對于提高《機電一體化技術(shù)》課程教學(xué)效果的體會(huì )

： 論文摘要：取得較好的課程教學(xué)效果一直是教學(xué)過(guò)程追求的目標。本文根據多年機電一體化技術(shù)課程的教學(xué)體會(huì )，提出通過(guò)多媒體技術(shù)的應用、教學(xué)與科研實(shí)踐的結合以及布置內容豐富的課外作業(yè)等手段來(lái)調動(dòng)學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性能更好地完成教學(xué)要求，并取得較好的教學(xué)效果。

論文關(guān)鍵詞：機電一體化技術(shù)；教學(xué)改革；教學(xué)效果

機電一體化技術(shù)是一門(mén)新型的邊緣技術(shù)學(xué)科，是農業(yè)工程領(lǐng)域的一個(gè)新生事物，在我校開(kāi)設此課程還不足十年的時(shí)間。開(kāi)設此門(mén)課程是為了適應當前世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展需要，因為機電一體化技術(shù)思想己普遍被世人接受和采用，其發(fā)展水平在很大程度上反映一個(gè)國家的技術(shù)經(jīng)濟實(shí)力。

《機電一體化技術(shù)》是我校農業(yè)機械化及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的主干課，課程內容豐富，以機械及電子相關(guān)領(lǐng)域的多門(mén)課程為基礎，內容抽象又難于理解，具有涉及面廣、實(shí)踐性強等特點(diǎn)。作為該門(mén)課程的主講教師，本人不斷探討教學(xué)方式方法，力爭取得更好的教學(xué)效果。

一、多媒體技術(shù)的應用大大增強了課堂的教學(xué)效果

由于多媒體匯集了文字、圖形、動(dòng)畫(huà)、視頻、聲音、特殊效果等，它能提供多種感官的綜合刺激，包含了無(wú)限想象的空間，它不僅改變了學(xué)生學(xué)習和理解問(wèn)題的方式，而且逐漸以其直觀(guān)、生動(dòng)的特點(diǎn)和強大的交互功能，彌補了采用傳統教學(xué)手段時(shí)某些方面表現單調的缺陷，創(chuàng )造出最理想的學(xué)習環(huán)境，更有利于知識的獲取。

根據《機電一體化技術(shù)》課程的特點(diǎn)，制作了多媒體課件，在教學(xué)中一改傳統的教學(xué)方式中圖表簡(jiǎn)單且不精確，視覺(jué)效果差的不足，增加了圖片、動(dòng)畫(huà)及視頻等輔助內容，使更生動(dòng)、形象，活躍了課堂氣氛，充分調動(dòng)了學(xué)生學(xué)習的興趣。

例如，在這門(mén)課的序言中，介紹機電一體化技術(shù)這個(gè)比較抽象的概念時(shí)，首先讓學(xué)生了解什么是機電一體化產(chǎn)品，進(jìn)而得出生產(chǎn)、制造機電一體化產(chǎn)品過(guò)程中用到的各種原理和方法即機電一體化技術(shù)。當介紹常用的機電一體化產(chǎn)品時(shí)，采用了幾種多媒體技術(shù)，如列舉日常生活中的機電一體化產(chǎn)品時(shí)，直接在投影屏幕上打出打印機和全自動(dòng)照相機的圖片；列舉航天航空領(lǐng)域的機電一體化產(chǎn)品時(shí)，列出了中國的“神舟五號”載人航天飛機和美國“勇氣”號火星探測車(chē)的圖片……；如列舉兒童玩具中會(huì )動(dòng)的機器狗，最尖端的機電一體化產(chǎn)品——機器人，直接插入了相應的影音文件；最后介紹和本專(zhuān)業(yè)直接相關(guān)的內容我直接把剛完成的科研成果照片播放出來(lái)。這些多媒體效果的應用不但使學(xué)生一目了然地理解了本門(mén)課程要研究的內容，而且極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習本門(mén)課程的興趣。

