機電一體化技術課程教學改革與探討

楊丙輝　閆樹軍　郭文松

塔里木大學機械電氣化工程學院　新疆阿拉爾　843300

機電一體化技術課程教學改革與探討

楊丙輝閆樹軍郭文松

塔里木大學機械電氣化工程學院新疆阿拉爾843300

在分析機電一體化技術課程教學過程中存在問題的基礎上，從制定特色課程教育目標、選用合理教材和增設工廠自主實習環節等方面地提出了該課程的改革措施和建議，以期能夠提高學生的學習積極性，獲得良好的教學效果。

機電一體化；特色課程教育目標；教材選用；生產實踐

伴隨著《中國制造2025》國家戰略規劃的實施，高端制造業必將迎來新的發展機遇，與此同時我國的機電制造產業也將快速同步發展。機電一體化是當今世界及未來機械工業技術和產品發展的主要趨向，也是我國機械工業發展的必由之路，國內機電一體化行業的迅速發展，使機電一體化人才成為社會亟須的緊缺人才之一。在此背景下，很多高等院校紛紛強化提升機電一體化相關專業的培養質量以滿足社會對其人才的需求［1］。機電一體化技術課程是機電一體化專業、機械工程及自動化專業、機械電子工程專業、材料成型與控制工程專業和工業工程等專業的必修課程，屬技術基礎課，在教學計劃中占有重要的地位，是對所學的基礎課及一些技術基礎課的綜合與運用［2］。它具有很強的實踐性和綜合性，其內容涵蓋機械本體的設計與分析、傳感器技術、伺服系統、接口技術、控制系統等基礎知識；通過學習該課程，學生能夠掌握機電一體化系統設計的基本概念、基本方法、基本技能，具有初步的設計、分析和應用機電一體化產品的能力［3］。但是在現實教學過程中出現的一些問題，已經影響到了該課程教育目標的實現和專業人才的培養質量，影響到了企業對高校機電一體化人才培養的印象，讓我們必須思考并改變傳統的培養方式來提高實際的教學效果。

1　課程教學中存在的問題

1.1課程教育目標相似性大特色不突出

對于機電一體化技術這門課，它是機電類相關專業很重要的一門技術基礎課，是關鍵課程之一，因此現在很多工科院校的機電類專業都會開設這門課，也就是說機電一體化技術這門課的課程涉及面非常廣，這是一個大趨勢。但是我們在分析現在機電一體化技術人才培養的現狀和研究各高校的機電一體化技術課程教育目標時就會發現一個問題，那就是很多高校的該課程教育目標幾乎是一樣的，相似性很大，沒有自己的特色，或者說課程教育目標的設置中僅有共性部分，而缺乏根據各校、各專業制定的特色部分。如果課程教育目標設置完全一樣，從理論上講就會導致所有的學生所接受的知識內容、形式、深淺等都是一樣的，即培養出來學生的專業素養是基本完全一樣的，可現實是各個學校的專業特色不同、學生層次結構不同、地域環境不同、學生就業方向不同等等，怎么能夠用一個幾乎完全統一的標準來實施呢？如此培養出來的學生又怎能較好的適應實際工業生產中各行各業的現實需求呢？

1.2教材選用不合理與特色專業結合不緊密

由于機電一體化技術課程的理論內容綜合性較強，但各個知識點之間又具有相對獨立性，導致學生學到的知識比較零散，不能準確地掌握所學的各個模塊知識，因此學生的學習難度、壓力比較大，整體學習興趣和積極性不高。據了解，這種情況在不少高校中都存在，尤其是在學生基礎素質比較弱的一些高校更甚。出現這種現象的原因是多方面的，但是比較重要的一方面就是現在的教師選教材的余地比較大，教材選用不合理，多數教師總喜歡選一些名校名師編寫的教材或者權威部門規劃的教材，此類教材都是質量較高的好教材，這是毋庸置疑的，但是每一個高校都有各自的人才培養目標和專業特色，因此并不適合每一個高校和專業；尤其是對于比較一般的地方院校，部分名校教師編寫的高質量教材適合教師備課用，但是不適合學生學習用。一方面原因是這類教材通常內容較多、講解較深，理論性較強，而應用性內容較少，學生自學相對較難懂；另一方面即使選擇的教材中有較多應用性內容的講解，但是其所采用的案例也通常也多為比較典型的機電一體化產品，如數控機床，或者采用專業性很強的案例產品，如航空雷達。如我校是以農林、水利類專業為特色的高校，如果我校的機電專業選擇這樣的教材，上課時教師的備課、講課，學生聽課效果和實際授課效果都會打折扣的，而對學生來講最重要的是不能很好地利用教材進行自學，學習效果是就要受到很大的影響，更容易打擊學生的學習積極性和課程興趣，這些都反映了一個問題那就是教材的選用不合理，沒有結合本校特色、本專業特色，從而不利于教師的教和學生的學，進一步影響學生對該課程的興趣。

1.3實踐性環節中工程應用部分缺失與生產實踐銜接不到位

機電一體化技術課程教學環節設置的基本現狀是“理論教學+實驗教學+課程設計教學”三位一體的教學模式，理論教學主要講授各個模塊的理論內容，重在講解傳授知識；實驗教學則對每一個模塊的內容進行相應的實驗驗證，重在驗證所學知識；課程設計則是通過一個設計題目鍛煉學生對所學知識的基本應用能力，重在應用輸出知識。這個教學環節設置從傳統教學的角度是完善的，是一個內部閉環，但是從不斷提高學生的實踐操作能力、創新能力的現代教學角度來講是有缺失環節的，對于一門課程、一門技術學生學完之后就沒有見過是如何在工程實踐中具體應用的，談何輸出設計、談何創新呢？所以現行的教學環節設置中實踐性環節中工程應用部分是缺失的，與生產實踐銜接不到位的。

