机电一体化技术课程教学改革探索

□赵乐斌 袁培佩 胡万强

《机电一体化技术》作为机械类本科专业一门重要的专业课程，其内容涵盖了机械工程、电子工程、信息工程、控制工程和光学工程等多项领域，是机械工业领域发展的必然过程，是实现智能制造和人工智能的基础，对于机械相关行业发展具有重要意义。《机电一体化技术》并不具体，具有很强的综合性、系统性，课程内容的设置上相对陈旧，理论性知识繁多，缺乏实践，内容涉及到《机械原理》《机床电器与PLC》《单片机》《机械工程控制理论》《机械工程测试技术》等多个课程，传统的教学方式会导致学生重复学习，难以保持积极性，动手能力也得不到锻炼。因此，如何改善机电一体化课程体系，提升学生学习兴趣，培养学生实践能力很有必要。

一、教学体系改革

《机电一体化》是一门综合性、实践性很强的课程，从此特点出发进行教学体系改革。作为机电专业的核心课程被安排在第六学期，而《机械原理》《PLC》《单片机》《机械工程控制理论》等课程都是在第四、五学期完成的。为提高学生学习效率，根据学校电气机电学院的实际情况，建立一个机电一体化课程组，包括《机械原理》《PLC》《单片机》《机械工程控制理论》《机械工程测试技术》《C语言》《机电一体化技术》等课程。在课程设置上，本着由易到难由基础到专业的原则，结合实际、综合考虑后，对课程的学习顺序作更合理的安排，建立科学的多学科交叉的教学体系。在此基础上，对于一些章节的学习结合前期所学知识作出顺序上的调整有助于知识的掌握。积极与地方企业展开沟通与合作，在学院的组织下，多次到机电相关科技企业进行认知见习，鼓励学生多观察多沟通，在见习中产生疑问尽可能并解决疑问，让学生了解当前机电一体化相关产业的发展方向，有助于学生提升学习兴趣，把我学习的重心，了解前沿科技现状。

《机电一体化技术课程》的主要特点是理论性内容繁多，系统性强，与前期所学课程有所重复。内容多课时少，理论时间与实践时间比占比较大，根据《机电一体化技术》课程的特点，从实际情况出发，《机电一体化技术》各章节内容和其他所学课程的相关性，为避免内容的重复教学，将理论课的内容分成五大模块，进行模块化教学，提高理论课上课的教学效率和教学效果，同时又可以节省理论课的课时数，把更多的课时应用到实验上。联合机械原理、单片机、PLC、机电一体化等实验室，使学生在做一些基础性的实验后，再做一些综合性及设计性更强的实验，循序渐进，由易到难，这个过程可以充分调动学生学习兴趣，同时使学生的动手能力得到增强。

二、教学方式改革

(一)理论教学改革。注重教师综合素质能力的培养，激发学生自主学习的意识和能力，使学生达到“我要学”的思维转变。具体方法采用“分组—翻转”的教学模式。将学生分3～5人的小组并推选组长，教师把某些章节的内容分配给各小组，小组长组内分配，经过课下准备后，由学生自己讲出，由教师引导和补充。下次上课时去相应的实验室完成一些基础性的设计实验，实现最大程度的理论结合实践。一些教师自己讲述的内容，以某种机电一体化产品示例的形式讲解，更容易自然地和学生产生互动教学，丰富课堂的内容，让学生在问答之中学到知识。这种方法能够尽可能地调动学生主动学习的积极性，培养团队协作的能力，提升学生的心理素质。

(二)实验教学改革。《机电一体化》涉及的内容十分宽泛，主要涉及机械设计和软件编程控制等方面。通过学生在校期间的一些见习让学生了解机电类专业理论知识的学习在实际企业中的应用，实验方式上不再是传统的综合性实验或者验证性实验，而是改为开放式设计性实验，依托于学院实验设备让学生自己先去完成一些基础性的实验后，去思考、调研、分析、调试，然后设计一款机电一体化产品。这样有利于学生独立思考、积攒经验，加深机电一体化的理解。另外，加强课程组课程任课教师之间的讨论和研究，多向经验丰富的教师讨教经验，定期举办教学沙龙并邀请的优秀教师传道授业，充分调动青年教师的积极性，培养综合素养，组建一支有激情、有活力、有教学、有科研的团队。

三、学科竞赛

经过《机电一体化技术》课程的学习，学生积攒了一些系统(产品)设计经验，分析调试等综合能力。学校每年都会举办校级“创客公开赛”等校级比赛，同时也参加一些省级国家级的科技大赛。要求学生至少参加一项校级科技竞赛，将所学知识在竞赛的过程中进一步巩固和升华，提升其检索、动手、创新、科研等能力，和同学一起参加的过程中，提升团队协作能力，为以后的学习打下坚实的基础。

四、评价体系的改革

教学评价是对学生学习成果的体现，常用的评价体现是平时占总评的30%，考试占总评的70%。为了尽可能地减少学生临进考试“抱佛脚”现象，对学生的评价体系做出修改。将总评成绩分为前期课程综合成绩、平时成绩、实验成绩、竞赛成绩、考试成绩五大模块，降低考试成绩所占比重，加强学生既重结果更重平时的理念，成绩的评定时间也由考试学期的期末更改为第七学期末的时候给出。课程组的其他课程学习的好坏间接影响机电一体化课程的学习，为此将其他课程的总评成绩综合作为一个基础性参考，反映到总评成绩之中。平时成绩的评价方面，分为教师评价和学生互评两个版块。互评环节，学生进行组内不记名评价，排出平时表现的先后名次，平时成绩由教师根据排名结合小组整体表现及个人考勤、作业等表现给出。为使学生重视实验课程，总评成绩也受到实验课成绩的影响，实验同样需要分组进行，实验成绩与平时成绩评价类似，但需要突出实验作品的创新性。竞赛是对学生综合素质能力的一个考量，竞赛成绩是《机电一体化》课程学习成果的一个直接体现，竞赛所占成绩按照获奖等级及名次给出。期末试题的设定上本着“结构合理、内容科学、难易适中”的原则，即考查学生的基本知识掌握，也考查学生举一反三的能力。

五、结语

传统的教学方法不适合机电一体化课程的教学，通过《机电一体化技术》的课程改革，对学生而言，提升了他们的综合能力，具体表现以下四点：一是增强了学生主动学习的意识；二是提升了学生的实践能力；三是使学生了解工程及社会可持续发展；四是培养了学生具备团队协作、终身学习的能力。对于教师而言，提升了教师教学及科研的综合能力，具体表现以下几点：一是增加了教师教学的手段；二是增加了教师之间的沟通与协作；三是多与企业互动沟通提升教师获得更多更新的前沿科技知识；四是提升了教师的教学及科研热情。但是该改革还有很多不足，还有需要完善的地方，比如实验教学改革等等。