關(guān)于提高機(jī)電一體化技術(shù)課程教學(xué)效果的體會(huì)教育論文
論文摘要：取得較好的課程教學(xué)效果一直是教學(xué)過程追求的目標(biāo)。本文根據(jù)多年機(jī)電一體化技術(shù)課程的教學(xué)體會(huì),提出通過多媒體技術(shù)的應(yīng)用、教學(xué)與科研實(shí)踐的結(jié)合以及布置內(nèi)容豐富的課外作業(yè)等手段來調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性能更好地完成教學(xué)要求，并取得較好的教學(xué)效果。
論文關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù)；教學(xué)改革；教學(xué)效果
機(jī)電一體化技術(shù)是一門新型的邊緣技術(shù)學(xué)科，是農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域的一個(gè)新生事物，在我校開設(shè)此課程還不足十年的時(shí)間。開設(shè)此門課程是為了適應(yīng)當(dāng)前世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展需要，因?yàn)闄C(jī)電一體化技術(shù)思想己普遍被世人接受和采用，其發(fā)展水平在很大程度上反映一個(gè)國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)實(shí)力。
《機(jī)電一體化技術(shù)》是我校農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)的主干課，課程內(nèi)容豐富，以機(jī)械及電子相關(guān)領(lǐng)域的多門課程為基礎(chǔ)，內(nèi)容抽象又難于理解，具有涉及面廣、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)。作為該門課程的主講教師，本人不斷探討教學(xué)方式方法，力爭取得更好的教學(xué)效果。
一、多媒體技術(shù)的應(yīng)用大大增強(qiáng)了課堂的教學(xué)效果
由于多媒體匯集了文字、圖形、動(dòng)畫、視頻、聲音、特殊效果等，它能提供多種感官的綜合刺激，包含了無限想象的空間，它不僅改變了學(xué)生學(xué)習(xí)和理解問題的方式，而且逐漸以其直觀、生動(dòng)的特點(diǎn)和強(qiáng)大的交互功能，彌補(bǔ)了采用傳統(tǒng)教學(xué)手段時(shí)某些方面表現(xiàn)單調(diào)的缺陷，創(chuàng)造出最理想的學(xué)習(xí)環(huán)境，更有利于知識(shí)的獲取。
根據(jù)《機(jī)電一體化技術(shù)》課程的特點(diǎn)，制作了多媒體課件，在教學(xué)中一改傳統(tǒng)的教學(xué)方式中圖表簡單且不精確，視覺效果差的不足，增加了圖片、動(dòng)畫及視頻等輔助內(nèi)容，使更生動(dòng)、形象，活躍了課堂氣氛，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
例如，在這門課的序言中，介紹機(jī)電一體化技術(shù)這個(gè)比較抽象的概念時(shí)，首先讓學(xué)生了解什么是機(jī)電一體化產(chǎn)品，進(jìn)而得出生產(chǎn)、制造機(jī)電一體化產(chǎn)品過程中用到的各種原理和方法即機(jī)電一體化技術(shù)。當(dāng)介紹常用的機(jī)電一體化產(chǎn)品時(shí)，采用了幾種多媒體技術(shù)，如列舉日常生活中的機(jī)電一體化產(chǎn)品時(shí)，直接在投影屏幕上打出打印機(jī)和全自動(dòng)照相機(jī)的圖片；列舉航天航空領(lǐng)域的機(jī)電一體化產(chǎn)品時(shí)，列出了中國的“神舟五號(hào)”載人航天飛機(jī)和美國“勇氣”號(hào)火星探測車的圖片……；如列舉兒童玩具中會(huì)動(dòng)的機(jī)器狗，最尖端的機(jī)電一體化產(chǎn)品——機(jī)器人，直接插入了相應(yīng)的影音文件；最后介紹和本專業(yè)直接相關(guān)的內(nèi)容我直接把剛完成的科研成果照片播放出來。這些多媒體效果的應(yīng)用不但使學(xué)生一目了然地理解了本門課程要研究的內(nèi)容，而且極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程的興趣。