再如，在序言中為了直觀(guān)、生動(dòng)地說(shuō)明本門(mén)課程的主要內容時(shí)，通過(guò)機器人這個(gè)真實(shí)產(chǎn)品的應用實(shí)例來(lái)具體分析。首先通過(guò)機器人下臺階、機器人回答主持人問(wèn)題、機器人跳舞的錄像分析機器人要完成任一動(dòng)作都要由構成機器人身體的框架、四肢和機體內的機械系統、完成信息采入的檢測系統、完成信息處理的控制系統、提供動(dòng)力的伺服系統以及類(lèi)似于人神經(jīng)系統的接口協(xié)調完成，并很容易得出機電一體化產(chǎn)品主要由機械系統、檢測系統、控制系統、伺服系統和接口設備等五個(gè)主要部分構成，進(jìn)而得出與這五個(gè)系統生產(chǎn)、制造直接相關(guān)的技術(shù)即機械技術(shù)、檢測技術(shù)、控制技術(shù)、伺服技術(shù)和接口技術(shù)構成了本門(mén)課程的主要內容。這樣的輔助手段能極大吸引學(xué)生的注意力，這樣的學(xué)習和理解過(guò)程水到渠成，學(xué)習效果事半功倍。

還如，在介紹機械系統中各種機構的工作原理時(shí)，如果不采用多媒體形式，許許多多的機構簡(jiǎn)圖必須在黑板上手工畫(huà)出，由于這些結構圖都比較復雜，手工繪制一方面占用大量的課堂有效時(shí)間，另一方面繪制不準確，影響學(xué)生對其工作原理的理解，如果通過(guò)掃描儀把這些結構圖的圖片直接插入PowerPoint文件中，則可以直接投射在大屏幕上，這樣不但節省了時(shí)間，而且與原圖片一致，易于學(xué)生理解與掌握。另外，為了形象地說(shuō)明某些機構的工作原理，如滾珠絲杠副，又插入了相關(guān)的動(dòng)畫(huà)資料，動(dòng)畫(huà)模擬不但能徹底改變傳統教學(xué)中的憑空想象且難以理解之苦，同時(shí)還能充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習的主觀(guān)能動(dòng)性，化被動(dòng)為主動(dòng)，產(chǎn)生特有教學(xué)效果，使學(xué)生很快掌握了所學(xué)的內容。

總之，采用多媒體教學(xué)，使機電一體化技術(shù)這樣一門(mén)枯燥單調的課程變得生動(dòng)有趣，易于掌握，取得了很好的教學(xué)效果。

二、課堂教學(xué)與科研實(shí)踐相結合，教學(xué)效果明顯

根據該課程的多輪教學(xué)體會(huì )，很多學(xué)生開(kāi)始興趣很大，但隨著(zhù)課程的進(jìn)行，逐漸喪失了興趣，課程學(xué)習變成了包袱，最終導致教學(xué)效果不理想。究其原因，一方面，由于課程教學(xué)內容較多，所以進(jìn)度較快，學(xué)生又缺乏實(shí)踐基礎，對內容的理解和掌握存在較大的困難，隨著(zhù)問(wèn)題的堆積，喪失了信心；另一方面，傳統的教學(xué)方法沒(méi)有照顧到課程系統實(shí)踐性強的特點(diǎn)，教學(xué)實(shí)踐大多只針對個(gè)別知識點(diǎn)，而教學(xué)對象又是沒(méi)有任何工程經(jīng)驗的在校學(xué)生，使得本來(lái)富于魅力的知識變成了空洞的說(shuō)教和內容的堆積，學(xué)生感到難以致用，喪失了興趣。面對這樣的情況，如何解決學(xué)生實(shí)踐基礎差的問(wèn)題，幫助學(xué)生深入理解知識、掌握知識，如何讓學(xué)生學(xué)以致用，始終保持較高的興趣，是課程的難點(diǎn)所在。

高等學(xué)校在教學(xué)之外還應具備科研和服務(wù)社會(huì )的功能，科研是高校教學(xué)的底蘊，將科研成果和科研項目轉化為教學(xué)資源是順理成章的事情。在機電一體化課程教學(xué)中引入科研項目和科研成果具有重要的作用和意義。 筆者在機電一體化課程教學(xué)中引入真實(shí)的科研項目，通常以自己的科研實(shí)踐為案例，變抽象為直觀(guān)，通過(guò)實(shí)物樣機來(lái)理解復雜的結構及原理。在整個(gè)機電一體化技術(shù)的教學(xué)過(guò)程中，無(wú)論講述課程的哪一部分內容，都以自己的科研課題“穴盤(pán)苗自動(dòng)移栽機”和“嫁接機器人”為例講解，使抽象的內容變?yōu)楝F實(shí)中觸手可及的真實(shí)產(chǎn)品，令學(xué)生信服，也取得了非常好的教學(xué)效果。

