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摘 要 机电一体化课程是一门多学科综合专业课程，目前普遍存在课程体系设置不合理、教学方法单一、授课教师队伍水平有待提高等问题。针对问题，对机电一体化教学进行深入探讨，为国家培养高素质、专业技能型人才提供教学改革新策略。
关键词 机电一体化课程；课程体系；教学方法；素质教育
中图分类号：G642.0 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2017）20-0144-03
Study of Teaching Strategies on Mechatronics//LIU Huicong
Abstract Mechatronics course is a multi-disciplinary professional course. Currently， the curriculum system is unreasonable. The teaching
methods and teaching level of teachers need to be improved. In view
of the above problems， this paper discusses the teaching of Mecha-tronics， and provides new teaching strategies for the country to culti-
vate talents of high quality and professional skills.
Key words mechatronics course； curriculum system； teaching me-thod； quality education
1 前言
随着我国工业化进程的不断加快，高等教育培养高素质专业型人才已成为高校教学的发展趋势。我国的教育模式也从传统的应试教育逐步趋向于素质教育和创新教育。许多高等院校为了加强对学生综合素质和创新能力的培养，增加了专业必修和选修课程。专业课程的课时被不断压缩，教师的授课时间大大缩短，授课内容却随着科技的发展逐年增多。课时紧张这一问题在机电一体化课程教学工作中尤为突出。
机电一体化课程是典型的多学科相互融合的综合性课程，不仅涉及机械设计、机械制造、电机控制、液压气压技术等传统机械技术，而且包括计算机与信息处理技术、传感与检测技术、自动控制技术、伺服驱动技术、接口技术、软件编程技术等计算机与电气类相关技术[1]，各技术彼此联系又有所区别。在教学过程中，要求学生不仅要具备较高的综合素质，综合掌握多门技术、融会贯通，还要能够在实践生产中灵活应用。这加大了高等院校机电一体化教学的难度，是机电一体化教学创新改革面临的主要问题。
因此，如何在有限的课时内，清晰传授机电一体化课程的重要内容，同时与时俱进，及时更新当下的技术潮流与热点，是一项需要深入思考的问题。本文拟通过对课程体系设置、教学方法、教师队伍水平这三个方面进行深入分析探讨，研究机电一体化教学发展的新思路与新策略，切实有力地推进素质教育与创新教育。
2 课程体系探讨与策略研究
机电一体化是机械、电气以及计算机三者的交叉融合。作为一门系统综合的专业课程，必须把握各知识间的内在联系，有条理、有计划地将其联系起来，以整体的形式呈现给学生。在高等院校机电一体化教学中，由于课时限制，很多院校的课程体系明显偏重机械或电气等某一方面，而单纯偏向某一方面的课程体系和教学模式不能够客观、真实地反映出机电一体化专业的核心，不利于培养具有多方面专业技能的机电一体化人才。
也有一些院校在课程设置时片面追求知识理论体系的完整性，在有限的课时内覆盖了机械、电气、计算机三个学科专业的教学内容。比如：前一章是控制理论的数学模
型，下一章则是机械传动与驱动设计；前一章是传感器与检测系统，下一章则是可编程控制器。各个章节仅仅简单罗列了机电一体化涉及的理论知识，各个知识点之间缺乏内在联系。学生在学习过程中不能将各个知识点有机联系起来，也不能从整体上掌握机电一体化课程的核心，自然也无法将学到的理论知识融会贯通并指导实践。这种片面追求知识体系完整的课程体系偏离了高校设置机电一体化课程的初衷，阻碍了具备综合素质的机电一体化专业人才的培养。
因此，在机电一体化课程体系设置时需要注意，既不能以偏概全，也不能追求面面俱到，应该充分考虑该课程在整个专业课程体系中的作用，打破学科间的限制，对其进行系统分析，从系统的角度去讲解知识点，打通各个知识点之间的内在联系，不断完善学生的知识结构，使学生能够掌握系统的知识体系，能够从整体的角度考虑问题，这对于机电一体化教学发展具有积极作用。
此外，在机电一体化理论教学过程中，还要根据学校专业特色，优化重组教学内容，了解学生在学习本课程时的专业课程体系构架，有选择有重点地进行教学，集中精力以较少的课时构建机电一体化系统理论体系，并与其他专业课程之间形成配合和补充。比如对于机械背景专业学生，由于已经具备机械设计、机械制造等相关理论知识，在教学内容设置上可以用较少的课时对相关知识点进行系统复习，将较多的课时用于讲授电气控制、传感检测、单片机以及机电接口的相关内容。而对于电氣背景专业学生，在教学过程中要针对性地对机械以及计算机相关知识点进行系统性讲解，让学生了解基本概念，培养学生基本素质[2]。
