新工科建設(shè)背景下“機(jī)電傳動(dòng)與控制”課程教學(xué)改革與探索

張斌 劉建萍 林小丹 楊丙輝

摘?要：針對(duì)目前“機(jī)電傳動(dòng)與控制”課程教學(xué)過程中出現(xiàn)課程目標(biāo)及重點(diǎn)不突出、課程部分理論及實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)與工程實(shí)際聯(lián)系不緊密的現(xiàn)狀，為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，提高“機(jī)電傳動(dòng)與控制”課程的實(shí)際教學(xué)效果，結(jié)合當(dāng)前的形勢(shì)對(duì)其課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課程考核、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行改革探索，由此提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和操作動(dòng)手能力，為“新工科”背景下工程人才的培養(yǎng)打下了良好的基礎(chǔ)。實(shí)踐證明該課程通過一系列教學(xué)改革，教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性顯著提高，學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力增強(qiáng)，基本滿足新工科培養(yǎng)的要求，有利于南疆的機(jī)電一體化人才的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電傳動(dòng)與控制；新工科；教學(xué)改革；南疆

中圖分類號(hào)：G420

Teaching?Reform?and?Exploration?of?"Electromechanical?Transmission

and?Control"?Course?under?the?New?Engineering?Background

Zhang?Bin?Liu?Jianping?Lin?Xiaodan?Yang?Binghui*

College?of?Chemistry?and?Chemical?Engineering，Tarim?University?XinjiangAlar?843300

Abstract：In?view?of?the?current?teaching?process?of?"Mechanical?and?Electrical?Transmission?and?Control"?course，the?course?objectives?;and?key?points?are?not?prominent，and?part?of?the?theory?and?experiment?of?the?course?is?not?closely?connected?with?the?engineering?practice，in?order?to?fully?mobilize?students'?learning?enthusiasm?and?initiative，improve?the?actual?teaching?effect?of?the?course?"Mechanical?and?electrical?Transmission?and?Control"，combined?with?the?current?situation，the?teaching?content，teaching?methods，curriculum?assessment，experimental?design?and?other?aspects?of?the?curriculum?are?reformed?and?explored.Thus?improving?students'?innovation?ability?and?operation?ability，laying?a?good?foundation?for?the?cultivation?of?engineering?talents?under?the?background?of?"new?engineering"，practice?has?proved?that?the?course?through?a?series?of?teaching?reforms，the?teaching?quality?and?students'?learning?enthusiasm?have?been?significantly?improved，and?the?students'?innovative?practice?ability?has?been?enhanced，which?basically?meets?the?requirements?of?new?engineering?training?and?is?conducive?to?the?cultivation?of?mechatronics?talents?in?southern?Xinjiang.

Keywords：electromechanical?transmission?and?control；the?new?engineering；the?teaching?reform；southern?xinjiang

“機(jī)電傳動(dòng)與控制”課程是電工電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和機(jī)械傳動(dòng)的有機(jī)結(jié)合體，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。課程的理論知識(shí)具有應(yīng)用性和交叉性強(qiáng)的特點(diǎn)，學(xué)生不僅需要掌握好理論知識(shí)，更應(yīng)該具備較強(qiáng)的動(dòng)手操作實(shí)踐能力。由于南疆的教育資源有限以及部分同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性不高，導(dǎo)致一部分同學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢靠；同時(shí)還存在部分學(xué)生為了得到學(xué)分只關(guān)注理論學(xué)習(xí)，對(duì)理論知識(shí)

不能認(rèn)真理

解，導(dǎo)致在做實(shí)驗(yàn)時(shí)毫無頭緒，壓根不能將理論知識(shí)轉(zhuǎn)換成實(shí)際應(yīng)用。在當(dāng)前大力發(fā)展“新工科”的背景下，結(jié)合“機(jī)電傳動(dòng)與控制”課程當(dāng)前的教學(xué)現(xiàn)狀，需要盡快開展對(duì)其課程理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革探索。力爭通過教學(xué)的一系列改革措施，比如調(diào)整教學(xué)大綱、優(yōu)化更新教學(xué)內(nèi)容、豐富教學(xué)手段、改革考核方式等，最終實(shí)現(xiàn)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，提高“機(jī)電傳動(dòng)與控制”課程的教學(xué)效果，形成一套具有南疆特色的“機(jī)電傳動(dòng)與控制”課程教學(xué)實(shí)施方案和考核方案，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)活學(xué)活用，提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性及機(jī)電傳動(dòng)控制方面的專業(yè)能力；增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立思考及解決問題的能力，從而來促進(jìn)“機(jī)電傳動(dòng)與控制”課程的教學(xué)更上一個(gè)新臺(tái)階［1］。

