机电传动与控制课程教学的改革与探索

许良　马少华

摘 要 文章針对目前机电传动与控制课程教学中存在的问题，分析了产生问题的原因，提出了利用互联网+以及虚拟仿真技术，改变课堂教学与实验教学模式，变革课程考核模式的教学新思路和新方法。教学实践证明，不仅增强了学生的动手能力和创新能力，而且教学质量也得以大幅提高。

关键词 机电传动与控制 教学改革 实验教学

0 序言

机电传动与控制课程是面向机械设计制造及其自动化专业以及机械电子工程专业的一门专业基础课。课程的目的和任务是使学生了解机电传动控制的一般知识，掌握电机、继电器接触器、晶闸管等的工作原理、特性、应用方法，掌握常用的机电传动控制系统的工作原理、特点、性能及应用，了解前沿的控制技术应用。旨在培养能够从事和胜任机械设计、制造、机电系统设计、自动化工程应用、机电液一体化装备使用、维护及管理等工作的高素质、高技能、应用型专业技术人才。

1 目前教学中存在的问题

机电传动与控制课程在整个机电类专业课程体系中往往起着承上启下的作用，是后续机电一体化技术、数控技术与编程、可编程控制器原理与应用等课程学习的基础。该课程内容涉及学科知识较多，理论性强、概念抽象，应用背景强，技术更新较快，需要实验教学，课程设计配合，在当前的教学中主要加深学生理解，是一门理论与实践紧密结合的课程。在当前的教学过程中主要存在以下几个方面的问题：

1.1 理论教学效果不佳

该课程的课堂教学40学时，课程内容较多，概念抽象，课时相对不足。传统的教学方式以教师课堂讲授为主，授课的节奏比较紧凑，进度较快，习题课相对较少，学生理解困难，仅凭课堂讲授，只有少数学生能够跟上课程节奏，大部分学生知难而退，逐渐丧失学习兴趣，表现为人到心不到，出现大量低头族。学生以考试为目标，难以达到课程的教学目的。同时由于课时少，内容较多，教师课堂讲授只能讲授该课程的基础知识，应用广泛的新技术、新理论被压缩，无法介绍，学生们对于该门课程的学习也只是泛泛了解，没有达到培养应用型人才的教学目的。

1.2 实践教学效果弱化

该课程的实验教学为8学时，是该门专业课程的重要组成部分，是应用型人才培养的一个重要环节。实践教学的目的是通过理论学习后的动手实践培养学生的创新思想和分析解决问题的能力，从而对理论学习内容加以进一步的掌握和理解。但该课程实验未单列，没有学分，学生对实验内容不重视，失去了这门课注重学生实践能力培养意义。同时实验设施不足，作为学科基础课，选课学生人数很多，授课班近百学生，而相对的实验设施不足，学生需要分多批次进行相关的课程实验，从而造成了理论教学和实践教学的进度不一致的情况，有的时候甚至会出现理论课程早已经学完了，但实践课程还没有开始的情况，这样就会削弱理论与实践相辅相成的功效，从而也造成了学生对实践教学的不重视。

1.3 考核方式单一

机电传动控制课程考核，以闭卷考试为主，平时成绩及实验成绩为辅，其中平时成绩，实验成绩难以量化，平时成绩主要体现为点名，出现了人到心不到，为点名而上课，学生学习态度消极，低头族占很大比例。实验成绩的考核以实验报告、签到为主，这么做就会造成学生的积极性和创造性不高，达不到实验教学的根本目的。

