基于社會需求的機電一體化專業實驗教學改革

摘要：就機電一體化領域發展的新形勢，提出目前國內高校機電專業實踐教學中存在的問題，基于現今社會需求的機電一體化人才，分析了當前機電一體化類實驗教學的現狀及其存在的問題。提出了一些高等院校機電一體化專業實驗教學的改革策略，詳細論述了機電一體化專業實驗教學改革的策略、實驗教學體系和實踐教學考核方式的改革以及實驗條件的改善。這對于我國高等院校機電一體化專業實驗教學水平和教學效果有一定的提高作用，具有較好的指導和借鑒意義。

關鍵詞：機電一體化；教學改革；人才培養

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）29-0075-02

機電一體化是將微電子技術和機械、信息、控制檢測與系統技術等多門學科相互滲透、結合形成的一門綜合技術學科。目前機電一體化技術和產品已滲透到國民經濟的各個領域，成為當今新技術發展的主流。與此同時，社會經濟發展對機電一體化人才的需求也與日俱增。[1]培養更多基礎知識扎實、動手能力強、富有創新意識的機電類工程創新人才已經成為各高校教學改革的重中之重。

國民經濟關鍵部門迫切需要全面掌握機、電、控制和計算機的機電一體化專業復合型人才。圍繞社會對機電一體化人才的需求，提出針對機電一體化專業人才培養進行實驗教學改革的研究。該研究可為社會培養更多的機電一體化人才，提高畢業生的專業技能和實踐動手能力，提高學生的就業競爭力，增加機電一體化方向畢業生的就業率等提供參考依據。同時，對于進一步提高我國高等院校機電一體化實驗教學水平和教學效果具有較好的指導和借鑒意義。

現今實驗教學的作用不僅是為了讓學生驗證所學的各種知識的掌握程度，是否能做到理論聯系實際，而且培養學生更強的創新意識與能力，實驗教學是必然的途徑之一。它也是全面提高學生知識、素質與能力的重要手段。因此，在進行機電一體化專業課堂教學的同時更應該做好其專業的實驗教學改革。機電一體化專業的實驗教學應該持有“學生為主體”的實驗教學觀念，而擺脫那些簡單的知識傳授和驗證理論課程內容的傳統模式，把培養學生綜合運用知識、引導其自主學習、獨立系統設計和實踐創新能力作為目標，開展實驗實踐課程體系的改革，提高學生的綜合能力。

一、機電一體化實驗教學現狀分析

目前國內高等院校機電一體化實驗教學仍存在一些普遍性的問題。

1.“重理論，輕實驗”思想

傳統的教學模式往往只注重理論教學而忽視實驗教學的重要性。機電類知識體系往往概念抽象、理論繁瑣，不同課程的聯系很緊密，并且原理圖多、文字敘述較抽象，學生又無實物接觸，在學習過程中普遍感到枯燥乏味，最后學生學到的機電一體化系統的概念和知識體系就很少，而對于機電一體化專業的理解更是停留在表面層次，并且學生的實驗動手能力較差，學生的綜合能力得不到全面提高。

2.實驗教學體系不夠完善

傳統實驗教學內容只是單課程知識點的驗證實驗，學生固然可以通過實驗掌握和理解單課程知識點的基本原理與應用，但無法掌握不同知識點的協調運用，無法提高學生的綜合分析能力和解決能力。[2]

現今大多數高等院校普遍使用的實驗教學手段、實驗教學的傳統模式是以教師作為主體，教師選定所做的實驗題目，而學生只是按照實驗要求和內容被動進行重復的機械式操作。然而，如果使用這種模式將無法提高學生的自主創新能力。有些實驗綜合性不強，設計性少，代表性不強，不利于學生自主創新能力的培養，也不能激發學生自主參加實驗實踐的積極性和創造性，這將會造成學生解決實際問題的能力差。畢業后滿足不了社會對機電一體化人才的需求。

3.實驗教學條件不夠完善

現今大多數高等院校所開設的機電一體化類課程實驗往往因為所需要的實驗設備體積較為龐大，而且設備的價格又昂貴，所以對機電一體化專業的實驗課程所配置的設備都比較少。[3]很多機電一體化專業的實驗教學都是演示性教學，在整個實驗過程中老師一直在做實驗，而學生的任務只負責進行實驗觀察。即使是動手的實驗課，學生也是按照老師要求的順序重復一遍一遍去做。這樣實驗教學效果會比較差，使得整個實驗就會趨于形式化，學生的分析能力、解決問題能力得不到提高。

4.機電一體化專業實驗教學的考核機制不健全

機電一體化傳統的實驗教學考核方式主要是以考查、實驗報告以及實驗考察成績相結合的方式，這樣只能通過學生實驗報告的完成情況給其打分。[4]如果采用這種考核方式，無法真正體現出學生的實踐動手能力，因此可看出傳統的考核方式不夠合理。

