劉 偉

（安徽宿州技師學院，安徽 宿州 234000）

1 系統(tǒng)教學法的概念

教學過程是在系統(tǒng)化平臺上進行、從系統(tǒng)化的角度，應(yīng)用系統(tǒng)化的方法去實現(xiàn)教學目標的教學活動。系統(tǒng)化教學法開展的根本立足點就是系統(tǒng)化，主要作用是能夠使學生在這個模式中對知識有更加系統(tǒng)的理解，從而提高其理解和分析能力，在這種系統(tǒng)化的教學模式下，學生對課程知識能夠有整體性和連續(xù)性認識，確保學生能夠更好地貫穿所有知識，使松散知識實現(xiàn)統(tǒng)一。

2 系統(tǒng)教學法的基本特點

系統(tǒng)教學法體系的基本特點是以教師教法的有序變化來引導學生學習方式的不斷完善，促進學生學習習慣的養(yǎng)成。引導學生“認知、情感、技能”水平的提高引導學生“學習心理、人格心理、生涯心理”的升華，使學生從自主意識、心理支承和學習行為上真正成為學習的主體，提高教學質(zhì)量。

3 系統(tǒng)教學法比傳統(tǒng)教學法的優(yōu)勢

（1）傳統(tǒng)教學。老師在學習機電一體化專業(yè)課時基本都是先學基礎(chǔ)課，再學習專業(yè)基礎(chǔ)課，最后學習專業(yè)課，剛開始各門課程是獨立的，最后通過幾門課程作為綜合。

在教學某一門課時一般是從最基礎(chǔ)知識開始慢慢過渡到高級階段，從講解理論到實踐，是一種三角形模式，由下往上的講解方法，比如講解電類知識時，傳統(tǒng)的講解方式是先講解一些基礎(chǔ)知識，如電壓、電池、電阻等各種定律，然后在講解一些具體的電子元件，并針對這個元件進行相關(guān)的實驗，最后在講解這個元件在真實的機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用，這樣的教學過程，學生容易接受，但由于課程內(nèi)容過分強調(diào)知識自身的獨立性，而忽略了知識最后要應(yīng)用到一個具體的實踐系統(tǒng)中。

學生在學習的過程中沒有形成一個完整的機電一體化系統(tǒng)概念，使學生在遇到實際問題時不能從整體的角度和系統(tǒng)的角度去思考問題和解決問題，另外，課程教學中的理論課和實踐課基本上是分開講解的，實驗是針對某個知識點，很少針對實際系統(tǒng)的綜合性實踐，使理論和實踐結(jié)合不夠緊密。

（2）系統(tǒng)教學。在系統(tǒng)教學中，學生在學習課程中總會疑問，學這門課程到底有什么作用，而系統(tǒng)教學法正好能解決學生的疑問，系統(tǒng)教學法是承載真實機電一體化系統(tǒng)，從系統(tǒng)講解相關(guān)知識點，從而學生就會感受到所學知識點的作用與用途，激發(fā)學生對學習的熱情，幫助學生怎樣把握知識的整體性、系統(tǒng)性、連貫性、參透性。

系統(tǒng)教學方法是按照目標來設(shè)置課程的。例如要培養(yǎng)一個生產(chǎn)線安裝，調(diào)試和維護的機電一體化操作人員，將類似的生產(chǎn)線作為一個系統(tǒng)，在這樣的一個系統(tǒng)中講解相關(guān)的知識，學生就會知道所學知識的運用，從而激發(fā)學生對學習的積極性。在課程內(nèi)容上，始終以一個系統(tǒng)為起點，所有的知識點都是在一個系統(tǒng)中進行講解的。系統(tǒng)教學法是從整個系統(tǒng)到某個局部，最后再回到整個系統(tǒng)。

4 機電一體化的構(gòu)成

（1）機械本體包括機架、機械連接、機械傳動等，它是機電一體化的基礎(chǔ)，起著支撐系統(tǒng)中其他功能單元、傳遞運動和動力的作用。與純粹的機械產(chǎn)品相比，機電一體化系統(tǒng)的技術(shù)性能得到提高、功能得到增強，這就要求機械本體在機械結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝性以及幾何尺寸等方面能夠與之相適應(yīng)，具有高效、多功能、可靠和節(jié)能、小型、輕量、美觀的特點。

（2）檢測傳感部分包括各種傳感器及其信號檢測電路，其作用就是檢測機電一體化系統(tǒng)工作過程中本身和外界環(huán)境有關(guān)參量的變化，并將信息傳遞給電子控制單元，電子控制單元根據(jù)檢查到的信息向執(zhí)行器發(fā)出相應(yīng)的控制。

