兴趣导向多信息技术融合模式下教学方法研究与实践

来源:用户上传      作者:黄俊杰

　　摘要：推动“中国制造2025”进程，培养一批高素质机电专业型人才势在必行，这也是高校对机械类专业大学生培养目标的具体要求。机电类专业基础课《机电传动控制》则为实现这一人才目标提供了强有力的工具。以基本技能为目标组建学生兴趣小组，精心设计课程教学，将课程内容与基本技能融合，多信息技术贯穿教学并维持学生兴趣，达到事半功倍的效果。文章从提高学生主动性、信息技术下教学内容多样性等方面对教学方法进行探讨，为专业基础课和专业课程的教学提供借鉴和参考价值。
　　关键词：兴趣导向;多信息融合;《机电传动控制》;教学方法
　　中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2020）14-0195-03
　　 为顺应“德国工业4.0”和“中国制造2025”政策，中国制造业正在经历着信息化与工业化的深度融合，互联网与传统工业的融合，这是中国新一轮制造发展的制高点，驱动中国制造向中国智造加速转变;同时加快培养智能制造业发展急需的专业技术人才、技能人才，建设一批素质优良的制造业人才队伍已势在必行，而高等院校高质量的毕业生为这一需求提供了强有力的支持和保障[1，2]。机械电子工程专业的主干课程《机电传动控制》具有一个崭新的知识体系，为新时期智能制造人才提供专业理论基础和相关技术。作为一名专业教师，如何充分利用教学，让学生扎实掌握知识和专业技能，为社会和国家所用，成为值得思考的问题。
　　一、提出问题
　　《机电传动控制》是一门理论和实践并重的课程，涉及机械、力学、电子与信息技术、控制等多门学科，是智能制造和机电一体化人才所需的机电传动知识结构的躯体和机电结合的纽带。毫不夸张地说，《机电传动控制》课程的质量直接决定着机电专业本科生四年来培养的质量与效果。目前大多高校开设的《机电传动控制》课程，选用教材为冯清秀、邓星钟编著华中科技大学出版社出版的《机电传动控制》（第五版）。该教材为国家级规划教材，具有一定的权威性，然而在授课时面临如下问题[3]：（1）如今普遍专业课学时少（32学时），且存在部分内容抽象、难度大的现象。（2）知识点零碎，章与章甚至节与节之间缺乏系统性。（3）仍保留“重理论、轻实践与工程应用”的培养模式。（4）短时期内教学任务重，采用的教学方法和形式较单一。
　　在国外的一流大学如美国密西根大学早就注重本课程的教学研究;国内的华中科技大学、同济大学、上海交通大学等已有精品课程的建设并形成较为成熟的知识和教学体系，这为我国高校《机电传动控制》课程的教学手段和教学实践等提供了借鉴和指导[3]。我国的《机电传动控制》课程教学改革研究包含对理论教学内容、方法及实践教学手段、实验室系统与创新研究等进行大量的研究并在期刊上发表，如倪敬等提出了基于知识点树形图理论的课程内容体系，探索了基于三个“引入”的教学组织形式，提高学生能力[4];毛清华等探索一种以工程案例为主线的翻转课堂教学方法来改变传统以“教师讲授为主”的教学模式[5];吴涛等从教学内容、方法和实验设计等环节结合教学实例进行有益的探讨，对提高教学质量有较好的参考价值[6];张志义探讨了以数控机床为主线的《机电传动控制》课程的教学体系和教学方法，精简了传统教学内容，补充了新知识、新技术等探讨该课程的工程化教学方法[7];CHEN Guoqiang etal针对课程中抽象的知识点进行仿真，易于学生理解和掌握[8]。
　　作为一名高校专业教师，从学生本身和老师自身出发，激发学生的主观能动性，运用多信息技术融合的方法研究一套行之有效的教学方法与实践体系，尤其是教学方法和教学手段的具体实施方式和措施，从而切实提高学生的专业能力。
　　二、引入兴趣导向教学思维
　　“兴趣是最好的老师”。以兴趣为载体，精心设计课程内容的切入点和导入点，積极创设条件培养学生的兴趣，使学生在情感愉悦中接受知识，掌握技能，以达到最佳的教学效果。有了兴趣，学生便有了自主学习和深入研究的积极性，兴趣贯穿整个教学环节，则有事半功倍之效。
　　图1所示为兴趣导向的《机电传动控制》课程的教学设计过程。首先，从学生注重的目标、就业和信念等入手，引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观和“干一行爱一行”的敬业精神;从专业或本课程所需的基本技能分类成立机械结构设计、建模仿真、电气控制方法和PLC/单片机编程等学生兴趣小组，初期教师协助完成指定任务，让学生有事做、能做事，最终形成一种想学、要学和比着学的氛围;以前期掌握的技能为基础，精心设计本课程的教学内容，将新知识转换为新鲜事物呈现给学生，让学生始终有新的体验和收获，从而实现对学生兴趣的培养和维持。
　　三、多信息技术融合下教学设计
　　1.理论教学。在讲授理论知识时，通过多信息技术生动且具体呈现出不同的教学内容，图2所示为多信息技术融合下的主要教学内容设计。（1）针对课程内讲授的各类常用电机和电子元器件的结构，从加工工艺、流程和装配过程，甚至加工该元器件所用的设备出发，通过现场取材和三维仿真技术直观地再现于课堂教学，让学生们知其然更要知其所以然，知识系统化以便于更好理解、记忆及创新。（2）针对课程中理论性强、抽象的课程内容如电机的启动和调速、三相桥式全波整流电路等，运用仿真技术，如Matlab、proteus和pspice建立模型，分析参数含义，进而动态化反映工作过程，从而使学生掌握工作原理及其特点。（3）有意识地结合课程内容设计大作业和课题，将学生前期掌握的基本技能和软件工具贯彻始终，以便给学生提供运用的环境和锻炼的机会，提高学生专业设计水平和解决问题的能力。（4）利用计算机网络建立班级讨论群、兴趣小组群，进行线上线下交流，实时关注学生动态，随时解决学生在学习中遇到的问题，不断鼓励和激励学生，让学生在专业道路上越走越远。
