制造適度的緊張情緒，使其大腦處于興奮狀態(tài)，從而提高授課效果。另外，問題的解決過程中，學(xué)生也在不斷地思考。在教師的啟發(fā)下，學(xué)生不斷修正思考的角度和方向，最終獲得正確的結(jié)果。思考的過程也是對學(xué)生的專業(yè)思維能力進(jìn)行訓(xùn)練的過程，因而PBL教學(xué)法和啟發(fā)式教學(xué)法相結(jié)合可以達(dá)到學(xué)習(xí)與訓(xùn)練的綜合效果。

（三）在教學(xué)中充分運(yùn)用現(xiàn)代教育手段

傳統(tǒng)的黑板+粉筆的授課方式在理論推演方面具有一定的優(yōu)勢，但其突出缺點(diǎn)在于表現(xiàn)手法單一、授課效率低下。以多媒體技術(shù)為主的現(xiàn)代教育手段可以有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足。利用多媒體技術(shù)，采用課件、圖片、影像等資料既可以提高教師授課的效率，也能提高學(xué)生學(xué)習(xí)時的注意力，并且可以增強(qiáng)學(xué)生對授課內(nèi)容的感性認(rèn)識。多媒體技術(shù)雖然有其優(yōu)勢，但也不是說整個教學(xué)都要采用多媒體授課，在理論公式的推演方面多媒體授課方式就不如傳統(tǒng)的方式。因此，授課中應(yīng)該以多媒體技術(shù)為主導(dǎo)，在具體教學(xué)內(nèi)容的展開和理論公式推導(dǎo)等方面采用傳統(tǒng)的板書方式。

（四）采用生動、形象、幽默的語言進(jìn)行授課

雖然碩士研究生課程總體而言學(xué)術(shù)性較強(qiáng)，和日常生活聯(lián)系相對較少，但在授課時仍然可以采用一些生動、形象和幽默的語言。單純的嚴(yán)肅的講解很容易使學(xué)生產(chǎn)生聽覺和視覺疲勞，而生動、形象和幽默的語言不但可以將枯燥的理論口語化、通俗化、更便于學(xué)生理解，同時還可以使課堂氣氛輕松愉快，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和學(xué)習(xí)效果。

三 緊密結(jié)合實(shí)踐，培養(yǎng)科學(xué)精神

研究生是未來從事科技工作的主體，其是否具備科學(xué)精神直接影響到國家未來科技的發(fā)展?fàn)顩r，因此，在教學(xué)中注重對學(xué)生科學(xué)精神的培養(yǎng)具有重要意義。關(guān)于科學(xué)精神的內(nèi)涵，路甬祥曾做過詳細(xì)論述，“科學(xué)精神集中體現(xiàn)為追求真理，崇尚創(chuàng)新，尊重實(shí)踐，弘揚(yáng)理性?！薄翱茖W(xué)精神強(qiáng)調(diào)實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)，要求對任何人所做的研究、陳述、見解和論斷進(jìn)行實(shí)證和邏輯的檢驗(yàn)?！薄翱茖W(xué)精神的本質(zhì)特征是倡導(dǎo)追求真理，鼓勵創(chuàng)新，崇尚理性質(zhì)疑，恪守嚴(yán)謹(jǐn)縝密的方法，堅(jiān)持平等自由探索的原則，強(qiáng)調(diào)科學(xué)技術(shù)要服務(wù)于國家民族和全人類的福祉。”“機(jī)電控制工程”是緊密結(jié)合實(shí)踐的應(yīng)用性學(xué)科，只有在教學(xué)中緊密結(jié)合實(shí)踐，才能讓學(xué)生掌握機(jī)電控制工程的精髓，并充分體會并學(xué)習(xí)到科學(xué)精神的內(nèi)涵。

（一）加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，突出創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

在“機(jī)電控制工程”的教學(xué)過程中，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是必不可少的。因?yàn)椤皺C(jī)電控制工程”是用來解決實(shí)際工程控制問題的，沒有實(shí)踐就沒有機(jī)電控制。在具體實(shí)踐環(huán)節(jié)的安排上，應(yīng)該設(shè)置一定數(shù)量的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生以自由發(fā)揮的空間，讓學(xué)生在實(shí)踐中經(jīng)受創(chuàng)新的基本訓(xùn)練，從而培養(yǎng)其創(chuàng)新精神。

（二）教學(xué)中多結(jié)合工程實(shí)例和科研課題，鼓勵學(xué)生對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)疑

限于各方面的現(xiàn)實(shí)條件，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)時數(shù)和種類都受到一定的限制。教師可以在教學(xué)中結(jié)合講授內(nèi)容多舉工程實(shí)例，或者在講授內(nèi)容時充分結(jié)合自己的科研課題。對于工程實(shí)例和科研課題，教師不需要一開始就給出解決方案，可以先讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)方案，然后再給出現(xiàn)有的解決方案，之后可以鼓勵學(xué)生對現(xiàn)有解決方案挑毛病、找問題。通過這些訓(xùn)練，學(xué)生應(yīng)該初步具備理性思考、科學(xué)質(zhì)疑的能力。

教學(xué)質(zhì)量的提高是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，以上三個方面僅是基于教學(xué)實(shí)踐的一些思考。希望通過在這些方面的努力能夠使機(jī)電控制工程課程的教學(xué)內(nèi)容更為合理，教學(xué)效果更為理想。