應用型本科院校《機電控制工程》課程教學探索實踐

鄭理 劉鴻

摘要：針對《機電控制工程》內容抽象、教學困難這一問題，結合應用型本科院校的培養目標，本文提出面向學生自適應學習能力培養的教學方法，激發學生的學習興趣，提高學習熱情，為社會培養具有自適應工作能力的應用型人才。

關鍵詞：機電控制工程;自適應學習能力;學習熱情;應用型人才

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）47-0129-02

隨著科學技術的不斷發展，控制工程理論已經廣泛應用于機器人控制、數控機床運動控制以及柔性制造系統、計算機集成制造系統（CIMS）等領域[1]。由此可見，控制工程理論在制造領域中的作用尤為重要。

各本科院校最主要的任務是為社會各行業源源不斷地輸送應用型人才[2，3]。成都工業學院是新辦應用型本科院校，機電行業是機械電子專業學生今后從業的主要行業，學習《機電控制工程》課程對該專業學生具有重大意義。

一、存在問題

《機電控制工程》課程是我院機械電子工程專業的核心課程之一，也是該專業的一門綜合性很強的專業基礎課，課程內容抽象，而且學習該課程還需要具備高等數學、工程數學等相關課程基礎知識，但學生往往對相關基礎知識掌握不夠牢固，對學科間交叉的內容理解不夠深入，更不能聯系實際靈活應用相關理論解決問題，導致對《機電控制工程》課程學習困難。《機電控制工程》課程內容理論性較強，采用傳統教學方法講授，教師感覺“教授困難”，學生也會感到控制工程“枯燥無趣，學習困難”，繼而失去學習興趣和信心。

二、解決問題第一步：制定面向學生自適應學習能力培養的教學模式

《機電控制工程》課程不僅是知識點的講授，為了使學生今后盡快適應從業實際情況，更為重要的是使學生在該課程學習過程中，培養其自適應學習能力以及解決復雜問題的能力。為此，可將教學過程設計成：課堂講授環節、自學引導環節和小組研討環節，合理進行學生課程學業成績評定。

首先，根據教學計劃對教材內容進行規劃，確定課堂講授環節內容和教學目標。在教研活動中，《機電控制工程》課程教學負責教師應組織該課程授課教師一起進行教學研討，根據課程教學大綱和教材內容，兼顧學科知識結構和內容體系，找出重點和難點，對教學內容進行優化安排，即根據學習內容的復雜程度和教學目標，確定課堂講授內容和自學內容。課堂講授內容強調基本概念的理解和應用，減少對一些定理和公式的過細推導，結合實際應用重點講授經典控制理論部分內容。在課堂講授環節，教師僅針對課程的重要知識點進行講授，盡量聯系實際應用來舉例。

其次，為培養學生的自適應學習能力，安排自學引導環節。預先安排學生對教研會上擬定的自學內容進行有計劃的自學，準備在下一研討環節中討論。自學引導環節，一方面可以鍛煉學生的自學能力;另一方面，課堂上不再對簡單的知識點進行講授，可將這些時間用于下一環節的師生互動，既提高課堂時間利用效率，又提高學生學習興趣。

第三，為了讓學生鞏固學習效果，培養理論聯系實際的能力，安排課堂小組研討環節。根據授課內容，特意尋找理論應用于實際的例子，安排課堂時間進行專題討論。在教師的引導下，可鼓勵學生動手動腦設計實驗來驗證課堂講授環節及自學引導環節中的基本概念和基本理論，進行及時評價。該環節的目的是鍛煉學生運用所學知識解決實際問題，根據實踐來證實控制理論對實際應用的指導作用，從而培養其今后分析問題、解決問題的能力，培養其團隊合作與社交協調的能力，為今后工作奠定基礎。

下面以“頻率特性的基本概念”一節內容為例，將教學過程設計成：課堂講授環節、自學引導環節、小組研討環節。

對“頻率特性的基本概念”一節中“頻率特性的定義”這部分內容安排學生按教學要求自學，對于“頻率特性的物理意義”這部分內容，可根據學生學習能力讓其盡量理解，然后在課堂上進入小組研討環節。已知：如圖1所示，設濾波電路的輸入為正弦電壓u■（t）=A■sinωt，分析該電路濾波原理，討論該電路在實際中可能的應用。