再如，在序言中為了直觀、生動(dòng)地說明本門課程的主要內(nèi)容時(shí)，通過機(jī)器人這個(gè)真實(shí)產(chǎn)品的應(yīng)用實(shí)例來具體分析。首先通過機(jī)器人下臺(tái)階、機(jī)器人回答主持人問題、機(jī)器人跳舞的錄像分析機(jī)器人要完成任一動(dòng)作都要由構(gòu)成機(jī)器人身體的框架、四肢和機(jī)體內(nèi)的機(jī)械系統(tǒng)、完成信息采入的檢測系統(tǒng)、完成信息處理的控制系統(tǒng)、提供動(dòng)力的伺服系統(tǒng)以及類似于人神經(jīng)系統(tǒng)的接口協(xié)調(diào)完成，并很容易得出機(jī)電一體化產(chǎn)品主要由機(jī)械系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和接口設(shè)備等五個(gè)主要部分構(gòu)成，進(jìn)而得出與這五個(gè)系統(tǒng)生產(chǎn)、制造直接相關(guān)的技術(shù)即機(jī)械技術(shù)、檢測技術(shù)、控制技術(shù)、伺服技術(shù)和接口技術(shù)構(gòu)成了本門課程的主要內(nèi)容。這樣的輔助手段能極大吸引學(xué)生的注意力，這樣的學(xué)習(xí)和理解過程水到渠成，學(xué)習(xí)效果事半功倍。
還如，在介紹機(jī)械系統(tǒng)中各種機(jī)構(gòu)的工作原理時(shí)，如果不采用多媒體形式，許許多多的機(jī)構(gòu)簡圖必須在黑板上手工畫出，由于這些結(jié)構(gòu)圖都比較復(fù)雜，手工繪制一方面占用大量的課堂有效時(shí)間，另一方面繪制不準(zhǔn)確，影響學(xué)生對(duì)其工作原理的理解，如果通過掃描儀把這些結(jié)構(gòu)圖的圖片直接插入PowerPoint文件中，則可以直接投射在大屏幕上，這樣不但節(jié)省了時(shí)間，而且與原圖片一致，易于學(xué)生理解與掌握。另外，為了形象地說明某些機(jī)構(gòu)的工作原理，如滾珠絲杠副，又插入了相關(guān)的動(dòng)畫資料，動(dòng)畫模擬不但能徹底改變傳統(tǒng)教學(xué)中的憑空想象且難以理解之苦，同時(shí)還能充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，化被動(dòng)為主動(dòng)，產(chǎn)生特有教學(xué)效果，使學(xué)生很快掌握了所學(xué)的內(nèi)容。
總之，采用多媒體教學(xué)，使機(jī)電一體化技術(shù)這樣一門枯燥單調(diào)的課程變得生動(dòng)有趣，易于掌握，取得了很好的教學(xué)效果。
二、課堂教學(xué)與科研實(shí)踐相結(jié)合，教學(xué)效果明顯
根據(jù)該課程的多輪教學(xué)體會(huì)，很多學(xué)生開始興趣很大，但隨著課程的進(jìn)行，逐漸喪失了興趣，課程學(xué)習(xí)變成了包袱，最終導(dǎo)致教學(xué)效果不理想。究其原因，一方面，由于課程教學(xué)內(nèi)容較多，所以進(jìn)度較快，學(xué)生又缺乏實(shí)踐基礎(chǔ)，對(duì)內(nèi)容的理解和掌握存在較大的困難，隨著問題的堆積，喪失了信心；另一方面，傳統(tǒng)的教學(xué)方法沒有照顧到課程系統(tǒng)實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，教學(xué)實(shí)踐大多只針對(duì)個(gè)別知識(shí)點(diǎn)，而教學(xué)對(duì)象又是沒有任何工程經(jīng)驗(yàn)的在校學(xué)生，使得本來富于魅力的知識(shí)變成了空洞的說教和內(nèi)容的堆積，學(xué)生感到難以致用，喪失了興趣。面對(duì)這樣的情況，如何解決學(xué)生實(shí)踐基礎(chǔ)差的問題，幫助學(xué)生深入理解知識(shí)、掌握知識(shí)，如何讓學(xué)生學(xué)以致用，始終保持較高的興趣，是課程的難點(diǎn)所在。
高等學(xué)校在教學(xué)之外還應(yīng)具備科研和服務(wù)社會(huì)的功能，科研是高校教學(xué)的底蘊(yùn)，將科研成果和科研項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源是順理成章的事情。在機(jī)電一體化課程教學(xué)中引入科研項(xiàng)目和科研成果具有重要的作用和意義。 筆者在機(jī)電一體化課程教學(xué)中引入真實(shí)的科研項(xiàng)目，通常以自己的科研實(shí)踐為案例，變抽象為直觀，通過實(shí)物樣機(jī)來理解復(fù)雜的結(jié)構(gòu)及原理。在整個(gè)機(jī)電一體化技術(shù)的教學(xué)過程中，無論講述課程的哪一部分內(nèi)容，都以自己的科研課題“穴盤苗自動(dòng)移栽機(jī)”和“嫁接機(jī)器人”為例講解，使抽象的內(nèi)容變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)中觸手可及的真實(shí)產(chǎn)品，令學(xué)生信服，也取得了非常好的教學(xué)效果。
