机电一体化技术课程教学模式改革

谭德宁

(山东华宇工学院 机械工程学院，山东 德州 253034)

要想教好一门课，需要教师积累教学经验，做好课堂总结，展开集体讨论，了解人才培养计划，了解所学课程在知识体系中的作用，掌握本门课程的教学大纲及知识点，科学制订教学计划，做好教学设计。2020年前，山东华宇工学院主要采用线下教学模式，包括40分钟PPT讲解+5分钟课堂提问，学生在课上能够认真听讲，按时完成作业，掌握基本知识。2020年至今采用以学为主的教学模式，包括20分钟PPT讲解(有时插入3分钟的MOOC短视频)+10分钟课堂讨论+15分钟课堂练习，充分调动了学生的学习主动性[1]。

1 以教为主的教学模式

1.1 概述

传统教学要想讲好一门课，讲授的内容必须具有科学性和系统性，教师要具有亲切感和互动性，掌握并了解学生的知识水平，选取学生易于接受的知识点，抓住主要问题和重点问题，通过简单易懂的语言将抽象的书本知识传授给学生，进行模式再认，把理性认识加工成悟性认识，这样学生才容易接受，要让学生愿意学、主动学。激发学生的课程学习兴趣，课堂结束后需要征询学生的意见和建议，做好教学改进工作，将学生的被动学习转变为主动学习。

1.2 以教为主教学模式的缺点

教师在讲台上讲，学生在下面听，不能满足个性化教学需求，不能科学安排学生的学习进度，不能兼顾基础存在差异的学生学习要求，教学效率较低。掌握一门功课需要记忆、理解、应用、评价和创造等多个环节，而以教为主教学模式很难达到预期教学目标。学生无法构建科学合理的知识体系，没有为学生提供充足的思考时间，学生的知识掌握不够扎实。

在讲授式课堂模式下，学生被动地接受知识和学习，缺少积极性和主动性，不利于今后的发展。学生虽然在课堂上听懂了，可是没有练习和思考时间，没有真正理解知识的内涵，无法在头脑中生根，这种教学模式忽视了对学生学习能力的培养，授之以鱼不如授之以渔，提升学生的自学能力能够使其更好地适应社会[2]。

2 以学为主的教学模式

2.1 以学为主教学模式

针对以教为主教学模式存在的问题，教师应积极转变和革新教学模式，开展以学为主的教学模式，将知识点进行线下PPT讲解(有时插入3分钟的MOOC视频)，然后留给学生大量时间进行思考和讨论，最后再做一些练习题进行巩固。以学为主教学模式强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动构建。学习过程千差万别，具有个性化，学生对知识的掌握不一定是在课堂上完成的，而是通过自主学习完成的。立足未来，提升学生的自学能力，由单纯的知识传授转变为培养学生的分析问题、解决问题的能力。自2020年采用以学为主教学模式以来，课堂上学生积极思考问题、回答问题，学生紧跟教师的思路走，主动性得到提高，教学效果得到改善。每次课堂结束前5 min，教师要总结学生在本节课中的收获，加深学生对本节课知识的记忆，提高教学效果和质量。

2.2 融入课程思政

当前，融入思政教育刻不容缓。现在的大学生大多数是独生子女，在家受到父母的宠爱，独立性较差，不利于学生的全面发展。部分学生不懂得劳动的艰辛，节俭意识淡薄，在进行知识传授的同时，要穿插一些思政教育，培养学生的独立自主能力，使其具有勤劳的品质、克服困难的坚强意志，成为一名德智体美劳全面发展的优秀人才[3]。

教师在进行机电一体化技术课程讲解时，应润物无声地融入课程思政。2015年印发的《中国制造2025》是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领，工业机器人是“中国制造2025”的发展趋势之一。教师应引导学生认清行业的发展形势，掌握机电一体化技术的基础知识与必要技能，培养对新知识、新技能的学习能力与创新能力。2014年，我国市场共销售工业机器人5.7万台，较上年增长55%，已连续两年成为全球第一大工业机器人市场。通过分析，培养学生的专业责任感和民族自豪感。同时，组织学生参加了2021年“第八届山东省科技创新大赛”，如图1所示， 激发学生的创新精神和创新意识，使学生通过思考产品的结构设计，培养严谨的学习态度和积极的创新精神。

图1 山东省大学生科技创新大赛Fig.1 Science and technology innovation competition of college students in Shandong Province

3 教学案例分析

3.1 教学案例1

在讲授金属切削机床刀具时，发现同学们注意力不集中，这时可以穿插一个与教学内容相关的鲁班发明锯条的故事：有一次，鲁班上山采药，随手抓了路旁的一丛茅草，他的手被茅草划破了，他细细端详，发现小草叶子边缘长着许多锋利的小齿，于是就想：要是用带有许多小锯齿的工具来锯树木，不就可以很快把木头锯开了吗？于是，他就打制了边缘上有锋利小锯齿的铁片，在一棵树上来来回回地锯了起来，很快就把树锯断了。讲完故事后，同学们的兴趣就提上来了，再讲授刀具的几何角度时同学们就愿意听、愿意学了。

