系统教学法及其在课程改革中的应用

摘要：针对传统教学方法的不足，提出了基于系统教学法的一体化教学方法，并阐述了系统教学法的基本概念及其与传统教学法、项目教学法的不同。基于机电专业课程的特点，提出了基于系统教学法的课程一体化内容体系，并应用于《电气控制与PLC》课程教学改革中。

关键词：系统教学法；传统教学法；项目教学法；课程改革

在新一轮的高职专业课程改革中，许多教师将各种教学方法引入到课程教学改革中，并取得了较好的教学效果，比如项目教学法和任务驱动教学法。系统教学法是一种不同于以上两种方法的教学方法。本文试图阐述系统教学法的基本特点及其在机电专业课程教学中的成功应用，以期为从事课程改革的教师提供参考。

系统教学法的基本概念

（一）系统教学法与传统教学法的比较

传统教学法是指从理论基础到实际应用为主线的教学方法。下图说明了利用传统教学法对机电一体化系统进行教学的过程。这样的教学效果往往是学生学习了机电一体化专业的各门课程却不能将各门学科知识有机地融合在一起，不能从系统的角度理解机电一体化系统。

传统教学法过于强调教师的主导作用，在教学过程中主张以教师为中心，忽视学生的主体作用，不利于学生创新能力的培养，不能适应素质教育的需要。

系统教学法是从系统出发展开教学，是一种由整体到局部、由系统到元件的教学方法。系统教学法以实际的系统为教学系统，逐步对系统进行剖析，最终对元件个体进行学习。在这个过程中，教师完成各专业课程的教学，达到应有的教学效果。系统教学法注重信息系统，强调学生的主体地位，强调意义接受，引导在教学中起到至关重要的作用。以机电一体化系统的学习为例，说明系统教学法的实施过程：以机电一体化系统为中心，介绍系统功能；选择系统的一个模块；模块的功能；选择模块的元器件；元件的理论基础；元件的特性、主要参数、数据表；故障来源、现象；元件的测量（理论、仿真、真实系统）；故障诊断策略；回到系统。

下图为系统教学法的实施过程。从图2可以看出，系统教学法更加强调系统的概念，系统教学法可以使学生更加深刻地理解所学的知识，避免了知识结构的孤立性，又有利于学生将所学到的知识应用到其他系统中。

（二）系统教学法与项目教学法的比较

项目教学法是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。将一个相对独立的项目(产品教学法)交由学生自己处理，信息收集、方案设计、项目实施及最终评价，都由学生自己负责。学生通过该项目的学习，了解并把握整个过程及每一环节中的基本要求，原则上项目结束后应有一件看得见的产品。

项目教学法具有以下特点：（１）实践性：项目的主题与真实世界密切联系，学生学习更加具有针对性和实用性。（２）自主性：为学生根据自己的兴趣选择内容和展示形式的决策机会，学生能够自主、自由地进行学习，从而有效地促进学生创造能力的发展。（３）发展性：长期项目与阶段项目相结合，构成为实现教育目标的认知过程。（４）综合性：具有学科交叉性和综合能力运用的特点。（５）开放性：主要体现在学生围绕主题所探索的方式、方法、展示和评价具有多样性、选择性。（６）过程性：项目教学法的评价注重学生在项目活动中能力发展的过程，测评内容包括学生参与活动各环节的表现以及完成作业的质量。

系统教学法是以已经存在的实际系统为教学设备，通过对系统进行剖析体现课程大纲所要求的学生必须掌握的知识点，教学设备的选择标准如下：（１）该设备可用于学习特定的教学内容，具有一定的代表性，具有一个轮廓清晰的任务说明。通过该系统的学习，学生能容易地将所学知识移植到其他系统中。为了全面完成课程教学内容，可适当选择多个教学设备。（２）教学设备所使用的元件应为工业标准件，学生能将所学到的知识直接应用到实际工作中。（３）通过对系统的学习，能将某一课题的理论知识与实践技能结合在一起。（４）难度适中。通过学习，学生能运用已有知识，在一定范围内学习新的技能，解决过去从未遇到过的实际问题。（５）该系统能够尽可能多地集成专业体系的各门学科知识，节约教学资源，加强学生对所学专业的系统理解。

系统教学法在机电专业课程教学中的应用

传统教学方法理论与实践脱节或实践环节设置不合理，使学生对所学的知识不能融会贯通，不会综合运用，难以满足教学要求。项目教学法对班级人数具有一定的限制，人数过多不利于项目的实施。鉴于机电一体化技术专业课程的学科特点，从德国学习归来的项目组成员利用系统教学法对《液压技术基础》和《电气控制与ＰＬＣ》两门课程进行了教学改革。实践证明，系统教学方法极大地提高了教学质量，值得其他类似实践性较强的课程教学借鉴与参考。下面以《电气控制与ＰＬＣ》课程教学为例，具体说明系统教学法的实施过程。

（一）构建一体化教学内容体系

一体化教学，通俗的理解就是将理论教学与实践教学融为一体，其内涵是打破传统学科体系的教学模式，根据工程教育培养目标的要求重新整合教学资源，体现能力本位的特点。

《电气控制与ＰＬＣ》课程的教学设备采用模块化生产系统（ＭＰＳ）和西门子全集成自动化系统。ＭＰＳ是典型的机电一体化设备，模拟零件的加工、检测、装配和分类的过程。系统包括六个工作站，每站由一台西门子Ｓ７－３００ＰＬＣ控制，各工作站可以单独工作，也可以组成系统完成整个加工过程。西门子全集成自动化系统主要为了完成ＰＬＣ通信技术的教学而选用的设备。

构建完整的《电气控制与ＰＬＣ》教学内容体系，如图３所示。

（二）系统教学法的实施

首先从系统出发，对系统进行功能、结构、运行等方面的讲解，使学生掌握系统的基本结构、工作过程和操作方法；其次选择系统的某一模块或子系统，通过能量流、物质流、信号流的详细讲解，引出ＰＬＣ并讲解ＰＬＣ的功能与组成；最后提出子系统的控制要求，通过任务牵引和问题驱动的方式完成ＰＬＣ基本指令与编程等其他内容的学习，最终实现对系统的有效控制和故障诊断。在此要注重过程考核。

在教学实施过程中，为了解决设备不足的问题，教师开发了基于ＳＩＭＩＴ的ＭＰＳ仿真系统，将故障诊断软件引入到课程教学中，在必要的时候配备１～２名辅助教师完成课堂教学，真正做到一体化教学。

针对传统教学方法的不足，我们提出了基于系统教学法的一体化教学方法，并建立了《电气控制与ＰＬＣ》课程的一体化内容体系，对其进行课程教学改革。采用系统教学法授课，激发了学生的学习兴趣，培养和锻炼了学生的实践能力、分析能力、综合能力、合作能力和解决问题的能力。整个教学过程以学生为中心，努力让学生自己构建机电一体化专业的知识体系，取得了很好的教学效果。

参考文献：

[1]姜大源. 职业教育的教学方法论[J]. 中国职业技术教育, 2007，（25）.

[2]徐肇杰. 任务驱动教学法与项目教学法之比较[J]. 教育与职业, 2008，（11）.

[3]王田苗, 陈殿生，等. 《机电控制基础》一体化项目教学实践[J]. 北京航空航天大学学报(社会科学版), 2008，（2）.

作者简介：

段向军（1978－），男，黑龙江哈尔滨人，硕士，南京信息职业技术学院机电工程系讲师，研究方向为智能控制。