新工科背景下“机电传动与PLC控制”卓越课程改革

 
摘要：随着“新工科”建设的战略行动以及对卓越工程师计划2.0等一系列重大战略的深入实施，高校对现行许多课程的教学提出了更高的要求。本文以机械电子工程专业《机电传动与PLC控制》的卓越课程建设为主体内容，从卓越课程的教学改革、卓越课程的优势等方面进行分析，总结了当前的教学改革成果。
关键词：机电传动与PLC控制；卓越课程建设；传统教学改革教育教学论坛

 

当前，新一轮的科技革命与产业革命正在来临，复旦共识、天大行动和北京指南，构成了新工科建设的“三部曲”，奏响了人才培养的主旋律，开拓了工程教育改革的新路径^[1]。为满足国家战略和区域发展的需要，探索形成中国特色、世界水平的工程教育体系，尽快完成我国从工程教育大国走向工程教育强国已经成为高等教育的必然要求。
机械制造行业是一国经济的基础与支柱，同时随着人工智能、大数据的快速发展, 机械制造随着智能化方向不断发展, 机械电子工程专业应运而生，机械电子工程专业是一门集多个学科于一体的综合性专业。新工科背景下，国家的各项战略行动为工程教育改革提供了方向，对机电类专业学生的工程应用能力、实践创新能力和交叉理解能力提出了更高的要求，传统的教学模式由于存在难以调动学生学习兴趣、照本宣科理论脱离实际等问题^[2]已无法满足当前的教学要求，因而与专业课程相关的一系列教学改革也应运而生。《机电传动与PLC控制》是机械电子工程专业和相关机电类专业的重要核心课程，是作者所在学校的一门卓越课程，本文将结合卓越课程的具体实施，从教学改革，包括授课内容的革新重组，实践环节的引入，线上师生互动，课后学生小组讨论等内容进行分析介绍，总结教学改革成果。
一、教学改革内容
1、授课内容的重组。随着各种科学技术的不断发展, 目前课堂教学内容存在着体系老化，应用性不强的问题，远不能满足卓越工程师的培养目标。在此背景下课程的教学内容应与时俱进，进行调整, 专业内容应与工程实际接轨，陈旧的理论或者技术环节需要被淘汰^[3]。《机电传动与PLC控制》交叉整合电机与拖动，机电控制技术，可编程控制器原理及应用三门专业课程，内容精炼翔实。除课本内容外，课堂上结合生产实习播放一些视频进行分析，使授课内容与生产实际紧密联系。
2、授课形式的更新。传统课堂师生之间，学生之间交流少；课堂教学死板无法充分调动学生的学习积极性，教学效果和质量都差强人意。本课程在授课形式上的改革主要包括：以小组为单位开展学习，加强学生间的课后交流；课堂上借助多媒体课件、英文动画视频，加深学生对书本概念的理解；授课过程中穿插制作环节、实践环节以及汇报环节；启发式教学引导学生课下巩固书本内容。
3、实践能力的着重培养。当前对机电类学生的工程应用能力、实践创新能力和交叉理解能力有了更高的要求，机电学科教育也迎来了更大的挑战。本课程在授课内容、授课形式的改变以外，尤其注重学生动手实践能力和对所学知识灵活运用能力的培养。引入专题式小制作和实践环节。专题式小制作以所学的电机或控制器作为主体，教师提供思路要求，学生合作完成构思、选型购买、制作编程、展示汇报各个环节，各个专题环环相扣，课程结束时可形成一个较为完整的小制作。实践环节学生走访工厂或工程中心，用所学知识观察分析其使用设备并进行汇报展示。
二、教学改革实施效果
教学过程优化。教师通过对教学内容的重组，详略合理规划使上课节奏更加能够被学生接受；通过对课堂教学情况的观察利用线上平台发布课后思考问题，使学生能够在课前带着问题去预复习，使学习更加高效化；多媒体教学手段的引入，使课堂更加生动，尤其视频、动画增加教学的直观性，比语言文字描述更加透彻，英文学习材料的引入帮助提高学生专业英语水平；通过启发式教学使学生更多地融入到课堂中，让学生成为课堂的主体，培养学生独立思考能力，而不再是一位的填压式教学^[2]。
小组学习加强交流，提高学生学习主动性。小组学习能够给学生营造较好地学习氛围，充分利用好课后的时间。学生之间的讨论，让学生在互相提出问题、解答问题、纠正错误中对课本内容有了扎实的理解，克服了传统教学中学生听多思少，没有知识对外输出的缺点,培养学生相互交流的语言表达能力与归纳总结能力^[4]。通过与同学的交流，学生能够更加清晰地明确学习任务和学习目标，进行有效学习。
制作实践环节加强学生对于课本知识的应用能力。学生完成整个小制作是从无到有的过程，通过构思设计学生对所学的实际应用实例与范围有了了解，通过选型购买学生了解了不同型号不同参数的产品适用的不同场合，通过制作环节一方面可以培养实践动手灵活应用的能力，对对工程系统建立了初步的概念，培养了学生的工程实践思维，提升学生的工程素养；另一方面也是对先修课程所学的单片机、控制、电路知识的综合应用，有助于学生各门课程的融会贯通，彻底理解课程内容，使各门课程之间形成知识体系^[5]。
三、结论
关于《机电传动与PLC控制》卓越课程的开展，做到了上课形式多样化，充分调动了学生的自主性，小制作环节的引入将所学转化为所用，及时巩固并且灵活运用先修课程的知识；启发式教学给学生课后留有思考题，带着问题阅读课本；上课以小组为单位，课后小组成员互相协作相互讨论更加有助于知识的掌握；实践环节的引入让学生学会用已学知识去分析实际生产机械，促进产学联系；讲课内容精炼，使课堂上是时间得到了有效的利用。总体来说卓越课程的开展对教学质量的提高颇有帮助，为找到新型人才培养模式做了有效探索。
参考文献
[1]   教育部办公厅关于公布首批“新工科”研究与实践项目的通知(教高厅函〔2018〕17号)
[2]   朱西存,赵庚星,李新举,齐伟,诸葛玉平,李成亮.提高大学课堂教学质量的探讨[J].教育教学论坛,2018(23):148-149.
[3]   姚莹,杨慧,叶丹,高梅.机械电子工程专业课程建设与人才培养模式研究[J].智库时代,2019(11):197-198.
[4]   刘俊,胡劲松,朱允华,谢红艳,彭翠英.案例+讨论式教学法在研究生《生态学》教学中的应用[J].教育教学论坛,2018(29):237-238.
[5]   李丽君,刚宪约,葛文庆.相关课程耦合知识内容的教学研究[J].教育教学论坛,2018(05):184-186.

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