1?課程教學(xué)的當(dāng)前現(xiàn)狀分析

“機(jī)電傳動(dòng)與控制”課程作為機(jī)械類專業(yè)本科生一門重要的專業(yè)課，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐操作性，主要研究生產(chǎn)機(jī)械與電氣傳動(dòng)有關(guān)的控制問題。在教學(xué)過程中應(yīng)注重課程內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際的關(guān)聯(lián)，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，自主設(shè)計(jì)、解決實(shí)際工程問題的能力，符合新工科培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)要求。針對(duì)新工科背景下的課程教學(xué)存在的主要問題進(jìn)行如下三個(gè)方面進(jìn)行分析，如圖1所示。

1.1?理論課程教學(xué)內(nèi)容方面

在理論課程教學(xué)過程中與關(guān)聯(lián)課程（如“電工技術(shù)”“可編程控制技術(shù)”等課程）的內(nèi)容銜接存在部分不合理的情況，主要表現(xiàn)在有部分知識(shí)點(diǎn)存在重復(fù)講解、知識(shí)點(diǎn)分散，同時(shí)其授課內(nèi)容陳舊、缺少新穎性，無法緊跟科技最前沿。缺乏一些緊跟專業(yè)及技術(shù)發(fā)展新方向的綜合性、系統(tǒng)性的知識(shí)點(diǎn)，也缺少一些結(jié)合南疆實(shí)際生產(chǎn)情況的課程教學(xué)案例，難以引起學(xué)生知識(shí)點(diǎn)的共鳴和學(xué)習(xí)興趣，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，也不滿足南疆培養(yǎng)復(fù)合型機(jī)電專業(yè)人才的需求。

1.2?實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面

實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和考核手段不能滿足培養(yǎng)新時(shí)代學(xué)生的要求，學(xué)生理論基礎(chǔ)弱，對(duì)所涉及的理論知識(shí)學(xué)習(xí)不清楚或掌握不到位。在實(shí)驗(yàn)過程中多數(shù)學(xué)生只是機(jī)械的按照實(shí)驗(yàn)步驟操作，不進(jìn)行深入思考實(shí)驗(yàn)的目的及意義，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不是很清楚，部分學(xué)生不能真正參與實(shí)驗(yàn)或很少真正參與實(shí)驗(yàn)［2］。

實(shí)驗(yàn)考核方式采用考勤和實(shí)驗(yàn)報(bào)告相結(jié)合的方式，部分學(xué)生認(rèn)為來上課就行，不關(guān)心實(shí)驗(yàn)過程，只為單純的完成考勤任務(wù)，無法對(duì)部分學(xué)生起到督促學(xué)習(xí)的目的。同時(shí)實(shí)驗(yàn)過程一般是固定的實(shí)驗(yàn)流程模式，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果現(xiàn)場(chǎng)不總結(jié)或總結(jié)不到位，導(dǎo)致學(xué)生也不愿意對(duì)實(shí)驗(yàn)過程出現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)和思考。

1.3?課程教學(xué)方式方面

當(dāng)前教育背景下，通過課堂傳授知識(shí)逐漸變得弱化，部分學(xué)生熱衷于“快餐式”和“碎片式”學(xué)習(xí)方式。雖然多媒體技術(shù)已在課程教學(xué)使用多年，但是部分老師只是將多媒體作為黑板的替代品，缺少生動(dòng)性。同時(shí)教學(xué)大綱、課程教案及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書部分內(nèi)容比較老化，不能夠與時(shí)俱進(jìn)，授課PPT形式單一，內(nèi)容缺乏吸引力；理論和實(shí)驗(yàn)的課堂教學(xué)與工程實(shí)踐應(yīng)用聯(lián)系較少，無法滿足新工科背景下對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)需求［34］。

