探索机电一体化的教学方法

◆张静

探索机电一体化的教学方法

◆张静

机电一体化是一种新兴的科学技术，因此对它的研究仍在不断发展中，而它作为其他许多高新技术的基础，具有很大的学习意义。不少中职院校开设机电一体化这门课程，而由于开设时间短，并没有相关的经验进行参考。因此，如何能够提高课堂的教学效率，丰富教学方法，成为许多教师和中职院校必须思考的重要问题。

机电一体化；教学方法；多媒体课件

10.3969/j.issn.1671-489X.2014.14.089

作者：张静，潍坊科技学院讲师，研究方向为机电专业（262700）。

机电一体化，英文称作“Mechatronics”，是由Mechanics（机械学）和Electronics（电子学）两个单词组成的。从其构成就可以看出这一门技术包含的主要内容。随着科学技术的迅速发展，很多高新技术如生物技术、微电子技术、新能源技术、新材料技术、海洋开发技术、空间技术、现代医学技术、光纤通信技术等对现代机械设备的要求越来越高，智能化、自动化、柔性化是目前高新机械设备必须具备的基本能力。而机电一体化恰恰满足了这一需求，从而为机电一体化的发展提供了动力。通过微电子技术和微计算机技术，使机械装置、动力设备能够成功地与信息、智能相结合，从而使产品结构和生产系统发生了质的飞越和进步。

机电一体化这门技术是其他许多高新技术发展的基础，而它本身的发展又依赖于其他各种相关技术的发展。因此，为了迎合市场人才的需求，不少院校都增设了机电一体化这门课程。但是由于这门课程的综合性和实践性都很强，涉及相当广泛的知识，具有很大的知识容量，不但学生在学习时会遇到困难，就连教师在进行教学时也常存在不少问题。

1 机电一体化教学目前存在的问题

由于机电一体化课程中包含了不少学科的知识，而且涉及的概念和专业名词数量也相当多，而教学内容本身又十分抽象，这就使得学生很难在短短的一个学期内就将这门技术完全掌握。

机电一体化课程每一个章节所介绍的内容都包含着不同学科的内容，如上一章介绍了机电一体化的机械设计，下一章就开始讲解机电一体化的检测系统，而再下一章却变成了计算机控制和接口技术，等等。这就使得每一章节之间的联系变弱，学生很难在学习过程中将不同的章节串联起来进行巩固复习，无法对这门课程形成一个总体概括的印象，对学习这门课程的真正目的也难以理解，很容易产生每个章节只不过在复习以前学习的知识点的感觉，从而降低学习效率。

在进行每个知识点的实践时，学生可以很快地对每个单独的实验内容进行理解和掌握，如传感器实验、电机驱动实验等；但是一旦将这些实验联系起来进行思考，学生就不容易理解每个实验之间到底有何关系，特别是如果给学生一张机电一体化产品的原理图时，学生无法联系实物和图纸，从而使实践课程失去原来的意义。

2 多媒体的教学方法

随着科学技术的不断发展，教学资源也越来越丰富多彩，传统的板书教学模式已经不能够满足学生的学习需求，因此，多媒体的教学方法被越来越广泛地运用于课堂中。多媒体教学不仅能够直观地展现出各种图纸和文字，将知识更加快速地传递给学生，而且能够提供界面友好、形象直观的交互式学习环境，从而使课堂教学的效果能够大幅度得到提升，而且也大大活跃了课堂的氛围。同时，多媒体课件的丰富多彩也使得学生学习的积极性能够很大程度地被激发出来，让他们主动地参与学习，发挥他们的创造力。

机电一体化的课程在整个教学过程中并不对所涉及的每门学科进行细节性的讲解，而是对相关的学科进行总的概括，着重于这些不同的学科之间的相互联系。因此，借助多媒体课件，教师可以很容易地将以往难以用语言传达清楚的知识点和问题进行形象生动、简单直观的展示，让学生更加容易理解和接受。例如，进行机械设计传动部分的授课时，可以通过不同动画展示来使学生对几种不同的传动形式进行区分和掌握，从而掌握更多的信息，对难点和重点进行更深入的理解。

