基于卓越计划的机电传动与控制课程教学改革

□ 于 蒙,何智玲,赵章焰

(武汉理工大学 物流工程学院，湖北 武汉 430063)

1 引言

《机电传动与控制》是一门集电机、电器、可编程序控制器、自动控制系统于一体的机电综合性课程，是物流专业学生了解、掌握机电工程技术中各项技术的必要途径，也是学习物流专业课程以及进行各项工程设计的基础学科。由于技术发展和知识更新的速度较快，在《机电传动与控制》的教学过程中必须注重理论联系实际[1]-[4]。然而，在传统的教授过程中，并未充分体现实践的重要性，从而阻碍了学生对于专业知识的认知水平的提高。

为了培养造就具有创新能力、适应经济社会发展需要的物流行业技术人才，提升学生工程实践能力，结合“卓越计划”项目，我们团队以《机电传动与控制》的授课方式改革为例开展了对物流卓越人才培养模式的探索之路。

2 教学策略与方法的改革

此次实践授课过程采用案例引导+任务驱动结合的教学模式。案例法教学是一种通过理论联系实际、启发式的方法，培养学生独立思考、综合运用所学知识解决实际问题、提高分析问题和解决问题能力的一种综合性的教学方法，是课程教学改革的有效模式[5]。交互式的教学环境，使得学生与老师能够围绕某一个问题或课题进行平等交流和自主互动，进而教师能够灵活地利用学生的理解，与新知识联系起来，达到引人入胜的效果。教育信息化则是二十一世纪教育行业的一项伟大的革新，利用现代信息技术辅助教与学，把网络技术手段与各学科的教学与管理相融合，是提高教学质量的有效手段。

2.1 案例引领+任务驱动

案例引领+任务驱动的教学模式意味着课堂教学采用基本理论教学和案例教学相结合、教师课堂讲授和学生实践课题研究相结合的教学方法[6]。同时一定的任务分工可以有效地调动学生的学习积极性和主动性，促使学生积极思考，激发学生的学习潜能[7]。

2.1.1 案例引领

课堂授课紧密结合科研和工程实际。例如讲授各种电动机、控制系统、调速系统时，在讲述其结构和工作原理的基础上，注重强调其特性以及运用科研实例介绍各种电动机的应用场所、继电器接触器控制系统和PLC控制系统的合理选用、调速系统的应用情况等。通过大量的引入实际机电控制问题引导学生运用所学知识，构想解决问题新方法。通过这种结合现实生活中的场景，让学生把自己纳入案例场景，通过讨论或者研讨来进行学习的教学方法，可使学生通过自己的思考来拓宽自己的视野，真正实现将知识化为能力。

2.1.2 任务驱动

教学内容上加强对直流电动机、交流电动机的启动、制动、调速的计算应用能力的培养，旨在要求同学们拥有定量解决实际的工程问题的能力。其次，课堂组织引导自主学习训练，使学生能够及时消化新知识，并将课堂所学运用到实际分析中。同时分小组布置课后大作业，课后的大作业的课堂演讲更是要求学生能够对所学知识有一个整体的把握，融会贯通。这是一个不断学习，不断将理论与实际联系的过程，用任务来敦促学生自主学习，培养了学生团队合作能力、动手能力、理论与实践结合能力、自主学习分析能力，达到了预期目标。

2.2 互动式教学环境

在教学过程中，建立互动式教学环境，充分体现启发式教学的特色。团队长期以来注重培养学生思考和解决问题的能力，激发学生学习的自觉性、积极性和主动性[8]。

首先，在课堂讲授的同时附以有效课堂讨论、案例分析，加深对理论知识的理解和应用。其次，通过不同小组的同学针对不同的主题展开讨论，以PPT的形式在班级里展示，发表见解，展示讨论成果。建立创新团队，鼓励学生多思多想多做。通过此类课堂创新活动的开展，使学生得以将课堂所学内容与实践相结合。

