機(jī)電一體化技術(shù)課程教改探討

馬雪亭，劉媛媛

（塔里木大學(xué)機(jī)電學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300）

機(jī)電一體化技術(shù)是我校機(jī)電工程與機(jī)電一體化專業(yè)的主干專業(yè)課，同時(shí)也是機(jī)械設(shè)計(jì)、農(nóng)機(jī)等較為重要的選修課，課程融合了機(jī)械設(shè)計(jì)、電路、模擬電子技術(shù)、電工學(xué)、PLC編程與應(yīng)用、傳感器原理與應(yīng)用等重要選修課程知識(shí)，但并不是簡(jiǎn)單的疊加，需要對(duì)以往的知識(shí)融會(huì)貫通，綜合運(yùn)用，學(xué)會(huì)對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，進(jìn)而解決生產(chǎn)或生活問題。

近年來，在機(jī)電一體化技術(shù)課程的教學(xué)實(shí)踐過程中，我們不斷探索與本校學(xué)生相適應(yīng)的教學(xué)方法與教學(xué)內(nèi)容，完善教材內(nèi)容與課件內(nèi)容，取得了一定的成效。但也存在一些問題：如實(shí)驗(yàn)課過少，客觀上造成了重理論、輕實(shí)踐的局面；教師在課堂上過于關(guān)注專業(yè)知識(shí)的灌輸式教學(xué)手段而忽視對(duì)學(xué)生獨(dú)立思考、課下自主學(xué)習(xí)等方面的引導(dǎo)[1]。為此，提出了對(duì)本校該課程的改革措施。

1 改善教學(xué)內(nèi)容

在以往的教學(xué)中，課堂所教內(nèi)容多為大眾化內(nèi)容，通用性較強(qiáng)，但與本校學(xué)生的接受能力不相適應(yīng)，且較少結(jié)合當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)機(jī)產(chǎn)品等機(jī)電設(shè)備。故在教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合當(dāng)?shù)爻Ｒ姷臋C(jī)電設(shè)備展開講解，必要時(shí)讓學(xué)生親自參觀，在參觀中了講解機(jī)電一體化產(chǎn)品，如液壓傳功系統(tǒng)、機(jī)械本體、電氣控制以及它們是如何建立聯(lián)系成為一個(gè)完整的系統(tǒng)。

表1 課程內(nèi)容布置

另外，教學(xué)過程可采取“先模塊化教學(xué)，后整體性講解”思路。機(jī)電一體化系統(tǒng)分5大部分，可合理編排授課內(nèi)容與授課順序。在講完緒論之后，先對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的5大要素分別展開講解，根據(jù)學(xué)生對(duì)選修課程的掌握情況決定對(duì)每個(gè)模塊的精講程度，對(duì)于學(xué)生掌握較為扎實(shí)的部分（對(duì)于課程中的一部分，學(xué)生已學(xué)過相關(guān)選修課程），授課教師可采取粗講方式，反之，對(duì)于學(xué)生掌握較為薄弱部分，則采取精講方式。在學(xué)生對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)5大部分掌握較好的前提下，再以當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活中常見的機(jī)電設(shè)備為例對(duì)學(xué)生展開整體性講解，如以各種智能化農(nóng)用機(jī)械、空中機(jī)器人（尤其是噴藥無人機(jī)）等為例展開講解，使學(xué)生在整體上有直觀的認(rèn)識(shí)。授課安排內(nèi)容如表1。

2 增加互動(dòng)與引導(dǎo)，主被動(dòng)結(jié)合受教

對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)的教學(xué)，教師多采用灌輸式教學(xué)方式，學(xué)生在課堂上積極性不高，課下自制力欠缺，自學(xué)能力有待提高。故教師在教學(xué)環(huán)節(jié)中，應(yīng)適當(dāng)穿插啟發(fā)式教學(xué)環(huán)節(jié)。必要時(shí)可角色互換，讓學(xué)生對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)做成課件，充當(dāng)老師角色對(duì)該知識(shí)點(diǎn)展開講解。這樣，既培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立自主學(xué)習(xí)能力，并在一定程度上帶動(dòng)了其他學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握更加牢固，另外學(xué)生在講授過程中也可鍛煉自己[3]，并對(duì)老師授課的辛苦有真切的體會(huì)。

作業(yè)方面，可適當(dāng)聯(lián)系當(dāng)?shù)貙?shí)際，布置些開放性問題，如對(duì)家用空調(diào)的5大要素展開介紹，大致介紹一下運(yùn)行流程等，或者談一談對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)用機(jī)械的看法，尋找其不足與優(yōu)勢(shì)，以此讓學(xué)生在課下關(guān)注機(jī)電一體化系統(tǒng)在生活與生產(chǎn)中的應(yīng)用。在講授完課程內(nèi)容后，給學(xué)生再布置大作業(yè)，讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)內(nèi)容，對(duì)生活中常見的不太復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備改善成基于PLC（或單片機(jī)）的控制，使之成為更完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)。課下大作業(yè)如表2。

表2 機(jī)電一體化技術(shù)課下大作業(yè)