3 理论和实践相结合的教学模式

在传统的授课中，教师一般在课堂上按照知识结构进行授课，然后在理论教学后再进入实训的环节；而在进行实训教学时，一般会直接使用机电一体化的产品来进行讲解，让学生按照实训指导书进行演示性实验。这种教学模式很难培养学生的动手能力和创新能力，而且学生在进行综合知识的利用时也常常出现问题，很容易影响继续学习的积极性和动力。有些学生为了省事甚至直接抄袭其他人编制的程序和实训报告，对知识点并没有真正掌握，这就使得学生很难符合将来社会的需求。

教师在进行实训课的教学时，应该对学生使用的教材进行全面的梳理和整合，并且结合目前学校所能够提供的实验实训条件，将一个完整的机电一体化产品分成若干个实验，并将这实验分布到看上去各不相干的章节中进行；在学生对书本的理论知识有了总的了解后再进入到实训环节，再根据目前已有的实验条件，将学生分成若干个小组进行学习，从而更好地对学生进行指导和管理。

如针对机电一体化的课程特点，在学生学习理论知识的同时加入MPS实训。MPS就是模块化生产系统，这个系统由六个各自独立又相互联系的工作站组成，分别是上料检测站、搬运站、加工站、安装站、安装搬运站和分类站。这个实验的显著特点是具有较强柔韧性，每站都有一套独立的控制系统。在进行完每一个单元的学习和实训后，还能将相邻的实验联系起来进行思考，从而使学生能够学习到复杂的控制、编程、装配和调试系统。

由于该系统包含了机电一体化课程中所涉及的许多学科的知识和技能，因此学生能够在一个综合科技环境中对更多的知识进行全面综合的认识和训练，使自己的技能能够不断得到提升。

在进行实训的过程中，学生根据教师分配的任务和相关的原理图，自主进行机械零件的装配、连线、软件编程和调试，并查看最后运行的结果。这样学生可以在更加自由的环境中进行学习和创造，使学生不再在一个封闭的环境中进行学习，有更多的思考空间进行探索。教师也可以及时地对学生出现的问题进行指正，对普遍性的问题进行解答，鼓励学生积极地去寻找解决方法，并通过一些简单实例的讲解，使学生更好地掌握知识点。

4 改革考试形式

进行一门课程考核的主要方式一般是通过考试，而学生在应付这些课程时往往采用死记硬背的方式进行，虽然最后考的分数很高，但是在具体应用方面却出现问题。虽然课程需要记忆，但是这并不是最终考核的目的，它只能作为理解课程的基础，在平时的阶段性考查中进行即可。

该课程在进行考核时更加强调应用能力的测试，因此，教师可以通过让学生设计一个简单的机电一体化的产品来考查学生对课程的掌握情况；或者提供相关的零件，让学生根据图纸进行产品的装配并进行某一个功能的程序调试，根据学生完成的熟练度和准确度来进行判断。同时对学生在平时课程中所表现出来的分析能力、调试能力、综合运用能力进行加强，促进学生全面发展。学生的成绩应该按照平时综合测试和实训报告等按照一定的比例进行综合的判定，对于一些表现优异、具有创新意识的学生可给予适当的加分鼓励。

5 提高师资水平

为了使机电一体化课程的教学水平能够更好地提高，学校应该加强对教师的管理，引进一批具有高素质、高能力的骨干教师；同时安排教师定期去企业进行学习培训，形成一支知识结构与年龄结构合理、教学经验丰富、教学水平高、教学能力强的教师队伍，使教师能够在良好的研究氛围中不断提升自己。

6 结束语

在进行机电一体化的教学过程中，要抓住课程的重点内容，根据机电一体化不断进步的实际技术和学校的实验条件进行教学方法的改进，将理论和实践更好地结合起来，从而使教学效果不断得到优化增强。

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