项目教学法在机电一体化实践教学中的应用

季英瑜，程 亮

(衢州学院 机械工程学院，浙江 衢州 324000)

机电一体化技术是现代化工业生产的基础，更是世界工业发展的主要趋势。它是将“机械、电子、信息、控制”有机地结合起来，实现在现代化工业生产过程中的最优化、自动化以及智能化。因此，对其课程实践环节的教学应致力于提高学生的综合能力、创新能力。现今机电一体化课程的实践锻炼还停留在简单验证性实验以及内容单一的实训模式，且实践环节的教学模式相对比较陈旧，仍然采用以教师为主要地位的传统教学模式，因此，改革本科机电一体化课程的实践教学模式为采用项目教学的模式。

所谓项目教学法(Project Based Learning，PBL)也称为“基于项目活动的研究性学习”［1］，在当今教育界十分流行。它是指将一些工程实际需要的项目作为学生完成的任务，围绕此任务，学生主动探索、学习并运用相关知识点来解决实际问题。也可通过对问题的深化或者扩充来拓宽知识的广度和深度，直至得到一个完整的项目解决方案。从而达到学习知识、培养能力的目的。项目教学的突出特点在于学习过程的实践与研究活动相融合。

项目教学法是一种建立在建构主义学习理论基础上的新方法，建构主义认为:“知识不是被动接受的，而是主动建构的［2］。强调了学生的主体构建作用，教师不是操纵教学和支配学生的权威，而是学生的合作伙伴，是学生学习的辅助者;教育不是一件陈述和被陈述的事情，而是一个主动和建构的过程［3］。将传统的“教学”模式转换为学生的“求学”“索学”，帮助学生实现从理论学习到实践应用的过渡，提高学生对所学知识的综合运用能力以及工程实践能力，更好地培养创新性人才。以适应高校“卓越工程师教育培养计划”思路，以及高校应用型人才培养目标。

1 项目教学法在机电一体化实践教学中应用的必要性

1.1 课程自身综合强

机电一体化是机械技术、自动控制技术、伺服传动技术、传感器检测技术、计算机与信息处理技术的以机械为主、以电为用、机电结合的多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。一个较完善的机电一体化系统，应包含以下5 个基本要素:机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感检测部分、控制与信息处理部分。若想很好地掌握运用理论知识，强有力的实践是必要支撑。

1.2 传统实践教学模式陈旧、内容不规范

传统实践教学基本采用以教师为主的传统教学模式，学生只是按照老师的要求按部就班地完成实验、实训内容，缺少自主创新设计、团队合作。在实践过程中，学生仅仅是参与者，而不是核心作用者。实验、实训的教学内容不够规范，不能够切实体现机电一体化课程的综合性，实验内容多数为演示性、验证性实验，设计性、综合性实验较少，不利于培养学生的实践能力和创造能力。

1.3 学习形式单一，考核办法不够科学

实践环节基本采用独立的实验室建制，基本与理论课程设置相对应，针对机电一体化课程的综合性无法发挥最大效能。学习的形式比较单一，不能够体现团队力量、协作精神。实践环节的考核也是轻过程，重结果，对许多中间能力体现环节忽略不计，直接影响学生的参与积极性。

2 项目教学法在机电一体化实践教学中的应用

2.1 项目设计阶段

在机电一体化实训项目的选取上我们主要考虑以下原则［4－7］:

1)项目的典型性，主要是锻炼对相关基础理论知识的理解和运用。

2)项目的实用性，现代教育理念是以职业实践为主线的课程改革与人才培养模式，应以就业为导向，以能力为本位［8］。所以在项目的选择上，培养学生解决实际问题的能力，学会对相关资料进行搜索、整理并运用的能力，并能熟练使用相关的开发工具、设备仪器，能够撰写相关说明书，从而真正做到提升学生的工程实践能力。

3)项目的可操作性及可拓展性。项目的难易程度一定要把握，过难，容易使学生失去信心，参与的主动性下降。在项目的实施过程，学生可以通过团队合作、技术交流完成对系统的调试、故障排查及诊断。能够在项目实施中发现问题，教师进行正确引导对项目进行拓展、深化。