3 改善課件質(zhì)量，提高學(xué)生興趣

課件是教學(xué)中比較重要的工具，也是課堂上學(xué)生大多數(shù)時(shí)間關(guān)注的地方，教師也經(jīng)常性地借助課件對(duì)學(xué)生進(jìn)行授課。由此可見，質(zhì)量良好、布局合理、條理清晰的課件對(duì)教學(xué)工作非常重要。對(duì)于課件的制作，除了按之前所說的“先模塊化教學(xué)，后整體性講解”的思路進(jìn)行編排，在內(nèi)容上的布局也要合理搭配，否則學(xué)生會(huì)失去興趣，對(duì)知識(shí)的接收就會(huì)受到影響。如課件內(nèi)容盡量以圖片和動(dòng)畫為主，輔以必要的文字解釋。課堂上教師要承擔(dān)起講解圖片與動(dòng)畫內(nèi)容的任務(wù)，盡量用通俗易懂、深入淺出的語(yǔ)言對(duì)課件內(nèi)容進(jìn)行講解，降低學(xué)生理解問題的難度。另外，圖片內(nèi)容要結(jié)合當(dāng)?shù)靥厣?，適當(dāng)多添加生活生產(chǎn)中常見的機(jī)電一體化設(shè)備，這樣學(xué)生能更加直觀清晰地去認(rèn)識(shí)機(jī)電一體化系統(tǒng)。必要時(shí)，可放些短視頻，尤其是對(duì)于機(jī)構(gòu)運(yùn)行原理較復(fù)雜的部分，通過視頻的播放，結(jié)合老師的講解，更好地展示系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行情況。

4 增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)，完善實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容

目前，本校開設(shè)機(jī)電一體化技術(shù)課程的主要有機(jī)電工程、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)電一體化、農(nóng)機(jī)等專業(yè)，但實(shí)驗(yàn)課普遍偏少，學(xué)生動(dòng)手能力普遍偏低，不能很好地將所學(xué)知識(shí)用于實(shí)踐，部分同學(xué)直至畢業(yè)都沒能見過真實(shí)機(jī)電一體化系統(tǒng)零部件。為此，應(yīng)增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室里對(duì)生活生產(chǎn)中常見的控制系統(tǒng)進(jìn)行自主編程接線演練，這對(duì)學(xué)生理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐能力的增強(qiáng)都有較大幫助，對(duì)之后的畢業(yè)設(shè)計(jì)、就業(yè)面試乃至將來的工作也都有一定幫助。

表3 教改后實(shí)驗(yàn)安排

另外，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目過于僵化，不靈活。不同專業(yè)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)這門課程的要求不同，如機(jī)電工程專業(yè)將此門課作為必修課，要求相對(duì)較高，而機(jī)械設(shè)計(jì)、農(nóng)機(jī)等專業(yè)則將此門課設(shè)為選修課，要求相對(duì)較低，且不同專業(yè)對(duì)選修課的掌握程度也不盡相同，這就要求機(jī)電一體化技術(shù)的實(shí)驗(yàn)安排應(yīng)根據(jù)不同專業(yè)設(shè)定不同難度的實(shí)驗(yàn)，改革實(shí)驗(yàn)安排見表3。同專業(yè)設(shè)定不同難度的實(shí)驗(yàn)，改革實(shí)驗(yàn)安排見表3。因此教師應(yīng)針對(duì)不同專業(yè)制定出不同難度的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，對(duì)該課程要求較高的專業(yè)，應(yīng)適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的難度。

5 鼓勵(lì)學(xué)生參加各類相關(guān)比賽

知識(shí)的學(xué)習(xí)最終要轉(zhuǎn)化成實(shí)際中的應(yīng)用，而各類相關(guān)比賽（如電子大賽、三維建模比賽等）為學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合提供了很好的平臺(tái)與機(jī)會(huì)[2]。學(xué)生通過參加此類比賽可以很真切地體會(huì)到機(jī)電一體化技術(shù)知識(shí)的無限魅力，感受到知識(shí)轉(zhuǎn)化為成果的樂趣。當(dāng)學(xué)生用所學(xué)知識(shí)完成一件作品的時(shí)候，就會(huì)自然而然地產(chǎn)生一定的成就感與自豪感，更加激發(fā)對(duì)此門課甚至對(duì)本專業(yè)學(xué)習(xí)的熱情，同時(shí)學(xué)生自己也可以通過這些比賽檢驗(yàn)學(xué)習(xí)中的不足，懂得人外有人、知識(shí)是無窮無盡的道理，在以后的學(xué)習(xí)中再接再厲。

6 重視師資力量的建設(shè)

眾所周知，無論是灌輸式教學(xué)還是啟發(fā)式教學(xué)，教師的角色始終是重中之重。教師的能力直接關(guān)系到理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)而關(guān)系到學(xué)生的受教育質(zhì)量。應(yīng)把教師的能力培養(yǎng)也作為課程改革的一部分。本校所處地理位置較偏遠(yuǎn)，教師獲取教學(xué)資源難度較大，難以更新一些先進(jìn)技術(shù)，故應(yīng)對(duì)該課程教師視野與技術(shù)能力提高重視程度，如聘請(qǐng)專家或從事相關(guān)一線工作的人員來本校對(duì)教師進(jìn)行培訓(xùn)，或派老師外出參加學(xué)術(shù)交流，或去相關(guān)機(jī)構(gòu)接受培訓(xùn)等，爭(zhēng)取利用學(xué)校現(xiàn)有的教學(xué)設(shè)備開發(fā)出新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使教學(xué)水平更上一個(gè)臺(tái)階。

[1] 蔡蕓.國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化教育的對(duì)比分析[J].高教學(xué)刊，2017（20）：20～21+25.張百貴.機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的影響研究[J/OL].河南農(nóng)業(yè)，（29）：（2017-05-15）.

[2] 包從望，劉永志，江偉，林良.基于項(xiàng)目結(jié)合的《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》教學(xué)研究[J].高教學(xué)刊，2017（10）：58～59.

[3] 馬飛，劉艷，鄭武強(qiáng).高職院校教學(xué)中學(xué)生思維能力的培養(yǎng)—以機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)為例[J].河南教育（高教），2017（10）：121～123.