教学第一部分主要运用互动式教学模式。在讲授基本理论的同时，鼓励学生在学习电动机的启动和调速原理后，找出机电传动在生产和生活中应用的实例。第二部分是在第一部分的基础上对电气系统设计思路的培养，在讲授基本理论的同时，鼓励学生寻找生活中的电气控制系统。通过将学生分成若干小组，分组学习，再自行查阅资料，制作PPT，由学生主动参与，传授本组学习的心得，然后老师进行必要的查漏补缺；老师再结合案例进行讲解，布置小项目，学生现场设计，激励学生上台为大家“答疑解惑”，协同解决问题。

互动式的教学环境使得教师和学生能够在相对和谐的教学环境中平等交往，达到互动互学的目的；由重“模式化”向重“个性化”的转变，使得学生拥有学习的主动权，更乐于去探索。

2.3 信息化教学平台的应用

在总结多年网络教学资源建设经验的基础上，课程组研制开发的“机电传动与控制”网络课程融合了与课程教学相关的所有教学资源，在功能、技术手段、实用性方面又上了一个新台阶。同时通过所建设的机传动及控制在线课程网站，充分发挥网络课堂的作用，为学生提供教学大纲、教案、文字讲义和课件，加强网上互动，及时解决学生在学习中的困惑和困难。在教学内容上新增现代控制电机的内容，与时俱进；结合学院最新的实训平台，可编程控制部分学习西门子S7300的软硬件设计。在课程考核上，部分内容采用在线问卷的形式，学生通过在事先做好的网站答题。不仅便捷了“考”与“查”，也更加绿色、节约、环保。

信息化教学平台的应用，使得教师的主要作用不再是直接提供教学信息，更多的是知道学生自身对学习的探索，培养学生获取知识的能力[9]。

3 教学模式改革效果

通过此次课程教学模式的改革，将课堂教学、自主学习、实践训练的结合起来，不断激发学生学习兴趣，全方位调动学生学习的主动性、自觉性，共同提高了本课程的学习质量。

3.1 与机电传动与控制的案例教学深入人心

传统的教学注重的是指导学生怎样去做，但其内容在实践中可能不实用，在一定程度上损害了学生的积极性和学习效果。而案例教学要求学生自己去思考、去创造，使得枯燥乏味变得生动活泼。通过每位学生就自己和他人的方案发表见解，引导学生变注重知识为注重能力。通过课程的学习，不仅让学生掌握了机电传动控制必须的基础理论知识，了解机电传动与控制系统的发展动向及最新技术，更重要的是开阔了学生的视野，使其适应不断发展的现代化生产的需要。

3.2 专业能力素养的提升

通过具体的应用实例和试验环节，提高了学生分析和解决实际问题的能力。使学生在学习相关电路基础课程和控制工程的基础上，以电机为主导，以控制为线索，了解了机电控制技术的一般知识，掌握了其工作原理、特性、应用方法，了解了最新控制技术在机械设备中的应用。使学生对机电工程技术中电控技术有一个全面、系统的了解和掌握。为学习有关专业课程以及进行工程设计和科研活动打下必要的基础。

3.3 综合能力的提升

通过对机电系统状态、特性或控制电路、控制程序进行分析提升了学生的分析能力；通过要求学生具备对机电传动系统转速、转矩、转动惯量、电机的基本参数和控制电路参数的计算能力提升了学生的计算能力；通过本课程的教学，培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力，以及围绕课堂教学内容，阅读参考书籍和资料，自我扩充知识领域的能力。通过学生自身课堂讲授，清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤提升了学生的表达能力。通过培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯和对问题提出多种解决方案、选择不同设计或计算方法的能力提升了学生的创新能力。

4 结论

教学的过程是“教与学”并重的过程，教师在“教”时要起到积极引导作用，让学生学会主动学习以及调动一切资源去学习。此次教学改革通过课堂教学、自主学习、实践训练的互相补充，将理论和实践结合起来，通过不断激发学生学习兴趣，全方位调动学生学习的主动性、自觉性，共同提高了《机电传动与控制》课程的学习质量。实践表明，以任务为驱动的案例和实践教学是《机电传动与控制》教学改革的有效模式，在随后的课程教学中仍可采用，并推荐在其他专业课程教学中使用。