机械电子工程专业综合课程设计教学改革与探索

彭星玲　茶映鹏　刘嘉

【摘 要】从机械电子工程专业人才培养目标角度出发，分析了综合课程设计教学方面存在的问题，探索了“以学生为中心”的教学模式，结合任务型教学法和讨论法，强化了教学过程管理，细化了成绩评定指标，从而更好地锻炼学生的工程实践能力。

【关键词】机械电子工程；综合课程设计；教学改革

中图分类号：G642 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）30-0044-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.30.019

Teaching Reform and Exploration of Integrated Course Design of Mechatronic Engineering Specialty

PENG Xing-ling CHA Ying-peng LIU Jia

（Mechanical & Electrical Engineering School of Nanchang Institute of Technology，Nanchang 330099，China）

【Abstract】The paper analyzed the problems existing in the teaching process of integrated course design from the perspective of？personnel training of mechatronic engineering specialty.The student-centered teaching mode combing teaching method and discussion method were explored.Besides，the teaching process management was strengthened and the evaluation criteria was refined to exercise students engineering practice ability.

【Key words】Mechatronic engineering；Comprehensive course design；Teaching reform

0 引言

机械电子工程专业旨在培养适应国家社会经济发展需要，具有扎实的自然科学、人文科学基础，受到现代机电工程师的基本训练，能够在机械、电子、机器人、水利、能源等行业从事工程及项目的规划、设计、施工、管理和研究等方面的高级工程技术人才和管理人才。综合课程设计作为独立的教学环节，是机械电子工程专业集中实践性环节，是学习完本专业所有理论课程后进行的一次全面的综合练习。课程设计的素材来源于工程实例，设计过程中学生需要综合应用本专业基础知识，这有助于学生夯实专业基础，提高工程素养[1]。

在指导机械电子工程专业的综合课程设计实践环节中，笔者发现大部分学生的专业知识能基本满足要求，但普遍存在工程实践能力较弱的情况。针对这一问题，从综合课程设计改革入手，努力探索综合课程设计的教学方法、内容和考核方式，搭建起理论知识联系工程实际的桥梁，从而使学生的工程实践能力得到锻炼。

1 综合课程设计教学现状分析

综合课程设计旨在综合运用机械电子工程专业基本理论对典型机电系統进行设计，如皮带传送的物料运输系统、多层电梯控制系统和智能交通灯监控系统设计等，系统硬件一般包括电动机、传感器、PLC、传动机构和执行机构等，专业知识涉及机电系统设计、机电传动技术、传感与检测技术和PLC控制技术等。就南昌工程学院机械电子工程专业“综合课程设计”这门实践课程来讲，笔者发现以下问题：（1）设计题目更新较慢，与市场需求联系不紧密，尽管机电产品众多，限于实验室的条件，题目往往局限于设计一些较为传统的机电控制系统设计，与时下新技术脱节，难以引起学生学习的热情和积极性；（2）教学模式上是以教师为主导，教师对设计步骤进行详细讲解，学生仅依据设计步骤进行设计，对一些重要的知识点未进行深入研究和思考；（3）学生缺乏工程设计规范的指导，学生设计的系统学生更多地关注功能的实现，而不重视性能指标和成本控制，造成理论与工程实际脱节；（4）教学过程管理和考核方法不尽合理，课程平时考核标准未细化，笼统的以平时成绩和设计报告成绩作为评价指标，同学们往往为了完成最终的设计报告而进行设计，平时参与度不高。

2 机械电子工程专业综合课程设计的教学模式改革与探索

针对综合课程设计教学过程中出现的上述问题，笔者认为，综合课程设计教学中应充分体现“以学生为中心”的教学模式，在具体实施过程中采用任务型教学法和讨论法相结合的教学方法，探索实践环节过程管理与考核结果并重的综合成绩评定方法，充分调动学生的积极性、能动性和团队合作精神，重视学生工程实践能力和团队合作能力的培养。

2.1 “以学生为中心”的教学模式探索

传统教学模式是从教师如何去教这个角度来进行阐述，强调了教师的主体地位，忽视了学生如何学这个问题。杜威提出“以学生为中心”的教学模式强调了教学活动中学生的主体性作用，重视学生对教学的参与度，教师需要采用适当的教学方式，合理设计“教”与“学”的活动[2]。其中任务型教学法的核心理念是教师分配任务，学生根据分配的任务来学习，完成任务，达到课程要求，强调的是“在做中学”和“以学生为中心”，与本课程的初衷一致，但教学实施过程中，教师应注意引领学生，并对教学过程进行有效的控制[3]。根据专业教学计划，本课程有两周的课程设计。我们在教学安排上，采取了集中授课、分组协作、自主学习、集中汇报与讨论等多个环节相配合的方式。以南昌工程学院14级机械电子工程专业为改革实施对象，学生共计60名，对学生进行分组指导，每组学生3人，安排3名指导老师，每一组同学根据设计任务要求，独立完成设计任务。