机电一体化课程体系的理论教学过程还需要与实践教学有机结合，构建理论结合实践的科学教学模式。传统的机电一体化课程设置一般是课堂理论教学结束后进入实践教学环节，使用现成的机电一体化系统产品，指导学生按照要求完成实验平台设计与演示。这种课程体系设置使得理论和实践分开，不利于学生对各个知识点的深入理解和掌握，不利于学生综合能力和创新能力的培养。科学合理的课程体系，要做到理论与实践的有机结合，用所学理论指导实践，将理论付诸实践，通过实践验证理论[3]。 在教学过程中，教师应该对教材进行全面整合和梳理，详细了解学校现有的实验条件，制定科学合理的实验内容，将完整的机电一体化系统分为若干实验子任务，并将各个实验环节课程穿插到理论课程中进行。比如针对理论课程中的传感器与检测、继电接触器、可编程控制器、单片机、典型机电一体化系统设计等，可在教学理论知识的同时，分别安排相应的实验环节，一方面提高学生的动手实践能力，另一方面促进学生对每一部分理论知识的深入理解。通过理论与实践环节的不断循环深入，有意识地使学生将各个知识点逐步进行有机联系并形成系统性知识构架[4]。
3 教学方法探讨与策略研究
当前的机电一体化专业普遍的教学模式是教师根据教材内容进行整合梳理，然后根据课时安排有侧重地对各个章节知识点进行讲解。在这种教学模式下，教师以教学内容为目标，学生则机械地学习接受，课堂教学过程中缺乏灵活性和互动性，学生缺乏必要的思考，不能充分调动学习积极性和能动性，教学效果不佳。
因此，教师要结合机电一体化课程的特点，根据教学内容有针对性地灵活运用多种教学方法[5]，如系统式教学、启发式教学、问答式教学、案例式教学、任务驱动式教学、翻转式教学等，最大限度调动学生的积极性，使机电一体化教学达到事半功倍的效果。比如：教师可以把关键知识点先通过系统教学或案例教学给学生讲解，使他们理解基本概念和方法，然后将知识点分解为若干子任务或子问题，采用任务驱动教学法，由学生以团队或小组的形式确立实际任务，并在解决问题过程中理解知识、掌握知识。教师在学生完成任务过程中，要善于及时发现问题，个别问题个别指导，共性问题集中讲解，促进教与学的相辅相成、相互促进。
在教学手段上也要善于借助多媒体教学，通过图文声并茂的表现形式，提供形象直观的交互式学习环境。机电一体化课程的结构图、线路图等比较多，运用PPT制作丰富生动的多媒体教学课件，集图形、动画、框图、视频于一体，不仅有利于教师的直观讲解，而且有助于学生对知识的深度理解，使学生对知识点印象深刻，激发学生的学习兴趣，提高学习的主动性、积极性。比如：在讲解继电接触器的各种控制线路时，可以通过动画的形式让学生直观感受不同的电气控制形式的各种电气元件的动作过程，有利于学生理解和掌握重难点问题；在讲典型的机电一体化产品设计时，可以通过播放视频先让学生了解世界前沿科技，认识当今先进的机电一体化产品和技术，让学生对机电一体化这门课程产生浓厚的学习兴趣和学习动力。
4 教师队伍探讨与策略研究
教师队伍水平的高低直接影响机电一体化的教学质量。机电一体化教学要求教师不仅具有扎实的专业理论基础、较强的实践动手能力，还要有与时俱进、一丝不苟的工作态度，不断学习新方法新技术，善于反思自己在教学过程中的不足。目前，高等院校机电一体化教师队伍以年轻教师居多，他们刚刚毕业不久，虽具有一定的理论水平，但教學经验不足，实践能力和解决实际问题的能力有待加强。另外，高等院校普遍存在的问题是考核机制和职称评定片面强调项目、文章、专利等指标，使得很多年轻教师重视科研而在教学方面投入时间有限，存在只是被动完成课时任务的情况。
为解决上述问题，首先，高校要根据自身实际情况，确立教学型、科研型和教学科研并重型教师队伍综合培养的基本发展理念。重点针对教学型、教学科研型教师进行教学技能方面的辅导，设立与之相配合的考核激励机制，凸显教学成果的重要性。使得这些教师能够从观念上重视教学，愿意投入精力和热情去不断摸索和改革机电一体化教学方法，努力提高机电一体化课程的教学质量。
其次，为了提高年轻教师的教学水平，建议组织机电一体化精品课程梯队，由教学经验丰富的教师与年轻教师相结合，共同制订教学计划、互相探讨教学策略、共同解决实际问题。年轻教师可以向梯队中经验丰富的教师学习教学经验和教学方法，提高自己的教学水平和专业素养；而教学经验丰富的教师也可以与年轻教师探讨教学方法的新思路、了解国际前沿的机电一体化技术等，不断创造性融入新知识新思路，拓宽学生的知识面与视野。
5 结语
机电一体化课程是多门学科的综合，涉及知识面宽，学习内容多，教学课时有限。为了有效增强教学效果，培养专业复合型人才，需要注意在课程体系设置、教学方法改进以及教师队伍培养等方面着手改革，以适应不断发展与变化的机电一体化应用需求。机电一体化技术是机械技术、电气技术、计算机技术、信息技术等多学科相互融合、综合发展的产物，是培养复合型人才的重要途径。希望通过以上各种策略方法的探讨与实践，不断完善和创新，切实有效地让机电一体化课程能够吸引学生，学有所获，为国家培养一流的综合型、创新型、高素质专业人才。
参考文献
[1]闫华，汪木兰，朱思洪.《机电一体化系统设计》课程教学改革的实践[J].中国科技信息，2008（15）：241-242.
