機(jī)電一體化技術(shù)課程教學(xué)模式改革

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摘要:對(duì)于應(yīng)用型本科院校機(jī)電一體化技術(shù)課程的教學(xué)改革，提出了以教為主教學(xué)模式的缺點(diǎn)和以學(xué)為主教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)，通過對(duì)比提出了提高教師教學(xué)質(zhì)量的方法。列舉了兩種教學(xué)案例，通過學(xué)情分析、教學(xué)方法分析、學(xué)習(xí)方法分析以及教學(xué)反思，以期使教師根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)生的學(xué)情合理采用最佳的教學(xué)模式，提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞:教學(xué)模式;以學(xué)為主;案例分析

要想教好一門課，需要教師積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，做好課堂總結(jié)，展開集體討論，了解人才培養(yǎng)計(jì)劃，了解所學(xué)課程在知識(shí)體系中的作用，掌握本門課程的教學(xué)大綱及知識(shí)點(diǎn)，科學(xué)制訂教學(xué)計(jì)劃，做好教學(xué)設(shè)計(jì)。2020年前，山東華宇工學(xué)院主要采用線下教學(xué)模式，包括40分鐘PPT講解+5分鐘課堂提問，學(xué)生在課上能夠認(rèn)真聽講，按時(shí)完成作業(yè)，掌握基本知識(shí)。2020年至今采用以學(xué)為主的教學(xué)模式，包括20分鐘PPT講解(有時(shí)插入3分鐘的MOOC短視頻)+10分鐘課堂討論+15分鐘課堂練習(xí)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性［1］。

1以教為主的教學(xué)模式

1.1概述

傳統(tǒng)教學(xué)要想講好一門課，講授的內(nèi)容必須具有科學(xué)性和系統(tǒng)性，教師要具有親切感和互動(dòng)性，掌握并了解學(xué)生的知識(shí)水平，選取學(xué)生易于接受的知識(shí)點(diǎn)，抓住主要問題和重點(diǎn)問題，通過簡單易懂的語言將抽象的書本知識(shí)傳授給學(xué)生，進(jìn)行模式再認(rèn)，把理性認(rèn)識(shí)加工成悟性認(rèn)識(shí)，這樣學(xué)生才容易接受，要讓學(xué)生愿意學(xué)、主動(dòng)學(xué)。激發(fā)學(xué)生的課程學(xué)習(xí)興趣，課堂結(jié)束后需要征詢學(xué)生的意見和建議，做好教學(xué)改進(jìn)工作，將學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。1.2以教為主教學(xué)模式的缺點(diǎn)教師在講臺(tái)上講，學(xué)生在下面聽，不能滿足個(gè)性化教學(xué)需求，不能科學(xué)安排學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，不能兼顧基礎(chǔ)存在差異的學(xué)生學(xué)習(xí)要求，教學(xué)效率較低。掌握一門功課需要記憶、理解、應(yīng)用、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造等多個(gè)環(huán)節(jié)，而以教為主教學(xué)模式很難達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生無法構(gòu)建科學(xué)合理的知識(shí)體系，沒有為學(xué)生提供充足的思考時(shí)間，學(xué)生的知識(shí)掌握不夠扎實(shí)。在講授式課堂模式下，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)和學(xué)習(xí)，缺少積極性和主動(dòng)性，不利于今后的發(fā)展。學(xué)生雖然在課堂上聽懂了，可是沒有練習(xí)和思考時(shí)間，沒有真正理解知識(shí)的內(nèi)涵，無法在頭腦中生根，這種教學(xué)模式忽視了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，授之以魚不如授之以漁，提升學(xué)生的自學(xué)能力能夠使其更好地適應(yīng)社會(huì)［2］。

2以學(xué)為主的教學(xué)模式

2.1以學(xué)為主教學(xué)模式

針對(duì)以教為主教學(xué)模式存在的問題，教師應(yīng)積極轉(zhuǎn)變和革新教學(xué)模式，開展以學(xué)為主的教學(xué)模式，將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行線下PPT講解(有時(shí)插入3分鐘的MOOC視頻)，然后留給學(xué)生大量時(shí)間進(jìn)行思考和討論，最后再做一些練習(xí)題進(jìn)行鞏固。以學(xué)為主教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和對(duì)所學(xué)知識(shí)意義的主動(dòng)構(gòu)建。學(xué)習(xí)過程千差萬別，具有個(gè)性化，學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握不一定是在課堂上完成的，而是通過自主學(xué)習(xí)完成的。立足未來，提升學(xué)生的自學(xué)能力，由單純的知識(shí)傳授轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)學(xué)生的分析問題、解決問題的能力。自2020年采用以學(xué)為主教學(xué)模式以來，課堂上學(xué)生積極思考問題、回答問題，學(xué)生緊跟教師的思路走，主動(dòng)性得到提高，教學(xué)效果得到改善。每次課堂結(jié)束前5min，教師要總結(jié)學(xué)生在本節(jié)課中的收獲，加深學(xué)生對(duì)本節(jié)課知識(shí)的記憶，提高教學(xué)效果和質(zhì)量。