3.2 教学案例2

在讲授液压与气压传动课程设计时，讲述我国著名技术专家曾广商院士的液压设计过程，及其专业认同感、民族责任感、创新精神和严谨的科学态度，使学生认识到液压产品设计的重要性。1999年曾广商当选中国工程院院士，负责攻克大型液体火箭推力矢量控制的整体式动压校正电液伺服机构、机械反馈式第二代电液伺服机构和燃气液电一体化伺服系统等技术，并使高可靠的航天多余度伺服技术和数字伺服技术获得突破和实用成果。将控制技术、火箭发动机技术和微电子技术融集于一体，使我国火箭推力矢量伺服控制技术和高超音速气动操纵面控制技术推进到世界先进水平。当时，在发达国家制定的导弹技术控制制度中，将推力矢量控制列为1类禁止技术扩散的项目，曾广商和他的团队想得到关于液压伺服研究的实物和资料非常困难，引进不到实物，就在相关技术杂志上寻觅，同时不断关注有关航天内容的国际会议，这就是我国航天液压伺服研究的开始[4]。此段内容用3分钟讲完后，深深地烙印在学生心中，激发了学生对液压知识的学习兴趣。

4 教学反思

4.1 教学内容分析

通过教学反思，引导教师运用教育教学基本理论，提升教学基本功、教学水平和授课能力，进而加强课程建设。通过教研活动可以反映学校课程建设的情况，也可以反映教师的教学思想和教学水平。具体表现在如下几个方面：第一，教师讲课时要把握好节奏，调动学生的积极性，做好重难点知识的讲解。第二，在教学中充分利用现代信息技术，制作相关的MOOC视频。第三，教师要熟知人才培养方案、培养目标和主讲课程在人才培养中的作用。

4.2 教学模式分析

由于每个学生的学识水平及学习能力存在差异，单一的教学模式通常不能兼顾到每个人，以学为主的教学模式可以很好地弥补这个缺陷。MOOC学习正是把学习者视为有差异的个体，兼顾学生的差异性。混合式学习综合了诸多学习方式的优势，在实际操作中获得了良好的效果，将线上学习和线下学习巧妙地结合起来，打破时空限制，学生能随时随地学习。这里的结合不是机械地组合，而是从学习任务和学习者的学情(兴趣、动机、注意力、认知水平、学习风格、学习策略)出发，制订出一种适合学习者个性和学习差异的全新学习方式。翻转课堂是指学生提前进行预习，课堂成为了教师与学生、学生与学生之间的互动平台，进而加深学生对知识的理解和掌握。在进行专业课讲授时，可以适当运用翻转课堂的教学模式。教师需要做好课前备课，梳理知识点，做好时间分配，保证教学进度，以教师点拨为主导，以课堂练习为主线，构建充满活力的高效课堂[5]。

4.3 学情分析

上课时要求学生思想集中，不能因为其它因素影响专业课的学习。课后学生要及时并独立完成作业，避免网上搜索答案、互相抄袭的现象，以巩固课堂上所学知识并熟练掌握，真正理解和吸收。部分学生虽然在课堂上认真听讲，但缺乏有效的预习和复习，导致学习效果不够理想[4]。以机电一体化技术课程为例，通过由以教为主的教学模式向以学为主的教学模式的转变，根据成绩统计显示，以学为主教学模式的学生平均分高于以教为主教学模式下的学生平均分，教学效果更佳。应积极采用以学为主的教学模式，使处于大三大四阶段的学生有充分的时间进行课前预习，积极参与课堂讨论，及时完成课后习题，巩固所学知识，通过教师和学生的密切配合，不断提高教学质量和教学效果[6]。

5 结语

教师需要掌握多种教学方法，如线下教学、线上教学、线上线下混合式教学、MOOC教学和翻转课堂等，根据学生的学情具体安排。山东华宇工学院为应用型本科院校，为二(三)本院校，入学的学生素质比一本(双一流)院校基础差一些，每届本科生约有30%的学生考研，如何提高教学质量、采用何种教学模式，教师要具体问题具体分析，运用丰富的教学经验科学处理。对于大三、大四的学生来说，由于受到考研、实习等因素的影响，学生的专业课学习时间有限，应采用以学为主的教学模式，提升学生的自主学习能力，大一、大二的学生具有充足的时间进行预习和复习，教学效果比较显著。教无定法，教学模式不能一刀切，一名合格的教师要实事求是，根据教学经验和学生的学情合理采用最佳的教学模式，只有这样才能提高教学质量。