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摘要：機電一體化系統(tǒng)設(shè)計是機電類專業(yè)必修的專業(yè)課程，既總結(jié)了前面所學(xué)專業(yè)課程的知識，又起到了為學(xué)生走進實際工作崗位的過渡作用；為了盡可能的提高這門課程的教學(xué)效果，同時發(fā)揮其實踐的作用，本文提出了理實一體化閉環(huán)教學(xué)模式，通過建立理實一體化閉環(huán)教學(xué)模式的模型，充分調(diào)動協(xié)調(diào)模型中的各環(huán)節(jié)內(nèi)容，使教學(xué)效果達到較好。通過在實際教學(xué)中的應(yīng)用，該種教學(xué)模式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時提高了動手能力，對學(xué)生的職業(yè)能力培養(yǎng)起到了關(guān)鍵型的作用。

關(guān)鍵詞：機電一體化系統(tǒng)設(shè)計；理實一體化閉環(huán)教學(xué)模式；教學(xué)研究；教學(xué)效果

機電一體化系統(tǒng)設(shè)計是機械類機電方向及機械電子工程學(xué)生必修的專業(yè)核心課程。該課程是將機械與電子的有機結(jié)合，以機械作為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合了電子、控制、傳感與信息等關(guān)鍵技術(shù)，同時應(yīng)用系統(tǒng)工程的設(shè)計理念設(shè)計機電一體化產(chǎn)品，因此機電一體化系統(tǒng)設(shè)計也是一門交叉課程。面對這樣一門復(fù)雜交叉的課程，教學(xué)過程和教學(xué)效果一直很難達到預(yù)期效果，成為教學(xué)者們一直研究和解決的難題。

一機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程教學(xué)研究現(xiàn)狀

針對目前機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程的綜合、交叉和復(fù)雜性，各高校教學(xué)者們一直以提高教學(xué)為目標(biāo)，不斷提出個教學(xué)模式和方法的研究，較大程度提高了教學(xué)質(zhì)量和效果。趙永生等[1]提出了五位一體式教學(xué)體系的構(gòu)建與實踐，實現(xiàn)多維度、全方位培養(yǎng)學(xué)生的教學(xué)目的。張志強等[2]人提出了案例教學(xué)法調(diào)動學(xué)生對機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程的學(xué)習(xí)興趣、增強了學(xué)生在本專業(yè)課程的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。李琦等[3]探索“機電一體化系統(tǒng)設(shè)計”課程教學(xué)改革，堅持理論教學(xué)與實踐教學(xué)兩手一起抓，大幅提高了教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。楊丙輝等[4]提出加強課程實踐環(huán)節(jié)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效果。鄧鷹飛[5]提出任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在“機電一體化系統(tǒng)設(shè)計”課程中的研究與應(yīng)用，該教學(xué)方法既有優(yōu)勢又有其局限性。文韜等[6]提出基于《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》課程理論與實踐緊密結(jié)合的特點，提出了項目驅(qū)動的一體化教學(xué)方法，使學(xué)生學(xué)習(xí)機電一體化系統(tǒng)設(shè)計知識系統(tǒng)、連貫，真正提高其設(shè)計能力。何亞峰等[7]提出“機電一體化系統(tǒng)設(shè)計”實踐教學(xué)體系的構(gòu)建與探索，以“機電一體化系統(tǒng)設(shè)計”動手實踐操作教學(xué)為主體，結(jié)合課程實驗、課程設(shè)計、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和畢業(yè)設(shè)計等動手實踐操作對學(xué)生進行遞進式、層次化和系統(tǒng)化訓(xùn)練，從而提高學(xué)生對機電產(chǎn)品設(shè)計能力。俞慶等[8]提出基于研究性學(xué)習(xí)的“機電一體化系統(tǒng)設(shè)計”課程教學(xué)改革，提出基于問題、項目和探究的研究性學(xué)習(xí)新思路，從而提高學(xué)生對課程的駕馭能力和綜合應(yīng)用能力。盡管以上各位教學(xué)者們都對機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程提出了教學(xué)研究，然而很少有提到教學(xué)過程進行中，如何實時改變和協(xié)調(diào)各教學(xué)環(huán)節(jié)。因此，本文提出的理實一體化閉環(huán)教學(xué)模式，使教學(xué)過程中能夠?qū)崟r發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，加強學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，改善學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，滿足當(dāng)前社會培養(yǎng)人才的要求。