首先，求出系統的傳遞函數為：G（s）=■式中T=RC

利用學生在自學環節對頻率特性的定義的理解，計算出幅頻特性和相頻特性，

其中幅頻特性：A（ω）=G（jω）=■

相頻特性為：φ（ω）=-arctgωT

那么，該系統在輸入作用下，系統的穩態輸出為：

u■（∞）=■Sin（ωt-arctgωT）

接著進入小組研討環節：（1）該電路是哪種類型的濾波電路？說明原因。

（2）實際使用如何？

學生經過興致勃勃的討論后，得出結論：該電路是一個“低通濾波器”。因為在頻率較低時，ωT<<1，A（ω）≈1，φ（ω）≈0，表明輸出電壓與輸入電壓幾乎相等，相位接近相同;當輸入信號的頻率較高時，ωT>>1，A（ω）≈■，φ（ω）≈-90°，表明此時輸出電壓趨于0，相位滯后90°。在實際中，可用于設計“低通濾波”，只要系統中R、C確定后，頻率特性隨之確定。

可見，通過這種方式教學，將理論和實際聯系起來，學生不容易對教學感到枯燥，既可明確基本概念，還會讓學生領會用理論對實踐進行指導，通過實踐來驗證理論，讓學生不再感到“難學”，教師不再感到“難教”。

最后，確定學生的課程成績評定方式。傳統的考核方式為期末考試，在學生自適應能力培養為核心的教學模式下，僅僅通過單一的期末考試的方式對學生課業進行成績評價，是不全面的，更不客觀[4]。可以將期末考試的方式與課程教學環節中每一環節的過程評價綜合起來，并且教學環節中的過程評價占總成績的65%，這樣才可以充分調動學生平時各教學環節的學習積極性，避免學生期末考試才進行突擊復習等，以保證課程各教學環節的有效實施，最終達到教學目標。

三、解決問題第二步：注重教學過程互動，以鞏固和提高學生的學習熱情和學習興趣

教學是教師與學生的雙邊活動，沒有溝通、對話，就沒有教學，教學不是教師一個人講授，而是要讓學生參與課堂教學[5]。“教授”是為“學習”而存在，也是為“學習”服務的，只有激發學生的學習熱情，培養學習興趣，使其成為真正的學習主體，才能實現預期目標。因此，需要改變傳統模式下以教師為主體的教學方式，充分利用自學引導環節、小組研討環節形成教學互動，引導學生積極參加討論，主動思考問題，從而培養學生的學習主動性。

在自學引導環節和小組研討環節，教師努力啟發學生思考問題，積極引導學生參加討論，鼓勵學生對教師所講知識和方法提出質疑，幫助他們解除疑惑。為了提高學生的學習主動性，增強教學過程的師生互動效果。為此，教師可在課前預先布置下次的授課內容，讓學生在課下自覺預習，并在課堂前15分鐘鼓勵他們到講臺上講述預先布置的內容，根據講解中暴露的問題，有針對性地補充和糾正，引發學生主動思考問題，提前預習教材，提高《機電控制工程》課程的教學效果，增強課程學習成就感、愉悅感，從而提高學習熱情，建立戰勝困難的信心。

四、結論

本文主要闡述面向學生自適應學習能力培養的教學方式，提出將教學過程設計成三個環節：課堂講授環節、自學引導環節和小組研討環節，通過教學互動提高學生課程學習熱情，激發課程學習興趣，改善課程教學效果，提高學生自適應學習能力和解決復雜問題的能力。

應用型人才必須具備可持續發展的潛力，能夠學會學習，自我更新知識體系，以適應社會發展的需要[6]。從長遠來看，自適應學習能力教學方式可以培養本專業學生具備今后工作的自適應能力，為社會輸送具備競爭能力的人才。

參考文獻：

[1]王衍學，楊銀銀，蔣占四.《控制工程基礎》課程教學改革若干思考[J].科技信息，2011，（21）：38-39.

[2]金勁彪.新建本科高校多樣化應用型人才培養的改革探索[J].中國大學教學，2013，（9）：40-42.

[3]劉鴻.大學物理教學中創新思維培養的探索實踐[J].教育教學論壇，2014，07（30）：205-206.

[4]鄭理.高校機械電子類專業英語教學途徑的探討[J].成都工業學院學報（社科版），2014，（1）：117-118.

[5]姚利民，段文彧.高校教學方法改革探討[J].中國大學教學，2013，（8）：60-64.

[6]鄧海生，王引衛.新建本科院校應用型本科教學課程模式的構建[J].陜西教育高教，2012，（4）：47-48.