2　教學改革措施

2.1根據地域特色和學生就業方向等要素制訂課程特色教育目標

對于機電一體化技術課程教育目標在現實教學過程中存在無特色的問題，筆者根據自己多年的教學經驗和思考，建議制訂課程教育目標時既要體現課程的共性內容，又要切實根據各自自身實際情況（考慮專業特色、地域特色和學生就業方向等）體現特色教育目標，從而滿足培養特色專業學生的需求。例如，我校的機電一體化技術課程教育目標的制訂關于共性部分就不贅述，而對于專業特色部分就是必須要考慮我校的機械專業中農機方向是比較有特色的，可以把一些典型的機電一體化農機技術應用融合到課程教育目標中；地域特色就是要考慮我校是新疆兵團高校，培養出來的學生多數是留在新疆、服務新疆的建設，而新疆特色的機電一體化產品技術要求尤其是規模化農機應用與內地其他地方是不一樣的；關注學生就業方向則要知道我校的機電類學生畢業后從事機電產品安裝、調試、操作、維護、維修、管理等方面工作所占的比重較大，而從事機電一體化技術或產品研發的工作比重較小，這些都是我們在制定課程教育目標時必須考慮的問題，否則就體現不了課程教育目標的特色性了，培養出來的學生也就沒有特色了，也不能更好地適應地方特色經濟的發展需求了。

2.2結合本校人才培養的特色選用教材或自編校內教材

關于機電一體化技術課程教材的選用，筆者的建議是要在明確課程教育目標的基礎上結合自身專業特色進行選擇。前文已經闡述了課程教育目標的制定原則，如此就會有比較明確的教學大綱，那么教師在選教材時就可以依據教學大綱盡量選擇與本專業教育目標一致的教材，如果能夠選定名校名師編寫的教材或者權威部門規劃的教材最好，如我校原來就是以農林專業為特色的院校，那我校的機電類專業在選擇機電一體化技術課程教材時就應盡量采用同類農林院校、相近專業的教師編著的教材，這樣教材對學生的適應性會更好一些。但是不同的學校又有自己的自身特色和實際情況，即使同類院校、相近專業教師編著的教材也可能不滿足實際需要。此時就需要教師自己動腦動手解決自己的實際需求了，也就是相關專業教師自己在一起編著校內特色教材，這樣就可以集百家之長同時又可以把自身特色內容融合到校內教材中了，滿足對特色教材的需求。

2.3增設學生自主工廠實習以彌補工程實踐應用環節的缺失

關于機電一體化技術課程教學實踐性環節中工程應用部分缺失，與生產實踐銜接不到位的問題，解決的辦法也很簡單：就是在該課程的教學環節中增設課程自主工廠實習環節，即將現有的課程教學環節調整為“理論教學+實驗教學+課程自主實習+課程設計教學”。課程自主工廠實習安排周期以一周左右為妥，時間在寒、暑假為宜，要求學生提前提交實習的主題、計劃等，從而預先敲定主題保證實習質量。安排此實習好處有如下兩方面，其一是確實督促了學生到工廠的生產現場關注某些機電產品或機電設備的結構、原理、運行、維修、保養等情況，獲得第一手的實踐知識，提高了對機電一體化技術的認知和理解，達到預期的教學目的；其二也客觀上督促學生增加了與企業、工廠生產實踐的接觸機會，彌補了現行教學體制中與生產實踐接觸較少、脫離生產實踐的缺失，從而使學生提高了對生產實踐的認知，調動學生的積極性，讓學生體會到學有所用、學即可用的成就感。

3　改革實踐效果

經過近兩年的理論教學和實踐教學探索，改革措施實施后，一方面教師和學生對機電一體技術這門課的課程教育目標認同性提高了，對教材的意見也基本沒有了，學習積極性和教學效果都改善了很多；另一方面，在實踐教學過程中增設自主實習環節后，學生在進行機電一體技術課程設計時的目標性和方向性都較原來清楚了很多，課程設計的質量得到了明顯提高，獲得了良好的教學效果。

4　結束語

通過對教學過程中遇到的實際教學問題的思考，并結合自身的教學經歷，提出了根據地域特色和學生就業方向等要素制定特色課程教育目標的建議；對于教材的選用則希望結合本校人才培養的特色選用教材或自編校內教材；同時在實踐教學環節中建議增設學生自主工廠實習以彌補工程實踐應用環節的缺失，在實際教學過程中以上改革措施已經明顯提高了學生的學習興趣，獲得良好的教學效果。

［1］ 洪小麗，孫濤.高職機電一體化專業課程現狀及改革思考［J］.長沙航空職業技術學院學報，2009（3）：14-16.

［2］ 熊淑平.機電一體化系統設計課程建設［J］.河南科技，2013（15）：260.

［3］ 閆華，汪木蘭，朱思洪.《機電一體化系統設計》課程教學改革的實踐［J］.中國科技信息，2008（15）：241-242.

The Teaching Reform and Discussion on the Mechanotronics Technology

Yang Binghui， Yan Shujun， Guo Wensong
Mechanical and Electronic Engineering College of Tarim University， Alar， 843300， China

There are some problems which are analyzed existing in teaching process of Mechanotronics Technology. So the course reformed measures and Suggestions which formulating the characteristic education goal， Choosing reasonable textbook， adding practice in factory by themselves are put forward. Then in order to improve the students' learning enthusiasm and obtain good teaching effects.

mechanotronics； characteristic education goal； choosing textbook； practice

2016-03-22

楊丙輝，碩士，講師。閆樹軍，碩士，講師。通訊作者：郭文松，碩士，講師。

塔里木大學高等教育教學研究項目（編號：TDGJ1515）。