机电控制技术课程教学模式的实践与探索

邓志辉

(常州信息职业技术学院机电工程学院江苏常州213164)

机电控制技术课程教学模式的实践与探索

邓志辉

(常州信息职业技术学院机电工程学院江苏常州213164)

针对当前高职院校机电控制技术课程传统教学中遇到的问题，分析原因，并从教学实践体系、教学方法、考核机制三个方面提出了解决的方案，以适应机电控制技术课程改革的要求。

机电控制技术;教学实践;教学方法;考核方式

机电控制技术是机电类专业控制技术核心模块的主干专业课程，不仅理论性强，而且具有很强的实践性，在工业生产中应用广泛，是一门能直接应用于生产实践的技术课程。本课程将电工技术、模拟电路、数字电路、传感器、专业英语、电子焊接工艺等知识与技能融合在一起。学生对于本门课程的掌握情况，对其今后的就业以及专业发展有举足轻重的作用。笔者对机电控制技术课程的教学效果作了一些思考和探索。

1 机电控制技术课程的教学现状

许多学过机电控制技术课程的学生都表示本课程比较难于把握，一些死记硬背的知识容易记忆，如存储器结构、特殊功能寄存器、指令等，但要综合、灵活地将这些知识点应用于实践却是相当困难，究其原因如下:

1)学生兴趣不高，学习主动性较差。高职学生基础知识比较薄弱，往往带着恐惧的心理进入课程，同时对机电控制技术课程知识点在后续课程以及以后的工作中的应用缺乏认识，加上课程理论知识较多，抽象难以理解，所以学生普遍兴趣不高，学习主动性较差，严重影响了学习效果。

2)实验实训单一，与真实工作脱节。机电控制技术是一门具有较强的实践性的课程，但如果让学生经历完整的开发过程，包括印刷线路板的设计制作、元器件的选型、焊接、产品调试等，教学成本投入较大。以教学实验箱作为实验设备，如启东计算机厂的DICE-5210K实训箱，学生只能进行一些简单的线路连接和软件编程，与真实的机电控制系统开发完全不符，这在某种程度上影响了学生对课程的理解。

3)教学硬件不足，课后学习难以开展。近年来，虽然各学院都对教学设备投入大量经费，但教学实施还是与学生的数量不配套，往往3～5人一套设备，而时间有限，学生的动手能力得不到充分的训练，教学效果差强人意。

由于机电控制技术课程实践性强，学生在课余时间无法练习，即使采用书面的方式编程，也无法验证编写的程序是否正确。教学内容的抽象，对于没有工程实践经验的学生来说吸引力不够。

4)教师参与过多，学生依赖性强。教师在编写实验指导书时，往往过于详细，学生的实验过程往往是根据实验指导书上的接线图进行硬件连接，然后把程序输入到计算机里去，编译运行观看实验结果。学生过分依赖教师，独立分析问题、解决问题的能力较弱［1］。

2 机电控制技术课程教学改革方案

2.1 构建软硬件一体化实践体系

根据我院的实践条件以及机电控制技术课程的特点，构建一个软件仿真和硬件实验相结合的实践教学体系。

软件仿真部分选用Proteus仿真教学软件，此软件可以仿真机电控制芯片以及外围设备搭接的各种电路。教学过程中，学生针对计算机屏幕上显示出各种元器件、控制对象和传感器等连接成相应的线路，然后编写相应的控制程序进行调试，模拟仿真实际的开发过程。Proteus仿真界面如图1所示。由于计算机仿真相对较简单，也比较形象，学生容易完成，能够产生成就感，增强了学生的学习兴趣，提高了学习积极性。软件仿真也在理论和实践之间建立了一座桥梁，缓解了学生一下从理论进入实践的不知所措，促使学生尽早地融入实际的工作环境，培养了分析问题、解决问题的能力。同时，也弥补了学院硬件的不足。

图1 Proteus仿真界面

硬件实验部分采用了前期课程《小型机电产品安装》的成果——智能小车作为实验载体，如图2所示，此载体比较形象，容易激发学生的学习兴趣，同时，学生在前期课程已经安装过，对硬件结构相应比较熟悉。根据逆向工程和机电控制系统的开发流程，由学生绘制电路原理图和印刷线路板图，在绘制的过程中，学生不仅对电子CAD软件Protel有了进一步认识，同时也掌握了智能小车的工作原理。最后，根据小车的性能进行编程调试，这样，学生能亲身经历系统开发的整个过程，培养了学生的综合设计和调试能力。还可以利用此载体，激发学生的想象力，增加小车的功能，变以往教师出题学生答题的形式为学生自己找题，并自己解决。考虑到硬件实验套数的限制，可以把全班学生分为两大组，其中一组进行软件仿真，另一组进行硬件实验，这样硬件可以达到每人一套，具体实施如图3所示。