项目的选取还应具有厚基础、宽应用、可操作和可拓展等特点［9－10］。学校现有机械创新设计实训室、柔性制造实训室、先进制造实验室等机电一体化实训场所，而且都是开放性实验室。我们所设置的项目来源于学院实训室现有的一套机、光、电一体化自动装配教学系统。该系统具有完整、灵活、模块化易扩展等特点。学生可以根据题目进行机械结构的改进变换设计、PLC 编程设计、液压与气压传动设计、总线控制技术等。可以培养学生机械机构的运用和整机的设计与创新能力、掌握工艺流程及编程控制能力、通过调试培养学生故障分析和排查能力，完全可以满足课程的综合性要求。

2.2 项目实施阶段

在机电一体化课程项目的实施过程中，将学生按层次组合成若干个小分队，一般由4 ～5 人组成1 个团队，并确定一名队长［11］。由教师下达统一的任务书，然后进行资料搜集、整理、制订方案。教师对学生项目的进度采取跟踪式管理，学生按照实际完成情况填写任务进度表。学生一旦遇到问题，鼓励成员间相互讨论，或者与老师沟通讨论解决。对于存在的共性问题，教师可集中讲解［12］。在项目的实施过程中，要求团队成员之间既分工明确，又通力协作，最终完成相应任务，并撰写相关技术文档，参加现场答辩。在整个项目的实施阶段，老师的角色主要是协助，更多的内容是由学生独立完成，发挥学生的主体作用，教师需要控制进展速度，并对难点问题进行及时指导。

2.3 项目考核阶段

教师对学生的成果考核是非常重要的一个环节，其效果的好坏直接影响学生的参与热情。我们在对机电一体化实训考核上采用绩效考核的模式和概念，主要由教师的评价及学生的自我评价两方面组成。分别从德、能、绩、勤4 个方面进行考核，依据每名学生在项目进行过程中的表现打分。如资料的收集、方案的制订、项目的实施以及在项目实施过程中的考勤、实训场地的卫生、最后的项目总结汇报等。学生可以根据每个阶段的自我评价进行自我分析、完善。

2.4 项目的总结、扩展与深化

在项目的总结汇报中，我们非常鼓励项目小组对自己的项目实施效果进行总结分析，可以对此次任务进行剖析，对现有机械结构、电气部分、控制部分等提出新想法。这样不但可以深化对一些专业知识应用的理解，而且还可以通过总结发现问题，引导学生对项目进行扩展、深化。教师也可以在这个过程中发现新的项目和课题。

3 结束语

在机电一体化课程的实践教学环节采用项目教学法，大大地激发了学生的学习兴趣和积极性。学生不仅可以在不断地发现问题、解决问题中找回自信和学习的快乐，增强挫折承受能力，激发学生的钻研精神，而且还能提高学生综合应用及应变能力。项目教学法是通过“用”来促进“学”，用后方知不足，才会有针对性地进行系统学习，达到学以致用的目的。真正做到提升学生的工程实践能力，适应卓越工程师的培养计划。项目的实施过程是以团队合作开展的，这样非常有利于提高学生与他人的人际交往和沟通能力。

在项目的实施过程，教师可以开阔视野，提升工程实践能力和专业水平，以适应“双师”教育。在与学生一同解决问题的过程中了解学生个性，增进师生感情，真正做到因材施教。

［1］贺平. 项目教学法的实践探索［J］. 中国职业教育技术，2006(22):43－44.

［2］张奇. 当代学习理论与实践［M］. 长春:吉林人民出版社，2005.

［3］王效梅. 建构主义视域下高校师生关系的重建［J］. 现代教育研究:高教研究，2010(5):35－38.

［4］袁中凡. 机电一体化技术［M］. 北京:电子工业出版社，2010.

［5］刘杰. 机电一体化技术基础与产品设计［M］. 北京:冶金工业出版社，2003.

［6］陈立定. 电气控制与可编程控制器［M］. 广州:华南理工大学出版社，2001.

［7］李庆武. 项目教学法在课程教学中的运用探讨［J］. 教育探索，2008，3(4):32－33.

［8］赵志群. 职业教育与培训学习新概念［M］. 北京:科学出版社，2004.

［9］王东. 项目驱动教学法在《电磁场与微波技术》课程中的应用研究［J］. 新西部，2011(2):214－223.

［10］林祝亮，马世平，杨金华. 项目教学法在电子类课程设计中的应用研究［J］. 实验室技术与管理，2009，26(8):114－116.

［11］廷魏娟. 职业教育项目教学法研究［D］. 上海:华东师范大学，2011.

［12］罗庚合. 机电一体化综合实验实训项目建设［J］. 实验室研究与探索，2009，28(5):171－174.