二、機電一體化專業實驗教學的基本要求

需要學生強化認識理論知識、驗證理論知識的結論；要求學生能基本掌握常規儀器的基本原理與使用方法，而且能學會完成實驗的方法和操作步驟；學生能從實驗數據的分析中得出反映事物本質的結論；學生能獨立書寫實驗過程，完成實驗報告指定內容。

三、機電一體化專業實驗教學改革的策略

1.完善現有的實驗實踐教學體系

專業教師需要充實機電一體化專業實驗課程的教學內容，并減少不具代表性的實驗，根據專業課程制訂合理的實驗教學內容，加大動手實驗和綜合性實驗內容，并和理論課程相對應，建立合理的實驗教學體系結構（如圖1所示），這讓學生能在掌握基本理論知識的基礎上進行一些相關實驗，而且更易掌握機電一體化專業知識和技能。

需要完善機電一體化現有的教學手段，弱化實驗實踐模式中傳統的演示性或驗證性實驗，盡量加大學生動手的實驗實踐及綜合性實驗內容，采取開放式實驗教學模式，把學生推到實驗的主體位置。在機電一體化實驗教學過程中，最好由學生親自選定所做的實驗課題，自己選擇需要的儀器設備，制定相關的實驗步驟，獨立處理和分析實驗數據、實驗結果。而專業的實驗教師只為學生提供實驗資料、解答實驗問題等方面的服務。

2.改善現有的實驗條件

建立以能力培養為主導的實驗教學模式，搭建機電一體化專業的三個系列實驗室。一是專業基礎類實驗室，主要針對學生感性認識不足的機械傳動和實驗的薄弱環節所開設的驗證性實驗教學課程。二是綜合類實驗室，主要涉及各專業課的綜合實驗。三是數控機床、機器人實驗室。通過系統有序的實驗動手操作，有利于學生掌握實驗的基本原理，培養了學生的綜合實驗能力。

3.制訂合理的考核機制

結合機電一體化課程實踐教學現有的特點，機電一體化專業的實踐課程考核不應該有統一的標準和模式，而是應該結合實驗實踐教學的手段和方式來靈活設定考核方式。實驗實踐教學考核可采用能力培養為主考核的方式進行。簡單的傳統的驗證性或者演示性實驗，適當減小考核的比重，而一些動手考查較為全面及綜合性強的實驗，考核的比重就可適當加大；另一方面，可靈活采取現場提問、口試筆試、綜合課程實驗、課程設計等多種形式來考核，同時可以通過實驗技能比賽的方式來激發學生對實驗的興趣。[5]對學生考核的重點不是考查知識的理解程度，而應當重點考核其實踐技能的掌握程度和應用能力。

四、實驗教學改革的效果

專業教師能將抽象的理論課堂教學轉變為實際的實驗實踐操作，在整個機電一體化專業實驗教學的過程中能充分調動學生的主觀能動性，增強其實驗興趣，培養學生的分析能力、解決問題的能力，培養學生的動手能力、創新能力和綜合實踐能力，培養學生的團隊協作的精神。

五、結論

本文是基于現今社會需求的機電一體化專業人才提出的實驗教學方法及其教學策略的改革，結合了現今大多數國內高等院校機電一體化專業課程教學設置的內容及其實驗實踐教學現狀而提出來的，在一定程度上能有效地提高機電一體化專業課程的教學效果。對于一些理論知識多又深且實踐動手能力要求高的課程而言，要不斷加強機電一體化專業的實驗實踐教學工作。

基于社會需求的機電一體化專業實驗教學改革涉及到學校的教學管理、師資隊伍建設、硬件建設等諸多環節，需不斷地研究和探索，培養出更多具有一定理論知識和較強實踐能力、適合制造業發展需要的機電一體化技術人才。通過實踐教學改革，把實驗的主動權交給學生，充分調動學生學習的積極性，這不僅鍛煉了學生獨立工作的能力，重新整合其知識體系，更能激發其創造性和發散性思維，提高其綜合素質。

參考文獻：

[1]連香姣.機電一體化系統設計與綜合實驗的改革與實踐[J].機械工程技術，2006，（9）：97-99.

[2]胡偉蓉，楊婭君.高校機電一體化課程群實驗教學改革的研究與探討[J].中國現代教育裝備，2007，（12）：74-75.

[3]孫曉男.從素質教育的實施談機電一體化實驗教學改革[J].遼寧高職學報，2006，（6）：119-120.

[4]王翠艷，吳文江.機電一體化創新教育探索與實踐[J].中國電力教育，2010，（4）：154-155.

[5]王超.技能大賽引領下的機電一體化技術專業教學改革與實踐[J].機電技術，2011，（5）：158-160.

（責任編輯：王祝萍）