提高“機電控制”課程授課質量的探索與實踐

摘要：針對“機電控制”課程的內容特點及軍械工程學院教學實際情況，結合作者多年教學經驗，就提高該課程的課堂授課質量問題，從教學內容、教學模式、教學方法及手段等方面提出了幾點思考與建議。通過實踐，取得了不錯的教學效果。

關鍵詞：機電控制；教學方法；授課質量

作者簡介：趙霞（1972-），女，河北威縣人，軍械工程學院車輛與電氣工程系，講師；陳永利（1970-），男，河北深州人，軍械工程學院車輛與電氣工程系，副教授。（河北 石家莊 050003）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）25-0131-02

“機電控制”是軍械工程學院（以下簡稱“我院”）兵器工程、機械工程及其自動化專業的專業必修課程。該課程涉及數學、物理學、電子學、控制理論等多方面知識，是機電一體化人才所需電知識結構的載體，是機電結合的紐帶。[1]機電控制系統在軍事裝備上應用非常廣泛，是軍事裝備電氣系統的重要組成部分，所以本課程在培養新型軍事技術、指揮人才方面具有重要作用。為了進一步提高該課程的授課質量與學生學習積極性，本文在教學模式、方法、手段等方面進行了研究與探索，取得了良好的教學效果。

一、有效梳理教學內容，建立學生課程體系意識

結合我院實際情況，“機電控制”課程授課時數為40學時，采用的課本是鄧星鐘主編的《機電傳動控制》，授課時數少，但授課內容繁多，包括機電系統動力學、直流電動機、交流電動機、繼電器-接觸器控制、電力電子技術、直流傳動控制系統和交流傳動控制系統等內容。在授課過程中，隨著課程的深入，學生往往會有內容太多，前后無法銜接，如一盤散沙般難以抓起的感覺，這樣，勢必會大大降低學生的學習興趣與學習效率。

其實，“機電控制”課程各部分知識間并不是孤立的，而是彼此銜接，可成為一個系統，其課程體系示意圖如圖1所示。

由圖1可知，“機電控制”課程教學內容由三部分組成：動力學方程式、電機及電機傳動控制系統。其中，動力學方程式是基礎，電機及電機傳動控制系統是教學過程中的兩大塊重點，也是主要內容，總結起來就是“一個基礎，兩個重點”。繼電器-接觸器控制與電力電子技術兩部分是傳動控制系統的基礎內容，為后續控制系統的學習奠定基礎。

課程首先圍繞“動力學方程式”展開，由此引出“機械特性”的概念；而電動機的機械特性是其使用的基礎，在學習了各種電動機機械特性基礎上介紹電動機的啟動、調速與制動各種特性；要實現電動機的各種特性控制，有必要學習相應的方法，從而課程內容最終綜合到傳動控制系統。

在“機電控制”課程的第一次授課時，要向學生講清本課程的整體體系，使學生對所學內容有一個基本了解，在展開詳細講解各部分內容時再逐一理清各部分間的關系，最后當課程結束復習時再按照體系脈絡進行。這樣學生就會對所學知識的整體架構有了宏觀的了解，前后知識能有效銜接，所學知識不再是單純以“點”的形式存在，而是可以通過一根線連接起來，收到事半功倍的效果。

二、針對不同學生層次，加強基礎知識學習

“機電控制”課程的授課對象有兩類，分別是地方學生和戰士學生。地方學生來自于地方普通高中，都是經過正規高考入學的；而戰士學生來自部隊，相對來說基礎知識薄弱，學習積極性不高，不善于自主學習和探索研究。[2]

在授課過程中，要把握這種生源狀態，合理規劃教學內容，做到統籌兼顧，把教學重點放在對基礎知識的理解和把握上。如“機電傳動系統的動力學基礎”部分，要把教學重點放在“機電傳動系統的運動方程式”上，要求學生理解運動方程式建立過程，并且能針對不同機電系統列寫其對應方程，進而根據方程式判斷系統的運行狀態及穩定工作點。再比如，學習電動機相關內容時，要把教學重點放在電動機的機械特性上，理解機械特性方程中各參數的含義及對機械特性曲線形狀的影響，在深刻理解電動機機械特性基礎上，進而學習其啟動、調速及制動特性等。

如此，狠抓課程學習中的基礎內容，在課時上給予更多分配，講慢，講細，帶領學生做更多的練習，在后續相關內容的學習上就會得心應手。同時，由于學有所獲，也會進一步增加學生學習的自信心和樂趣。

三、綜合應用多種教學手段與方法，提高課程授課質量

1.建立多元化的多媒體課件教學系統

多媒體教學是將信息技術與課程相整合，高度重視利用信息技術對學生進行各項教育，是教師精心組織課堂教學的科學手段。因此，要提高課堂授課質量，必需建立配套完善的多媒體課件教學系統，針對不同的教學內容，采用不同的體現或演示方式，形成多元化的特點。