2?課程教學(xué)改革方案

為解決“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，提高課程的實(shí)際教學(xué)效果，滿足新工科背景下培養(yǎng)的需求，課程教學(xué)結(jié)合當(dāng)前的形勢(shì)分別從課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)大綱、授課PPT、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、考核方式等方面進(jìn)行改革［56］，力求打破傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)模式，在原有的基礎(chǔ)上推陳出新，利用各種線上教育平臺(tái)及各種通信手段，對(duì)部分知識(shí)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)碎片化學(xué)習(xí)。為應(yīng)對(duì)新時(shí)代的發(fā)展要求，高校不斷改變培養(yǎng)目標(biāo)，不僅要把培養(yǎng)目標(biāo)定位于服務(wù)基層，更要讓培養(yǎng)的學(xué)生符合各大企業(yè)、科研院所、高校等需求，才能緊跟時(shí)代的發(fā)展，緊跟高科技最前沿。

2.1?教學(xué)改革的思路

針對(duì)教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題，匿名式對(duì)學(xué)生進(jìn)行課程教學(xué)情況問卷調(diào)查，了解學(xué)生的真實(shí)內(nèi)心想法；同時(shí)結(jié)合同行之間的上課情況進(jìn)行學(xué)習(xí)研討，借鑒其優(yōu)秀的教學(xué)方法和經(jīng)驗(yàn)；研究梳理出在教學(xué)過程中出現(xiàn)的各種問題，針對(duì)普遍性的問題及時(shí)與學(xué)生進(jìn)行溝通反饋解決，制訂出相對(duì)合理的改革方案，技術(shù)路線如圖2所示。

2.2?結(jié)合新工科背景，完善教學(xué)大綱

深入思考、研究和調(diào)整課程的教學(xué)大綱，課程目標(biāo)在符合畢業(yè)及新工科培養(yǎng)要求的前提下，與工程實(shí)踐應(yīng)用緊密相結(jié)合，適當(dāng)?shù)卦黾宇~外實(shí)訓(xùn)課程。比如電動(dòng)機(jī)的拆裝、繼電器及接觸器的選型和接線等，引導(dǎo)學(xué)生從各種電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)和原理中掌握理論知識(shí)，做到學(xué)以致用，能夠有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和動(dòng)手實(shí)踐能力。

在教學(xué)大綱中不僅要增加實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，其課程目標(biāo)更要細(xì)化到每一節(jié)，突出其重點(diǎn)和難點(diǎn)，同時(shí)盡可能把每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的考核標(biāo)準(zhǔn)細(xì)化。

2.3?多元化的教學(xué)模式

更新課程教案、授課PPT，優(yōu)化完善內(nèi)部實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，刪除理論教學(xué)要求中與關(guān)聯(lián)課程的內(nèi)容銜接存在不合理的部分，為多元化的教學(xué)模式做好鋪墊，采用虛實(shí)結(jié)合、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、線上線下相結(jié)合的多元化教學(xué)模式。線上教學(xué)活動(dòng)借助“雨課堂”“智慧樹”等在線教育平臺(tái)，采用課前—課中—課后三步教學(xué)法，課前發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生帶著問題去預(yù)習(xí)，實(shí)現(xiàn)有的放矢。課中翻轉(zhuǎn)課堂，同學(xué)們先進(jìn)行探討，歸納出意見不統(tǒng)一的問題，然后針對(duì)這些問題，逐一進(jìn)行講解。課后讓同學(xué)歸納課堂知識(shí)點(diǎn)并上傳至在線教育平臺(tái)，為以后的復(fù)習(xí)打下基礎(chǔ)，并作為課程的考核內(nèi)容之一。同時(shí)針對(duì)實(shí)踐性較強(qiáng)、操作危險(xiǎn)性較高的理論知識(shí)點(diǎn)，采用仿真軟件進(jìn)行虛擬仿真教學(xué)，以動(dòng)畫的形式展示其原理及應(yīng)用，不僅有助于課程教學(xué)效果的提高，同時(shí)讓晦澀的知識(shí)點(diǎn)更加生動(dòng)、形象。

