机电控制课程群理论与实践教学体系方法研究

贺湘宇　唐宏宾　李旭宇

摘要为了提高机电控制课程教学中的效果，提出了课程群理论与实践教学体系方法。该方法紧跟机电控制技术的最新进展，使学生在最少的时间内获得最多、最新的知识，提高学生的实践能力，在实际教学中获得了良好的教学效果。

关键词课程群理论实践教学机电控制

0引言

随着科学技术的迅猛发展，尤其是计算机技术、信息技术在传统机械行业中的广泛应用，机械工程学科已发展成为一个集机械、电子、控制为一体的交叉学科。为适应新形势下人才培养需要，高等工科院校的机械专业必须走“加强基础，扩宽知识面，以机为主，机电结合”的发展道路。

我校机械类专业已有近四十年的办学历史，目前划分为“工程机械”和“机电一体化”两个专业方向，其中“机电一体化”方向每年的毕业生有100人左右，就业形势一直很好。机电控制课程群是“机电一体化”方向人才培养计划中的重要组成部分，现有课程体系主要包括单片机原理及应用、机械控制工程基础、机电传动与控制、机械电子学、数控技术等课程。

然而，在近几年培养计划的执行过程中，我们发现机电控制课程群存在以下几个问题：（1）课程体系不严谨，部分课程的内容设置有重复。如“电机控制”在机电传动与控制、机械电子学、数控技术三门课程中都有讲授。（2）理论与实践脱钩，实践环节偏少。目前人才培养的目标是：“面向国家经济建设和社会发展，培养基础宽厚、实践能力强、综合素质高、具有创新意识和社会责任感的应用型高级专门人才”。但由于多方面原因，机电控制课程群中的实践环节所占比重较少，部分重要课程甚至未开设实验课，导致学生的实践能力较差，解决不了实际问题。（3）课程体系和内容与我校机械类专业的特色——“工程机械”背景结合不紧密。由于我校的机械专业毕业生大多数在公路施工部门工作，用人单位希望毕业生能够多掌握些工程机械方面的知识，而我校工程机械专业也有较强的优势。因此，促进机电控制技术与工程机械的结合，实现学校、学生、用人单位的“三赢”是我们进行课程体系改革的一个重要目标。（4）机电控制的最新技术未能融入到课程体系，如机器人技术、PLC控制技术等。这样使学生不能及时了解机电控制的最新技术，学习积极性不高。

因此，如何调整和改革机电控制课程群的理论和实践教学体系，紧跟机电控制技术的最新进展，体现我校机械专业的特色，使学生在最少的时间内获得最多、最新的知识，提高学生的实践能力，成为“机电一体化”方向人才培养的重要课题。

近几年随着机械行业的不断发展，对于高素质机电一体化人才的需求稳定增长。然而机电控制类课程的内容和体系存在一些问题。国内外的许多教育工作者进行了改革和尝试。

我国众多高校的机械专业对于机电控制类课程群进行了理论和实践体系的改革，如将电工电子技术中的电机部分、机床电气控制技术、电力电子学整合为机电传动与控制；将PLC控制技术作为机电一体化方向的骨干课程；加大实践教学环节等。

国外美国、日本、德国等国机械工程教育理念主要是面向工程、面对实际应用，强调解决实际问题等各种能力的培养。

美国工程技术认证委员会（ABET）对机械工程类领域本科专业评估标准，分别从知识、能力、社会意识和交流合作等方面作了具体要求，也可以看成是对一个现代工程师基本素质的要求。各种能力包括学习能力、分析能力、设计能力、综合能力、解决实际问题能力、表达与交流能力，能力的培养在机械专业教育任务中是相当重要的。美国经过调查研究，得出“拥有最优秀工程人才的国家，就拥有具备相当优势的经济和工业的核心要素”结论，提出“回归工程”、“重构工程教育”的口号。以麻省理工学院为代表，重新引导美国的工程教育从科学向工程回归。教学上通过增加工程实践训练，增加设计内容，以增加学生工程经验。日本则明确地提出，工科大学四年一贯制的课程体系的核心是“工程”，四年的教育过程要始终围绕工程和联系工程实际进行。工科大学的工程教育是教学的首要问题。德国的培养模式堪称国际高等工程教育的典范。工程师就是解决工程中遇到的各类实际问题，德国模式除课堂学习外，还强调工程设计和实践，大学提供给工程界的是训练有素的工程师。

