彭星玲　茶映鵬　劉嘉

【摘 要】從機械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)角度出發(fā)，分析了綜合課程設(shè)計教學(xué)方面存在的問題，探索了“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式，結(jié)合任務(wù)型教學(xué)法和討論法，強化了教學(xué)過程管理，細(xì)化了成績評定指標(biāo)，從而更好地鍛煉學(xué)生的工程實踐能力。

【關(guān)鍵詞】機械電子工程；綜合課程設(shè)計；教學(xué)改革

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）30-0044-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.30.019

Teaching Reform and Exploration of Integrated Course Design of Mechatronic Engineering Specialty

PENG Xing-ling CHA Ying-peng LIU Jia

（Mechanical & Electrical Engineering School of Nanchang Institute of Technology，Nanchang 330099，China）

【Abstract】The paper analyzed the problems existing in the teaching process of integrated course design from the perspective of？personnel training of mechatronic engineering specialty.The student-centered teaching mode combing teaching method and discussion method were explored.Besides，the teaching process management was strengthened and the evaluation criteria was refined to exercise students engineering practice ability.

【Key words】Mechatronic engineering；Comprehensive course design；Teaching reform

0 引言

機械電子工程專業(yè)旨在培養(yǎng)適應(yīng)國家社會經(jīng)濟發(fā)展需要，具有扎實的自然科學(xué)、人文科學(xué)基礎(chǔ)，受到現(xiàn)代機電工程師的基本訓(xùn)練，能夠在機械、電子、機器人、水利、能源等行業(yè)從事工程及項目的規(guī)劃、設(shè)計、施工、管理和研究等方面的高級工程技術(shù)人才和管理人才。綜合課程設(shè)計作為獨立的教學(xué)環(huán)節(jié)，是機械電子工程專業(yè)集中實踐性環(huán)節(jié)，是學(xué)習(xí)完本專業(yè)所有理論課程后進(jìn)行的一次全面的綜合練習(xí)。課程設(shè)計的素材來源于工程實例，設(shè)計過程中學(xué)生需要綜合應(yīng)用本專業(yè)基礎(chǔ)知識，這有助于學(xué)生夯實專業(yè)基礎(chǔ)，提高工程素養(yǎng)[1]。

在指導(dǎo)機械電子工程專業(yè)的綜合課程設(shè)計實踐環(huán)節(jié)中，筆者發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生的專業(yè)知識能基本滿足要求，但普遍存在工程實踐能力較弱的情況。針對這一問題，從綜合課程設(shè)計改革入手，努力探索綜合課程設(shè)計的教學(xué)方法、內(nèi)容和考核方式，搭建起理論知識聯(lián)系工程實際的橋梁，從而使學(xué)生的工程實踐能力得到鍛煉。

1 綜合課程設(shè)計教學(xué)現(xiàn)狀分析

綜合課程設(shè)計旨在綜合運用機械電子工程專業(yè)基本理論對典型機電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，如皮帶傳送的物料運輸系統(tǒng)、多層電梯控制系統(tǒng)和智能交通燈監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計等，系統(tǒng)硬件一般包括電動機、傳感器、PLC、傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)等，專業(yè)知識涉及機電系統(tǒng)設(shè)計、機電傳動技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)和PLC控制技術(shù)等。就南昌工程學(xué)院機械電子工程專業(yè)“綜合課程設(shè)計”這門實踐課程來講，筆者發(fā)現(xiàn)以下問題：（1）設(shè)計題目更新較慢，與市場需求聯(lián)系不緊密，盡管機電產(chǎn)品眾多，限于實驗室的條件，題目往往局限于設(shè)計一些較為傳統(tǒng)的機電控制系統(tǒng)設(shè)計，與時下新技術(shù)脫節(jié)，難以引起學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和積極性；（2）教學(xué)模式上是以教師為主導(dǎo)，教師對設(shè)計步驟進(jìn)行詳細(xì)講解，學(xué)生僅依據(jù)設(shè)計步驟進(jìn)行設(shè)計，對一些重要的知識點未進(jìn)行深入研究和思考；（3）學(xué)生缺乏工程設(shè)計規(guī)范的指導(dǎo)，學(xué)生設(shè)計的系統(tǒng)學(xué)生更多地關(guān)注功能的實現(xiàn)，而不重視性能指標(biāo)和成本控制，造成理論與工程實際脫節(jié)；（4）教學(xué)過程管理和考核方法不盡合理，課程平時考核標(biāo)準(zhǔn)未細(xì)化，籠統(tǒng)的以平時成績和設(shè)計報告成績作為評價指標(biāo)，同學(xué)們往往為了完成最終的設(shè)計報告而進(jìn)行設(shè)計，平時參與度不高。

