機(jī)械控制工程課程改革思考

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摘要：在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)建設(shè)中，為適應(yīng)社會(huì)對(duì)本科應(yīng)用型人才知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力及素質(zhì)的要求，對(duì)機(jī)械控制工程教學(xué)進(jìn)行了改革。針對(duì)課程理論性強(qiáng)、公式多及內(nèi)容抽象的特點(diǎn)，提出了基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、重在工程應(yīng)用、強(qiáng)調(diào)工程實(shí)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(shí)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(shí)例教學(xué)比例，激發(fā)學(xué)生求知?jiǎng)恿εc興趣，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。

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

當(dāng)前，機(jī)械控制工程課程教學(xué)內(nèi)容不能適應(yīng)社會(huì)需求和用人單位對(duì)學(xué)生知識(shí)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(shì)，根據(jù)用人單位對(duì)學(xué)生知識(shí)、能力及素質(zhì)的要求，及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，推動(dòng)教材、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)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(jī)械控制工程理論性強(qiáng)、公式多及內(nèi)容抽象，教學(xué)質(zhì)量難于達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。為此，應(yīng)該堅(jiān)持“保證基礎(chǔ)，重在應(yīng)用，教法先進(jìn)，強(qiáng)調(diào)實(shí)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(jìn)技術(shù)，切實(shí)提高教學(xué)效果。

一、機(jī)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(jī)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(shí)，教學(xué)內(nèi)容多、理論性強(qiáng)，教學(xué)中容易重視理論設(shè)計(jì)與計(jì)算，輕視工程實(shí)際應(yīng)用，導(dǎo)致教學(xué)與實(shí)際脫節(jié)。按照應(yīng)用型本科教學(xué)強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際這一思路，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，按實(shí)際需要傳授基本理論知識(shí)，通過(guò)工程實(shí)例介紹理論知識(shí)和設(shè)計(jì)方法的實(shí)際應(yīng)用，使學(xué)生明確機(jī)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(duì)機(jī)械控制工程課程的特點(diǎn)，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(shí)際的工程實(shí)例。注重啟發(fā)式教學(xué)方法，加強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。課堂上精講機(jī)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(kāi)展學(xué)生講堂活動(dòng)，通過(guò)學(xué)生登講臺(tái)和討論，加深對(duì)理論知識(shí)的理解，鍛煉學(xué)生的語(yǔ)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(qiáng)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(jī)械控制工程課程知識(shí)點(diǎn)多而抽象，多媒體教學(xué)具有直觀(guān)、形象、信息量大的特點(diǎn)，通過(guò)錄像及三維動(dòng)畫(huà)可以演示機(jī)構(gòu)的控制過(guò)程，使沒(méi)有實(shí)踐經(jīng)歷的學(xué)生很容易理解和掌握機(jī)械裝備控制原理。編制多媒體教學(xué)和模擬實(shí)驗(yàn)課件，實(shí)現(xiàn)形象化教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，為教師教學(xué)和學(xué)生自主復(fù)習(xí)提供便利。同時(shí)，去粗取精、揚(yáng)長(zhǎng)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(jià)值，促進(jìn)各種教學(xué)手段之間的互補(bǔ)作用，提高學(xué)生的理論應(yīng)用和工程實(shí)踐能力。

（四）重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

機(jī)械控制工程實(shí)驗(yàn)是以控制理論在機(jī)械工程中的應(yīng)用為背景，培養(yǎng)學(xué)生理論應(yīng)用于實(shí)際及實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)[4]。實(shí)踐教學(xué)改革的重點(diǎn)是通過(guò)集中、整合和充實(shí)現(xiàn)有資源，適時(shí)補(bǔ)充新的教學(xué)資源，將教學(xué)模型、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、工具及實(shí)物等課程教學(xué)資源向?qū)W生開(kāi)放，創(chuàng)造一個(gè)能讓學(xué)生開(kāi)展科技活動(dòng)、動(dòng)手實(shí)踐、激發(fā)學(xué)習(xí)熱情的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，最大限度滿(mǎn)足學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)中對(duì)教學(xué)資源的需求。增加研究性、設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)科研成果向教學(xué)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化；同企業(yè)合作建設(shè)實(shí)踐基地，為實(shí)踐教學(xué)提供優(yōu)質(zhì)資源。

（五）加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)

機(jī)械控制工程是專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。長(zhǎng)期從事基礎(chǔ)課教學(xué)的教師接觸企業(yè)實(shí)際較少，相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)薄弱，解決實(shí)際問(wèn)題能力較弱。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和全球經(jīng)濟(jì)一體化，知識(shí)更新速度加快，對(duì)教師知識(shí)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(shí)際、教學(xué)與科研并重的教學(xué)隊(duì)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(zhēng)取各類(lèi)科研項(xiàng)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(guò)密切聯(lián)系企業(yè)，承擔(dān)學(xué)生科技活動(dòng)、社會(huì)實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)等指導(dǎo)工作，加強(qiáng)理論知識(shí)與工程實(shí)踐的結(jié)合，提高實(shí)際工作和服務(wù)社會(huì)的能力。

二、轉(zhuǎn)變教學(xué)理念

（一）教學(xué)面向工程實(shí)際

從應(yīng)用型本科的培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，審視機(jī)械控制工程課程在學(xué)生知識(shí)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(jì)算、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工程實(shí)例4個(gè)模塊組織教學(xué)。突出理論與實(shí)際結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用機(jī)械控制技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。前兩個(gè)模塊構(gòu)成課程的理論基礎(chǔ)，后兩個(gè)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(dá)到夯實(shí)理論基礎(chǔ)、拓寬知識(shí)點(diǎn)、提高實(shí)踐能力的培養(yǎng)目標(biāo)。

（二）更新教學(xué)觀(guān)念

沿承的經(jīng)典教學(xué)是以顯性知識(shí)傳授為中心，這與應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)不一致。應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要樹(shù)立知識(shí)、能力和素質(zhì)三位一體的觀(guān)念。在課程結(jié)構(gòu)上，建立理論、實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐活動(dòng)3部分構(gòu)成的課程體系。理論教學(xué)由基本概念、理論計(jì)算、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、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(shí)驗(yàn)教學(xué)由必修的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、選修的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及開(kāi)放式的自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組成，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力及工程能力培養(yǎng)。實(shí)踐活動(dòng)由科技創(chuàng)新、企業(yè)實(shí)踐及課程作業(yè)組成，提高實(shí)際教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)和個(gè)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(duì)象3部分構(gòu)成，是師生相互交流、共同提高的過(guò)程[5]。教學(xué)的目的是教師有效引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)、合作探索掌握事物發(fā)展運(yùn)動(dòng)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(shí)點(diǎn)、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(dòng)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(shí)際的工程應(yīng)用背景。在機(jī)械控制工程的數(shù)學(xué)模型、理論計(jì)算、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、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(jī)械系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、電氣系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、機(jī)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(jì)、靜壓軸承控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、金屬切削過(guò)程的控制、數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的控制等。這些實(shí)例在機(jī)械工程領(lǐng)域常見(jiàn)，對(duì)理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用具有普遍指導(dǎo)意義。通過(guò)實(shí)例教學(xué)，使理論知識(shí)與工程實(shí)際相結(jié)合，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力，加強(qiáng)學(xué)生工程應(yīng)用能力培養(yǎng)[6]。

參考文獻(xiàn)：

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作者：李連進(jìn) 單位：天津商業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院