[2]杨丙辉，闫树军，郭文松.机电一体化技术课程教学改革与探讨[J].中国现代教育装备，2016（17）：93-95.
[3]韩红.机电一体化技术专业人才培养模式改革与实践[J].中国教育技术装备，2016（2）：120-121.
[4]黄建科.高职机电一体化实践教学改革初探[J].中国科技信息，2009（3）：222-223.
[5]张帆.基于微课的机电一体化课程翻转教学方法研究[J].中国教育技术装备，2015（24）：4-6.
关键词 机电一体化课程；课程体系；教学方法；素质教育
中图分类号：G642.0 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2017）20-0144-03
Study of Teaching Strategies on Mechatronics//LIU Huicong
Abstract Mechatronics course is a multi-disciplinary professional course. Currently， the curriculum system is unreasonable. The teaching
methods and teaching level of teachers need to be improved. In view
of the above problems， this paper discusses the teaching of Mecha-tronics， and provides new teaching strategies for the country to culti-
vate talents of high quality and professional skills.
Key words mechatronics course； curriculum system； teaching me-thod； quality education
1 前言
随着我国工业化进程的不断加快，高等教育培养高素质专业型人才已成为高校教学的发展趋势。我国的教育模式也从传统的应试教育逐步趋向于素质教育和创新教育。许多高等院校为了加强对学生综合素质和创新能力的培养，增加了专业必修和选修课程。专业课程的课时被不断压缩，教师的授课时间大大缩短，授课内容却随着科技的发展逐年增多。课时紧张这一问题在机电一体化课程教学工作中尤为突出。
机电一体化课程是典型的多学科相互融合的综合性课程，不仅涉及机械设计、机械制造、电机控制、液压气压技术等传统机械技术，而且包括计算机与信息处理技术、传感与检测技术、自动控制技术、伺服驱动技术、接口技术、软件编程技术等计算机与电气类相关技术[1]，各技术彼此联系又有所区别。在教学过程中，要求学生不仅要具备较高的综合素质，综合掌握多门技术、融会贯通，还要能够在实践生产中灵活应用。这加大了高等院校机电一体化教学的难度，是机电一体化教学创新改革面临的主要问题。
因此，如何在有限的课时内，清晰传授机电一体化课程的重要内容，同时与时俱进，及时更新当下的技术潮流与热点，是一项需要深入思考的问题。本文拟通过对课程体系设置、教学方法、教师队伍水平这三个方面进行深入分析探讨，研究机电一体化教学发展的新思路与新策略，切实有力地推进素质教育与创新教育。
2 课程体系探讨与策略研究
机电一体化是机械、电气以及计算机三者的交叉融合。作为一门系统综合的专业课程，必须把握各知识间的内在联系，有条理、有计划地将其联系起来，以整体的形式呈现给学生。在高等院校机电一体化教学中，由于课时限制，很多院校的课程体系明显偏重机械或电气等某一方面，而单纯偏向某一方面的课程体系和教学模式不能够客观、真实地反映出机电一体化专业的核心，不利于培养具有多方面专业技能的机电一体化人才。
也有一些院校在课程设置时片面追求知识理论体系的完整性，在有限的课时内覆盖了机械、电气、计算机三个学科专业的教学内容。比如：前一章是控制理论的数学模
型，下一章则是机械传动与驱动设计；前一章是传感器与检测系统，下一章则是可编程控制器。各个章节仅仅简单罗列了机电一体化涉及的理论知识，各个知识点之间缺乏内在联系。学生在学习过程中不能将各个知识点有机联系起来，也不能从整体上掌握机电一体化课程的核心，自然也无法将学到的理论知识融会贯通并指导实践。这种片面追求知识体系完整的课程体系偏离了高校设置机电一体化课程的初衷，阻碍了具备综合素质的机电一体化专业人才的培养。
