关于提高《机电一体化技术》课程教学效果的体会

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论文摘要：取得较好的课程教学效果一直是教学过程追求的目标。本文根据多年机电一体化技术课程的教学体会,提出通过多媒体技术的应用、教学与科研实践的结合以及布置内容丰富的课外作业等手段来调动学生学习的主动性能更好地完成教学要求，并取得较好的教学效果。

论文关键词：机电一体化技术；教学改革；教学效果

机电一体化技术是一门新型的边缘技术学科，是农业工程领域的一个新生事物，在我校开设此课程还不足十年的时间。开设此门课程是为了适应当前世界科学技术发展需要，因为机电一体化技术思想己普遍被世人接受和采用，其发展水平在很大程度上反映一个国家的技术经济实力。

《机电一体化技术》是我校农业机械化及其自动化专业的主干课，课程内容丰富，以机械及电子相关领域的多门课程为基础，内容抽象又难于理解，具有涉及面广、实践性强等特点。作为该门课程的主讲教师，本人不断探讨教学方式方法，力争取得更好的教学效果。

一、多媒体技术的应用大大增强了课堂的教学效果

由于多媒体汇集了文字、图形、动画、视频、声音、特殊效果等，它能提供多种感官的综合刺激，包含了无限想象的空间，它不仅改变了学生学习和理解问题的方式，而且逐渐以其直观、生动的特点和强大的交互功能，弥补了采用传统教学手段时某些方面表现单调的缺陷，创造出最理想的学习环境，更有利于知识的获取。

根据《机电一体化技术》课程的特点，制作了多媒体课件，在教学中一改传统的教学方式中图表简单且不精确，视觉效果差的不足，增加了图片、动画及视频等辅助内容，使更生动、形象，活跃了课堂气氛，充分调动了学生学习的兴趣。

例如，在这门课的序言中，介绍机电一体化技术这个比较抽象的概念时，首先让学生了解什么是机电一体化产品，进而得出生产、制造机电一体化产品过程中用到的各种原理和方法即机电一体化技术。当介绍常用的机电一体化产品时，采用了几种多媒体技术，如列举日常生活中的机电一体化产品时，直接在投影屏幕上打出打印机和全自动照相机的图片；列举航天航空领域的机电一体化产品时，列出了中国的“神舟五号”载人航天飞机和美国“勇气”号火星探测车的图片……；如列举儿童玩具中会动的机器狗，最尖端的机电一体化产品——机器人，直接插入了相应的影音文件；最后介绍和本专业直接相关的内容我直接把刚完成的科研成果照片播放出来。这些多媒体效果的应用不但使学生一目了然地理解了本门课程要研究的内容，而且极大地激发了学生学习本门课程的兴趣。

再如，在序言中为了直观、生动地说明本门课程的主要内容时，通过机器人这个真实产品的应用实例来具体分析。首先通过机器人下台阶、机器人回答主持人问题、机器人跳舞的录像分析机器人要完成任一动作都要由构成机器人身体的框架、四肢和机体内的机械系统、完成信息采入的检测系统、完成信息处理的控制系统、提供动力的伺服系统以及类似于人神经系统的接口协调完成，并很容易得出机电一体化产品主要由机械系统、检测系统、控制系统、伺服系统和接口设备等五个主要部分构成，进而得出与这五个系统生产、制造直接相关的技术即机械技术、检测技术、控制技术、伺服技术和接口技术构成了本门课程的主要内容。这样的辅助手段能极大吸引学生的注意力，这样的学习和理解过程水到渠成，学习效果事半功倍。

还如，在介绍机械系统中各种机构的工作原理时，如果不采用多媒体形式，许许多多的机构简图必须在黑板上手工画出，由于这些结构图都比较复杂，手工绘制一方面占用大量的课堂有效时间，另一方面绘制不准确，影响学生对其工作原理的理解，如果通过扫描仪把这些结构图的图片直接插入PowerPoint文件中，则可以直接投射在大屏幕上，这样不但节省了时间，而且与原图片一致，易于学生理解与掌握。另外，为了形象地说明某些机构的工作原理，如滚珠丝杠副，又插入了相关的动画资料，动画模拟不但能彻底改变传统教学中的凭空想象且难以理解之苦，同时还能充分激发学生学习的主观能动性，化被动为主动，产生特有教学效果，使学生很快掌握了所学的内容。

