機械控制工程課程改革思考

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摘要：在機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)建設(shè)中，為適應(yīng)社會對本科應(yīng)用型人才知識結(jié)構(gòu)、能力及素質(zhì)的要求，對機械控制工程教學(xué)進行了改革。針對課程理論性強、公式多及內(nèi)容抽象的特點，提出了基礎(chǔ)知識扎實、重在工程應(yīng)用、強調(diào)工程實例教學(xué)的課程改革思路。整合優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，完善知識體系和教材建設(shè)，采用現(xiàn)代教學(xué)設(shè)施和手段，增加工程實例教學(xué)比例，激發(fā)學(xué)生求知動力與興趣，培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程問題的能力。

關(guān)鍵詞：機械控制工程；教學(xué)改革；課程建設(shè)；教學(xué)方法

當(dāng)前，機械控制工程課程教學(xué)內(nèi)容不能適應(yīng)社會需求和用人單位對學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的要求，主要表現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容與工程應(yīng)用能力及科學(xué)技術(shù)發(fā)展不匹配。因此，要了解行業(yè)的發(fā)展趨勢，根據(jù)用人單位對學(xué)生知識、能力及素質(zhì)的要求，及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，推動教材、教學(xué)方法、實驗設(shè)施建設(shè)[1-3]。大學(xué)教育的普及使應(yīng)用型本科就讀的學(xué)生能力明顯下降，機械控制工程理論性強、公式多及內(nèi)容抽象，教學(xué)質(zhì)量難于達到預(yù)期目標。為此，應(yīng)該堅持“保證基礎(chǔ)，重在應(yīng)用，教法先進，強調(diào)實例”的指導(dǎo)思想，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、更新教學(xué)設(shè)施及采用先進技術(shù)，切實提高教學(xué)效果。

一、機械控制工程課程改革基本內(nèi)容

（一）優(yōu)化、整合教學(xué)內(nèi)容

機械控制工程涉及物理、數(shù)學(xué)、力學(xué)及電工學(xué)等學(xué)科知識，教學(xué)內(nèi)容多、理論性強，教學(xué)中容易重視理論設(shè)計與計算，輕視工程實際應(yīng)用，導(dǎo)致教學(xué)與實際脫節(jié)。按照應(yīng)用型本科教學(xué)強調(diào)理論知識應(yīng)用于實際這一思路，對教學(xué)內(nèi)容進行調(diào)整優(yōu)化，按實際需要傳授基本理論知識，通過工程實例介紹理論知識和設(shè)計方法的實際應(yīng)用，使學(xué)生明確機械控制工程的重要性，提高學(xué)習(xí)積極性。

（二）改革教學(xué)方法

針對機械控制工程課程的特點，采用課堂精講、自學(xué)討論、復(fù)習(xí)多練的方式，介紹緊密聯(lián)系實際的工程實例。注重啟發(fā)式教學(xué)方法，加強學(xué)生應(yīng)用能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。課堂上精講機械控制工程基礎(chǔ)理論、方法及工程應(yīng)用，講解內(nèi)容要容易理解、掌握及記憶。課后安排相應(yīng)的作業(yè)題。開展學(xué)生講堂活動，通過學(xué)生登講臺和討論，加深對理論知識的理解，鍛煉學(xué)生的語言組織能力。敦促學(xué)生課外查找資料、歸納總結(jié)和制作PPT，即強調(diào)講練結(jié)合，提高學(xué)生的邏輯思維和綜合分析能力。

（三）采用現(xiàn)代教學(xué)手段

機械控制工程課程知識點多而抽象，多媒體教學(xué)具有直觀、形象、信息量大的特點，通過錄像及三維動畫可以演示機構(gòu)的控制過程，使沒有實踐經(jīng)歷的學(xué)生很容易理解和掌握機械裝備控制原理。編制多媒體教學(xué)和模擬實驗課件，實現(xiàn)形象化教學(xué)，增強學(xué)生的感性認識，為教師教學(xué)和學(xué)生自主復(fù)習(xí)提供便利。同時，去粗取精、揚長避短，利用現(xiàn)代化教學(xué)手段挖掘現(xiàn)有教學(xué)方法的使用價值，促進各種教學(xué)手段之間的互補作用，提高學(xué)生的理論應(yīng)用和工程實踐能力。

（四）重視實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

機械控制工程實驗是以控制理論在機械工程中的應(yīng)用為背景，培養(yǎng)學(xué)生理論應(yīng)用于實際及實踐能力的重要環(huán)節(jié)[4]。實踐教學(xué)改革的重點是通過集中、整合和充實現(xiàn)有資源，適時補充新的教學(xué)資源，將教學(xué)模型、實驗設(shè)備、工具及實物等課程教學(xué)資源向?qū)W生開放，創(chuàng)造一個能讓學(xué)生開展科技活動、動手實踐、激發(fā)學(xué)習(xí)熱情的實驗平臺，最大限度滿足學(xué)生實踐能力培養(yǎng)中對教學(xué)資源的需求。增加研究性、設(shè)計性、綜合性實驗，加強科研成果向教學(xué)實驗轉(zhuǎn)化；同企業(yè)合作建設(shè)實踐基地，為實踐教學(xué)提供優(yōu)質(zhì)資源。

（五）加強教師隊伍建設(shè)