图2 智能小车控制模型

图3 软件仿真和硬件实验实施图

2.2 教学方法的改革

为了增加学生的学习兴趣，提高学习效果，除了构建一个软件仿真和硬件实验相结合的实践教学体系，还必须建立一套先进的教学方法。要变传统教师为主体的教学为学生为主体的教学，充分调动学生的学习主动性，变“要我学”为“我要学”。

机电控制技术课程的主要内容是硬件电路搭接和软件的编程，在教学过程中，要把学生的实际情况(如知识、能力等)和课程的大纲要求以及培养目标放在一起考虑，选择的项目既要基于工作过程，又要在学生完成的能力范围内，项目所涉及的理论知识要螺旋上升，在循环递进中锻炼学生系统开发和创新的能力，在教学过程中各因素的变化过程如图4所示，教师的指导要不断地减少，学生自主和项目的难度不断增加，让学生在兴趣和成就感中培养自己的独立解决问题能力和创新能力。

图4 教学过程中各因素的变化过程

教师在课程的工作项目实施之前，应详细制定工作流程和评分标准的各种文档表格，在工作项目的实施过程中，根据机电控制系统的设计、安装、调试工作过程(画出电路原理图→转化成PCB图→列出元器件明细表→焊接装配→绘制程序流程图→上机编程调试→汇报演示、评价等流程)来实施。根据所教班级的学生数和实训设备的台套数进行分组，确定每个组的人数，每一组都要提交分工计划表。在项目实施前，教师需要对先前制定的实训项目实施和测试工作，学生需要先预习，初步了解项目的难点和重点。这样，在课堂上由教师讲解设计内容时，能起到事半功倍的效果。教师不要直接告诉学生怎样做，而是要积极对学生进行引导，发挥学生的主动性。对学生在项目过程中提出的问题，一般不作正面的回答，而是围绕问题进行引导，让学生积极思考、独立解决。项目完成后，要学生进行总结，分析自己方法的优劣，引导学生想出更多的方法，同时，布置下一个项目的内容，并在下一次上课时进行检查。由于课时有限，鼓励学生利用课外时间进行软件仿真或者到开放实验室进行实验。组织课外兴趣活动，进行实用控制系统设计，增强学生的创新意识、创新能力。针对一个小型的控制系统，通过查阅资料，了解工艺过程和控制要求，设计出控制系统的主电路、控制流程图等，锻炼学生的动手能力及创新精神［2］。

2.3 考核方式的改革

机电控制技术课程传统的考核主要由一张试卷和实验来完成，这与课程本身实践性强的特点是矛盾的，实验往往也是分组来考核，同组成绩一般相同，但组员之间的工作存在差异，考核也有失公平。为了激励学生的学习热情，充分体现课程的特点，变理论考核为实践考核，变终结性考核为过程性考核［3］。

软件仿真的考核由教师和学生共同进行，做完项目后，每位学生都要向教师和同学介绍自己的设计方案、开发过程以及演示最后的成果，然后由教师和同学共同评定成绩。硬件实践往往是分组的，考核成绩由教师、组间成员、组外成员共同进行，同样，每一组在项目完成后也要向教师和同学介绍自己的设计方案、开发过程以及演示最后的成果。最后成绩由软件仿真和硬件实践成绩加权来评定。软件仿真和硬件实验具体权值的确定由项目的难易程度决定，具体如表1所示。

表1 成绩考核权值表

我院机电控制技术课程的教学效果逐年提升，学生的系统设计开发能力明显提高，学生的学习积极性提高，自主创新能力也有了长足的进步。教学改革还在进一步深入，新思想、新方法不断涌现，机电控制技术课程教学改革一定能取得成功。

［1］黄萍，郑燕逵.浅谈项目式教学法在《WEB程序设计》中的实践［J］.科技咨询，2010(22):198.

［2］陈华明.“理论实践一体化”教学模式在《液压与气动技术》教学中的探索与实践［J］.辽宁科技学院学报，2009(11):44-46.

［3］姜大源.关于职业教育教学改革的理性思考［J］.职业技术教育，2006(1):5-10.

Exploration and Practice on Teaching Mode in Electromechanical Control Technology Course

DENG Zhi-hui
(School of Electrical and Mechanical Engineering，Changzhou College of Information Technology，Changzhou 213164，China)

Aiming at the traditional teaching problems in the course of electromechanical control technology in higher vocational colleges，the paper analyzes the causes of the problems，and proposes solutions to the problems from practical teaching system，teaching methods and assessment mechanisms to meet the requirements of the curriculum reform.

electromechanical control technology;teaching practice;teaching method;assessment mode

TH-39

B

1672-2434(2011)02-0048-03

2010-12-24

邓志辉(1979-)，男，工程师、讲师，硕士，从事研究方向:学生管理、系统检测