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

        2023-05-06 12:26:41張斌劉建萍林小丹楊丙輝
        科技風(fēng) 2023年12期
        關(guān)鍵詞:南疆新工科教學(xué)改革

        張斌 劉建萍 林小丹 楊丙輝

        摘?要:針對目前“機(jī)電傳動與控制”課程教學(xué)過程中出現(xiàn)課程目標(biāo)及重點不突出、課程部分理論及實驗環(huán)節(jié)與工程實際聯(lián)系不緊密的現(xiàn)狀,為了充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性,提高“機(jī)電傳動與控制”課程的實際教學(xué)效果,結(jié)合當(dāng)前的形勢對其課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課程考核、實驗設(shè)計等方面進(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)電傳動與控制;新工科;教學(xué)改革;南疆

        中圖分類號: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)電傳動與控制”課程是電工電子技術(shù)、自動控制技術(shù)和機(jī)械傳動的有機(jī)結(jié)合體,是一門實踐性很強(qiáng)的課程。課程的理論知識具有應(yīng)用性和交叉性強(qiáng)的特點,學(xué)生不僅需要掌握好理論知識,更應(yīng)該具備較強(qiáng)的動手操作實踐能力。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)知識掌握不牢靠;同時還存在部分學(xué)生為了得到學(xué)分只關(guān)注理論學(xué)習(xí),對理論知識

        不能認(rèn)真理

        解,導(dǎo)致在做實驗時毫無頭緒,壓根不能將理論知識轉(zhuǎn)換成實際應(yīng)用。在當(dāng)前大力發(fā)展“新工科”的背景下,結(jié)合“機(jī)電傳動與控制”課程當(dāng)前的教學(xué)現(xiàn)狀,需要盡快開展對其課程理論教學(xué)和實驗教學(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,最終實現(xiàn)調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性,提高“機(jī)電傳動與控制”課程的教學(xué)效果,形成一套具有南疆特色的“機(jī)電傳動與控制”課程教學(xué)實施方案和考核方案,幫助學(xué)生實現(xiàn)活學(xué)活用,提高學(xué)生的主觀能動性及機(jī)電傳動控制方面的專業(yè)能力;增強(qiáng)學(xué)生獨立思考及解決問題的能力,從而來促進(jìn)“機(jī)電傳動與控制”課程的教學(xué)更上一個新臺階[1]。

        1?課程教學(xué)的當(dāng)前現(xiàn)狀分析

        “機(jī)電傳動與控制”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)實踐操作性,主要研究生產(chǎn)機(jī)械與電氣傳動有關(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)實際的關(guān)聯(lián),引導(dǎo)學(xué)生獨立思考,自主設(shè)計、解決實際工程問題的能力,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)在有部分知識點存在重復(fù)講解、知識點分散,同時其授課內(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)性的知識點,也缺少一些結(jié)合南疆實際生產(chǎn)情況的課程教學(xué)案例,難以引起學(xué)生知識點的共鳴和學(xué)習(xí)興趣,不利于學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(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?實驗教學(xué)方面

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

        實驗考核方式采用考勤和實驗報告相結(jié)合的方式,部分學(xué)生認(rèn)為來上課就行,不關(guān)心實驗過程,只為單純的完成考勤任務(wù),無法對部分學(xué)生起到督促學(xué)習(xí)的目的。同時實驗過程一般是固定的實驗流程模式,實驗指導(dǎo)教師在實驗結(jié)束后對實驗結(jié)果現(xiàn)場不總結(jié)或總結(jié)不到位,導(dǎo)致學(xué)生也不愿意對實驗過程出現(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,缺少生動性。同時教學(xué)大綱、課程教案及實驗指導(dǎo)書部分內(nèi)容比較老化,不能夠與時俱進(jìn),授課PPT形式單一,內(nèi)容缺乏吸引力;理論和實驗的課堂教學(xué)與工程實踐應(yīng)用聯(lián)系較少,無法滿足新工科背景下對學(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)興趣和主動性,提高課程的實際教學(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)前的形勢分別從課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)大綱、授課PPT、實驗指導(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及各種通信手段,對部分知識點實現(xiàn)碎片化學(xué)習(xí)。為應(yīng)對新時代的發(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

        針對教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題,匿名式對學(xué)生進(jìn)行課程教學(xué)情況問卷調(diào)查,了解學(xué)生的真實內(nèi)心想法;同時結(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;研究梳理出在教學(xué)過程中出現(xiàn)的各種問題,針對普遍性的問題及時與學(xué)生進(jìn)行溝通反饋解決,制訂出相對合理的改革方案,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,與工程實踐應(yīng)用緊密相結(jié)合,適當(dāng)?shù)卦黾宇~外實訓(xùn)課程。比如電動機(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,做到學(xué)以致用,能夠有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和動手實踐能力。