比如，講述同步帶的工作原理時(shí)，直接把在科研項(xiàng)目中應(yīng)用的同步帶及帶輪拿到課堂上，通過實(shí)物講解，易于理解和掌握。再如，講授步進(jìn)電機(jī)的控制及工作原理時(shí)，把可編程邏輯控制器及步進(jìn)電機(jī)拿到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課堂上，直接講述它的.工作原理及控制過程并現(xiàn)場編制梯形圖。學(xué)生見到實(shí)物并觀察編程過程后通過親自動(dòng)手實(shí)踐很輕松地掌握了這部分的教學(xué)內(nèi)容。
課堂教學(xué)重在理論聯(lián)系實(shí)際，運(yùn)用生活中的實(shí)例或者科研項(xiàng)目案例，既有助于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握，又有益于提高學(xué)生的興趣和對(duì)實(shí)際問題的思考能力。總之，課堂教學(xué)并非是一個(gè)獨(dú)立的過程，與科研實(shí)踐緊密結(jié)合會(huì)取得事半功倍的教學(xué)效果。
三、充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，布置豐富的課外作業(yè)
學(xué)生是具有很強(qiáng)可塑性的，適當(dāng)給學(xué)生布置一些自主選題的課外作業(yè)，給他們一些學(xué)習(xí)的“壓力”，他們就會(huì)變得主動(dòng)起來，就會(huì)花更多的時(shí)間在學(xué)習(xí)上。根據(jù)《機(jī)電一體化技術(shù)》課程的特點(diǎn)，布置了靈活的課外作業(yè)，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。具體做法如下：
首先，講述“檢測系統(tǒng)”的傳感器時(shí)，由于教材永遠(yuǎn)趕不上新技術(shù)的發(fā)展，為調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，筆者布置了“到互聯(lián)網(wǎng)和圖書館上查到最近傳感器”的作業(yè)，要求不停留在教材提及的內(nèi)容，越新越好，弄懂其基本原理。最后，每名同學(xué)都查到了很多應(yīng)用在高科技產(chǎn)品上的新型傳感器，使學(xué)生掌握了課程基本內(nèi)容的同時(shí)又拓寬了視野。
其次，為使學(xué)生更廣泛地了解與專業(yè)相關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，在第一次課就布置了“研究一種農(nóng)業(yè)機(jī)器人，掌握其結(jié)構(gòu)和基本工作原理”。這一作業(yè)最后是以幻燈片形式展示的，學(xué)生找到了幾乎所有的農(nóng)業(yè)機(jī)器人，如移栽機(jī)器人、嫁接機(jī)器人、擠奶機(jī)器人、西紅柿采摘機(jī)器人、黃瓜收獲機(jī)器人等，學(xué)生們?cè)诜治銎浣Y(jié)構(gòu)組成及工作原理的過程中進(jìn)一步掌握和鞏固了機(jī)電一體化技術(shù)的主要內(nèi)容。
實(shí)踐表明，通過完成課外作業(yè)極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，所有同學(xué)積極主動(dòng)地利用網(wǎng)絡(luò)和圖書館，查閱了大量與課程有關(guān)的資料，提高了獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，使學(xué)生在樂趣中學(xué)到了知識(shí)。這樣靈活的課外作業(yè)作為學(xué)生的平時(shí)成績加入到學(xué)生的總成績中來，也改變了只以一紙?jiān)嚲頉Q定學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考核方式，真正實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。
多年的《機(jī)電一體化技術(shù)課程教學(xué)使我深刻體會(huì)到，精心構(gòu)思教學(xué)方法、充分運(yùn)用信息手段、緊密結(jié)合科研實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，在發(fā)揮教師教的主導(dǎo)作用的同時(shí)，又調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)的主體作用，就能取得良好的教學(xué)效果。
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