《工程綜合實(shí)踐》教學(xué)改革探討

陸萍藍(lán) 王棟 張火明 邵鐵鋒

[摘要]實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力最重要的環(huán)節(jié)。本文結(jié)合我?！豆こ叹C合實(shí)踐》課程的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，分析了目前課程教學(xué)中存在的問題，提出了教學(xué)、工程實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)新模式。

[關(guān)鍵詞]實(shí)踐教學(xué) 創(chuàng)新能力 實(shí)踐能力

[中圖分類號(hào)]G642.O [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)、電、液綜合技術(shù)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，用人單位對(duì)畢業(yè)生的創(chuàng)新意識(shí)和知識(shí)綜合運(yùn)用能力提出了更高的要求，這促使高等院校工科類實(shí)踐教學(xué)不斷深入改革，探索新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，突出學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)[1]。對(duì)強(qiáng)電、弱電的綜合自動(dòng)控制技術(shù)人才的需求更為突出，對(duì)于面向企業(yè)的大學(xué)畢業(yè)生，就必須具有綜合運(yùn)用機(jī)械、電氣、液壓、計(jì)算機(jī)等方面的理論知識(shí)，特別是掌握自動(dòng)控制方面設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等綜合技能。為此，我們機(jī)電綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室于2009年開設(shè)了《工程綜合實(shí)踐》這門課，以滿足大學(xué)生工程環(huán)境鍛煉的實(shí)踐需要。

《工程綜合實(shí)踐》對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力具有重要作用。這門課程涉及的知識(shí)面廣，知識(shí)點(diǎn)多，綜合性和應(yīng)用性強(qiáng)，要求學(xué)生在上課學(xué)時(shí)內(nèi)系統(tǒng)地掌握該課程是不現(xiàn)實(shí)的。因此本文針對(duì)課程學(xué)習(xí)中存在的問題，提出了改革教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)、工程實(shí)踐相結(jié)合的《工程綜合實(shí)踐》教學(xué)新模式。

一、改革思路

機(jī)電綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室在教改的整體思路下，進(jìn)行了思索和改造：如何充分利用原有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行有目的的建設(shè)，把原來零散的電機(jī)啟動(dòng)控制、變頻器控制、步進(jìn)電機(jī)控制、氣壓傳動(dòng)控制、PLC控制與監(jiān)控、單片機(jī)測控應(yīng)用、IPC應(yīng)用于設(shè)計(jì)等控制單元建設(shè)成具有設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手操作、調(diào)試能力的符合教改要求的綜合實(shí)踐性項(xiàng)目。為此，實(shí)驗(yàn)室的老師結(jié)合各專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了多個(gè)跟專業(yè)相關(guān)的項(xiàng)目供學(xué)生選擇。我們將學(xué)生進(jìn)行分組，六到八個(gè)人組成一個(gè)大組，一個(gè)大組又分成3-4個(gè)小組，每組成員2-3人，大家分工合作，有的人搞機(jī)械設(shè)計(jì)制作，有的人搞電氣設(shè)計(jì)制作，有的人從事軟件編程，有的人完成電路板的制作，也有的人可以從事PLC或單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)等等。做項(xiàng)目之前，根據(jù)所選的項(xiàng)目會(huì)讓每個(gè)同學(xué)做一些和項(xiàng)目相關(guān)的基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)，為后面綜合性項(xiàng)目的完成做鋪墊。小組成員可以根據(jù)自己的興趣、專長選擇自己要做的那個(gè)部分，發(fā)揮個(gè)人的優(yōu)勢，集小組成員的智慧，共同協(xié)力完成項(xiàng)目制作。最后，全班同學(xué)進(jìn)行PPT成果展示，相互介紹自己的項(xiàng)目內(nèi)容及學(xué)習(xí)心得體會(huì)。

在整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)制作過程中，我們始終堅(jiān)持計(jì)算機(jī)的綜合應(yīng)用，從單片機(jī)的設(shè)計(jì)與程序應(yīng)用、PLC的程序設(shè)計(jì)與實(shí)踐調(diào)試、IPC的遠(yuǎn)程控制及調(diào)試、CAD圖紙的設(shè)計(jì)與制作、PPT的制作及最后實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成等各方面，大大加強(qiáng)了學(xué)生應(yīng)用當(dāng)今最新技術(shù)的能力，為將來適應(yīng)現(xiàn)代化的工作打下了堅(jiān)實(shí)的技能基礎(chǔ)。

二、課程教學(xué)改革內(nèi)容

針對(duì)以往所反映的問題，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進(jìn)行了下面一系列的改革。

