興趣導向多信息技術融合模式下教學方法研究與實踐

黃俊杰

摘要：推動“中國制造2025”進程，培養一批高素質機電專業型人才勢在必行，這也是高校對機械類專業大學生培養目標的具體要求。機電類專業基礎課《機電傳動控制》則為實現這一人才目標提供了強有力的工具。以基本技能為目標組建學生興趣小組，精心設計課程教學，將課程內容與基本技能融合，多信息技術貫穿教學并維持學生興趣，達到事半功倍的效果。文章從提高學生主動性、信息技術下教學內容多樣性等方面對教學方法進行探討，為專業基礎課和專業課程的教學提供借鑒和參考價值。

關鍵詞：興趣導向;多信息融合;《機電傳動控制》;教學方法

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2020）14-0195-03

為順應“德國工業4.0”和“中國制造2025”政策，中國制造業正在經歷著信息化與工業化的深度融合，互聯網與傳統工業的融合，這是中國新一輪制造發展的制高點，驅動中國制造向中國智造加速轉變;同時加快培養智能制造業發展急需的專業技術人才、技能人才，建設一批素質優良的制造業人才隊伍已勢在必行，而高等院校高質量的畢業生為這一需求提供了強有力的支持和保障[1，2]。機械電子工程專業的主干課程《機電傳動控制》具有一個嶄新的知識體系，為新時期智能制造人才提供專業理論基礎和相關技術。作為一名專業教師，如何充分利用教學，讓學生扎實掌握知識和專業技能，為社會和國家所用，成為值得思考的問題。

一、提出問題

《機電傳動控制》是一門理論和實踐并重的課程，涉及機械、力學、電子與信息技術、控制等多門學科，是智能制造和機電一體化人才所需的機電傳動知識結構的軀體和機電結合的紐帶。毫不夸張地說，《機電傳動控制》課程的質量直接決定著機電專業本科生四年來培養的質量與效果。目前大多高校開設的《機電傳動控制》課程，選用教材為馮清秀、鄧星鐘編著華中科技大學出版社出版的《機電傳動控制》（第五版）。該教材為國家級規劃教材，具有一定的權威性，然而在授課時面臨如下問題[3]：（1）如今普遍專業課學時少（32學時），且存在部分內容抽象、難度大的現象。（2）知識點零碎，章與章甚至節與節之間缺乏系統性。（3）仍保留“重理論、輕實踐與工程應用”的培養模式。（4）短時期內教學任務重，采用的教學方法和形式較單一。

在國外的一流大學如美國密西根大學早就注重本課程的教學研究;國內的華中科技大學、同濟大學、上海交通大學等已有精品課程的建設并形成較為成熟的知識和教學體系，這為我國高校《機電傳動控制》課程的教學手段和教學實踐等提供了借鑒和指導[3]。我國的《機電傳動控制》課程教學改革研究包含對理論教學內容、方法及實踐教學手段、實驗室系統與創新研究等進行大量的研究并在期刊上發表，如倪敬等提出了基于知識點樹形圖理論的課程內容體系，探索了基于三個“引入”的教學組織形式，提高學生能力[4];毛清華等探索一種以工程案例為主線的翻轉課堂教學方法來改變傳統以“教師講授為主”的教學模式[5];吳濤等從教學內容、方法和實驗設計等環節結合教學實例進行有益的探討，對提高教學質量有較好的參考價值[6];張志義探討了以數控機床為主線的《機電傳動控制》課程的教學體系和教學方法，精簡了傳統教學內容，補充了新知識、新技術等探討該課程的工程化教學方法[7];CHEN Guoqiang etal針對課程中抽象的知識點進行仿真，易于學生理解和掌握[8]。

作為一名高校專業教師，從學生本身和老師自身出發，激發學生的主觀能動性，運用多信息技術融合的方法研究一套行之有效的教學方法與實踐體系，尤其是教學方法和教學手段的具體實施方式和措施，從而切實提高學生的專業能力。

二、引入興趣導向教學思維

“興趣是最好的老師”。以興趣為載體，精心設計課程內容的切入點和導入點，積極創設條件培養學生的興趣，使學生在情感愉悅中接受知識，掌握技能，以達到最佳的教學效果。有了興趣，學生便有了自主學習和深入研究的積極性，興趣貫穿整個教學環節，則有事半功倍之效。

圖1所示為興趣導向的《機電傳動控制》課程的教學設計過程。首先，從學生注重的目標、就業和信念等入手，引導學生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀和“干一行愛一行”的敬業精神;從專業或本課程所需的基本技能分類成立機械結構設計、建模仿真、電氣控制方法和PLC/單片機編程等學生興趣小組，初期教師協助完成指定任務，讓學生有事做、能做事，最終形成一種想學、要學和比著學的氛圍;以前期掌握的技能為基礎，精心設計本課程的教學內容，將新知識轉換為新鮮事物呈現給學生，讓學生始終有新的體驗和收獲，從而實現對學生興趣的培養和維持。

