【摘要】《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》是機(jī)械電子工程專業(yè)必修的核心課程，課程把培養(yǎng)適應(yīng)工程實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用型人才作為教育改革的根本目標(biāo)。任課教師深入研討課程教學(xué)改革和教學(xué)創(chuàng)新的思路和措施，立足于課程體系和教學(xué)內(nèi)容整體優(yōu)化，以“技術(shù)應(yīng)用”為主線、層級(jí)項(xiàng)目為載體，重組課堂教學(xué)內(nèi)容，課內(nèi)課外培養(yǎng)相結(jié)合，經(jīng)過多年實(shí)踐取得了較好成效。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 課程 教學(xué) 改革

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）22-0234-01

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》是機(jī)械電子工程專業(yè)必修的核心課程。課程的作用和任務(wù)是：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生建立機(jī)電產(chǎn)品的一體化設(shè)計(jì)思想，把電子技術(shù)、傳感器技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，了解各項(xiàng)技術(shù)之間的接口關(guān)系，能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。課程把培養(yǎng)適應(yīng)工程實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用型人才作為教育改革的根本目標(biāo)。本課程自2009年開設(shè)以來，課程團(tuán)隊(duì)教師就課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段及師資隊(duì)伍建設(shè)進(jìn)行了全方位的改革、建設(shè)和實(shí)踐，取得了一定成績(jī)。

1.構(gòu)建網(wǎng)狀教學(xué)體系，對(duì)“機(jī)電一體化”項(xiàng)目教學(xué)形成有力支撐

機(jī)械電子工程專業(yè)教師積極與企業(yè)聯(lián)系，建立持續(xù)良好的合作關(guān)系，吸收一些有志于教育工作的優(yōu)秀企業(yè)工程師、管理人員共同參與教學(xué)培養(yǎng)方案制定、課程教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化，探討教學(xué)方法改革，形成一支校企合作的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)首先探討機(jī)電一體化專業(yè)人才的工程素質(zhì)內(nèi)涵及其對(duì)知識(shí)、能力的要求，形成知識(shí)、能力、素質(zhì)網(wǎng)。這些知識(shí)點(diǎn)分布到相應(yīng)課程中，有些知識(shí)點(diǎn)會(huì)在不同課程中反復(fù)出現(xiàn)，但要求掌握的程度不同或側(cè)重點(diǎn)不同，這樣就能保證課程體系、教學(xué)內(nèi)容知識(shí)體系的完整、有序，避免有些教學(xué)內(nèi)容的簡(jiǎn)單重復(fù)和必要的知識(shí)點(diǎn)的遺漏。理順知識(shí)、能力、素質(zhì)關(guān)系，梳理基礎(chǔ)知識(shí)、能力對(duì)機(jī)電一體化項(xiàng)目教學(xué)要求的知識(shí)、能力支撐關(guān)系。

2.以“技術(shù)應(yīng)用”為主線、層級(jí)項(xiàng)目為載體，重組課堂教學(xué)內(nèi)容

課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)以提高學(xué)生的工程素質(zhì)為宗旨，以培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用和實(shí)踐能力為重點(diǎn)，優(yōu)化教學(xué)體系，重組教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容更能夠適應(yīng)于培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型機(jī)電工程技術(shù)人才的需要。教學(xué)過程中圍繞項(xiàng)目教學(xué)，將項(xiàng)目核心技術(shù)滲透到課堂教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生按照技術(shù)應(yīng)用層級(jí)，串聯(lián)一個(gè)個(gè)精心設(shè)計(jì)的小項(xiàng)目，最后通過一個(gè)較大的項(xiàng)目達(dá)到綜合應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)?；陧?xiàng)目的教學(xué)對(duì)教師提出了更高的要求，教師一定要有相應(yīng)的項(xiàng)目研究基礎(chǔ)。由于項(xiàng)目本身來源于教師指導(dǎo)的學(xué)生科創(chuàng)項(xiàng)目或與企業(yè)的合作項(xiàng)目，所以教師對(duì)項(xiàng)目涉及的技術(shù)有很清晰、一致的認(rèn)識(shí)，上課時(shí)能很好的將課程內(nèi)容與項(xiàng)目結(jié)合。一個(gè)項(xiàng)目涉及的知識(shí)點(diǎn)很多，所以要對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行技術(shù)分解，以項(xiàng)目為媒介，貫穿于課程教學(xué)全過程，項(xiàng)目核心技術(shù)滲透到課堂教學(xué)。這種帶著項(xiàng)目的學(xué)習(xí)方式，可以激發(fā)學(xué)生的探索欲望、求知欲望和學(xué)習(xí)興趣，也有利于項(xiàng)目教學(xué)的順利進(jìn)行并獲得較好的教學(xué)效果。