总之，采用多媒体教学，使机电一体化技术这样一门枯燥单调的课程变得生动有趣，易于掌握，取得了很好的教学效果。

二、课堂教学与科研实践相结合，教学效果明显

根据该课程的多轮教学体会，很多学生开始兴趣很大，但随着课程的进行，逐渐丧失了兴趣，课程学习变成了包袱，最终导致教学效果不理想。究其原因，一方面，由于课程教学内容较多，所以进度较快，学生又缺乏实践基础，对内容的理解和掌握存在较大的困难，随着问题的堆积，丧失了信心；另一方面，传统的教学方法没有照顾到课程系统实践性强的特点，教学实践大多只针对个别知识点，而教学对象又是没有任何工程经验的在校学生，使得本来富于魅力的知识变成了空洞的说教和内容的堆积，学生感到难以致用，丧失了兴趣。面对这样的情况，如何解决学生实践基础差的问题，帮助学生深入理解知识、掌握知识，如何让学生学以致用，始终保持较高的兴趣，是课程的难点所在。

高等学校在教学之外还应具备科研和服务社会的功能，科研是高校教学的底蕴，将科研成果和科研项目转化为教学资源是顺理成章的事情。在机电一体化课程教学中引入科研项目和科研成果具有重要的作用和意义。

笔者在机电一体化课程教学中引入真实的科研项目，通常以自己的科研实践为案例，变抽象为直观，通过实物样机来理解复杂的结构及原理。在整个机电一体化技术的教学过程中，无论讲述课程的哪一部分内容，都以自己的科研课题“穴盘苗自动移栽机”和“嫁接机器人”为例讲解，使抽象的内容变为现实中触手可及的真实产品，令学生信服，也取得了非常好的教学效果。

比如，讲述同步带的工作原理时，直接把在科研项目中应用的同步带及带轮拿到课堂上，通过实物讲解，易于理解和掌握。再如，讲授步进电机的控制及工作原理时，把可编程逻辑控制器及步进电机拿到实验教学的课堂上，直接讲述它的工作原理及控制过程并现场编制梯形图。学生见到实物并观察编程过程后通过亲自动手实践很轻松地掌握了这部分的教学内容。

课堂教学重在理论联系实际，运用生活中的实例或者科研项目案例，既有助于学生对理论知识的掌握，又有益于提高学生的兴趣和对实际问题的思考能力。总之，课堂教学并非是一个独立的过程，与科研实践紧密结合会取得事半功倍的教学效果。

三、充分调动学生学习的主动性，布置丰富的课外作业

学生是具有很强可塑性的，适当给学生布置一些自主选题的课外作业，给他们一些学习的“压力”，他们就会变得主动起来，就会花更多的时间在学习上。根据《机电一体化技术》课程的特点，布置了灵活的课外作业，极大地激发了学生学习的兴趣。具体做法如下：

首先，讲述“检测系统”的传感器时，由于教材永远赶不上新技术的发展，为调动学生的学习主动性和积极性，笔者布置了“到互联网和图书馆上查到最近传感器”的作业，要求不停留在教材提及的内容，越新越好，弄懂其基本原理。最后，每名同学都查到了很多应用在高科技产品上的新型传感器，使学生掌握了课程基本内容的同时又拓宽了视野。

其次，为使学生更广泛地了解与专业相关的机电一体化产品，在第一次课就布置了“研究一种农业机器人，掌握其结构和基本工作原理”。这一作业最后是以幻灯片形式展示的，学生找到了几乎所有的农业机器人，如移栽机器人、嫁接机器人、挤奶机器人、西红柿采摘机器人、黄瓜收获机器人等，学生们在分析其结构组成及工作原理的过程中进一步掌握和巩固了机电一体化技术的主要内容。

实践表明，通过完成课外作业极大地调动了学生的学习积极性，所有同学积极主动地利用网络和图书馆，查阅了大量与课程有关的资料，提高了独立分析问题和解决问题的能力，使学生在乐趣中学到了知识。这样灵活的课外作业作为学生的平时成绩加入到学生的总成绩中来，也改变了只以一纸试卷决定学生学习效果的考核方式，真正实现了预期的教学目标。

多年的《机电一体化技术课程教学使我深刻体会到，精心构思教学方法、充分运用信息手段、紧密结合科研实践，激发学生学习兴趣，在发挥教师教的主导作用的同时，又调动学生学的主体作用，就能取得良好的教学效果。