（3）電子控制單元又稱 ECU（Electrical Control Unit），是機電一體化系統(tǒng)的核心，負責將來自各傳感器的檢測信號和外部輸入命令進行集中、存儲、計算、分析，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程度和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令，控制整個系統(tǒng)有目的地進行。

（4）執(zhí)行器的作用是根據(jù)電子控制單元的指令驅(qū)動機械部件的運動。執(zhí)行器是運動部件，通常采用電力驅(qū)動、氣壓驅(qū)動和液壓驅(qū)動等幾種方式。

（5）動力源是機電一體化產(chǎn)品能量供應(yīng)部分，其作用是按照系統(tǒng)控制要求向機械系統(tǒng)提供能量和動力使系統(tǒng)正常運行。提供能量的方式包括電能、氣能和液壓能，以電能為主。

5 系統(tǒng)教學法在機電一體化教學中的應(yīng)用

系統(tǒng)教學法在教學過程中是立足于某個機電一體化系統(tǒng)，先從整體系統(tǒng)開始講，再講子系統(tǒng)及各個模塊和元件，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)教學法的實施過程

（1）下面以接觸器為例：在講解接觸器時，第一步先讓學生認識含有接觸器的機電一體化系統(tǒng)設(shè)備，或含有接觸器系統(tǒng)的視頻，目的是讓學生建立起整體概念，然后對這個系統(tǒng)的工作過程進行初步的認識，第二步是對含有接觸器的電氣模塊進行認識，分析這個模塊在系統(tǒng)中應(yīng)用，理解各個元件在這個模塊中的作用，第三步是分析接觸器在系統(tǒng)中的應(yīng)用，第四步是從接觸器的功能展開，具體談接觸器結(jié)構(gòu)組成、工作原理、相關(guān)的電氣符號，第五步講解接觸器的主要技術(shù)參數(shù)，如額定電流、線圈的額定電壓以及操作頻率等參數(shù)，并讓學生熟悉接觸器相關(guān)的數(shù)據(jù)以便根據(jù)系統(tǒng)的實際要求來更換接觸器，分析接觸器可能出現(xiàn)的問題的原因，第六步在系統(tǒng)中分析接觸器故障會引起系統(tǒng)出現(xiàn)哪些故障，第七步針對出現(xiàn)的故障如何通過信號流來檢測出問題的所在位置，第八步講解一些解決故障的策略，對可能出現(xiàn)故障及造成的后果進行分析，最后在回到整個機電一體化系統(tǒng)中，看系統(tǒng)中其他模塊中是否也有類似的接觸器，如果有可以采取相同的方法進行分析。

（2）以機電一體化系統(tǒng)中《氣動肌腱壓緊工作單元》子系統(tǒng)為例。如圖2所示，從MPS操作系統(tǒng)入手，對整套系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)、組成單元、運行過程等進行必要的講解和演示，然后從整體到局部，選擇涉及知識點全面的子系統(tǒng)《氣動肌腱壓緊工作單元》進行教學，對照《氣動肌腱壓緊工作單元》子系統(tǒng)的工作站，通過信息流、能量流、信號流的深入講解，使學生掌握系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、工作過程，得出這一子系統(tǒng)涉及到的相關(guān)課程，教師根據(jù)需要，分別對系統(tǒng)中涉及到的知識進行分解講解，讓學生掌握系統(tǒng)中每個元件的工作原理與作用，能讀懂電氣原理圖、繪制氣動圖、加工零件等知識與技能，PLC相對其他課程更挑戰(zhàn)學生的邏輯思維能力，所以對子系統(tǒng)的講解必須要詳細，通過任務(wù)驅(qū)動法講解PLC的功能、結(jié)構(gòu)，PLC的基本指令、編程原則、編程語言等內(nèi)容的學習，最終編程實現(xiàn)對系統(tǒng)的有效控制，學生在這樣的系統(tǒng)內(nèi)進行知識的整合，將學習到的知識結(jié)合到具體的工作中進行應(yīng)用，可以對所學知識、技能加以鞏固，對于存在的問題可以及時得到解決，真正依照了從系統(tǒng)到局部、從局部到元件、再回到系統(tǒng)的原則，完整的知識體系能更好地培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)，符合培養(yǎng)教育人才標準。

圖2 《電氣控制與PLC》課程教學內(nèi)容體系

系統(tǒng)教學法在機電一體化教學中能更好地激發(fā)出學生對學習的積極性，培養(yǎng)和鍛煉學生的實踐動手能力、分析能力、綜合能力以及解決問題的能力，在整個教學過程中，以學生為主體，培養(yǎng)出優(yōu)秀的人才。

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