然而，欧美国家的教育方式需要大量实践装备和企业的合作，这些资源要求我们不具备，不能照搬。然而其思想理念可以借鉴。

1课程群理论实施方法与途径

1.1改革目标

通过整合资源、优化体系，形成一整套新的、具有我校特色的机电控制课程群的理论和实践教学体系，适合我校“面向国家经济建设和社会发展，培养基础宽厚、实践能力强、综合素质高、具有创新意识和社会责任感的应用型高级专门人才”的培养目标，培养学生从事机电一体化工作的业务水平，从整体上提高人才质量。

1.2实施的内容

（1）深入研究机电控制相关知识的内在联系，整合机电控制课程群的内容，优化机电控制相关课程的体系结构，选择或编写相关教材，重新编写教学大纲，调整学时。

（2）在课程体系改革的基础上，充分利用、整合、完善现有的实验条件，进行实验体系结构的整合、优化。经过近几年的投资建设，机电控制实验室已初具规模，但是利用率却不高。由于课堂教学中安排的实验课时较少，学生没有时间进行综合性的实验，导致一方面学生动手的兴趣得不到满足，另一方面实验室的设备被闲置。将“机电传动与控制”、“现代制造技术”、“CAD/CAM”实验室有机结合起来，协同工作，变以前验证性、参观性为主的实验为综合性、设计性、开放性的实验，提高学生积极性，培养学生的实际动手能力。

（3）增加工程机械的背景知识，加强机电控制技术在工程机械领域应用的介绍，体现我校机械类专业的特色。

（4）改革教学方法，紧密跟踪机电控制前沿知识，以工程实例为驱动，强调知识的应用背景，提高学生学习的积极性，培养学生应用知识的能力。

1.3实施的方案

（1）组织相关课程教师和专家，展开对机电控制相关知识关系和重要性的研究，理顺各知识的传授顺序，探讨以工程应用为背景，以培养学生实际问题分析解决能力为目的的教学方式和方法。这部分研究以调研、组织教师相互听课并展开教研讨论来实施。

（2）在前面工作的基础上，进行机电控制课程体系教学内容的改革，重构课程的名称、内容，适应当前学校对培养计划的规定，删减陈旧和重复的知识，增加综合问题和前沿技术的内容。这部分工作可通过重新选择教材和自编讲义，重新修订大纲来实现。

（3）新课程体系下进行实验、实习环节的改革。以工程实践能力培养为主线构建实践教学内容体系，充分利用社会、企业和学校资源，进一步建设和完善专业实验室、校内外实践教学基地，使实践教学的内容、时间、效果等方面有充分的保证，提高教学质量。

（4）新课程内容体系下进行教学方法的研究，紧密跟踪机电控制领域前沿知识，以应用能力、创新能力的培养为目的，改革传统的“填鸭式”教学模式，提高学生学习积极性。

1.4教学效果评价

机电一体化课程的鲜明特点在于，授课理论与实际习题差距较大，学生往往感觉将理论掌握好了，做题却难度较大。这是由于机电一体化专业与实际应用联系紧密，如何将所学理论应用到实际问题存在较大难度。

为了能够更好地评价教学效果，作业与实践评价往往成为一个重要指标。同时，为了保证不同层次学生的学习效果，可将作业分成三个部分。第一部分作业是基础作业，这一部分主要基础较弱学生，使该层次学生通过努力，完成该部分作业，达到教学目标。第二部分为巩固类作业，主要根据教学大纲，采用中等难度习题，主要用来巩固所学知识；第三部分为深化类作业，主要针对层次较高学生，习题难度较高，可拓展学生思维的广度。

教学中期考查是教学效果评价另一重要方法。在课程过半以后，可拿出一节课的时间，考查学生前半部分的学习效果，并根据考查成绩及时调整每个学生的学习方法。同时，由于不同层次学生考查结果，要考虑到他们差异性，给予及时的鼓励和表扬。对于学生的任何点滴进步，都要给予积极的肯定，有利于不同层次学生同时获得最佳的学习效果。

2结论

为了提高机电控制课程教学中的效果，提出了课程群理论与实践教学体系方法。该方法紧跟机电控制课程的最新进展，体现我校机械专业的特色，使学生在最少的时间内获得最多、最新的知识，提高学生的实践能力，在实际教学中获得了良好的教学效果。

参考文献

[1]赵朝会.浅谈课程群理论[J].中国科教创新导刊，2008（4）：17-18.

[2]胡健.对广义文学理论课程群的思考[J].淮阴师范学院学报，2002.24（6）：802-806.