课程设计第一天指导老师介绍课程设计安排、任务要求和考核方式，布置2-3个选题、让学生根据感兴趣的题目进行分组选题，学生自主推选组长，教师对课程设计题目进行讲解，对任务进行分解，让学生了解所设计的系统应完成的主要任务、工作环境和条件，设计的具体要求以及应达到的技术水平、生产效率、经济指标。鼓励学生查阅指导书、工具书和期刊等相关资料。第2-3天，各小组成员在充分调研的基础上提出可能实现的设计方案，然后在组长主持下讨论得出一致方案，如组员间的方案难以统一，则将各自方案交于指导老师共同讨论出最佳方案，组长和组员的任务分配由组长协调，要体现各展所长、协作互补，对于系统硬件系统的整体设计和软件编程，要求所有成员全体参与、共同完成，以保证每位同学的工作量。对于部分硬件设计和局部参数计算可分工进行，在这个过程中组员间良好的沟通与协作是项目顺利进行的基础。接下来的6天，设计小组要在指导老师的引导下进行自主学习和集中设计，在设计过程中有疑问可随时向请教指导老师请教，进行互动答疑，中期向指导老师汇报设计进展，进展汇报是以学生展示为主的讨论式教学法，同时也是考核的一项内容。每位同学向各自的指导老师通过口头或书面展示的方式，对任务完成情况进行汇报，汇报后老师提问和点评，鼓励各小组进行互动讨论。通过这个环节，有利于提高学生的参与度和表达能力，各小组成员在听取其他小组的汇报时，能够了解到不同的设计内容和设计思路，学生在参与过程中也能体会到学习的乐趣。最后一天集中考核，各小组进行现场设计效果测试和答辩，指导老师对每组的设计效果进行评价和登记，组织学生对实验室进行整理，使学生养成良好的工作习惯，课后提交设计报告。

2.2 课程评价考核体系的优化

以往的综合课程设计考核评价仅重视平时纪律和设计报告，未重视实践过程中学生的参与度、工作量和沟通表达能力等项的评估。因此，有必要构建实践过程管理和结果并重的综合考核与评价体系，以真正检验学生的综合能力，提高学生参加实践活动的积极性[4]。本课程的最终考核与评价要求提交规范的设计报告，并考虑设计过程中任务参与度和工作量，设计演示效果以及沟通表达能力。考核按平时表现占50%和设计报告占50%给出最终成绩。其中平时表现中：设计演示效果占20%，态度和纪律占10%，小组分工中的角色与工作量占10%，进展汇报与答辩过程中的问题回答的正确性及展示的沟通与表达能力占10%，设计报告中项目完成情况与设计方案的指标评价占40%，报告的規范性与完整性占10%。鼓励学生独立完成报告，即使同一小组设计报告也不允许雷同，要体现自己的设计过程和心得体会等区别。

改革实施后发现学生参与设计的热情高、进度快，设计报告整体上更加规范、完整，由于参与度高学生们基本都写出了较为深刻的心得体会，杜绝了雷同报告，由于细化了平时成绩的考核，组员间的成绩区分度好，体现了评价指标中的差异性。教学实践表明：这种“以学生为中心”的教学模式，结合任务型教学和讨论法相结合的教学方式，以及关注过程管理的综合成绩评定方法提高了学生的学习积极性和参与度，形成了良好的互助互学的学习氛围，在学生巩固专业知识的基础上，提高了学生的工程实践能力。

3 结束语

综合课程设计作为机械电子工程专业学生学完所有理论课程后进行的综合性课程设计，设计效果能够很好地检验学生对专业知识的掌握程度和理论联系工程实际的能力。进行以综合课程设计为代表的实践教学改革，探索“以学生为中心”的教学模式，优化实践课程考核评价体系对于培养未来高级工程师和管理人才具有非常重要的作用。

【参考文献】

[1]常军然， 唐宏. 江西理工大学机械专业综合课程设计改革和实践[J]. 2009， （14）： 154-155.

[2]陈东菊. 浅析以学生为中心的教学模式的优势与践行策略[J]. 教育教学论坛. 2018， 14（4）： 213-214.

[3]刘鹤.浅谈任务型教学法[J]. 文存阅刊. 2017， （1）： 95.

[4]杨丽曼，沈东凯.机械电子专业课程设计的教学改革[J]. 实验室研究与探索.2012， 31（8）： 117-120.