系统教学法在技工院校机电一体化教学中的应用

刘 伟

（安徽宿州技师学院，安徽 宿州 234000）

1 系统教学法的概念

教学过程是在系统化平台上进行、从系统化的角度，应用系统化的方法去实现教学目标的教学活动。系统化教学法开展的根本立足点就是系统化，主要作用是能够使学生在这个模式中对知识有更加系统的理解，从而提高其理解和分析能力，在这种系统化的教学模式下，学生对课程知识能够有整体性和连续性认识，确保学生能够更好地贯穿所有知识，使松散知识实现统一。

2 系统教学法的基本特点

系统教学法体系的基本特点是以教师教法的有序变化来引导学生学习方式的不断完善，促进学生学习习惯的养成。引导学生“认知、情感、技能”水平的提高引导学生“学习心理、人格心理、生涯心理”的升华，使学生从自主意识、心理支承和学习行为上真正成为学习的主体，提高教学质量。

3 系统教学法比传统教学法的优势

（1）传统教学。老师在学习机电一体化专业课时基本都是先学基础课，再学习专业基础课，最后学习专业课，刚开始各门课程是独立的，最后通过几门课程作为综合。

在教学某一门课时一般是从最基础知识开始慢慢过渡到高级阶段，从讲解理论到实践，是一种三角形模式，由下往上的讲解方法，比如讲解电类知识时，传统的讲解方式是先讲解一些基础知识，如电压、电池、电阻等各种定律，然后在讲解一些具体的电子元件，并针对这个元件进行相关的实验，最后在讲解这个元件在真实的机电一体化系统中的应用，这样的教学过程，学生容易接受，但由于课程内容过分强调知识自身的独立性，而忽略了知识最后要应用到一个具体的实践系统中。

学生在学习的过程中没有形成一个完整的机电一体化系统概念，使学生在遇到实际问题时不能从整体的角度和系统的角度去思考问题和解决问题，另外，课程教学中的理论课和实践课基本上是分开讲解的，实验是针对某个知识点，很少针对实际系统的综合性实践，使理论和实践结合不够紧密。

（2）系统教学。在系统教学中，学生在学习课程中总会疑问，学这门课程到底有什么作用，而系统教学法正好能解决学生的疑问，系统教学法是承载真实机电一体化系统，从系统讲解相关知识点，从而学生就会感受到所学知识点的作用与用途，激发学生对学习的热情，帮助学生怎样把握知识的整体性、系统性、连贯性、参透性。

系统教学方法是按照目标来设置课程的。例如要培养一个生产线安装，调试和维护的机电一体化操作人员，将类似的生产线作为一个系统，在这样的一个系统中讲解相关的知识，学生就会知道所学知识的运用，从而激发学生对学习的积极性。在课程内容上，始终以一个系统为起点，所有的知识点都是在一个系统中进行讲解的。系统教学法是从整个系统到某个局部，最后再回到整个系统。

4 机电一体化的构成

（1）机械本体包括机架、机械连接、机械传动等，它是机电一体化的基础，起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。与纯粹的机械产品相比，机电一体化系统的技术性能得到提高、功能得到增强，这就要求机械本体在机械结构、材料、加工工艺性以及几何尺寸等方面能够与之相适应，具有高效、多功能、可靠和节能、小型、轻量、美观的特点。

（2）检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路，其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化，并将信息传递给电子控制单元，电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。

（3）电子控制单元又称 ECU（Electrical Control Unit），是机电一体化系统的核心，负责将来自各传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析，根据信息处理结果，按照一定的程度和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地进行。

（4）执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。

（5）动力源是机电一体化产品能量供应部分，其作用是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能，以电能为主。

5 系统教学法在机电一体化教学中的应用

系统教学法在教学过程中是立足于某个机电一体化系统，先从整体系统开始讲，再讲子系统及各个模块和元件，如图1所示。

图1 系统教学法的实施过程

（1）下面以接触器为例：在讲解接触器时，第一步先让学生认识含有接触器的机电一体化系统设备，或含有接触器系统的视频，目的是让学生建立起整体概念，然后对这个系统的工作过程进行初步的认识，第二步是对含有接触器的电气模块进行认识，分析这个模块在系统中应用，理解各个元件在这个模块中的作用，第三步是分析接触器在系统中的应用，第四步是从接触器的功能展开，具体谈接触器结构组成、工作原理、相关的电气符号，第五步讲解接触器的主要技术参数，如额定电流、线圈的额定电压以及操作频率等参数，并让学生熟悉接触器相关的数据以便根据系统的实际要求来更换接触器，分析接触器可能出现的问题的原因，第六步在系统中分析接触器故障会引起系统出现哪些故障，第七步针对出现的故障如何通过信号流来检测出问题的所在位置，第八步讲解一些解决故障的策略，对可能出现故障及造成的后果进行分析，最后在回到整个机电一体化系统中，看系统中其他模块中是否也有类似的接触器，如果有可以采取相同的方法进行分析。

（2）以机电一体化系统中《气动肌腱压紧工作单元》子系统为例。如图2所示，从MPS操作系统入手，对整套系统的功能、结构、组成单元、运行过程等进行必要的讲解和演示，然后从整体到局部，选择涉及知识点全面的子系统《气动肌腱压紧工作单元》进行教学，对照《气动肌腱压紧工作单元》子系统的工作站，通过信息流、能量流、信号流的深入讲解，使学生掌握系统的基本结构、工作过程，得出这一子系统涉及到的相关课程，教师根据需要，分别对系统中涉及到的知识进行分解讲解，让学生掌握系统中每个元件的工作原理与作用，能读懂电气原理图、绘制气动图、加工零件等知识与技能，PLC相对其他课程更挑战学生的逻辑思维能力，所以对子系统的讲解必须要详细，通过任务驱动法讲解PLC的功能、结构，PLC的基本指令、编程原则、编程语言等内容的学习，最终编程实现对系统的有效控制，学生在这样的系统内进行知识的整合，将学习到的知识结合到具体的工作中进行应用，可以对所学知识、技能加以巩固，对于存在的问题可以及时得到解决，真正依照了从系统到局部、从局部到元件、再回到系统的原则，完整的知识体系能更好地培养学生的综合素质，符合培养教育人才标准。

图2 《电气控制与PLC》课程教学内容体系

系统教学法在机电一体化教学中能更好地激发出学生对学习的积极性，培养和锻炼学生的实践动手能力、分析能力、综合能力以及解决问题的能力，在整个教学过程中，以学生为主体，培养出优秀的人才。

［1］朱秋明.浅谈案例教学法在技工院校德育教学中的应用［J］.职业，2016，（33）：98.

［2］林亮亮.项目教学法在技工院校机械设计基础课堂教学中的应用［J］.职业，2016，（26）：89.

［3］唐兴家.任务驱动教学法在技工院校电子商务专业实践教学中的应用［J］.职业，2016，（20）：103-104.