慧魚(yú)模型提升《機(jī)電一體化技術(shù)》教學(xué)的實(shí)踐能力

何偉

【摘要】《機(jī)電一體化技術(shù)》是一門(mén)綜合性、實(shí)踐性學(xué)科，它的教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)必須通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)來(lái)完成。通過(guò)在實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和競(jìng)賽等實(shí)踐環(huán)節(jié)中，采用慧魚(yú)創(chuàng)意組合模型來(lái)搭建機(jī)電系統(tǒng)模型，驗(yàn)證設(shè)計(jì)，《機(jī)電一體化技術(shù)》的教學(xué)取得了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、解決問(wèn)題能力、獨(dú)立思考能力、合作能力等方面良好的效果。

【關(guān)鍵詞】慧魚(yú) 機(jī)電一體化技術(shù) 實(shí)踐教學(xué)

【中圖分類(lèi)號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）28-0248-02

《機(jī)電一體化技術(shù)》是一門(mén)綜合性學(xué)科，涵蓋了機(jī)械、電子、信息、控制等學(xué)科的內(nèi)容，主要解決機(jī)械、電子、信息、人機(jī)等系統(tǒng)之間的接口問(wèn)題。它同時(shí)又是一門(mén)實(shí)踐性的學(xué)科，學(xué)生只有通過(guò)實(shí)踐，才能更好地學(xué)習(xí)和掌握這一技術(shù)，否則就是紙上談兵。

1956年，美國(guó)著名的教育心理學(xué)家布盧姆立足于教育目標(biāo)的完整性，提出把教育目標(biāo)分為認(rèn)知、情感和動(dòng)作技能三個(gè)目標(biāo)領(lǐng)域[1]?！稒C(jī)電一體化技術(shù)》這門(mén)課程也不例外，它的教學(xué)目標(biāo)也分為知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、態(tài)度價(jià)值觀三個(gè)維度。《機(jī)電一體化技術(shù)》所包含的知識(shí)和技能部分，很多已經(jīng)通過(guò)《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《電工基礎(chǔ)》、《電氣控制與PLC》、《單片機(jī)原理》等先期課程了解和掌握?！稒C(jī)電一體化技術(shù)》所要解決的是機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)的聯(lián)接和接口問(wèn)題。這些問(wèn)題大多為方法和實(shí)踐的問(wèn)題，學(xué)生只有通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)才能更好地學(xué)習(xí)和掌握這門(mén)課程。這其實(shí)就是盧姆教育目標(biāo)的第二個(gè)目標(biāo)領(lǐng)域的問(wèn)題。這個(gè)目標(biāo)的達(dá)到和完成正是過(guò)去《機(jī)電一體化技術(shù)》教學(xué)中薄弱和欠缺的環(huán)節(jié)。

過(guò)去《機(jī)電一體化技術(shù)》的教學(xué)，由于缺乏必要的實(shí)踐條件，往往停留在理論教學(xué)和機(jī)電系統(tǒng)理論設(shè)計(jì)階段，無(wú)法通過(guò)實(shí)踐來(lái)深入學(xué)習(xí)和掌握這門(mén)技術(shù)。搭建一個(gè)機(jī)電系統(tǒng)往往需要控制器、傳感器、驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、機(jī)械裝置等構(gòu)件，這往往需要耗費(fèi)大量物力和財(cái)力，也容易造成浪費(fèi)。受經(jīng)費(fèi)和場(chǎng)地的限制，在過(guò)去《機(jī)電一體化技術(shù)》的教學(xué)中，往往缺乏實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的了解也只能停留在表面的階段，無(wú)法深入學(xué)習(xí)和掌握。

《機(jī)電一體化技術(shù)》的性質(zhì)和任務(wù)決定了它的教學(xué)模式應(yīng)該是一個(gè)知識(shí)和技能建構(gòu)的模式[2]。學(xué)習(xí)者要想完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)，即達(dá)到對(duì)該知識(shí)所反映事物的性質(zhì)、規(guī)律以及該事物與其它事物之間聯(lián)系的深刻理解，最好的辦法是讓學(xué)習(xí)者到現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)環(huán)境中去感受、去體驗(yàn)，即通過(guò)獲取直接經(jīng)驗(yàn)來(lái)學(xué)習(xí)，而不是僅僅聆聽(tīng)別人關(guān)于這種經(jīng)驗(yàn)的介紹和講解。但我們過(guò)去主要以講解和傳授知識(shí)為主的教學(xué)模式，與這一要求不符。

