何偉

【摘要】《機電一體化技術(shù)》是一門綜合性、實踐性學(xué)科，它的教學(xué)內(nèi)容和目標必須通過實踐環(huán)節(jié)來完成。通過在實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和競賽等實踐環(huán)節(jié)中，采用慧魚創(chuàng)意組合模型來搭建機電系統(tǒng)模型，驗證設(shè)計，《機電一體化技術(shù)》的教學(xué)取得了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、解決問題能力、獨立思考能力、合作能力等方面良好的效果。

【關(guān)鍵詞】慧魚 機電一體化技術(shù) 實踐教學(xué)

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）28-0248-02

《機電一體化技術(shù)》是一門綜合性學(xué)科，涵蓋了機械、電子、信息、控制等學(xué)科的內(nèi)容，主要解決機械、電子、信息、人機等系統(tǒng)之間的接口問題。它同時又是一門實踐性的學(xué)科，學(xué)生只有通過實踐，才能更好地學(xué)習(xí)和掌握這一技術(shù)，否則就是紙上談兵。

1956年，美國著名的教育心理學(xué)家布盧姆立足于教育目標的完整性，提出把教育目標分為認知、情感和動作技能三個目標領(lǐng)域[1]?！稒C電一體化技術(shù)》這門課程也不例外，它的教學(xué)目標也分為知識與技能、過程與方法、態(tài)度價值觀三個維度。《機電一體化技術(shù)》所包含的知識和技能部分，很多已經(jīng)通過《機械原理》、《機械設(shè)計》、《電工基礎(chǔ)》、《電氣控制與PLC》、《單片機原理》等先期課程了解和掌握?！稒C電一體化技術(shù)》所要解決的是機械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)的聯(lián)接和接口問題。這些問題大多為方法和實踐的問題，學(xué)生只有通過實踐環(huán)節(jié)才能更好地學(xué)習(xí)和掌握這門課程。這其實就是盧姆教育目標的第二個目標領(lǐng)域的問題。這個目標的達到和完成正是過去《機電一體化技術(shù)》教學(xué)中薄弱和欠缺的環(huán)節(jié)。

過去《機電一體化技術(shù)》的教學(xué)，由于缺乏必要的實踐條件，往往停留在理論教學(xué)和機電系統(tǒng)理論設(shè)計階段，無法通過實踐來深入學(xué)習(xí)和掌握這門技術(shù)。搭建一個機電系統(tǒng)往往需要控制器、傳感器、驅(qū)動器、電機、機械裝置等構(gòu)件，這往往需要耗費大量物力和財力，也容易造成浪費。受經(jīng)費和場地的限制，在過去《機電一體化技術(shù)》的教學(xué)中，往往缺乏實踐環(huán)節(jié)，學(xué)生對機電一體化技術(shù)的了解也只能停留在表面的階段，無法深入學(xué)習(xí)和掌握。

《機電一體化技術(shù)》的性質(zhì)和任務(wù)決定了它的教學(xué)模式應(yīng)該是一個知識和技能建構(gòu)的模式[2]。學(xué)習(xí)者要想完成對所學(xué)知識的意義建構(gòu)，即達到對該知識所反映事物的性質(zhì)、規(guī)律以及該事物與其它事物之間聯(lián)系的深刻理解，最好的辦法是讓學(xué)習(xí)者到現(xiàn)實世界的真實環(huán)境中去感受、去體驗，即通過獲取直接經(jīng)驗來學(xué)習(xí)，而不是僅僅聆聽別人關(guān)于這種經(jīng)驗的介紹和講解。但我們過去主要以講解和傳授知識為主的教學(xué)模式，與這一要求不符。

一個完整的機電系統(tǒng)包括機電系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、人機界面等。根據(jù)任務(wù)設(shè)計一個簡單的機電系統(tǒng)不難。但如何設(shè)計和選擇各個部件及參數(shù)，如何將這些部件、系統(tǒng)聯(lián)接為一個整體，并控制它們按照要求來工作是一個難點，這也正是《機電一體化技術(shù)》這門課程要解決的問題和學(xué)生需要掌握的技能。這一技能只有通過搭建機電系統(tǒng)的實物或模型，通過實踐來學(xué)習(xí)和掌握。

慧魚創(chuàng)意組合模型為搭建機電控制系統(tǒng)模型，驗證機電控制系統(tǒng)設(shè)計提供了一個良好的平臺?；埕~創(chuàng)意組合模型包括機械零件模型、控制器、各種電機、傳感器等，采用模塊化的編程方式。它搭建方便，可重復(fù)使用，為《機電一體化技術(shù)》教學(xué)的實踐環(huán)節(jié)提供了有效的實踐條件和手段。我們在《機電一體化技術(shù)》的教學(xué)中采用慧魚創(chuàng)意組合模型后，取得了良好的效果。

《機電一體化技術(shù)》教學(xué)中的實踐環(huán)節(jié)包括實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和競賽等。這些實踐環(huán)節(jié)都是按小組分工來進行，首先給定學(xué)生任務(wù)和要求，然后要求設(shè)計出相應(yīng)的機電系統(tǒng)，最后用慧魚創(chuàng)意組合模型來驗證他們的設(shè)計。這一教學(xué)模式和方法實際就是所謂的拋錨式教學(xué)模式[3]。我們在《機電一體化技術(shù)》教學(xué)中的實踐環(huán)節(jié)中所采用的方法是：

1）創(chuàng)設(shè)情境：給定一個機電控制任務(wù)，要求學(xué)生設(shè)計一個機電控制系統(tǒng)，并用慧魚模型來實現(xiàn)驗證設(shè)計。

2）確定問題：在上述情境下，設(shè)計控制方案，選擇機械、電氣、控制部件，決定各系統(tǒng)的聯(lián)接和控制方法，這一環(huán)節(jié)的作用就是“拋錨”。

3）自主學(xué)習(xí)：學(xué)生通過學(xué)習(xí)慧魚模型的搭建和控制方法，來找到搭建機電控制系統(tǒng)和解決問題的途徑和方法。

4）協(xié)作學(xué)習(xí)：在小組內(nèi)，學(xué)生相互學(xué)習(xí)，討論，分工協(xié)作，通過模型的搭建，電氣系統(tǒng)的連接和控制程序的編寫，共同完成模型的搭建和系統(tǒng)的驗證。

5）效果評價：由于拋錨式教學(xué)的學(xué)習(xí)過程就是解決問題的過程，由該過程可以直接反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。因此，只需在學(xué)習(xí)過程中隨時觀察并記錄學(xué)生的表現(xiàn)即可對學(xué)生的表現(xiàn)進行評價。

采用慧魚創(chuàng)意組合模型后，《機電一體化技術(shù)》的教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、解決問題能力、獨立思考能力、合作能力等方面取得了良好的效果。

參考文獻：

[1]梁寧建.當(dāng)代認知心理學(xué)[M].上海教育出版社，2014.

[2]楊曉娟.基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的教學(xué)過程設(shè)計模式[D].山東師范大學(xué)，2000.

[3]馬利娟.中職英語拋錨式教學(xué)的思考與實踐[J].教育探索，2009（12）：45-47.