李 誠

（重慶工程職業(yè)技術(shù)學院，重慶402260）

0 引言

機械工程控制是以機械工程為研究對象的控制論學科，是控制論這一新興學科的專業(yè)基礎理論課程。課程的主要內(nèi)容是根據(jù)控制論的理論基礎，研究機械工程技術(shù)中廣義系統(tǒng)的動力學問題，主要是機械系統(tǒng)及其輸入、輸出三者之間的動態(tài)關(guān)系[1-2]。在闡述機械工程控制論基本概念、基本知識及基本方法的基礎上，要密切結(jié)合在機械工程中的實際應用，并且注重機、電系統(tǒng)結(jié)合，便于溝通和加強數(shù)理基礎知識及專業(yè)知識之間的聯(lián)系，而且為以后將控制理論應用于實際工程打下良好的基礎。其目的在于培養(yǎng)學生用動態(tài)、整體、聯(lián)系的觀點來研究和分析一個機械工程系統(tǒng)，運用控制論中相關(guān)基本概念及方法，來解決機械工程領(lǐng)域中有關(guān)自動控制和系統(tǒng)動力學方面的問題。同時也為后續(xù)與機械類相關(guān)課程的學習打下一定的理論基礎，如測試技術(shù)、數(shù)控機床、機電一體化系統(tǒng)設計等。機械工程控制基礎研究的問題具有普遍性，對工程實踐有重要的指導意義，開設該課程對培養(yǎng)學生運用控制原理相關(guān)的基本原理和方法，提高分析和解決各種工程實際問題的能力可奠定一定的理論基礎，也可為進一步從事相關(guān)方面的學習和研究工作打下基礎[3-6]。

1 《機械工程控制基礎》課程和學生特點

《機械工程控制基礎》具有內(nèi)容抽象、概括性強、涉及知識范圍廣，對數(shù)學、力學、電學、計算機等許多學科知識都有比較高的要求。由于教材中一些概念比較抽象，學生理解較為困難，加上目前教材都包含大量公式推導，教材理論性過強，需要學生掌握這些相關(guān)學科的基礎知識和專業(yè)知識，才能理解和學好這門課程[6-8]。

我校是一所高等職業(yè)?？茖W校，目前學生生源來源不一，有通過高考招收的第一批次和第二批次的?？粕?，有來自技校、中專、職高的“三校生”，還有通過學校單招招入的學生及成教生。學生素質(zhì)參差不齊，并且多數(shù)學生缺乏數(shù)學、物理等相關(guān)基礎理論知識。

2 教學中存在的問題

由于多數(shù)學生缺乏相關(guān)基礎理論知識，造成該課程教學中多數(shù)學生感到理解較困難，學習難度較大，從而使學生普遍對這門課程缺乏興趣，學習熱情不高，學習效果十分不理想，有些學生由于聽不懂，甚至產(chǎn)生厭學的情緒而不來上課。

而最主要的是大部分學生對該課程的學習目的不明確，不了解學習這門課到底有什么實際應用的價值。由于它不像一些專業(yè)課程如CAD或電工操作等，可以讓學生很快學會一門軟件或技能，而且即學即用、立竿見影。許多同學都認為“這門課程這么難學，為什么要學，工作中又用不到，學了又有什么用處”，這都是學生們很大的困惑[8-10]。

因此，作為講授這門課程的主講教師，針對該課程在我校教學中存在的問題，在實施這門課程的教學中，一方面從激發(fā)學生興趣入手，提高學生學習熱情，取得良好地教學效果；另一方面要對教學內(nèi)容進行相應改革，主要以淡化理論，注重實際應用為主。特別是淡化公式推導，而注重公式、定理在實際工作和工程中的實踐應用，讓學生建立起感性認識后再過渡到理論認識。同時要讓學生了解這門較為抽象的專業(yè)基礎課，不同于一般的專業(yè)課或技能課，不能全部陷于專業(yè)學習的研究中，而必須要緊密與工程實踐結(jié)合。以此為基礎提出了在該課程的教材整理、教學手段和教學方法等方面進行探索，從而達到課程教學改革的目的。