2.4?改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式

（1）對(duì)于理論知識(shí)基礎(chǔ)較弱的同學(xué)，針對(duì)在實(shí)驗(yàn)過程中涉及的實(shí)驗(yàn)原理不清楚或掌握不到位的問題，對(duì)其將采用強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)，并抽查考核預(yù)習(xí)效果的方式來督促其學(xué)習(xí)。因?yàn)橹挥懈闱宄?shí)驗(yàn)的基本理論基礎(chǔ)，才能做實(shí)驗(yàn)，才能保證實(shí)驗(yàn)操作過程的安全性，才能實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的統(tǒng)一，做到知行合一。

（2）對(duì)于“濫竽充數(shù)”的學(xué)生進(jìn)行整頓，比如實(shí)驗(yàn)過程中部分學(xué)生只是機(jī)械地按照實(shí)驗(yàn)步驟操作，不深入思考實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不清楚的問題；部分學(xué)生人在實(shí)驗(yàn)設(shè)備前，但是全程基本不參與實(shí)驗(yàn)或很少真正參與實(shí)驗(yàn)的問題。針對(duì)這些現(xiàn)象將采用實(shí)驗(yàn)過程隨機(jī)抽查考核的方式來促進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的真正參與。

（3）基于新工科背景，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維，綜合實(shí)踐應(yīng)用能力。增設(shè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容——不局限于教材的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以興趣、任務(wù)為驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向，鼓勵(lì)學(xué)生參加第三課堂，參加各種大學(xué)生競賽項(xiàng)目且依據(jù)賽事項(xiàng)目制定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高其創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。

2.5?完善考核方式

多元化且科學(xué)合理的課程評(píng)價(jià)模式，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，結(jié)合當(dāng)前的教學(xué)模式，采用線上和線下混合的考核方式。線上主要是過程考核，依據(jù)后臺(tái)背景數(shù)據(jù)考核學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，占平時(shí)成績的30%；線下考核主要通過作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成情況及課堂提問表現(xiàn)實(shí)現(xiàn)，占平時(shí)成績的30%；加大自主創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目的分值比例，自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目占平時(shí)成績的40%。同時(shí)考核評(píng)價(jià)的內(nèi)容盡可能做到細(xì)致，有助于提高其主動(dòng)性。

3?課程改革效果

通過一系列的改革措施，課程教學(xué)的滿意達(dá)成度和學(xué)習(xí)積極性逐漸提高，增強(qiáng)了運(yùn)用理論知識(shí)解決工程實(shí)際應(yīng)用問題的能力。對(duì)于學(xué)生方面，學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的積極性提高，參與有關(guān)機(jī)電控制方面的學(xué)科競賽人數(shù)顯著增加；同時(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)機(jī)電控制方面選題比例也不斷提高，畢業(yè)生求職機(jī)電相關(guān)專業(yè)崗位的人數(shù)增加。對(duì)于老師方面，增強(qiáng)了教學(xué)技能和手段，通過改革在課程的資源建設(shè)方面收獲頗豐，完成了習(xí)題庫、視頻動(dòng)畫等資源的建設(shè)，為以后課程的進(jìn)一步發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

結(jié)語

基于新工科背景下的“機(jī)電傳動(dòng)與控制”課程教學(xué)，分別從教學(xué)大綱、教學(xué)模式、課程內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)及考核評(píng)價(jià)方式等方面進(jìn)行了教學(xué)改革與實(shí)踐。經(jīng)過一系列的改革，教師和學(xué)生對(duì)課程的教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)更加明確，學(xué)生逐漸從知識(shí)的接受者轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄空撸灾魉伎紗栴}、解決問題的能力逐漸增強(qiáng)，促進(jìn)了教育思想理念的轉(zhuǎn)變，由授人以魚轉(zhuǎn)變?yōu)槭谌艘詽O。課程的教學(xué)大綱、授課PPT、教案、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書等方面進(jìn)行了更新，保證了教學(xué)的鮮活性，為培養(yǎng)合格的機(jī)械類專業(yè)人才打下基礎(chǔ)。

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基金項(xiàng)目：塔里木大學(xué)高教研究項(xiàng)目（TDGJYB2102）

作者簡介：張斌（1986—?），男，山東滕州人，碩士，講師，研究方向：智能制造。

*通訊作者：楊丙輝（1981—?），男，河南鄧州人，副教授，研究方向：機(jī)電傳動(dòng)控制。