案例法和項目驅動法在機電一體化設計課程中的應用

王曉麗

（淮海工學院機械工程學院，江蘇 連云港 222005）

0 引 言

《機電一體化設計》是機械專業的一門綜合課程，是學生所學基礎理論課和專業課內容的綜合運用。當前在教學中主要存在幾方面問題：1）理論課多，學時壓縮，由原來的48學時壓縮為32學時；2）教學模式單一，重視理論忽視實踐；3）理論與實踐環節脫節，達不到預期的教學效果，且跟不上社會的需求，因此教學改革勢在必行。

1 案例教學法及應用

1.1 案例教學法的含義

案例教學法是指教師根據教學目的和教學內容的需要，采用案例組織學生研究、討論，對案例中的事實和急需解決的問題進行分析、判斷并提出解決方案[1]。這就需要學生必須做好課前準備。課堂上，每一個個體都需要貢獻自己的智慧，沒有旁觀者，只有參與者。學生既有機會解決疑難問題，同時也及時從教師和同學那里獲得反饋，從而大大縮短了教學情境與實際生活情境的差距[2]。

1.2 案例法在“層次推進”式課程體系中的體現

在教學改革中，按照“層次推進”的思路，以教學目標為導向，按能力標準選取課程內容，以案例為中心組織教學，串連知識點，基于工作過程對知識點重新排序，確定各能力單元[3]。本課程確定了6個能力教學單元和9個案例。

第一個單元是總體概述，以典型的數控機床和機器人為案例串聯知識點。第二單元是機械系統，以數控車床進給傳動機構和數控銑床工作臺進給機構為案例，培養學生對齒輪、絲杠螺母機構和導軌的設計能力，以TXKJ-AM200自動化生產線為案例討論撓性傳動機構和間歇傳動機構的原理。第三個單元是執行元件系統，通過了解TXKJ-AM200自動化生產線機械結構，使學生掌握步進、AC伺服電機控制機理和增強各種類型的傳感器的運用能力。第四個單元是控制系統，介紹TXKJ-AM200自動化生產線的PLC控制部分，并以出租車計價器為案例，使學生熟悉和掌握單片機控制技術。最后兩個單元在各個分單元基礎上，以數控車床進給傳動機構和液壓缸同步控制系統的設計為案例，以系統的觀點，對機電系統的設計進行綜合能力的培養。

2 “五段”式教學模式和教、學、做一體化的立體式教學的實施

“五段”指核心技能培養的四個實踐教學階段，包括課堂實訓階段（課堂教學）—課程實驗實訓階段（課程實驗）——課程綜合實訓階段（課程設計）—課外業余實訓階段（課外學習）—工學結合實戰階段（畢業設計、畢業實習）。

融入“五段”式教學模式，形成教、學、做一體化的立體式教學。開設課程之前，教師首先把知識點進行歸納總結，形成層次遞進的課程體系，提前做好案例，準備好項目，有的案例和項目不是現成的，需要平時從實踐或科研中不斷總結。通過案例分析，使學生對案例設計到的知識點提前預習，為課前做準備，課上對案例組織討論，由討論的結果引出知識點，從而加深學生對知識點的掌握。當然在案例分析、討論過程中面對實際設備，或在實驗室進行效果更好，也可以采用多媒體課件形式，或以圖像或視頻展現案例，這樣可以淡化理論教學，和實踐結合更加緊密。課程開設過程中，穿插三段式的實驗，可以加深學生對知識的掌控能力。課程結束后，通過項目驅動式的課程設計以及后續的畢業設計，夯實學生的專業基礎，提高學生的系統設計能力。由此形成教、學、做一體化的立體式教學。

3 項目驅動式的實踐教學—課程設計和畢業設計

課程結束之后，要進行兩周的課程設計，內容為綜合性項目，是課堂教學中各知識模塊的綜合，采取項目驅動的方法，即把各個案例進行“嵌入”和“集成”，這種方式可以減少重復勞動，降低設計難度，很適合短期的課程設計實訓。利用目前的先進實驗設備—TXKJ-AM200自動化生產線，其各單元采用三菱FX2N-32T PLC作為控制部件，各單元之間可以互相通訊。在系統中采用了大量的氣動元件、傳感器、步進電機和異步電機等。學生在設計計算同時，還可以動手操作，使實驗結果得到很好的驗證。同時先進的實驗臺還為學生畢業設計提供了平臺，由一臺TXKJ-AM200自動化生產線實驗設備可以組織多個綜合性畢業設計項目作為畢業設計題目供學生選擇，也充分利用了現有的硬件設備和軟件資源。

4 結束語

經過兩個學期的教學實踐，詳細對比分析考試成績和課程設計質量以及相關的畢業設計質量，可以證明，案例教學法和項目驅動法對機電一體化課堂教學效果的提高有極大的作用，是一種實用有效且學生易接受的教學方法。教、學、做一體化的立體式教學，對學生專業能力的培養和專業素質的提高都起到了關鍵作用。

[1] 劉暢.案例法和項目驅動法在“數據庫原理”教學實踐中的應用探索[J].計算機教育,2009（19）：74-77.

[2] 鄭金洲.案例教學指南[M].上海:華東師范大學出版社,2000.

[3] 張建民.機電一體化系統設計[M].北京:高等教育出版社,2002.