2.2融入課程思政

當(dāng)前，融入思政教育刻不容緩?，F(xiàn)在的大學(xué)生大多數(shù)是獨(dú)生子女，在家受到父母的寵愛，獨(dú)立性較差，不利于學(xué)生的全面發(fā)展。部分學(xué)生不懂得勞動(dòng)的艱辛，節(jié)儉意識(shí)淡薄，在進(jìn)行知識(shí)傳授的同時(shí)，要穿插一些思政教育，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立自主能力，使其具有勤勞的品質(zhì)、克服困難的堅(jiān)強(qiáng)意志，成為一名德智體美勞全面發(fā)展的優(yōu)秀人才［3］。教師在進(jìn)行機(jī)電一體化技術(shù)課程講解時(shí)，應(yīng)潤物無聲地融入課程思政。2015年印發(fā)的《中國制造2025》是我國實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)，工業(yè)機(jī)器人是“中國制造2025”的發(fā)展趨勢之一。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)清行業(yè)的發(fā)展形勢，掌握機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)與必要技能，培養(yǎng)對(duì)新知識(shí)、新技能的學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新能力。2014年，我國市場共銷售工業(yè)機(jī)器人5.7萬臺(tái)，較上年增長55%，已連續(xù)兩年成為全球第一大工業(yè)機(jī)器人市場。通過分析，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)責(zé)任感和民族自豪感。同時(shí)，組織學(xué)生參加了2021年“第八屆山東省科技創(chuàng)新大賽”，如圖1所示，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生通過思考產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和積極的創(chuàng)新精神。

3教學(xué)案例分析

3.1教學(xué)案例1

在講授金屬切削機(jī)床刀具時(shí)，發(fā)現(xiàn)同學(xué)們注意力不集中，這時(shí)可以穿插一個(gè)與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的魯班發(fā)明鋸條的故事:有一次，魯班上山采藥，隨手抓了路旁的一叢茅草，他的手被茅草劃破了，他細(xì)細(xì)端詳，發(fā)現(xiàn)小草葉子邊緣長著許多鋒利的小齒，于是就想:要是用帶有許多小鋸齒的工具來鋸樹木，不就可以很快把木頭鋸開了嗎?于是，他就打制了邊緣上有鋒利小鋸齒的鐵片，在一棵樹上來來回回地鋸了起來，很快就把樹鋸斷了。講完故事后，同學(xué)們的興趣就提上來了，再講授刀具的幾何角度時(shí)同學(xué)們就愿意聽、愿意學(xué)了。在講授機(jī)電一體化技術(shù)課程第二章機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論時(shí)，機(jī)電一體化的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)環(huán)節(jié):靜態(tài)設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)包括幅頻特性和相頻特性。系統(tǒng)的固有頻率為:ωn=K∑/J槡∑，系統(tǒng)的阻尼比為:ξ=C'/(2J∑K槡∑)。2005年，山東普利森集團(tuán)生產(chǎn)了一臺(tái)臥式加工中心，由于只進(jìn)行了靜態(tài)設(shè)計(jì)，沒有考慮動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的共振問題，導(dǎo)致主傳動(dòng)系統(tǒng)的主軸在加工時(shí)產(chǎn)生顫振，使得鏜出的孔徑尺寸不穩(wěn)定，經(jīng)常超差，只能作為粗加工設(shè)備。同學(xué)們進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要進(jìn)行靜態(tài)設(shè)計(jì)，還要進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，使傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率遠(yuǎn)離工作頻率，避免產(chǎn)生共振現(xiàn)象。通過這種形式提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深對(duì)內(nèi)容的理解。

3.2教學(xué)案例2

在講授液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)時(shí)，講述我國著名技術(shù)專家曾廣商院士的液壓設(shè)計(jì)過程，及其專業(yè)認(rèn)同感、民族責(zé)任感、創(chuàng)新精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到液壓產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要性。1999年曾廣商當(dāng)選中國工程院院士，負(fù)責(zé)攻克大型液體火箭推力矢量控制的整體式動(dòng)壓校正電液伺服機(jī)構(gòu)、機(jī)械反饋式第二代電液伺服機(jī)構(gòu)和燃?xì)庖弘娨惑w化伺服系統(tǒng)等技術(shù)，并使高可靠的航天多余度伺服技術(shù)和數(shù)字伺服技術(shù)獲得突破和實(shí)用成果。將控制技術(shù)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)融集于一體，使我國火箭推力矢量伺服控制技術(shù)和高超音速氣動(dòng)操縱面控制技術(shù)推進(jìn)到世界先進(jìn)水平。當(dāng)時(shí)，在發(fā)達(dá)國家制定的導(dǎo)彈技術(shù)控制制度中，將推力矢量控制列為1類禁止技術(shù)擴(kuò)散的項(xiàng)目，曾廣商和他的團(tuán)隊(duì)想得到關(guān)于液壓伺服研究的實(shí)物和資料非常困難，引進(jìn)不到實(shí)物，就在相關(guān)技術(shù)雜志上尋覓，同時(shí)不斷關(guān)注有關(guān)航天內(nèi)容的國際會(huì)議，這就是我國航天液壓伺服研究的開始［4］。此段內(nèi)容用3分鐘講完后，深深地烙印在學(xué)生心中，激發(fā)了學(xué)生對(duì)液壓知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣。