2 教学改革的主要措施

根据我院在机电传动与控制课程教学及实验环节的实际情况，目前已经对课程的教学工作做了一些改革和探索，如图1所示：

2.1 改革传统的课堂教学方法，充分发挥互联网+作用

为解决机电传动与控制课程课时少，教学内容多，相关技术更新快，课程内容抽象，学生理解难等矛盾，在教学上，拟尝试改变现有全部以课堂讲授为主的教学方法，引进利用互联网+，多媒体技术，变教师课堂讲授为主为学生课外自学为主的模式，教师课上一半讲授，一半时间设置特定主题进行讨论互动，答疑，配合考核方式的改革，鼓励与引导学生提出问题，解决问题，主动学习。具体包括：建立教学班的微信、QQ交流群，建立良好的本门课程教学交流环节；提供相关的教序课间，指定1～2个开放的优秀公开课资源，变紧凑的课堂教学为宽松的课外互动；课堂上提纲携领的讲授重点内容，留出部分时间，以提问、讨论、答疑的方式，配合考核方式的改革，引导带动学生讨论教学计划的相关内容，实现互动式教学；适当增加习题课课时，把相关教学章节的教学内容融入到习题课中，把更多的时间用到培养学生解决问题的能力上；增加新技术的介绍内容，开阔学生视野。

2.2 改革实验教学方式，探索虚拟仿真实验模式

为解决实验教学资源不足，实验内容难以与理论教学同步，阻碍学生课堂理解，导致后续课程跟不上的矛盾，积极探索虚拟仿真实验教学模式，虚拟仿真是传统实验室的延伸和有效补充，它可以弥补传统实验室的不足，可以丰富实践教学的内涵，带动实践教学模式的创新。在充分分析现有实体实验资源的基础上，本着“虚实结合、相互补充、能实不虚”的原则，构建虚拟仿真实验教学体系，这样可以大大压缩实验课堂时间，扩大开放实验、仿真实验的空间，使学生们可以有更多的自主学习时间，从而将虚拟仿真与实物机电系统有机结合，创新实践教学方法和手段。同时，虚拟仿真实验教学资源能够为学生提供接近于真实情况的实践学习环境，使学生达到更好的虚拟和仿真体验，得到更好的理论学习过程和实践教学成果。通过虚拟仿真实验技术基本可以实现理论教学和实验教学“不过夜”的教学模式，理论课结束就可以完成相关的“实验”内容。

2.3 改革课程考核方式，调动学生学习热情

为解决机电传动控制课程考核中以考试为主，平时成绩及实验成绩难以量化，学生人到心不到，难以达到该课程的培养目标的问题，为了配合教学方式的改革，同步进行考核方式的改革。量化平时成绩，在平时成绩中改变课堂点名不到，不交作业扣分为主的考核方式，配合课堂教学改革，引导鼓励学生积极参与课堂教学活动，课堂互动，回答问题，解决问题，分组讨论，习题讲解，实验方案讲解，实验分析等均作为加分项，使学生从被动学习，转变为主动学习，努力营造活跃的课堂气氛，消灭低头族。量化实验考核，新的实验考核方式应鼓励学生进行创新，使学生不仅在理论学习中的积极性和主动性得到提高，而且在实践学习中的创新性和能动性也能得到相应的提高，应采用多元化的考核模式，实验的最终成绩由实验报告成绩、课堂实验、虚拟实验三部分构成。对于使用新技术、新方法的创新实验，在实验中发现问题，提出问题的学生加分。形成“小组互评、学生自评、教师考评”的评价考核体系。通过考核方式的改变，力求改变过去学生实验课签到，实验后抄报告的被动学习方式，由过去的以扣分为主变为以加分为主，使学生喜欢实验，有成功感，减轻学生的学习压力，激发学生的学习动力。

3 教学改革的主要成效

针对机电传动与控制课程，利用互联网+、多媒体、虚拟仿真技术，通过改变课堂教学与实验教学模式，变革课程考核模式，一方面改善了理论教学学时紧张，学生学习效果差，先进技术内容被压缩等问题，真正实现培养应用型人才的目的。另一方面，通过虚拟实验平台，解决实验设施不足，实验设备落后，理论教学与实验教学不同步的问题。第三通过考核方式的改革与量化，变扣分为主为加分为主的方式，使学生自主学习，培养兴趣，减轻考试压力，教学质量得以大幅提高。

参考文献

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