2 機械電子工程專業(yè)綜合課程設(shè)計的教學(xué)模式改革與探索

針對綜合課程設(shè)計教學(xué)過程中出現(xiàn)的上述問題，筆者認(rèn)為，綜合課程設(shè)計教學(xué)中應(yīng)充分體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式，在具體實施過程中采用任務(wù)型教學(xué)法和討論法相結(jié)合的教學(xué)方法，探索實踐環(huán)節(jié)過程管理與考核結(jié)果并重的綜合成績評定方法，充分調(diào)動學(xué)生的積極性、能動性和團(tuán)隊合作精神，重視學(xué)生工程實踐能力和團(tuán)隊合作能力的培養(yǎng)。

2.1 “以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式探索

傳統(tǒng)教學(xué)模式是從教師如何去教這個角度來進(jìn)行闡述，強調(diào)了教師的主體地位，忽視了學(xué)生如何學(xué)這個問題。杜威提出“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式強調(diào)了教學(xué)活動中學(xué)生的主體性作用，重視學(xué)生對教學(xué)的參與度，教師需要采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式，合理設(shè)計“教”與“學(xué)”的活動[2]。其中任務(wù)型教學(xué)法的核心理念是教師分配任務(wù)，學(xué)生根據(jù)分配的任務(wù)來學(xué)習(xí)，完成任務(wù)，達(dá)到課程要求，強調(diào)的是“在做中學(xué)”和“以學(xué)生為中心”，與本課程的初衷一致，但教學(xué)實施過程中，教師應(yīng)注意引領(lǐng)學(xué)生，并對教學(xué)過程進(jìn)行有效的控制[3]。根據(jù)專業(yè)教學(xué)計劃，本課程有兩周的課程設(shè)計。我們在教學(xué)安排上，采取了集中授課、分組協(xié)作、自主學(xué)習(xí)、集中匯報與討論等多個環(huán)節(jié)相配合的方式。以南昌工程學(xué)院14級機械電子工程專業(yè)為改革實施對象，學(xué)生共計60名，對學(xué)生進(jìn)行分組指導(dǎo)，每組學(xué)生3人，安排3名指導(dǎo)老師，每一組同學(xué)根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求，獨立完成設(shè)計任務(wù)。

課程設(shè)計第一天指導(dǎo)老師介紹課程設(shè)計安排、任務(wù)要求和考核方式，布置2-3個選題、讓學(xué)生根據(jù)感興趣的題目進(jìn)行分組選題，學(xué)生自主推選組長，教師對課程設(shè)計題目進(jìn)行講解，對任務(wù)進(jìn)行分解，讓學(xué)生了解所設(shè)計的系統(tǒng)應(yīng)完成的主要任務(wù)、工作環(huán)境和條件，設(shè)計的具體要求以及應(yīng)達(dá)到的技術(shù)水平、生產(chǎn)效率、經(jīng)濟指標(biāo)。鼓勵學(xué)生查閱指導(dǎo)書、工具書和期刊等相關(guān)資料。第2-3天，各小組成員在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上提出可能實現(xiàn)的設(shè)計方案，然后在組長主持下討論得出一致方案，如組員間的方案難以統(tǒng)一，則將各自方案交于指導(dǎo)老師共同討論出最佳方案，組長和組員的任務(wù)分配由組長協(xié)調(diào)，要體現(xiàn)各展所長、協(xié)作互補，對于系統(tǒng)硬件系統(tǒng)的整體設(shè)計和軟件編程，要求所有成員全體參與、共同完成，以保證每位同學(xué)的工作量。對于部分硬件設(shè)計和局部參數(shù)計算可分工進(jìn)行，在這個過程中組員間良好的溝通與協(xié)作是項目順利進(jìn)行的基礎(chǔ)。接下來的6天，設(shè)計小組要在指導(dǎo)老師的引導(dǎo)下進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和集中設(shè)計，在設(shè)計過程中有疑問可隨時向請教指導(dǎo)老師請教，進(jìn)行互動答疑，中期向指導(dǎo)老師匯報設(shè)計進(jìn)展，進(jìn)展匯報是以學(xué)生展示為主的討論式教學(xué)法，同時也是考核的一項內(nèi)容。每位同學(xué)向各自的指導(dǎo)老師通過口頭或書面展示的方式，對任務(wù)完成情況進(jìn)行匯報，匯報后老師提問和點評，鼓勵各小組進(jìn)行互動討論。通過這個環(huán)節(jié)，有利于提高學(xué)生的參與度和表達(dá)能力，各小組成員在聽取其他小組的匯報時，能夠了解到不同的設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計思路，學(xué)生在參與過程中也能體會到學(xué)習(xí)的樂趣。最后一天集中考核，各小組進(jìn)行現(xiàn)場設(shè)計效果測試和答辯，指導(dǎo)老師對每組的設(shè)計效果進(jìn)行評價和登記，組織學(xué)生對實驗室進(jìn)行整理，使學(xué)生養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣，課后提交設(shè)計報告。