　　2.实践教学。实践教学作为教学中的关键部分，是激发学生兴趣的重要手段之一，也是培养和提高学生操作能力的主要途径。调查显示，高达40.7%的大学生认为当前课堂教学以理论知识为主，缺乏实践知识的融入[9]。（1）新技术融合后的创新实验设计。科技不断发展的同时，教学也要常更新方能培养出适应社会发展的人才。在课堂讲授过程中，通过自动控制设计实现远程操作将实验操作过程搬进课堂，让实验走进理论教学，与理论知识相互融合便能实现优质教学。实现途径：一是对现有设备进行改造使其具备远程操控能力，并作为课题来研究和实现;二是在新科技条件下重新提出实验台的新方案。（2）将自主设计和研究模式融入课堂。因学校地处中原，学校周边中、小企业的自动化程度并不高，企业产品的重要工序仍为人工作业，将企业面临的关键技术问题转变为课程小项目，从方案的提出、设计和制造（课后可延伸学习），让学生参与进来，培养学生具体分析和解决实际问题的能力，同时也切实提高了企业的制造自动化水平。 　　四、結论
　　提高“智能制造”水平，培养一批优秀的机电专业人才是硬道理。本文提出了以基本技能为依托的专业课学生兴趣的产生，进而以兴趣为载体，精心设计教学内容，让课堂知识成为兴趣维持之源;优化课堂教学，激发学生兴趣，教学内容采用多信息技术融合方式呈现，让学生参与其中，时时有新的体验和收获;使兴趣和专业在这种模式下相辅相成，大大激发学生的求知欲，调动主观能动性，从而为创新型人才奠定基础。
　　参考文献：
　　[1]张安富，刘超.“中国制造2025”背景下的新工科构建[J].中国大学教学，2017，（9）：21-23，33.
　　[2]吴晓蓓.《中国制造2025》与自动化专业人才培养[J].中国大学教学，2015，（8）：9-11.
　　[3]雷金，彭卫平，秦新燕，刘照.“机电传动控制”课程教学改革与优化[J].科技视界，2017，（23）：37，43-44.
　　[4]倪敬，许明，陈国金.《机电传动控制》课程教学改革研究[J].教育教学论坛，2011，（21）：147-148.
　　[5]毛清华，曹现刚，李曼，等.以工程案例为主线的机电传动控制翻转课堂教学改革[J].课程教育研究，2017，（4）.
　　[6]吴涛，尹志宏.“机电传动控制”课程的研究型教学模式[J].实验室研究与探索，2013，（1）：105-107，187.
　　[7]张志义.以数控机床为主线的“机电传动控制”课程教学与实践[J].教育与职业，2014，（14）：135-136.
　　[8]Guoqiang Chen，Xianguang Shang.Simulation used in education for a separately excited DC motor[J].World Transactions on Engineering and Technology Education，2014，12（1）：14-19.
　　[9]肖湘平，徐小霞，徐紫冷.信息化视阈下教与学融合路径探索[J].中国大学教学，2016，（09）：64-69.
　　Abstract：It is imperative to promote the process of "making the 2025 process in China" and to train a group of high-quality electromechanical professionals.The "Mechanical and Electrical Transmission Control" of the mechanical and electrical professional basic course provides a powerful tool for the achievement of this talent goal.A student's interest group is set up with the basic skills，the course teaching is designed，the course content is fused with the basic skills，the multi-information technology runs through the teaching，and the student's interest is maintained，and the half-effort effect is achieved.This paper discusses the teaching methods from the aspects of improving the student's initiative and the diversity of the teaching content under the information technology.The teaching of basic courses and specialized courses can be used for reference and reference.
　　Key words：interest oriented;multi-information fusion;"Mechanical and Electrical Transmission Control";teaching method
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