機械電子專業(yè)實驗教學(xué)改革的目標(biāo)與方法

◎馬東因

機械電子技術(shù)課程的實驗設(shè)備，如實驗臺、實驗箱等，款式正在不斷翻新，集成化程度也越來越高、外觀越來越漂亮、操作越來越簡便，而隨之而來的則是能給學(xué)生真正“看”到的東西越來越少，對職業(yè)類院校學(xué)生能力的鍛煉效果隨之下降。針對這一問題，經(jīng)過反復(fù)調(diào)查論證，借鑒一些職業(yè)類院校的成功經(jīng)驗，本文詳細(xì)設(shè)計了一套簡便易行、收效明顯的理論與實踐互相促進、互為補充的機械電子專業(yè)實驗教學(xué)方法，并在幾個實驗中選出了兩個進行試點。不僅把電路板、分立元件引入到實驗中以增加學(xué)生與機械、元器件接觸的機會，還引入仿真軟件對實驗電路進行仿真和結(jié)果分析。經(jīng)過實踐檢驗、跟蹤調(diào)查及與以往教學(xué)的理論實踐環(huán)節(jié)進行對比，證明改革的效果非常明顯。

一、機械電子實驗教學(xué)改革的目標(biāo)

針對學(xué)生普遍存在的動手能力較弱、實踐環(huán)節(jié)對提升學(xué)生實踐能力的作用未充分發(fā)揮等問題，我們一致認(rèn)為應(yīng)將理論和實踐環(huán)節(jié)有機結(jié)合、引入改革措施，改革的目標(biāo)：

一是提高學(xué)生在實驗過程中的動手機會；

二是增加學(xué)生與各種元件接觸的機會，使學(xué)生對各種元件的理解不僅停留在課本上，而是親手“摸過件”“接過線”“改過錯”；

三是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，實驗中不同的組態(tài)都可嘗試，而不能僅限于實驗指導(dǎo)書提供的電路模式；四是增進學(xué)生對理論課程中原理和電子線路的理解程度。按上述目標(biāo)，對實驗項目進行嚴(yán)格的篩選并制定一系列實施方法。

二、機械電子課實驗項目選擇

通過討論，實驗項目選擇了下列兩項：第一是單管放大器的原理及性能指標(biāo)測試實驗；第二是集成運算放大電路實驗。

選擇依據(jù)如下：

1.這兩個實驗比較的結(jié)果是具有典型性。第一個實驗是學(xué)生接觸本門課程的第一個有源器件實驗，而且是與書本上的具體理論相呼應(yīng)的一個具有印證功能的實驗，對加深學(xué)生對課堂上一些基礎(chǔ)理論的理解、驗證各項計算分析結(jié)果、澄清模糊認(rèn)識、用感性知識夯實和豐富理性知識均有著比較重要的作用。第二個實驗則是目前在實際應(yīng)用中使用很多的基礎(chǔ)應(yīng)用型實驗，采用的改革方式完成這個實驗對學(xué)生應(yīng)用能力的提高有一定的作用；

2.元件數(shù)量相對不多，可操作性強，容易使學(xué)生通過實驗建立信心、增加對實驗的興趣，提高學(xué)習(xí)的積極性；

3.資金投入也比較少，實踐證明，本次兩項實驗的總投入不超過1000元，而成效卻非常顯著。

三、機械電子課實驗教學(xué)改革的實施方法

鼓勵學(xué)生利用課外時間熟悉機械電路的原理及教學(xué)方法，老師采用啟發(fā)式教學(xué)，激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。在開始進入實驗室進行動手實驗前，先由教師對仿真軟件的用法作一個簡單介紹，然后讓學(xué)生用該軟件對擬實驗電路在電腦上進行仿真，使學(xué)生先了解元件的接線原則、信號的輸入輸出觀測方法以及每個實驗的正確結(jié)論并對基礎(chǔ)理論進行初步印證，也使學(xué)生在接觸實物之前就有了一定的實驗基礎(chǔ)，提高實際操作的效率和正確率。

兩項改革實驗都讓學(xué)生采用“單兵作戰(zhàn)”的方式，一個人獨立一組，由指導(dǎo)教師發(fā)給電路板、元器件、工具、導(dǎo)線等必備材料，利用實驗室的儀器對自己搭好的電路進行測試，將結(jié)果及時報告指導(dǎo)教師進行驗收，從而培養(yǎng)和加強學(xué)生獨立解決問題的能力。因?qū)W生以前沒有經(jīng)歷過這種模式的實驗，所以，指導(dǎo)教師在實驗前作了比較充分的準(zhǔn)備工作，包括各項實驗材料的制備、實驗講義的重新準(zhǔn)備和調(diào)整、實驗時間的安排等。對在實驗過程中一些超過實驗時間的學(xué)生，指導(dǎo)教師開放了相關(guān)實驗室，鼓勵他們在閑暇時間繼續(xù)實驗、直至完成，使學(xué)生對這些實驗有了比較完整的理解和認(rèn)識，對理論知識的印證效果也更好。

課程改革的效果評估分為實驗環(huán)節(jié)和理論課驗收環(huán)節(jié)兩個部分。其中實驗環(huán)節(jié)的評估采用的是對學(xué)生的無記名民意測驗的方式，理論課驗收通過考試成績與以往的對比方式得出相關(guān)的結(jié)論。

通過對機械電子課實驗教學(xué)實踐環(huán)節(jié)的改革及總結(jié)，可以看出，改革的效果十分明顯，學(xué)生不僅提高了感性認(rèn)識，同時，加深了理性認(rèn)識，全面提升了學(xué)生對理論知識的掌握程度，提高了學(xué)生的動手能力。兩個課堂、雙軌并進、互相補充、互相印證，取得了起好的效果，是成功的探索。不僅為本課程的實驗，甚至對相關(guān)課程的理論實踐結(jié)合也提供了參考依據(jù)。同時，本次改革，器件損耗小、可重復(fù)利用，以后如果仍采用這樣的模式，補充元件的采購費用少。