二理實一體化閉環(huán)教學(xué)模式和內(nèi)容

隨著智能化和大數(shù)據(jù)時代的來臨，機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程不斷改進完善，成為選拔關(guān)鍵性人才的核心支撐。而理實一體化閉環(huán)教學(xué)模式對于栽培社會急需人才起到極大的促進作用。理實一體化閉環(huán)教學(xué)模式就是將理論基礎(chǔ)知識講解與動手實踐操作有機融合于一體，并且通過自測與考核和所學(xué)的知識構(gòu)成反饋形成閉環(huán)教學(xué)的一種教學(xué)模式。主要包括教學(xué)內(nèi)容一體化、教學(xué)方法與手段的一體化和評價內(nèi)容與評價方法的一體化等教學(xué)環(huán)節(jié)。（一）一體化教學(xué)內(nèi)容。編寫在理實一體化閉環(huán)教學(xué)模式下機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程的教學(xué)大綱、教學(xué)計劃、教學(xué)課件和教學(xué)講稿，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容一體化。課程講稿和機電一體化專業(yè)教科書兩者是教學(xué)過程中教學(xué)內(nèi)容的媒體，實現(xiàn)一體化教學(xué)內(nèi)容的前提是需要有對應(yīng)的講稿與課程教科書，要實現(xiàn)一體化教學(xué)內(nèi)容首先要確定的內(nèi)容是用什么講稿和教材。所以要重構(gòu)教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、教學(xué)課件和教學(xué)講稿。（二）一體化教學(xué)方法與手段。在理實一體化閉環(huán)教學(xué)模式中，全部教學(xué)的課程安排框架及組成都以理論和實踐結(jié)合為主干，以理論與實踐操作技能訓(xùn)練為重點，相互滲透，相輔相成。在理論教學(xué)過程中，教師需要通過采用各種不同的教學(xué)方法進行融合交叉上課，例如講授法、演示法和討論法、情景法、場景法、模擬法等多角度教學(xué)方法相互結(jié)合。在教學(xué)實踐過程中，及時發(fā)現(xiàn)問題的難點，運用所學(xué)理論知識確定解決方案。一般性問題以解釋為主，特殊問題以指導(dǎo)和討論為主。在完成實踐中的任務(wù)所牽涉的新技術(shù)、新知識，力爭引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)理論知識去驗證。同時，為了增加教學(xué)的最直接感受及教學(xué)的效率，應(yīng)該多采用投影設(shè)備、PPT教學(xué)課件等數(shù)字化教學(xué)手段。（三）一體化評價內(nèi)容和評價方法。傳統(tǒng)的教學(xué)評價是通過對學(xué)生成績評估模式通常采用每章進行單元測試，或者進行學(xué)期期中、期末考試。結(jié)果導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性不高，不注重課堂和實踐的學(xué)習(xí)過程。只是在考試前期針對考試范圍進行突擊復(fù)習(xí)一下范圍或題目，考完之后基本忘光。這樣的評價致使教學(xué)效果太差沒有延續(xù)性。一體化教學(xué)評價的制定以能力和整個學(xué)習(xí)過程為核心，通過學(xué)生課堂學(xué)習(xí)主動性、實踐能力、任務(wù)完成進度和效果、學(xué)生的動手操作能力、專業(yè)知識、專業(yè)素養(yǎng)、學(xué)習(xí)態(tài)度等方面進行綜合考查，更好地管理、約束、促進學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，科學(xué)的體現(xiàn)了學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)程度和效果。

