以项目教学驱动机电系统设计课程教学改革

王昊++王化更++谢飞++陈乃超

摘要：针对机电系统设计课程教学过程中问题，为了提高学生的动手能力和实践能力，在机电系统设计课程的本科教学改革中采用项目教学法，详细探讨了项目教学法的实施步骤以及项目实施过程中需要注意的问题。期待项目教学法在拓宽学生知识面、提高综合素质以及在拓宽学生就业面等方面有所建树。

关键词：项目教学；机电系统设计；教学改革；本科教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）01-0087-02

机电系统设计是机械和电子的完美结合的学科，是机械学、信息学、控制理论、执行元件、传感技术和总体设计等诸多方面，在机械专业中占有比较重要的地位。学生在学习工程中，由于实际经验欠缺，加之课程牵涉面广，学习难度比较大，故而在学习过程中不可避免会存在各种各样的问题。因此，要求在教学过程中，教师要想法设法、千方百计地通过不同的教学方式，调动学生的积极性，引导学生充分认识机电系统设计这门课的重要性，从而提高学生的动手能力和实践能力，以及总体素质，从而使学生求职时增加在机电系统设计行业内的选择机会。

项目教学法目前在我国的职业教学实践方面已经有所涉及。但是在本科教学中还很少使用，为了让机械专业的学生通过项目教学直接深入到机电工程领域的实际工程应用，本文提出应用项目教学对机电系统设计课程进行的本科教学改革的崭新思路。

一、项目教学法的本质

关于项目教学法的起源，众说纷纭。我们国家著名教育家陶行知先生所提倡的“在学中做，在做中学”的教育理念与此相似。这种教学模式，将项目教学法贯彻到某课程的教学过程中，通过组织学生真实地参加项目选题、方案设计，管理项目的全过程，在项目实施的过程中完成教学任务、实现教学目的，从而培养学生的实践能力、分析能力及其他关键能力。

项目教学法摈弃了传统的教学以教师讲授为主，学习以课本为主的模式，强调理论联系实际、创新开拓精神和团队合作精神，是一种很新教育模式。该方法可以充分应用课堂理论知识解决生活中、工程中的实际存在的问题，并且通过解决项目加深对理论知识的理解，从而起到了培养学生综合能力的目的。因此，项目教学法完全体现了现代教育“素质教育”的本色。

二、项目教学法的实施步骤

项目教学法主要特点理论与实践相结合，在学习理论知识的基础上，加强学生实践能力的培养。这种方法有利于培养学生的多种能力，如：展示学生的创造性，培养了学生解决实际问题的能力，以及对项目的管理能力。项目教学法的整个教学过程，分为以下几个阶段：

1.项目教学动员阶段。项目教学法开始之前，积极组织学生参加动员大会，由学院相关领导、学科主任、专职教师、实验室教学教师及相关人员参加。会上要注意强调项目教学法此项教学改革的重要性，以及将对学生起到的重要作用，特别是机电系统设计项目教学法将强化学生以前动手能力比较弱的薄弱环节，是学生接触工程和生活中的实际项目的大好机会，也是提前将学生的理论知识和将来的工作相联系的重要环节。并对学生提出希望，希望学生切实发挥自己的主观能动性和创造性。学院和教研室将对学生提供各种指导条件和实验条件，并且帮助指导学生如何保护自己的具有知识产权的作品。

2.题目拟定阶段。学生自主分组或教师给学生分组，要求学生要充分发挥主观能动性，通过广泛查阅资料、主动思考，开拓思维，乃至市场调研拟定本小组的题目。教师在这个过程必须要干预，要求学生选定的题目适合小组各组员的特长和兴趣，并且要求项目既要体现一定的创新性、实用性，并且具备一定的挑战性，而且要成本适中、切实可行、不可好高骛远。对于项目中所用到的新知识新理论，指导教师也要能否准确把握。项目经过教师的指导和学生们的努力在有限的时间内可以顺利完成。

3.可行性论证阶段。此阶段对于项目是否能够真正实施非常重要。项目组必须在广泛的调查研究的基础上撰写项目可行性论证报告、并详细确定项目进程计划。在安排研究进度的时候，最好能够基本上与课堂教学进度并行，即：首先是机械机构、执行机构、然后是计算机、控制系统和传感器系统以及系统综合设计[4]。