3 教學改革與實踐

3.1 激發(fā)學生學習興趣

我?！稒C械工程控制基礎》課程教學改革的目的是讓多數(shù)學生產(chǎn)生學習該課程的興趣，提高學生的學習熱情，從而取得良好地教學效果。主要從以下幾點入手：

（1）教材整理上讓學生參與教學課件的制作

學生參與教學課件的制作主要是繪制結(jié)構(gòu)圖和制作PPT及相關(guān)動畫。教材中有許多結(jié)構(gòu)圖和原理圖，讓學生按書中的圖用CAD繪制，一方面可以讓學生對結(jié)構(gòu)圖和原理圖有所了解，另一方面也可以通過繪圖讓學生練習CAD繪圖技能。對有能力制作動畫的同學，請他們制作相關(guān)動畫，如在結(jié)構(gòu)圖或原理圖上以動畫形式標出運動路線或工作原理等。

在PPT課件上引用學生繪制的結(jié)構(gòu)圖和原理圖時，圖下注明是哪位同學繪制的，哪位同學提供的動畫，并在上課時對這些同學表示感謝，增強他們的榮譽感和自豪感，從而激發(fā)他們學習該課程的興趣。

（2）教學手段上讓學生參與教學

主要是讓學生上講臺講課并點評。預先告知授課內(nèi)容，通知三到五名學生提前做準備，每人針對一個定義（概念）或一個公式的理解與應用準備兩到三分鐘的講解。上課時講到該定義（概念）或公式時，請學生上講臺講解對這個定義（概念）或公式的理解，一方面可以讓學生提前預習，對某個定義（概念）或公式的預先理解，另一方面也可以鍛煉學生的語言表達能力。特別是在講臺上面對多人講解時，對克服說話的緊張狀態(tài)有所幫助，對以后工作也有益。并且，臺下學生還可以點評臺上學生對這個定義（概念）或公式的理解及應用是否準確，如有不同理解也可表述，這樣不僅有助于學生增強對這個定義（概念）或公式的理解，而且活躍了課堂氣氛，對激發(fā)學生興趣，調(diào)動學生積極思考也很有幫助。

（3）教學方法上增強互動，活躍課堂氣氛

教學方法上是主要以增強師生之間互動，活躍課堂氣氛為主的改革。打破以前填鴨式、一言堂或滿堂冠式的授課。為了達到增強互動，活躍課堂氣氛的目的，通過上課觀察，將學生分為四大類，分別采用不同的互動方式進行互動，從而達到了活躍課堂氣氛，激發(fā)學生興趣，調(diào)動學生積極思考的目的。

1）對基礎好、學習能力強并能理解所授內(nèi)容的學生（約占15%左右），主要是讓他們對相關(guān)內(nèi)容舉實際中的應用例子或上講臺參與教學、做例題等，然后再對他們舉的例子、所講的內(nèi)容或所做的例題進行點評。這樣做可使他們更好地理解該課程在實際中的應用，并可加深對公式的理解。同時，其他學生也能對相關(guān)內(nèi)容有更深入的了解。

2）對基礎較好、學習能力較強，對所授內(nèi)容處于理解與不理解之間的學生（約占30%左右），主要是讓他們回答問題或上講臺參與教學、做例題等，然后請基礎好、學習能力強的學生先進行點評，再做總的點評。這樣一方面可使這些基礎較好、學習能力較強的同學對相關(guān)內(nèi)容及公式應用有進一步的理解，并且可使他們通過回答問題或做例題知道自己在哪些知識點沒掌握好，讓他們有針對性學習，提高學習效果。另一方面，也可使基礎好、學習能力強的學生通過點評獲得同學的認同或認識到自身的不足。

3）對基礎一般、學習能力較弱，不理解但又想學習的學生（占35%左右），鼓勵他們在課程積極發(fā)言，不要怕錯，遇到相對簡單的例題或例子就請他們講解，或是請他們上講臺畫圖表或在圖表上標出重要參考點的位置、名稱等，例如在講授時域動態(tài)性能指標時，讓他們在一個時域圖中畫出五種典型輸入信號（階躍函數(shù)、斜坡函數(shù)、加速度函數(shù)、脈沖函數(shù)和正弦函數(shù)），并標出各輸入函數(shù)的時域表達式和相應的拉氏變換，一方面便于聯(lián)系記憶，另一方面可給介紹一下學習的方法，主要是讓他們積極參與到教學中，克服畏難情緒，增強學習該課程的興趣和信心。