        在教學(xué)大綱中不僅要增加實驗、實訓(xùn)內(nèi)容,其課程目標(biāo)更要細(xì)化到每一節(jié),突出其重點和難點,同時盡可能把每一個知識點的考核標(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)部實驗指導(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,采用虛實結(jié)合、任務(wù)驅(qū)動、線上線下相結(jié)合的多元化教學(xué)模式。線上教學(xué)活動借助“雨課堂”“智慧樹”等在線教育平臺,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,然后針對這些問題,逐一進(jìn)行講解。課后讓同學(xué)歸納課堂知識點并上傳至在線教育平臺,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。同時針對實踐性較強(qiáng)、操作危險性較高的理論知識點,采用仿真軟件進(jìn)行虛擬仿真教學(xué),以動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,同時讓晦澀的知識點更加生動、形象。

        2.4?改變傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方式

        (1)對于理論知識基礎(chǔ)較弱的同學(xué),針對在實驗過程中涉及的實驗原理不清楚或掌握不到位的問題,對其將采用強(qiáng)化實驗課前預(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)。因為只有搞清楚實驗的基本理論基礎(chǔ),才能做實驗,才能保證實驗操作過程的安全性,才能實現(xiàn)理論與實踐的統(tǒng)一,做到知行合一。

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

        (3)基于新工科背景,提高學(xué)生的創(chuàng)新思維,綜合實踐應(yīng)用能力。增設(shè)實驗內(nèi)容——不局限于教材的實驗內(nèi)容,以興趣、任務(wù)為驅(qū)動導(dǎo)向,鼓勵學(xué)生參加第三課堂,參加各種大學(xué)生競賽項目且依據(jù)賽事項目制定實驗項目,提高其創(chuàng)新設(shè)計的能力。

        2.5?完善考核方式

        多元化且科學(xué)合理的課程評價模式,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)后臺背景數(shù)據(jù)考核學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,占平時成績的30%;線下考核主要通過作業(yè)、實驗報告的完成情況及課堂提問表現(xiàn)實現(xiàn),占平時成績的30%;加大自主創(chuàng)新實踐項目的分值比例,自主設(shè)計的實驗項目占平時成績的40%。同時考核評價的內(nèi)容盡可能做到細(xì)致,有助于提高其主動性。

        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)了運用理論知識解決工程實際應(yīng)用問題的能力。對于學(xué)生方面,學(xué)生自主設(shè)計實驗的積極性提高,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;同時畢業(yè)設(shè)計有關(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、視頻動畫等資源的建設(shè),為以后課程的進(jìn)一步發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

        結(jié)語

        基于新工科背景下的“機(jī)電傳動與控制”課程教學(xué),分別從教學(xué)大綱、教學(xué)模式、課程內(nèi)容、實驗指導(dǎo)及考核評價方式等方面進(jìn)行了教學(xué)改革與實踐。經(jīng)過一系列的改革,教師和學(xué)生對課程的教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)更加明確,學(xué)生逐漸從知識的接受者轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄空?,自主思考問題、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、實驗指導(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)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]吳濤,尹志宏.“機(jī)電傳動控制”課程的研究型教學(xué)模式[J].實驗室研究與探索,2013,32(01):105107+187.

        [2]許明,倪敬,孫珺,等.機(jī)電傳動與控制開放式綜合實驗平臺開發(fā)及實踐教學(xué)應(yīng)用[J].實驗室研究與探索,2017,36(06):196200.

        [3]張義龍,馬天兵,張雙雙.新工科背景下機(jī)電傳動控制課程改革與混合式教學(xué)法探究[J].中國教育技術(shù)裝備,2020(12):9294.

        [4]王燦,秦展田.新工科背景下機(jī)電傳動與控制課程混合式教學(xué)研究[J].科教導(dǎo)刊,2021(35):126128.

        [5]馮武衛(wèi),李振華,袁躍峰.基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的機(jī)電傳動與控制課程教學(xué)改革研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2016(4):106107,109.

        [6]]韓軍,郎晶晶.面向本科生的“機(jī)電傳動與控制”課堂教學(xué)改革研究[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2021,57(10):195197+201.

        基金項目:塔里木大學(xué)高教研究項目(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)電傳動控制。

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