2.2 課程評價考核體系的優(yōu)化

以往的綜合課程設(shè)計考核評價僅重視平時紀(jì)律和設(shè)計報告，未重視實踐過程中學(xué)生的參與度、工作量和溝通表達(dá)能力等項的評估。因此，有必要構(gòu)建實踐過程管理和結(jié)果并重的綜合考核與評價體系，以真正檢驗學(xué)生的綜合能力，提高學(xué)生參加實踐活動的積極性[4]。本課程的最終考核與評價要求提交規(guī)范的設(shè)計報告，并考慮設(shè)計過程中任務(wù)參與度和工作量，設(shè)計演示效果以及溝通表達(dá)能力?？己税雌綍r表現(xiàn)占50%和設(shè)計報告占50%給出最終成績。其中平時表現(xiàn)中：設(shè)計演示效果占20%，態(tài)度和紀(jì)律占10%，小組分工中的角色與工作量占10%，進(jìn)展匯報與答辯過程中的問題回答的正確性及展示的溝通與表達(dá)能力占10%，設(shè)計報告中項目完成情況與設(shè)計方案的指標(biāo)評價占40%，報告的規(guī)范性與完整性占10%。鼓勵學(xué)生獨立完成報告，即使同一小組設(shè)計報告也不允許雷同，要體現(xiàn)自己的設(shè)計過程和心得體會等區(qū)別。

改革實施后發(fā)現(xiàn)學(xué)生參與設(shè)計的熱情高、進(jìn)度快，設(shè)計報告整體上更加規(guī)范、完整，由于參與度高學(xué)生們基本都寫出了較為深刻的心得體會，杜絕了雷同報告，由于細(xì)化了平時成績的考核，組員間的成績區(qū)分度好，體現(xiàn)了評價指標(biāo)中的差異性。教學(xué)實踐表明：這種“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式，結(jié)合任務(wù)型教學(xué)和討論法相結(jié)合的教學(xué)方式，以及關(guān)注過程管理的綜合成績評定方法提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與度，形成了良好的互助互學(xué)的學(xué)習(xí)氛圍，在學(xué)生鞏固專業(yè)知識的基礎(chǔ)上，提高了學(xué)生的工程實踐能力。

3 結(jié)束語

綜合課程設(shè)計作為機械電子工程專業(yè)學(xué)生學(xué)完所有理論課程后進(jìn)行的綜合性課程設(shè)計，設(shè)計效果能夠很好地檢驗學(xué)生對專業(yè)知識的掌握程度和理論聯(lián)系工程實際的能力。進(jìn)行以綜合課程設(shè)計為代表的實踐教學(xué)改革，探索“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式，優(yōu)化實踐課程考核評價體系對于培養(yǎng)未來高級工程師和管理人才具有非常重要的作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]常軍然， 唐宏. 江西理工大學(xué)機械專業(yè)綜合課程設(shè)計改革和實踐[J]. 2009， （14）： 154-155.

[2]陳東菊. 淺析以學(xué)生為中心的教學(xué)模式的優(yōu)勢與踐行策略[J]. 教育教學(xué)論壇. 2018， 14（4）： 213-214.

[3]劉鶴.淺談任務(wù)型教學(xué)法[J]. 文存閱刊. 2017， （1）： 95.

[4]楊麗曼，沈東凱.機械電子專業(yè)課程設(shè)計的教學(xué)改革[J]. 實驗室研究與探索.2012， 31（8）： 117-120.