（1）對于比較抽象的知識點，可以搜集相關的視頻或者實物，授課時采用圖、文、聲并茂的方式生動地講解，以提高學生的學習積極性，加強理解。[3]如在講解機電控制技術的應用時，收集豐富的圖片，展現機電控制技術給工業、民用和軍事等領域帶來的深刻變革。在講解直流電機、交流電機的結構時，使用視頻播放的方式，詳細拆裝幾種電機，使學生對其結構有更深刻的認識，為后續電機原理的學習奠定基礎。

（2）借助必要的動畫與教師講解相結合的方式，可以使授課內容更加直觀形象，增強學生的學習興趣。如繼電器-接觸器控制基本線路這部分教學內容，各線路都是由常用電器按一定的方式連接，工作過程中涉及到觸點的閉合與斷開、電路的通斷，針對課程內容與特點，利用Flash動畫，模擬各電器的工作狀態，一步步通過模擬觸點的打開與閉合，形象地進行電路工作原理與過程的分析，使學生在興趣中更深刻地理解了教學內容。

（3）針對理論性較強，較難理解的部分課程內容，可采用教師講解、仿真驗證的方法進行。如在《電力電子技術》一章進行“可控整流電路及逆變電路”講解時，涉及到單相及三相電路、半波整流及橋式整流電路、整流與逆變電路，同樣電路針對不同負載又會表現出不同輸出特性。這部分內容比較抽象，理論性較強，學生不易理解。在講解時，可利用MATLAB仿真平臺，建立電路的相應仿真模型，實現仿真實驗，對理論知識內容進行驗證。

2.采用靈活多樣的教學方法

遵循以學生為主體的原則，采用靈活多樣的教學方法，提高學生的學習能動性，進而提高課堂教學效率。

（1）在教學過程中，注意將學生掌握的基礎知識與授課內容銜接，注重知識的融會貫通，也會收到很好的效果。如在介紹“機電傳動系統運動方程式”這部分內容時，可先帶領學生回憶牛頓第二定律的相關內容，將直線運動與單軸傳動系統的旋轉運動類比，進而推出機電傳動系統的運動方程。按照這種講解思路，學生很容易就理解了新學內容。在講解可控整流電路時，可先讓學生回憶“電子技術基礎”課程上學過的相關整流電路知識，再用可控整流器件代替其中的二極管，就形成了各種可控整流電路。這樣引導學生進行新舊知識銜接，既可以鞏固“老”知識，又學會了“新”知識。

（2）針對授課內容，采取步步設疑、步步遞進的教學方式，可啟發學生思維，提高課堂教學效果。如在講授電機正反轉控制線路時，從簡單線路講起，分析該線路工作原理，向學生質疑線路缺點及改進措施，引申出具有“連鎖保護”的線路，再次質疑該線路缺點及改進措施，直至一步步引申出實用線路。在介紹單閉環有靜差調速系統時，先介紹轉速負反饋電路，然后向學生質疑該電路的特點及優缺點，利用前面學過的電機知識，引導學生考慮使用其他反饋形式的可能，從而一步步引出電壓負反饋系統、高電阻電橋及電流截止負反饋系統等內容。

3.啟發學生思維，增強課堂互動

課堂互動是教學時最基本、最主要的人際互動，合理的課堂互動是教學效果的保證。[4]

（1）課堂上，首先教師要使用抑揚頓挫的聲音來吸引學生的注意力，不能一個語調、一個語速從頭講到尾；其次，教師要充分利用自己的眼神，要讓每個學生感受到教師的眼神關注；第三，教師要學會適當時機對適當手勢的利用。

（2）使用適當的課堂提問有助于學生思考問題，啟發思維，如在前面提到的“步步設疑、步步遞進”的教學方式。在這個過程中，需要特別強調的是教師一定要對學生的回答進行合理點評，點評時應當對學生的互動熱情與探討精神給予鼓勵和贊許，然后結合實際給出自己的看法和解答思路。提問啟發思維的主要目的不僅僅在于判斷學生觀點的正確與錯誤，而在于判斷其是否真正開動大腦去思考，是否用心。

（3）要充分調動學生的學習積極性，鼓勵學生對教師所講知識提出自己的看法。為此，在每次授課時，都會留出15分鐘左右的質疑和答問時間，并對提問學生的平時成績進行加分，以資鼓勵；同時，教師可以了解學生對知識的掌握程度，并據此適時調整課程進度與教學方法。

四、結論

結合我院“機電控制”教學實際情況，在授課初向學生闡明其完整課程體系，授課過程中狠抓基礎知識，以多元化多媒體課件教學系統為媒介，靈活應用多種教學方法，在實際教學中達到了預期效果，學生的學習興趣與主觀能動性得到了激發，提高了教學質量。

參考文獻：

[1]倪敬.《機電傳動控制》課程教學改革研究[J].教育教學論壇，

2011，（21）：147.

[2]寇應展.戰士學員學習計算機硬件課程興趣的培養[J].軍械教育研究，2011，（3）：15.

[3]高雷雷.“機電傳動控制”教學改革與實踐[J].林區教學，2010，

（7）：9.

[4]熊新.《機電傳動控制》教學方法探討[J].產業與科技論壇，

2009，8（7）：195.

（責任編輯：王意琴）