教师必须认真检查并核实项目组的可行性分析及方案设计。若项目不可行或者不具备研究基础，教师应该引导学生及时更换题目，重新进行可行性评估和方案设计，这样虽然暂时会影响到项目进程，但是可以保证将来不影响后续工作进一步展开。

4.具体实施阶段。此阶段至关重要，要求学生必须按照计划实施并按照要求做好阶段总结，并及时发现问题。本阶段，学生将碰到很多新的知识，可能没有接触过。教师就要按照需求指导学生进行自学和讲解，以培养学生的学习能力和解决实际问题的能力、从而进一步提高学生的创造性思维。需要学生学习的内容，指导教师要合理把握，只要能够基本达到项目的研究需要就可以了。项目的实施过程中，学生将有大部分工作需要在实验室中完成，一定要强调学生要注意安全。对于需要设计加工的项目，指导教师要着重指导学生按照机电系统设计设计手册进行合理设计，从而可以顺利完成设计和加工的任务。

在此过程中，由于学生面对的是解决项目所需要面对的各种各样的问题，最能增强学生综合素质。教师在项目教学法的实施过程中，要非常注意培养学生自己发现问题、自己分析问题和自己解决问题的能力，引导学生自己去解决问题，充分推动学生的主动研究、主动思考的水平和能力。

5.成果汇报阶段。成果汇报的形式可以多种多样，希望每一组的同学能以研究总结报告、学术论文或者其他形式的文本呈现本小组的研究成果。写作的过程中要求学生按照正式的项目报告和学术论文形式进行撰写。另外，要求学生在写作时需要体现项目完成过程中的管理过程。报告或学术论文中要体现项目的先进性以及所存在的不足。

6.成绩考评阶段。以每个项目小组为单位，根据学生递交的成果，教师应认真考核学生完成项目的情况。针对机电系统设计项目的各系统的设计、实现方式、功能、软硬件设计以及最终的项目报告等分别进行考评，并且最终给出小组的综合考评成绩。然后，在此基础上根据项目中的分工合作情况，给出单个学生的考评成绩。考评中要特别注意学生在完成项目的过程中出现或提出的问题，以及如何分析和解决这些问题的。

7.项目拓展阶段。对于考评成绩优秀的小组可以组织学生以学术论文的形式向会议或者期刊投稿、申报专利、参加竞赛的形式进一步进行项目拓展。对于确实优秀、具备创新性并且具有一定市场的优秀项目可以由学校出面进行项目推介，让项目走向市场。

三、项目教学法需要注意的问题

1.关键在于教师素质。在机电系统设计课程的本科教学中实施项目教学法对指导教师提出了非常高的要求。要求教师非常熟悉机电系统设计产品的设计管理流程，具备机电系统设计的产品设计经验，对设计过程中各个步骤、环节以及有可能会碰到的问题做到心中有数。要求教师善于调动学生的积极性和创造性，并且本身同样具备敏锐的思维方式，善于发现问题、分析问题和解决问题。

2.需要实验室软硬件支持。项目的实施过程中，学生们需要在实验室中完成大部分工作，因此，需要现有的实验室在软硬件配备方面还要适当加强，使得实验室的条件足以支撑各个项目的完成。

3.需要经费支持。项目在实施过程中，硬件的采购，电路设计与加工、机械部件设计与加工、系统的调试等环节均需要一定的经费支持。

四、结论

本文提出应用项目教学法对机电系统设计课程本科教学进行教学改革的方案，该法将理论与实践相结合，激发学生学习兴趣和热情，培养学生开拓性思维，使学生能够以项目的形式深入机电系统设计产品设计及项目管理，着重培养学生在机电系统设计产品设计中的自己发现问题、自己分析问题和自己解决问题的能力。学生在项目教学法中所得到的成果，有可能成为机电行业的敲门砖。项目教学法将在提高学生素质、拓宽知识面和就业广度等方面有所建树。

参考文献：

[1]张建民.机电系统设计系统设计[M].北京理工大学出版社，2006.

[2]刘志忠，张丽梅，孟凡茂.将科研项目引入机电系统设计课程教学的实践和探讨[J].高教论坛，2009，（5）.

[3]祁志生，朱春梅，李启光.机电一体化系统技术》课程教学的若干探讨[J].中国电力教育，2008，（13）.

[4]曾励.机电系统设计系统设计[M].北京：高等教育出版社，2004.endprint