1.課程內(nèi)容改革

《工程綜合實(shí)踐》課程包含的知識(shí)點(diǎn)很多，如果一一介紹，在有限的授課學(xué)時(shí)內(nèi)，勢必造成每一知識(shí)點(diǎn)都點(diǎn)到為止，學(xué)生只能了解皮毛，而無法深入本質(zhì)?？紤]到大二、大三的學(xué)生已學(xué)習(xí)了很多機(jī)械方面，電氣方面、PLC程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)程序設(shè)計(jì)等相關(guān)知識(shí)。所以在授課的過程中，對(duì)于基礎(chǔ)性的知識(shí)點(diǎn)到為止，只重點(diǎn)介紹其中典型的、先進(jìn)的技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用。對(duì)于多方面結(jié)合的知識(shí)則重點(diǎn)介紹。對(duì)近年來的新技術(shù)、新發(fā)展、新應(yīng)用，盡量給予增添，為學(xué)生進(jìn)一步了解機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.教學(xué)方法的改革

《工程綜合實(shí)踐》課程具有信息量大、抽象等特點(diǎn)，內(nèi)容比較枯燥。為此，我們采用形式多樣的教學(xué)方法來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在授課的過程中，采用動(dòng)畫演示、實(shí)物展示等多種形式強(qiáng)化學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，幫助學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解。教學(xué)過程中善于提出問題，從而引導(dǎo)學(xué)生去思考，讓他們?nèi)グl(fā)現(xiàn)問題，去懷疑可能的問題。在懷疑中發(fā)現(xiàn)問題，在思考中提出創(chuàng)新，可以培養(yǎng)學(xué)生良好的思維能力和創(chuàng)新能力。以實(shí)際項(xiàng)目為引線，從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，增加課堂討論環(huán)節(jié)，通過提問、討論等方式引導(dǎo)學(xué)生思考并發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要注意的問題，并及時(shí)點(diǎn)評(píng)、講解，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望。

3. 教學(xué)與工程實(shí)踐相結(jié)合

針對(duì)《工程綜合實(shí)踐》課程綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)，開設(shè)了綜合性和創(chuàng)新性的項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，如中包堆垛監(jiān)控系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)、車間環(huán)境檢測與安防系統(tǒng)、傳送檢測與故障告警、智能下料與傳送系統(tǒng)、氣動(dòng)下料與在線檢重、機(jī)器臂碼盒裝置

三坐標(biāo)碼垛裝置等等。學(xué)生根據(jù)自己的專業(yè)特點(diǎn)、興趣及特長，選做項(xiàng)目。通過項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、制作及調(diào)試，使學(xué)生對(duì)以前學(xué)過的諸多專業(yè)知識(shí)在這里得到全面認(rèn)識(shí)、綜合的訓(xùn)練和極大提升。

三、課程教學(xué)改革的效果

以《中包堆垛裝置》實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例，我們把最終要完成的項(xiàng)目與基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相結(jié)合，要求學(xué)生在動(dòng)手做項(xiàng)目之前，先完成電機(jī)啟動(dòng)控制箱的測繪實(shí)驗(yàn)，變頻器控制實(shí)驗(yàn)、氣壓傳動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)、PLC的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、觸摸屏的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)等，最后提出項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求，要求學(xué)生根據(jù)前面基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)，采取分組合作完成的方式，在24學(xué)時(shí)內(nèi)完成整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、制作、安裝和調(diào)試等內(nèi)容。我們根據(jù)教改需要，提前布置項(xiàng)目任務(wù)，使學(xué)生有充裕的時(shí)間做出項(xiàng)目選擇。在實(shí)驗(yàn)過程中，根據(jù)自己設(shè)計(jì)的機(jī)械、氣壓、電氣、程序方面的相關(guān)任務(wù)，在實(shí)驗(yàn)室分別調(diào)試，最后各小組聯(lián)合組裝進(jìn)行集中調(diào)試。做項(xiàng)目期間，實(shí)驗(yàn)室采用開放形式，方便學(xué)生充分利用業(yè)余學(xué)習(xí)時(shí)間，提高了同學(xué)們的自主創(chuàng)新能力和綜合設(shè)計(jì)能力，使學(xué)生學(xué)以致用，同時(shí)開發(fā)的機(jī)電產(chǎn)品也可作為課堂教具或?qū)嶒?yàn)裝置，豐富了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。

在《工程綜合實(shí)踐》課程教學(xué)中，把握系統(tǒng)性和整體性這一主線，課程理論與工程實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。實(shí)踐證明，通過該課程的教學(xué)改革，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效果，取得了優(yōu)良的教學(xué)效果。

教改項(xiàng)目：基于“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的《工程綜合實(shí)踐》課程研究（項(xiàng)目編號(hào)HEX2012041）

[參考文獻(xiàn)]

[1]梁瑩林.王文一.改進(jìn)智能機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力[J].教育教學(xué)論壇，2012，（01）

（作者單位：中國計(jì)量學(xué)院 浙江杭州）