基于遞進式模塊的專業碩士校內實踐教學設計

姚靜　趙桂春

摘要：本文介紹了針對專業碩士研究生的實踐教學改革方法，在充分總結以往教學經驗的基礎上，基于遞進式模塊的教學理念，提出了“實驗培訓+實物制作+項目考核”的實踐教學體系，并設計了實踐項目。本文以專業碩士校內實踐課程教學目標為核心，開展教學環節的創新設計，從建立面向專業碩士專業能力矩陣、實踐教學體系設計及實踐項目的設計與實施三個方面做了全新的嘗試，結合專業課程和學生基本專業素質，設計基礎理論實驗研究內容，建立綜合實踐教學模塊，培養學生的實踐操作、問題分析、分工協作的能力。本文研究成果對專業碩士教學改革具有參考價值。

關鍵詞：校內實踐；教學設計；實踐教學；教學改革

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）04-0153-03

國內眾多學者致力于研究生教學模式研究，近年來圍繞教學改革、實踐教育進行了大量探討與研究。華東師范大學的高芳祎博士對我國研究生課程與教學改革效果進行了專門調查研究，調查結果肯定了近年來國內教育改革取得巨大成績，同時也指出在研究生課程學習及其與科研實踐相結合的環節有待優化提高[1]。南京師范大學的王源遠、王麗萍對高校實踐教學的理論認識與實踐進行了探索，指出在實踐教學管理上，既要根據不同的實踐形式制定不同的評價標準，又要改結果性評價為過程性評價，及時更正實踐活動中的不足，在實踐過程中提升質量[2]。當前，專業碩士對口企業實踐資源匱乏，而社會對專業碩士能力要求卻越來越高，針對這一矛盾，機電控制工程系結合現有實驗室軟硬件資源和以往豐富的項目式教學經驗，以提高專業碩士研究生的專業素養、知識水平和工程實踐能力為研究目標，對專業碩士實踐教學環節進行設計。

一、教學目標

本教學改革項目針對機械工程機控方向專業碩士研究生，在充分總結以往教學經驗的基礎上，結合發展需求，以培養創新精神、增強應用能力為目標，設計具有專業特色、研究生水平的實踐教學環節。本項目旨在充分發揮校內實踐環節的作用，通過教學改革，提高專業碩士研究生創新能力、科研能力、應用能力。通過對機械類人才能力需求的大量企業調研，制定了機械類培養目標、畢業要求及課程體系。校內實踐課程圍繞畢業能力需求進行了教學目標設計，同時順應這一目標，基于遞進式模塊的教學理念構建了從實踐中學習理論的課程教學模式。本門課教學目標如下：（1）掌握基本液壓元件與氣壓元件的工作特性及使用場合；（2）掌握典型液壓與氣動基本回路的工作原理及工程實際中的應用，動手搭建典型基本回路并運用所學知識進行分析；（3）掌握X-D圖的使用方法，能夠對控制電路及梯形圖進行邏輯分析與設計；（4）掌握繼電器、PLC工作原理及使用方法，并對液壓與氣動基本回路進行控制；（5）經過校內實踐的培訓能夠掌握液壓與氣動回路的搭建及控制，并對其進行調試及故障分析。（6）能夠就液壓及氣動回路設計撰寫分析報告和設計文件。

二、教學設計

基于遞進式模塊的教學理念，在明確了校內實踐課程教學目標后，圍繞該教學目標，積極開展教學環節的創新設計，是高質量實現這些教學目標的關鍵。本實踐教學從建立面向專業碩士專業能力矩陣、實踐教學體系設計及實踐項目的設計與實施三個方面做了全新的嘗試，具體見下文。

（一）建立面向專業碩士專業能力矩陣

基于機電控制工程專業專業碩士基礎理論及專業課程，以CDIO理念為指導，明確機電控制工程系專業碩士研究生實踐能力需求，分解能力指標點，并基于能力指標點構造實踐環節內容，形成機電控制工程系專業碩士實踐模塊專業能力矩陣。

（二）實踐教學體系設計

基于能力矩陣，建立以實驗為輔、實物實踐項目為主的遞進式實踐教學模塊。為更好地激發學生的積極性，使學生深入理解掌握專業知識，設立討論、答辯、加工制作、調試、比賽等多個教學環節。建立基于過程的監督管理方法，探索多方位的考核機制，形成“實驗培訓+實物制作+項目考核”較完善的實踐教學體系。本次教改項目改變專業碩士看別人做實驗為自己動手做實驗，由“局外人”變成“參與者”，角色的轉變激發專業碩士的興趣與熱情。

1.本次的教改不同于本科生的實踐教學，不設立實驗指導書，全部實踐項目均為任務形式提出，工程項目形式落實，沒有明確的參考資料，所有系統原理、電氣原理均由專業碩士以小組（2人）為單位討論、設計出來。