課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)期間，從教師科研項(xiàng)目、企業(yè)橫向項(xiàng)目、企業(yè)工程項(xiàng)目中提煉適合教學(xué)的案例，持續(xù)開發(fā)基于工程項(xiàng)目的教學(xué)案例，在項(xiàng)目覆蓋廣度、項(xiàng)目技術(shù)深度等方面繼續(xù)努力，力爭(zhēng)項(xiàng)目緊跟新技術(shù)發(fā)展，使學(xué)生得到較全面的培養(yǎng)、鍛煉。引導(dǎo)學(xué)生以來源于工程實(shí)際的項(xiàng)目為研究對(duì)象，從課程一開始就布置下去，加強(qiáng)過程監(jiān)督，最后通過項(xiàng)目交流、答辯，提交項(xiàng)目報(bào)告，完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作精神，技術(shù)文獻(xiàn)撰寫能力（很多學(xué)生申請(qǐng)了專利、發(fā)表論文），技術(shù)交流能力（圖1）。

基于團(tuán)隊(duì)的課程研究項(xiàng)目的實(shí)施，能夠使學(xué)生主動(dòng)參與和自主進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生掌握課程理論知識(shí)，提高學(xué)生分析問題解決問題的能力、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和信息交流能力。從2011年開始在課程教學(xué)過程中引入基于團(tuán)隊(duì)的研究型課程項(xiàng)目，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性明顯提高，效果顯著。

通過研究項(xiàng)目的實(shí)施，學(xué)生深入掌握課程的知識(shí)體系，提高了綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力、論文寫作和表達(dá)能力，實(shí)踐動(dòng)手能力等綜合素質(zhì)。

3.課內(nèi)、課外培養(yǎng)相結(jié)合

教學(xué)團(tuán)隊(duì)在課內(nèi)教學(xué)上優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法，以啟發(fā)式、討論式教學(xué)為主，為學(xué)生構(gòu)建良好的機(jī)電系統(tǒng)知識(shí)結(jié)構(gòu)，同時(shí)努力探索課外培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的模式。課外科技創(chuàng)新活動(dòng)已成為培養(yǎng)學(xué)生機(jī)電一體化創(chuàng)新能力的平臺(tái)，成為課內(nèi)學(xué)習(xí)的補(bǔ)充與拓展。

參加機(jī)器人集訓(xùn)隊(duì)指導(dǎo)，機(jī)器人集訓(xùn)隊(duì)定期招募新成員，舉行內(nèi)部專業(yè)交流講座，同時(shí)邀請(qǐng)專業(yè)老師做講座。

團(tuán)隊(duì)教師吸收學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目，團(tuán)隊(duì)教師都承擔(dān)有企業(yè)橫向項(xiàng)目，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富。學(xué)生參與教師科研可以引導(dǎo)學(xué)生從教師項(xiàng)目的子課題出發(fā)，自主提出研究項(xiàng)目及設(shè)計(jì)方案，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立設(shè)計(jì)、綜合設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

以學(xué)生課程研究項(xiàng)目為基礎(chǔ)，四年級(jí)學(xué)生傳幫帶三、二年級(jí)學(xué)生，組織團(tuán)隊(duì)，申報(bào)上海市大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目，指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)成果，撰寫論文、申請(qǐng)專利。

團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)教師指導(dǎo)學(xué)生所進(jìn)行的課外科技創(chuàng)新活動(dòng)不僅是課內(nèi)教學(xué)的重要補(bǔ)充和拓展，而且是提高學(xué)生實(shí)踐能力、培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，在提高學(xué)生的綜合素質(zhì)方面發(fā)揮著十分重要的作用。

通過以上教學(xué)改革與實(shí)踐，課程教學(xué)效果良好：

（1）絕大部分的學(xué)生對(duì)項(xiàng)目教學(xué)表現(xiàn)出很大的興趣，學(xué)習(xí)主動(dòng)性增強(qiáng)，教學(xué)效果明顯提高；

（2）鍛煉了學(xué)生的文獻(xiàn)資料查閱與分析能力，掌握了分析機(jī)電一體化系統(tǒng)基本原理、功能及操作的能力；

（3）擴(kuò)大了學(xué)生的工程視野，培養(yǎng)了對(duì)工程項(xiàng)目的興趣，加強(qiáng)了動(dòng)手能力，形成基本的職業(yè)規(guī)范，養(yǎng)成良好的工程素質(zhì)，對(duì)創(chuàng)新有切實(shí)的體驗(yàn)并在其間感受到創(chuàng)新帶來的成就感；

（4）學(xué)生參與教師橫向科研項(xiàng)目，提高了總結(jié)、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力，掌握了初步科學(xué)研究方法，具備撰寫科研論文的基本能力；

（5）“基于工程案例的項(xiàng)目教學(xué)”對(duì)教師提出了較高要求，加快了老師知識(shí)的更新，提高了工程實(shí)踐能力，促進(jìn)了教學(xué)水平的提高。

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作者簡(jiǎn)介：

劉俊，上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院，副教授，研究方向：機(jī)電一體化（智能機(jī)器人）。