4教學(xué)反思

4.1教學(xué)內(nèi)容分析

通過教學(xué)反思，引導(dǎo)教師運(yùn)用教育教學(xué)基本理論，提升教學(xué)基本功、教學(xué)水平和授課能力，進(jìn)而加強(qiáng)課程建設(shè)。通過教研活動(dòng)可以反映學(xué)校課程建設(shè)的情況，也可以反映教師的教學(xué)思想和教學(xué)水平。具體表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:第一，教師講課時(shí)要把握好節(jié)奏，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，做好重難點(diǎn)知識(shí)的講解。第二，在教學(xué)中充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，制作相關(guān)的MOOC視頻。第三，教師要熟知人才培養(yǎng)方案、培養(yǎng)目標(biāo)和主講課程在人才培養(yǎng)中的作用。

4.2教學(xué)模式分析

由于每個(gè)學(xué)生的學(xué)識(shí)水平及學(xué)習(xí)能力存在差異，單一的教學(xué)模式通常不能兼顧到每個(gè)人，以學(xué)為主的教學(xué)模式可以很好地彌補(bǔ)這個(gè)缺陷。MOOC學(xué)習(xí)正是把學(xué)習(xí)者視為有差異的個(gè)體，兼顧學(xué)生的差異性?；旌鲜綄W(xué)習(xí)綜合了諸多學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢，在實(shí)際操作中獲得了良好的效果，將線上學(xué)習(xí)和線下學(xué)習(xí)巧妙地結(jié)合起來，打破時(shí)空限制，學(xué)生能隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)。這里的結(jié)合不是機(jī)械地組合，而是從學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)者的學(xué)情(興趣、動(dòng)機(jī)、注意力、認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)策略)出發(fā)，制訂出一種適合學(xué)習(xí)者個(gè)性和學(xué)習(xí)差異的全新學(xué)習(xí)方式。翻轉(zhuǎn)課堂是指學(xué)生提前進(jìn)行預(yù)習(xí)，課堂成為了教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的互動(dòng)平臺(tái)，進(jìn)而加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握。在進(jìn)行專業(yè)課講授時(shí)，可以適當(dāng)運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式。教師需要做好課前備課，梳理知識(shí)點(diǎn)，做好時(shí)間分配，保證教學(xué)進(jìn)度，以教師點(diǎn)撥為主導(dǎo)，以課堂練習(xí)為主線，構(gòu)建充滿活力的高效課堂［5］。

4.3學(xué)情分析

上課時(shí)要求學(xué)生思想集中，不能因?yàn)槠渌蛩赜绊憣I(yè)課的學(xué)習(xí)。課后學(xué)生要及時(shí)并獨(dú)立完成作業(yè)，避免網(wǎng)上搜索答案、互相抄襲的現(xiàn)象，以鞏固課堂上所學(xué)知識(shí)并熟練掌握，真正理解和吸收。部分學(xué)生雖然在課堂上認(rèn)真聽講，但缺乏有效的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不夠理想［4］。以機(jī)電一體化技術(shù)課程為例，通過由以教為主的教學(xué)模式向以學(xué)為主的教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，根據(jù)成績統(tǒng)計(jì)顯示，以學(xué)為主教學(xué)模式的學(xué)生平均分高于以教為主教學(xué)模式下的學(xué)生平均分，教學(xué)效果更佳。應(yīng)積極采用以學(xué)為主的教學(xué)模式，使處于大三大四階段的學(xué)生有充分的時(shí)間進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，積極參與課堂討論，及時(shí)完成課后習(xí)題，鞏固所學(xué)知識(shí)，通過教師和學(xué)生的密切配合，不斷提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果［6］。

5結(jié)語

教師需要掌握多種教學(xué)方法，如線下教學(xué)、線上教學(xué)、線上線下混合式教學(xué)、MOOC教學(xué)和翻轉(zhuǎn)課堂等，根據(jù)學(xué)生的學(xué)情具體安排。山東華宇工學(xué)院為應(yīng)用型本科院校，為二(三)本院校，入學(xué)的學(xué)生素質(zhì)比一本(雙一流)院校基礎(chǔ)差一些，每屆本科生約有30%的學(xué)生考研，如何提高教學(xué)質(zhì)量、采用何種教學(xué)模式，教師要具體問題具體分析，運(yùn)用豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)科學(xué)處理。對(duì)于大三、大四的學(xué)生來說，由于受到考研、實(shí)習(xí)等因素的影響，學(xué)生的專業(yè)課學(xué)習(xí)時(shí)間有限，應(yīng)采用以學(xué)為主的教學(xué)模式，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，大一、大二的學(xué)生具有充足的時(shí)間進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，教學(xué)效果比較顯著。教無定法，教學(xué)模式不能一刀切，一名合格的教師要實(shí)事求是，根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)生的學(xué)情合理采用最佳的教學(xué)模式，只有這樣才能提高教學(xué)質(zhì)量。

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作者:譚德寧 單位:山東華宇工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院