三、多信息技術融合下教學設計

1.理論教學。在講授理論知識時，通過多信息技術生動且具體呈現出不同的教學內容，圖2所示為多信息技術融合下的主要教學內容設計。（1）針對課程內講授的各類常用電機和電子元器件的結構，從加工工藝、流程和裝配過程，甚至加工該元器件所用的設備出發，通過現場取材和三維仿真技術直觀地再現于課堂教學，讓學生們知其然更要知其所以然，知識系統化以便于更好理解、記憶及創新。（2）針對課程中理論性強、抽象的課程內容如電機的啟動和調速、三相橋式全波整流電路等，運用仿真技術，如Matlab、proteus和pspice建立模型，分析參數含義，進而動態化反映工作過程，從而使學生掌握工作原理及其特點。（3）有意識地結合課程內容設計大作業和課題，將學生前期掌握的基本技能和軟件工具貫徹始終，以便給學生提供運用的環境和鍛煉的機會，提高學生專業設計水平和解決問題的能力。（4）利用計算機網絡建立班級討論群、興趣小組群，進行線上線下交流，實時關注學生動態，隨時解決學生在學習中遇到的問題，不斷鼓勵和激勵學生，讓學生在專業道路上越走越遠。

2.實踐教學。實踐教學作為教學中的關鍵部分，是激發學生興趣的重要手段之一，也是培養和提高學生操作能力的主要途徑。調查顯示，高達40.7%的大學生認為當前課堂教學以理論知識為主，缺乏實踐知識的融入[9]。（1）新技術融合后的創新實驗設計?？萍疾粩喟l展的同時，教學也要常更新方能培養出適應社會發展的人才。在課堂講授過程中，通過自動控制設計實現遠程操作將實驗操作過程搬進課堂，讓實驗走進理論教學，與理論知識相互融合便能實現優質教學。實現途徑：一是對現有設備進行改造使其具備遠程操控能力，并作為課題來研究和實現;二是在新科技條件下重新提出實驗臺的新方案。（2）將自主設計和研究模式融入課堂。因學校地處中原，學校周邊中、小企業的自動化程度并不高，企業產品的重要工序仍為人工作業，將企業面臨的關鍵技術問題轉變為課程小項目，從方案的提出、設計和制造（課后可延伸學習），讓學生參與進來，培養學生具體分析和解決實際問題的能力，同時也切實提高了企業的制造自動化水平。

四、結論

提高“智能制造”水平，培養一批優秀的機電專業人才是硬道理。本文提出了以基本技能為依托的專業課學生興趣的產生，進而以興趣為載體，精心設計教學內容，讓課堂知識成為興趣維持之源;優化課堂教學，激發學生興趣，教學內容采用多信息技術融合方式呈現，讓學生參與其中，時時有新的體驗和收獲;使興趣和專業在這種模式下相輔相成，大大激發學生的求知欲，調動主觀能動性，從而為創新型人才奠定基礎。

參考文獻：

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[3]雷金，彭衛平，秦新燕，劉照.“機電傳動控制”課程教學改革與優化[J].科技視界，2017，（23）：37，43-44.

[4]倪敬，許明，陳國金.《機電傳動控制》課程教學改革研究[J].教育教學論壇，2011，（21）：147-148.

[5]毛清華，曹現剛，李曼，等.以工程案例為主線的機電傳動控制翻轉課堂教學改革[J].課程教育研究，2017，（4）.

[6]吳濤，尹志宏.“機電傳動控制”課程的研究型教學模式[J].實驗室研究與探索，2013，（1）：105-107，187.

[7]張志義.以數控機床為主線的“機電傳動控制”課程教學與實踐[J].教育與職業，2014，（14）：135-136.

[8]Guoqiang Chen，Xianguang Shang.Simulation used in education for a separately excited DC motor[J].World Transactions on Engineering and Technology Education，2014，12（1）：14-19.

[9]肖湘平，徐小霞，徐紫冷.信息化視閾下教與學融合路徑探索[J].中國大學教學，2016，（09）：64-69.

Abstract：It is imperative to promote the process of "making the 2025 process in China" and to train a group of high-quality electromechanical professionals.The "Mechanical and Electrical Transmission Control" of the mechanical and electrical professional basic course provides a powerful tool for the achievement of this talent goal.A student's interest group is set up with the basic skills，the course teaching is designed，the course content is fused with the basic skills，the multi-information technology runs through the teaching，and the student's interest is maintained，and the half-effort effect is achieved.This paper discusses the teaching methods from the aspects of improving the student's initiative and the diversity of the teaching content under the information technology.The teaching of basic courses and specialized courses can be used for reference and reference.

Key words：interest oriented;multi-information fusion;"Mechanical and Electrical Transmission Control";teaching method