機(jī)械控制工程基礎(chǔ)教學(xué)研究

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摘要：針對(duì)“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”教學(xué)過(guò)程中存在的學(xué)生積極性不足、教學(xué)效果差、理論偏離實(shí)際等問(wèn)題，本文從教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容兩個(gè)方面提出了一些建議和舉措。從調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性、采用小組討論等多樣性教學(xué)手段、增加機(jī)械工程實(shí)際案例以及科研論文選讀等教學(xué)內(nèi)容等角度給出了對(duì)“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”進(jìn)行課程教學(xué)改革的初步探索。

關(guān)鍵詞：機(jī)械控制工程基礎(chǔ)；工程實(shí)際案例；小組討論；科研論文

0引言

“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)理論基礎(chǔ)課及專業(yè)必修課，在機(jī)械工程學(xué)科的課程建設(shè)中具有舉足輕重的作用。該門課程以經(jīng)典的控制理論知識(shí)及方法為基礎(chǔ)，旨在解決機(jī)械工程系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題以及控制論問(wèn)題；同時(shí)，該課程也是機(jī)械專業(yè)“測(cè)試技術(shù)”“機(jī)電一體化技術(shù)”“過(guò)程控制與裝備”以及“機(jī)器人技術(shù)”等后續(xù)課程的理論基礎(chǔ)。因此，該門課程的教學(xué)效果一方面關(guān)系著機(jī)械類專業(yè)學(xué)生后續(xù)技術(shù)課程的學(xué)習(xí)，另一方面直接關(guān)系著學(xué)生解決實(shí)際機(jī)械工程問(wèn)題的能力。然而，在“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”該門課程的實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，由于該課程具有理論性強(qiáng)、對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求高、內(nèi)容枯燥乏味、學(xué)科交叉明顯等諸多特點(diǎn)，使得該門課程的教學(xué)難度較大，學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情及積極性不高。同時(shí)，目前國(guó)內(nèi)該課程主要的教學(xué)還是以傳統(tǒng)的講授結(jié)合少量實(shí)驗(yàn)的形式為主，在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生都處于知識(shí)點(diǎn)的被動(dòng)接收層面，學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自主性不高、學(xué)習(xí)效果極差。另外，大多數(shù)國(guó)內(nèi)高校在“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”的教授過(guò)程中，理論脫離工程實(shí)際，使得學(xué)生嚴(yán)重缺乏利用控制理論知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，學(xué)生在完成本門課的學(xué)習(xí)之后，所具備的能力往往只是停留在應(yīng)試和解題的層面，大多數(shù)情況下并沒(méi)有掌握或是領(lǐng)悟?qū)W習(xí)這門課的目的是什么，具體應(yīng)用又如何，更難以利用所學(xué)知識(shí)合理有效地解決工程實(shí)際問(wèn)題。為此，本文針對(duì)目前國(guó)內(nèi)高校在“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”這門課教授方面存在的問(wèn)題，提出以下幾點(diǎn)建議及措施。

1充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性

如前所述，“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”該門課具有理論性強(qiáng)、對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求高、內(nèi)容枯燥乏味等特點(diǎn)，因此學(xué)生在最初接觸該門課程時(shí)，通常表現(xiàn)出學(xué)習(xí)興趣不大，積極性不高等問(wèn)題。同時(shí)，目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)得到廣泛發(fā)展和普及，學(xué)生們可以較為容易地從網(wǎng)絡(luò)上獲取大量的學(xué)習(xí)資源，甚至是國(guó)內(nèi)外知名高校所的該門課程的優(yōu)秀教學(xué)視頻和資料，因此如果教師只是簡(jiǎn)單地照本宣科，會(huì)使得學(xué)生感覺(jué)教師在課題上傳授的知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)單乏味，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使得學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不高。因此，教師在教學(xué)過(guò)程中，如何充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就成為能否順利達(dá)到該門課程既定教學(xué)效果和目的的關(guān)鍵。筆者認(rèn)為要想培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，可以從以下幾個(gè)方面著手：一是重視首堂課教學(xué)內(nèi)容和方案的設(shè)定。在首堂課中合理設(shè)定教學(xué)方案，介紹并講解該課程在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航空航天等諸多方面的應(yīng)用案例，使得學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到該門課的重要性；二是針對(duì)學(xué)生特點(diǎn)，合理選用教學(xué)案例。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中切忌理論脫離實(shí)際，因此在知識(shí)點(diǎn)的講解過(guò)程中可以充分利用案例，首先通過(guò)引入對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)較為新穎且易于理解的案例吸引學(xué)生，在案例的講解過(guò)程中合理引導(dǎo)學(xué)生探尋、領(lǐng)悟并學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)。