4）對基礎差、不理解又不愿意學的學生（占20%左右），發(fā)現(xiàn)他們不是學習能力強弱的問題，而是不學的問題，學習態(tài)度的問題。他們經(jīng)常都是座在教室的后排，低頭玩手機或睡覺。對玩手機的同學采用借用他們的手機到下課時間再還給他們的方法，而對睡覺的學生則請他們朗讀概念或所學內(nèi)容，主要是要將他們帶入課堂。另外，還請這部分同學課后參與繪制教材中的部分結(jié)構(gòu)圖和原理圖，讓他們對結(jié)構(gòu)圖和原理圖有所了解，也可以練習CAD繪圖技能。而往往這部分同學大多對動畫和游戲感興趣，請他們課后制作PPT動畫，如在結(jié)構(gòu)圖或原理圖上以動畫或游戲形式標出運動路線或工作原理等。例如，在根軌跡上做出根的軌跡動畫，非常直觀。授課時，在PPT課件上引用他們繪制的結(jié)構(gòu)圖和原理圖時，標明是哪位同學繪制的，哪位同學提供的動畫，并在上課時對他們表示感謝，增強他們的榮譽感和自豪感，從而激發(fā)他們學習該課程的興趣。

3.2 淡化理論推導重視實際應用

《機械工程控制基礎》具有內(nèi)容抽象、概括性強、涉及知識范圍廣，目前教材都包含大量公式推導，教材理論性過強。由于多數(shù)學生缺乏相關(guān)學科的基礎知識和專業(yè)知識，加上大量公式推導中有些簡化過多，學生難以很好地對公式進行理解。因而造成85%左右學生產(chǎn)生畏難或厭學情緒。這對教學產(chǎn)生了極為不利的影響，從而使教學效果很差。針對我校該課程教學改革的另一方面就是對教學內(nèi)容進行相應改革，主要以淡化理論，注重實際應用為主。特別是淡化公式推導，而注重公式、定理在實際工作和工程中的實踐應用，讓學生建立起感性認識后再過渡到理論認識。同時要讓學生了解這門較為抽象的專業(yè)基礎課，不同于一般的專業(yè)課或技能課，不能全部陷于專業(yè)學習的研究中，而必須要緊密與工程實踐結(jié)合。

比如在講拉普拉斯變換性質(zhì)及常用定理時，主要講性質(zhì)及常用定理應用并舉聯(lián)系工程實際中的例子，讓學生明白如何使用這些性質(zhì)及常用定理，而不講或盡量少講性質(zhì)及常用定理的證明推導。這樣就避免了枯燥的理論推導，而讓學生直接了解該性質(zhì)及常用定理是如何應用的，如遇到好學的學生想了解定理的證明推導時，可以利用課后時間給他們講解，這部分學生約有10%。

通過實施上述教學方式方法的改革，占學習學生總數(shù)的80%左右的學生認可本課程的教學方式，65%左右的學生對本課程的學習興趣有明顯提高，學生上課主動性明顯提高，課堂提問和發(fā)言的學生明顯增多，有些同學還從身邊的事例如航?？刂?、空調(diào)控制等方面提問，從而要求老師實踐操作指導也要提升，對本課程的教學質(zhì)量和教學效果要求有明顯提高。

4 結(jié)論

在教學過程中運用以上方法，經(jīng)教學改革實踐表明，約占學習學生總數(shù)的80%的學生認可本課程的教學方式，65%左右的學生對本課程的學習興趣有明顯提高。教學效果取得較為明顯的改善，學生學習興趣和學習主動性取得不同程度的提高，使學生對問題的認知方法和知識面有所拓寬。

該課程教學改革的目的是要提高教學效果，培養(yǎng)學生學習的興趣、積極性和主動性，從而達到培養(yǎng)學生具有較高地分析問題和解決問題的能力。因而教師要樹立為學生服務的思想，不斷對教學進行改革和探索，從而使教學要適應學生和企業(yè)的需求。而對課程進行教學改革，只有教師自身還不夠，一定要得到學校及主管部門的支持，才能使教學改革不斷得以深入進行。