三理實一體化閉環(huán)教學(xué)模式下教學(xué)具體實踐

為了實施教學(xué)的高效性，首先依據(jù)理實一體化閉環(huán)教學(xué)模式的內(nèi)容建立其模型如圖1所示。由理實一體化閉環(huán)教學(xué)模式模型圖中可以看到采用該模式教學(xué)的具體教學(xué)實施過程。包括前向通道和反饋回路兩部分。前向通道由課前預(yù)習(xí)、一體化教學(xué)內(nèi)容、一體化教學(xué)方法和手段、課后學(xué)習(xí)與練習(xí)和教學(xué)完成各部分組成。而回路只有一體化教學(xué)評價內(nèi)容與評價方法。前向通道的每個環(huán)節(jié)屬于串聯(lián)環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)缺一不可。反饋回路貫穿了整個教學(xué)過程，和前向通路的每個環(huán)節(jié)息息相關(guān)。然后，依據(jù)理實一體化閉環(huán)教學(xué)模式模型中反饋回路一體化評價內(nèi)容和評價方法進行評價教學(xué)效果與預(yù)期教學(xué)任務(wù)作比較。如果兩者基本一致就認為教學(xué)完成；否則就要進行調(diào)節(jié)前向通道的一體化教學(xué)內(nèi)容、一體化教學(xué)方法和手段以及課后復(fù)習(xí)與練習(xí)各個環(huán)節(jié)。最后通過不斷的調(diào)節(jié)理實一體化閉環(huán)教學(xué)模式模型中的各個環(huán)節(jié)，使模型達到最優(yōu)促使教學(xué)完成最優(yōu)。通過這種閉環(huán)的教學(xué)鏈模式，很容易在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的問題，能夠及時進行補充和糾正。通過教學(xué)實踐，可見模型具有動態(tài)特性、實時監(jiān)督和檢測的作用，能夠做到及時發(fā)現(xiàn)問題，及時解決問題，不會讓學(xué)生留下難題和難點，同時將新問題直接補充到教學(xué)內(nèi)容環(huán)節(jié)里，使教學(xué)內(nèi)容不斷推陳出新，與時俱進，緊跟科學(xué)技術(shù)前沿真正做到培養(yǎng)人才的初心。同時為后續(xù)的教學(xué)提供廣泛的知識和技術(shù)支撐。并且在教學(xué)過程中，依據(jù)實際情況可以隨時調(diào)整模型，使教學(xué)效果達到最優(yōu)。

四理實一體化閉環(huán)教學(xué)模式教學(xué)效果

從理實一體化閉環(huán)教學(xué)模式使用教學(xué)兩年多來看，對兩屆200多的畢業(yè)生進行調(diào)查，學(xué)生們給出結(jié)論是：這種教學(xué)模式將時間和空間學(xué)習(xí)的原創(chuàng)性理論教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合。它是在同時同步進行的，理論與實踐兩者穿插滲透在一起并列執(zhí)行；與傳統(tǒng)固定式的先學(xué)習(xí)理論后進行實踐教學(xué)的教學(xué)模式相比，將理論教學(xué)與實踐教學(xué)融合了在一起，避免專業(yè)理論課之間、專業(yè)理論課與實踐課之間的脫節(jié)與重復(fù)；將課程教學(xué)與操作訓(xùn)練兩者結(jié)合在一起，凸顯專業(yè)操作實際技能的核心地位，側(cè)重直接感知和操作，強調(diào)以學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，理論教學(xué)完全服務(wù)于技能培訓(xùn)，提高了學(xué)習(xí)效果、就業(yè)率和職業(yè)技能的培養(yǎng)。

五結(jié)束語

本文所提的理實一體化閉環(huán)鏈教學(xué)模式，展示了機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程教育的專業(yè)性、社會性和實踐性,改善學(xué)生學(xué)習(xí)的片面性，帶動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性；增加理論教學(xué)的實踐性；并通過對學(xué)生的調(diào)查得出該教學(xué)模式能夠增加理論和實踐教學(xué)效果，更突出該教學(xué)模式的緊跟社會步伐，為社會栽培急需人才做出重要貢獻。

參考文獻

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作者:楊玉敏 蔡超志 單位:河北工程大學(xué)機械與裝備工程學(xué)院