一個(gè)完整的機(jī)電系統(tǒng)包括機(jī)電系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、人機(jī)界面等。根據(jù)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)電系統(tǒng)不難。但如何設(shè)計(jì)和選擇各個(gè)部件及參數(shù)，如何將這些部件、系統(tǒng)聯(lián)接為一個(gè)整體，并控制它們按照要求來(lái)工作是一個(gè)難點(diǎn)，這也正是《機(jī)電一體化技術(shù)》這門(mén)課程要解決的問(wèn)題和學(xué)生需要掌握的技能。這一技能只有通過(guò)搭建機(jī)電系統(tǒng)的實(shí)物或模型，通過(guò)實(shí)踐來(lái)學(xué)習(xí)和掌握。

慧魚(yú)創(chuàng)意組合模型為搭建機(jī)電控制系統(tǒng)模型，驗(yàn)證機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了一個(gè)良好的平臺(tái)?；埕~(yú)創(chuàng)意組合模型包括機(jī)械零件模型、控制器、各種電機(jī)、傳感器等，采用模塊化的編程方式。它搭建方便，可重復(fù)使用，為《機(jī)電一體化技術(shù)》教學(xué)的實(shí)踐環(huán)節(jié)提供了有效的實(shí)踐條件和手段。我們?cè)凇稒C(jī)電一體化技術(shù)》的教學(xué)中采用慧魚(yú)創(chuàng)意組合模型后，取得了良好的效果。

《機(jī)電一體化技術(shù)》教學(xué)中的實(shí)踐環(huán)節(jié)包括實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和競(jìng)賽等。這些實(shí)踐環(huán)節(jié)都是按小組分工來(lái)進(jìn)行，首先給定學(xué)生任務(wù)和要求，然后要求設(shè)計(jì)出相應(yīng)的機(jī)電系統(tǒng)，最后用慧魚(yú)創(chuàng)意組合模型來(lái)驗(yàn)證他們的設(shè)計(jì)。這一教學(xué)模式和方法實(shí)際就是所謂的拋錨式教學(xué)模式[3]。我們?cè)凇稒C(jī)電一體化技術(shù)》教學(xué)中的實(shí)踐環(huán)節(jié)中所采用的方法是：

1）創(chuàng)設(shè)情境：給定一個(gè)機(jī)電控制任務(wù)，要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)電控制系統(tǒng)，并用慧魚(yú)模型來(lái)實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)。

2）確定問(wèn)題：在上述情境下，設(shè)計(jì)控制方案，選擇機(jī)械、電氣、控制部件，決定各系統(tǒng)的聯(lián)接和控制方法，這一環(huán)節(jié)的作用就是“拋錨”。

3）自主學(xué)習(xí)：學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)慧魚(yú)模型的搭建和控制方法，來(lái)找到搭建機(jī)電控制系統(tǒng)和解決問(wèn)題的途徑和方法。

4）協(xié)作學(xué)習(xí)：在小組內(nèi)，學(xué)生相互學(xué)習(xí)，討論，分工協(xié)作，通過(guò)模型的搭建，電氣系統(tǒng)的連接和控制程序的編寫(xiě)，共同完成模型的搭建和系統(tǒng)的驗(yàn)證。

5）效果評(píng)價(jià)：由于拋錨式教學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程就是解決問(wèn)題的過(guò)程，由該過(guò)程可以直接反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。因此，只需在學(xué)習(xí)過(guò)程中隨時(shí)觀察并記錄學(xué)生的表現(xiàn)即可對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

采用慧魚(yú)創(chuàng)意組合模型后，《機(jī)電一體化技術(shù)》的教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、解決問(wèn)題能力、獨(dú)立思考能力、合作能力等方面取得了良好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁寧建.當(dāng)代認(rèn)知心理學(xué)[M].上海教育出版社，2014.

[2]楊曉娟.基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)模式[D].山東師范大學(xué)，2000.

[3]馬利娟.中職英語(yǔ)拋錨式教學(xué)的思考與實(shí)踐[J].教育探索，2009（12）：45-47.