陳慧鵬 陳國金

摘 要：機電一體化系統(tǒng)設(shè)計是杭州電子科技大學(xué)機械工程學(xué)院本科培養(yǎng)中的一門十分重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，對培養(yǎng)學(xué)生工程實踐及科研創(chuàng)新具有非常重要的作用。針對當(dāng)前機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程側(cè)重于課堂理論知識的講授，實踐環(huán)節(jié)偏少，教學(xué)效果不盡如人意的情況，杭州電子科技大學(xué)機械工程學(xué)院不斷探索新的教學(xué)方法來提高教學(xué)質(zhì)量，對該課程的教學(xué)改革作了一些有益的嘗試和探討，收到了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：機電一體化;項目驅(qū)動;工程實踐;改革

中圖分類號：G64 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-9132（2019）20-0005-01

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.20.001

機電一體化系統(tǒng)設(shè)計是一門綜合性的學(xué)科，涉及機械、電子、信息、自動控制等多學(xué)科領(lǐng)域，應(yīng)用范圍極其廣泛。本課程并不詳細介紹其中涉及的某一專門技術(shù)，而是從機械與電子等融合的角度，介紹機電一體化系統(tǒng)的組成、設(shè)計思想及方法、典型產(chǎn)品的分析等內(nèi)容。

一、當(dāng)前教學(xué)方法存在的問題

目前，我校機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程仍然采用傳統(tǒng)的授課式教學(xué)方法，由授課教師按照教材內(nèi)容和教學(xué)大綱以PPT和板書的方式進行講解。由于該課程的授課對象為大三年級的學(xué)生，課程中的大部分內(nèi)容，如機械原理、傳動系統(tǒng)、單片機控制、傳感器等已經(jīng)由相關(guān)課程講授完畢，這樣的教學(xué)方式使得機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程在授課過程中無法和實際工程實踐及工業(yè)實際應(yīng)用相結(jié)合，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中無法將所學(xué)知識應(yīng)用到實際工程中，導(dǎo)致課程結(jié)束后仍然只學(xué)到理論上的知識而沒有實踐經(jīng)驗，使一門本來十分有趣的課程變得索然無味。因而，迫切需要對機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程當(dāng)前的授課形式、方法及手段進行改革，使該課程能結(jié)合實際項目需要并應(yīng)用到實際工程中，讓學(xué)生具有解決工程實際問題的能力及興趣。

二、項目驅(qū)動教學(xué)方法探索

針對我校機械工程學(xué)院機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程授課過程中存在的以理論講解形式為所產(chǎn)生的問題，我提出將項目驅(qū)動教學(xué)方法應(yīng)用于該課程，通過逐步、逐級地完成系列小項目的方式，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力、創(chuàng)新精神及學(xué)習(xí)興趣。項目驅(qū)動教學(xué)法[1-2]是以項目為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，鼓勵學(xué)生積極參與、協(xié)作、創(chuàng)新的一種教學(xué)模式。該方法是將機電一體化系統(tǒng)項目貫穿于整個教學(xué)過程，項目任務(wù)包含了主要的教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)，教學(xué)步驟根據(jù)項目的實施過程逐步進行。教學(xué)主體由教師轉(zhuǎn)換為學(xué)生，學(xué)生需要以團隊合作的方式完成項目內(nèi)容，從而掌握相應(yīng)的專業(yè)技能。指導(dǎo)教師在整個過程中按照各組及個人結(jié)合點評的方式進行指導(dǎo)和討論，充分激發(fā)學(xué)生的團隊意識和團隊合作精神，培養(yǎng)學(xué)生思考和解決工程實際問題的能力，激勵學(xué)生勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神。

本課程運用項目驅(qū)動教學(xué)方法，將機電一體化系統(tǒng)設(shè)計教學(xué)手段和方法進行全面的改革，利用系列小項目將教學(xué)按照教學(xué)講解提綱挈領(lǐng)、工程實踐貫穿全程、由易到難逐層推進的方式進行。該教學(xué)方法由項目分工、方案設(shè)計、項目執(zhí)行、項目評測四個部分組成。

（一）項目分工

在該部分中，教師對機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)理論知識進行概要的講解，幫助學(xué)生理順知識主線，對完成項目的方法及思路進行一定的指導(dǎo)，然后學(xué)生自行進行分組及討論。根據(jù)項目情況進行任務(wù)的分解、規(guī)劃及分工。

（二）方案設(shè)計

在方案設(shè)計過程中教師要對工程原理分析進行重點講解，讓學(xué)生對理論知識加強學(xué)習(xí)和鞏固，在熟練掌握工程設(shè)計原理的基礎(chǔ)上開展方案設(shè)計和創(chuàng)新工作，同時對項目的方案設(shè)計給予學(xué)生必要的指導(dǎo)，并告知學(xué)生如何進行相關(guān)資料文獻的查閱。學(xué)生在教師指導(dǎo)下學(xué)會進行相關(guān)文獻查閱分析，并針對所在組的項目方案進行具體設(shè)計及規(guī)劃。

（三）項目執(zhí)行

本部分中，學(xué)生通過團隊的合作進行工程實踐解決項目具體問題來完成項目，組員之間取長補短充分發(fā)揮團隊合作的優(yōu)勢，教師及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生完成項目過程中存在的問題并提供正確的解決思路，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)并解決問題，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和動手操作能力。

（四）項目評測

該部分中，學(xué)生對自己所完成的項目情況進行自我評價，同時各組之間相互進行項目評測和任務(wù)完成質(zhì)量點評，學(xué)習(xí)他人之所長，互相提高和進步。教師對各組完成情況及個人進行項目總結(jié)、評價以及給出指導(dǎo)意見。

通過四部分的項目訓(xùn)練，每個學(xué)生都會掌握機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的基本思路、方法和過程。學(xué)生從總體方案設(shè)計到基本機械零部件組裝到機電液控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝和調(diào)試及實驗一系列過程進行熟悉和掌握，具備了實際工程開發(fā)的基本能力，奠定了良好的科研基礎(chǔ)。

三、結(jié)語

我校針對機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程進行了項目驅(qū)動教學(xué)方法的改革嘗試，對這種新的教學(xué)方法進行了理論意義、教學(xué)方法和工程實踐的探討。經(jīng)過一學(xué)期左右時間的研究與實踐，教學(xué)效果明顯好轉(zhuǎn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、創(chuàng)新性和動手能力得以提高，同時培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和與人合作能力及溝通能力。

參考文獻：

[1]吳奕.層次化項目驅(qū)動在JAVA教學(xué)中的應(yīng)用研究與實踐[J].當(dāng)代教育實踐與教學(xué)研究，2018（10）：186.

[2]王輝.將項目驅(qū)動教學(xué)法應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫教學(xué)的探索[J].職業(yè)，2018（28）：60.[責(zé)任編輯 李愛莉]

作者簡介：陳慧鵬（1978.8— ），男，漢族，湖北黃岡人，副教授，研究方向：控制系統(tǒng)設(shè)計，多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化。

陳國金（1961— ），男，漢族，浙江寧波人，教授，研究方向：機電系統(tǒng)智能檢測、控制與設(shè)計，多領(lǐng)域建模與仿真。

基金項目：本文系浙江省自然科學(xué)基金《基于MBSE的多學(xué)科綜合設(shè)計優(yōu)化方法研究》（項目號：LY15E050023）。