2采用多樣化教學(xué)方式與手段，使學(xué)生成為教學(xué)過(guò)程的主體

目前，“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”這門課普遍存在著教師灌輸、學(xué)生被動(dòng)接收的教學(xué)現(xiàn)狀，大多數(shù)情況下教師才是教學(xué)過(guò)程的主體，而學(xué)生只是知識(shí)的被動(dòng)接收者。為此，可以采用多樣化的教學(xué)方式和手段，改革傳統(tǒng)的教師講授加少量實(shí)驗(yàn)的教學(xué)形式，增加學(xué)生的參與性，使得學(xué)生成為教學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程的主體。例如教師可以選取合適的章節(jié)或知識(shí)點(diǎn)，設(shè)定適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)主題或工程題目，將教師教授改變?yōu)閷W(xué)生小組討論的形式或者目前較為新穎的對(duì)分課堂的形式，在這一過(guò)程中教師首先安排學(xué)生查閱拓展材料或文獻(xiàn)，自主學(xué)習(xí)獲取知識(shí)；隨后，教師合理地組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)點(diǎn)，增加學(xué)生的積極性。這種形式的教學(xué)方式一方面可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣、增加學(xué)生思維的靈活性，另一方面可以使學(xué)生成為知識(shí)的發(fā)現(xiàn)者和探索者，成為教學(xué)過(guò)程的主體。但是需要指出的是，在采取小組討論或?qū)Ψ终n堂這樣多樣化的教學(xué)手段中，教師的作用同樣重要，教師需要在小組討論或?qū)Ψ终n堂過(guò)程中合理設(shè)定題目或主題，使其難度適中。同時(shí)，要合理引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，完成對(duì)知識(shí)點(diǎn)的探索，并保證學(xué)生注意力的集中，而不是信馬由韁。

3改革教學(xué)內(nèi)容，增加工程實(shí)際案例的講解

“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”最終的教學(xué)目的是為了培養(yǎng)學(xué)生利用控制理論知識(shí)解決機(jī)械工程實(shí)際問(wèn)題的能力，如果只是泛泛地學(xué)習(xí)或者傳授理論知識(shí)，而不能很好的做到理論聯(lián)系實(shí)際，那么學(xué)習(xí)效果會(huì)很差，所能達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)也會(huì)很低。而目前在大多數(shù)情況下，學(xué)生學(xué)習(xí)完“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”這門課程之后，往往表現(xiàn)出對(duì)課程的茫然，不明白也不能領(lǐng)悟?qū)W習(xí)這門課有什么用，學(xué)習(xí)的目的是什么，這門課又能解決什么樣的工程實(shí)際問(wèn)題，更談不上利用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。因此要想通過(guò)“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”這門課的教授真正培養(yǎng)學(xué)生解決機(jī)械工程實(shí)際問(wèn)題的能力、達(dá)到培養(yǎng)工程型人才的目標(biāo)，需要對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行必要的改革，而筆者認(rèn)為“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”教學(xué)內(nèi)容改革的一個(gè)重要方面是在教學(xué)內(nèi)容或是教材中增加與“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”這門課知識(shí)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的機(jī)械工程實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)講解這些工程實(shí)際問(wèn)題以及控制理論知識(shí)在這些實(shí)際工程問(wèn)題中的應(yīng)用，使得學(xué)生一方面可以充分認(rèn)識(shí)到課程的重要性，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情；更重要的是讓學(xué)生了解“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”這門課有什么用，用什么知識(shí)點(diǎn)解決問(wèn)題以及怎么用的問(wèn)題。使得學(xué)生通過(guò)課程的本門課程的學(xué)習(xí)真正做到理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。另外，教師可以充分鼓勵(lì)和指導(dǎo)學(xué)生參加相關(guān)的機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新大賽等活動(dòng)，一方面可以通過(guò)參加該類競(jìng)賽等相關(guān)活動(dòng)讓學(xué)生檢驗(yàn)自己的學(xué)習(xí)成果，培養(yǎng)自己利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；另一方面還可以培養(yǎng)學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心和成就感。

4增加科研論文選讀，幫助學(xué)生了解課程發(fā)展最新的動(dòng)態(tài)

此外，在具體的教學(xué)過(guò)程中，筆者認(rèn)為教師可以選取并提供給學(xué)生一些較為新穎或經(jīng)典的有關(guān)“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”這門課程工程應(yīng)用的科研論文，指導(dǎo)學(xué)生閱讀并學(xué)習(xí)這些文獻(xiàn)，同時(shí)要求學(xué)生課下檢索并增加相關(guān)拓展材料的閱讀，讓學(xué)生們通過(guò)“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”相關(guān)科技論文的了解和學(xué)習(xí)，加深對(duì)這門課程重要性及其在工程實(shí)際中應(yīng)用的認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生們了解哪些領(lǐng)域在應(yīng)用所學(xué)課程的知識(shí)點(diǎn)、在應(yīng)用哪些知識(shí)點(diǎn)、解決什么樣的工程實(shí)際問(wèn)題以及如何解決這些工程實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)科研論文的選讀，一方面可以使學(xué)生領(lǐng)悟課程的重要性，把握最新的課程發(fā)展動(dòng)態(tài)；另一方面可以激發(fā)學(xué)生自我學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

5結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)目前“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”教學(xué)過(guò)程中存在的學(xué)生積極性不高、被動(dòng)接收以及理論脫離工程實(shí)際等一些問(wèn)題，從激發(fā)學(xué)生興趣、改革教手段以及優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容等方面提出了一些“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革的措施和意見(jiàn)。具體舉措上，要求教學(xué)過(guò)程中應(yīng)采用小組討論或?qū)Ψ终n堂等形式實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程的主體由教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生；而在教學(xué)內(nèi)容方面應(yīng)增加機(jī)械工程實(shí)際案例，并指導(dǎo)學(xué)生閱讀學(xué)習(xí)最新的相關(guān)科研論文及成果。以此調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性，并能夠真正做到學(xué)以致用，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)際的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。

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作者：景大雷 單位：上海理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院