機械控制工程是專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。長期從事基礎(chǔ)課教學(xué)的教師接觸企業(yè)實際較少，相關(guān)領(lǐng)域知識薄弱，解決實際問題能力較弱。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和全球經(jīng)濟一體化，知識更新速度加快，對教師知識水平和能力提出了更高要求。因此，需要建設(shè)一支理論聯(lián)系實際、教學(xué)與科研并重的教學(xué)隊伍。一是要求教師了解本學(xué)科和相關(guān)學(xué)科前沿領(lǐng)域，參與學(xué)科建設(shè)，爭取各類科研項目，提升自身科研能力，并將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容。二是通過密切聯(lián)系企業(yè)，承擔(dān)學(xué)生科技活動、社會實踐、畢業(yè)設(shè)計等指導(dǎo)工作，加強理論知識與工程實踐的結(jié)合，提高實際工作和服務(wù)社會的能力。

二、轉(zhuǎn)變教學(xué)理念

（一）教學(xué)面向工程實際

從應(yīng)用型本科的培養(yǎng)目標出發(fā)，審視機械控制工程課程在學(xué)生知識體系構(gòu)成中的作用及與其它課程之間的關(guān)系，按基本概念、理論計算、系統(tǒng)設(shè)計、工程實例4個模塊組織教學(xué)。突出理論與實際結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用機械控制技術(shù)解決實際問題的能力。前兩個模塊構(gòu)成課程的理論基礎(chǔ)，后兩個模塊構(gòu)成課程的工程分析及應(yīng)用能力。模塊間相互融合貫通、相輔相成，達到夯實理論基礎(chǔ)、拓寬知識點、提高實踐能力的培養(yǎng)目標。

（二）更新教學(xué)觀念

沿承的經(jīng)典教學(xué)是以顯性知識傳授為中心，這與應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標不一致。應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要樹立知識、能力和素質(zhì)三位一體的觀念。在課程結(jié)構(gòu)上，建立理論、實驗及實踐活動3部分構(gòu)成的課程體系。理論教學(xué)由基本概念、理論計算、系統(tǒng)設(shè)計、工程應(yīng)用4部分組成，采用適應(yīng)本校學(xué)生能力的應(yīng)用型教材。實驗教學(xué)由必修的驗證實驗、選修的設(shè)計實驗及開放式的自主設(shè)計實驗組成，加強對學(xué)生實際動手能力及工程能力培養(yǎng)。實踐活動由科技創(chuàng)新、企業(yè)實踐及課程作業(yè)組成，提高實際教學(xué)效果，促進學(xué)生實踐能力培養(yǎng)和個性發(fā)展。

（三）轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)中心

課堂教學(xué)由教師講授、學(xué)生探索及研究對象3部分構(gòu)成，是師生相互交流、共同提高的過程[5]。教學(xué)的目的是教師有效引導(dǎo)學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、合作探索掌握事物發(fā)展運動規(guī)律，教師的任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生，學(xué)生的任務(wù)是掌握重要知識點、研究方法及工程應(yīng)用。這就要求課程教學(xué)以學(xué)生能力和發(fā)展為中心，形成教師引導(dǎo)、學(xué)生主動求知的氛圍，提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率。

（四）采用案例教學(xué)方式

工科教育的本質(zhì)是面向工業(yè)界，突出理論聯(lián)系實際的工程應(yīng)用背景。在機械控制工程的數(shù)學(xué)模型、理論計算、系統(tǒng)設(shè)計、工程應(yīng)用4部分授課內(nèi)容后增加與授課內(nèi)容密切相關(guān)的案例教學(xué)，如機械系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、電氣系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、機電液控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、基于MATLAB的系統(tǒng)分析、電液伺服控制系統(tǒng)設(shè)計、靜壓軸承控制系統(tǒng)設(shè)計、金屬切削過程的控制、數(shù)控機床進給系統(tǒng)的控制等。這些實例在機械工程領(lǐng)域常見，對理論知識的實際應(yīng)用具有普遍指導(dǎo)意義。通過實例教學(xué)，使理論知識與工程實際相結(jié)合，激發(fā)學(xué)習(xí)動力，加強學(xué)生工程應(yīng)用能力培養(yǎng)[6]。

參考文獻：

[1]王芳.“機械控制工程基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革探討[J].西安航空技術(shù)高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2008，26（5）：76-77.

[2]黃華存.創(chuàng)建精品課程的思考[J].河池學(xué)院學(xué)報，2008，28（2）：46-48.

[3]蔣強，米林，馮文杰，等.地方高等院校機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)建設(shè)探討[J].教育教學(xué)論壇，2011（18）：164-165.

[4]劉吉軒，楊培林.“機械工程實驗”教學(xué)研究與實踐[J].實驗室研究與探索，2008，27（12）：90-92.

[5]吳艷.大班課堂師生合作有效性的研究[J].江西教育學(xué)院學(xué)報，2009，30（3）：123-125.

[6]張霞，焦學(xué)然.關(guān)于環(huán)境工程原理教學(xué)方法的探討[J].廣東化工，2010（2）：110-111.

[7]張吉維，藤文忠，赫建文，等.本科課程建設(shè)與改革的探索與實踐[J].中國大學(xué)教育，2006（5）：45-46.

作者：李連進 單位：天津商業(yè)大學(xué)機械工程學(xué)院