2.本次教改實踐項目分為基礎模塊、提高模塊、高級模塊三部分，本著由淺入深、先易后難、循序漸進的原則設定，逐步提高專業碩士的實踐動手能力。既解決了實踐者基礎薄弱的問題，又解決了理論與實踐聯系脫節的問題。

3.本次教改每一個階段的考核方式也各不相同。基礎模塊以完成任務為主，考核側重于對任務的理解以及動手操作；提高模塊以處理任務解決過程中的問題為主，考核側重于問題分析、分工協作，多學科知識交叉；高級模塊以實物制作為主，考核側重于團隊合作、所學知識的融會貫通。激發學生興趣，高效地實現實踐教學能力培養目標。

（三）實踐項目的設計與實施

結合專業課程和學生基本專業素質，設計基礎理論實驗研究內容，建立綜合實踐教學模塊。在此基礎上，開展自主創新實踐模塊研究。基于遞進式的實踐教學培養模塊，融合傳動系統、傳感識別系統和運動控制系統，使學生初步具備獨立設計機電液控測一體化系統產品的能力，更好地培養機電液一體化專業學生的專業技術能力和綜合素質。鼓勵學生以氣動機器人為實施對象，進行機電液測控全面的學習和提高。

1.基礎模塊。在基礎模塊訓練中，旨在培訓學生的基礎知識。以實物為對象對學生進行現場指導，使同學更加直觀地認識學習液壓與氣動基本元器件，掌握了元器件的原理及使用方法。并將課本上的液壓與氣動基本回路在試驗臺上進行搭建與調試，試驗臺照片如圖1所示。此模塊教學過程中除了讓學生對基本回路進行理論學習之外，更多地是培養學生的動手能力，并通過動手搭建基本回路讓學生更好地了解其在實際中的應用。

2.提高模塊。在提高模塊的學習中，學習繼電器、PLC工作原理及使用方法，學會用X-D圖對控制電路及梯形圖進行邏輯分析，熟練掌握控制電路以及控制電路轉化梯形圖并進行編程，并對液壓與氣動基本回路進行控制；通過提高模塊的學習訓練，不僅讓學生學習了電氣控制的基礎知識，實現對基本回路的邏輯控制，更重要的是通過對電氣控制的不斷調試，培養學生發現問題、解決問題的能力。

3.高級模塊。通過對基礎模塊和提高模塊的學習，學生已經掌握了基本回路的搭建以及控制，具備了對復雜液壓與氣動回路進行設計及控制的基礎。在高級模塊的學習訓練中，設置三級項目，不提供任何指導，項目以任務形式提出，工程項目形式落實，沒有明確參考資料，系統原理、電氣原理均由小組成員自行設計、制作、調試，最后以答辯、比賽的形式進行考核，如圖2所示。在學習過程中通過項目的訓練讓學生對所學的知識進行融會貫通，考核過程中除了檢驗對項目的完成程度，同時也要檢查小組成員在完成項目過程中的團隊協作能力。

三、結束語

以產出為導向的課程體系改革迫在眉睫，以模塊提高式教學理念為基礎提出新的實踐教學體系，是提高培養教學質量的有效途徑。基于遞進式模塊的專業碩士校內實踐教學設計，不僅解決了專業碩士對口企業實踐資源匱乏的問題，而且激發了學生們自主學習的興趣，培養了學生發現問題、解決問題的能力，還通過實物制作等模塊，培養了學生們的動手實踐及團隊協作能力，提高了專業碩士研究生的專業素養，以滿足社會對專業碩士能力的需求。

參考文獻：

[1]高芳祎.我國研究生課程與教學改革效果的調查研究[J].學位與研究生教育，2012，（10）：27-31.

[2]王源遠，王麗萍.高校實踐教學的理論認識與實踐探索[J].實驗技術與管理，2013，30（01）：11-16.

Abstract：This article introduced the practice teaching reform method for professional degree graduate students.Based on the summarization of past teaching experience and the progressive modular teaching philosophy，a practical teaching system of "experimental training + physical production + project assessment" was proposed and designed Practical projects.This article focuses on the teaching objectives of a professional degree's campus practical curriculum，and carries out innovative design of the teaching link.It has made new attempts from three aspects：the establishment of a professional degree professional competence matrix，the design of practical teaching systems，and the design and implementation of practical projects.Combining professional courses with basic professional qualities of students，designing basic theoretical experimental research content and establishing a comprehensive practical teaching module，cultivating student's ability to practice，analyze problems，and collaborate.The research results of this paper have reference value for the professional degree's teaching reform.

Key words：campus practice；instruction design；practical teaching；teaching reform