比如，講述同步帶的工作原理時(shí)，直接把在科研項目中應用的同步帶及帶輪拿到課堂上，通過(guò)實(shí)物講解，易于理解和掌握。再如，講授步進(jìn)電機的控制及工作原理時(shí)，把可編程邏輯控制器及步進(jìn)電機拿到實(shí)驗教學(xué)的課堂上，直接講述它的工作原理及控制過(guò)程并現場(chǎng)編制梯形圖。學(xué)生見(jiàn)到實(shí)物并觀(guān)察編程過(guò)程后通過(guò)親自動(dòng)手實(shí)踐很輕松地掌握了這部分的教學(xué)內容。

課堂教學(xué)重在理論聯(lián)系實(shí)際，運用生活中的實(shí)例或者科研項目案例，既有助于學(xué)生對理論知識的掌握，又有益于提高學(xué)生的興趣和對實(shí)際問(wèn)題的思考能力?？傊?，課堂教學(xué)并非是一個(gè)獨立的過(guò)程，與科研實(shí)踐緊密結合會(huì )取得事半功倍的教學(xué)效果。

三、充分調動(dòng)學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性，布置豐富的課外作業(yè)

學(xué)生是具有很強可塑性的，適當給學(xué)生布置一些自主選題的課外作業(yè)，給他們一些學(xué)習的“壓力”，他們就會(huì )變得主動(dòng)起來(lái)，就會(huì )花更多的時(shí)間在學(xué)習上。根據《機電一體化技術(shù)》課程的特點(diǎn)，布置了靈活的課外作業(yè)，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習的興趣。具體做法如下：

首先，講述“檢測系統”的傳感器時(shí)，由于教材永遠趕不上新技術(shù)的發(fā)展，為調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習主動(dòng)性和積極性，筆者布置了“到互聯(lián)網(wǎng)和圖書(shū)館上查到最近傳感器”的作業(yè)，要求不停留在教材提及的內容，越新越好，弄懂其基本原理。最后，每名同學(xué)都查到了很多應用在高科技產(chǎn)品上的新型傳感器，使學(xué)生掌握了課程基本內容的同時(shí)又拓寬了視野。

其次，為使學(xué)生更廣泛地了解與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的機電一體化產(chǎn)品，在第一次課就布置了“研究一種農業(yè)機器人，掌握其結構和基本工作原理”。這一作業(yè)最后是以幻燈片形式展示的，學(xué)生找到了幾乎所有的農業(yè)機器人，如移栽機器人、嫁接機器人、擠奶機器人、西紅柿采摘機器人、黃瓜收獲機器人等，學(xué)生們在分析其結構組成及工作原理的過(guò)程中進(jìn)一步掌握和鞏固了機電一體化技術(shù)的主要內容。

實(shí)踐表明，通過(guò)完成課外作業(yè)極大地調動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習積極性，所有同學(xué)積極主動(dòng)地利用網(wǎng)絡(luò )和圖書(shū)館，查閱了大量與課程有關(guān)的資料，提高了獨立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生在樂(lè )趣中學(xué)到了知識。這樣靈活的課外作業(yè)作為學(xué)生的平時(shí)成績(jì)加入到學(xué)生的總成績(jì)中來(lái)，也改變了只以一紙試卷決定學(xué)生學(xué)習效果的考核方式，真正實(shí)現了預期的教學(xué)目標。

多年的《機電一體化技術(shù)課程教學(xué)使我深刻體會(huì )到，精心構思教學(xué)方法、充分運用信息手段、緊密結合科研實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣，在發(fā)揮教師教的主導作用的同時(shí)，又調動(dòng)學(xué)生學(xué)的主體作用，就能取得良好的教學(xué)效果。