因此，在机电一体化课程体系设置时需要注意，既不能以偏概全，也不能追求面面俱到，应该充分考虑该课程在整个专业课程体系中的作用，打破学科间的限制，对其进行系统分析，从系统的角度去讲解知识点，打通各个知识点之间的内在联系，不断完善学生的知识结构，使学生能够掌握系统的知识体系，能够从整体的角度考虑问题，这对于机电一体化教学发展具有积极作用。
此外，在机电一体化理论教学过程中，还要根据学校专业特色，优化重组教学内容，了解学生在学习本课程时的专业课程体系构架，有选择有重点地进行教学，集中精力以较少的课时构建机电一体化系统理论体系，并与其他专业课程之间形成配合和补充。比如对于机械背景专业学生，由于已经具备机械设计、机械制造等相关理论知识，在教学内容设置上可以用较少的课时对相关知识点进行系统复习，将较多的课时用于讲授电气控制、传感检测、单片机以及机电接口的相关内容。而对于电氣背景专业学生，在教学过程中要针对性地对机械以及计算机相关知识点进行系统性讲解，让学生了解基本概念，培养学生基本素质[2]。
机电一体化课程体系的理论教学过程还需要与实践教学有机结合，构建理论结合实践的科学教学模式。传统的机电一体化课程设置一般是课堂理论教学结束后进入实践教学环节，使用现成的机电一体化系统产品，指导学生按照要求完成实验平台设计与演示。这种课程体系设置使得理论和实践分开，不利于学生对各个知识点的深入理解和掌握，不利于学生综合能力和创新能力的培养。科学合理的课程体系，要做到理论与实践的有机结合，用所学理论指导实践，将理论付诸实践，通过实践验证理论[3]。 在教学过程中，教师应该对教材进行全面整合和梳理，详细了解学校现有的实验条件，制定科学合理的实验内容，将完整的机电一体化系统分为若干实验子任务，并将各个实验环节课程穿插到理论课程中进行。比如针对理论课程中的传感器与检测、继电接触器、可编程控制器、单片机、典型机电一体化系统设计等，可在教学理论知识的同时，分别安排相应的实验环节，一方面提高学生的动手实践能力，另一方面促进学生对每一部分理论知识的深入理解。通过理论与实践环节的不断循环深入，有意识地使学生将各个知识点逐步进行有机联系并形成系统性知识构架[4]。
3 教学方法探讨与策略研究
当前的机电一体化专业普遍的教学模式是教师根据教材内容进行整合梳理，然后根据课时安排有侧重地对各个章节知识点进行讲解。在这种教学模式下，教师以教学内容为目标，学生则机械地学习接受，课堂教学过程中缺乏灵活性和互动性，学生缺乏必要的思考，不能充分调动学习积极性和能动性，教学效果不佳。
因此，教师要结合机电一体化课程的特点，根据教学内容有针对性地灵活运用多种教学方法[5]，如系统式教学、启发式教学、问答式教学、案例式教学、任务驱动式教学、翻转式教学等，最大限度调动学生的积极性，使机电一体化教学达到事半功倍的效果。比如：教师可以把关键知识点先通过系统教学或案例教学给学生讲解，使他们理解基本概念和方法，然后将知识点分解为若干子任务或子问题，采用任务驱动教学法，由学生以团队或小组的形式确立实际任务，并在解决问题过程中理解知识、掌握知识。教师在学生完成任务过程中，要善于及时发现问题，个别问题个别指导，共性问题集中讲解，促进教与学的相辅相成、相互促进。
在教学手段上也要善于借助多媒体教学，通过图文声并茂的表现形式，提供形象直观的交互式学习环境。机电一体化课程的结构图、线路图等比较多，运用PPT制作丰富生动的多媒体教学课件，集图形、动画、框图、视频于一体，不仅有利于教师的直观讲解，而且有助于学生对知识的深度理解，使学生对知识点印象深刻，激发学生的学习兴趣，提高学习的主动性、积极性。比如：在讲解继电接触器的各种控制线路时，可以通过动画的形式让学生直观感受不同的电气控制形式的各种电气元件的动作过程，有利于学生理解和掌握重难点问题；在讲典型的机电一体化产品设计时，可以通过播放视频先让学生了解世界前沿科技，认识当今先进的机电一体化产品和技术，让学生对机电一体化这门课程产生浓厚的学习兴趣和学习动力。
4 教师队伍探讨与策略研究
教师队伍水平的高低直接影响机电一体化的教学质量。机电一体化教学要求教师不仅具有扎实的专业理论基础、较强的实践动手能力，还要有与时俱进、一丝不苟的工作态度，不断学习新方法新技术，善于反思自己在教学过程中的不足。目前，高等院校机电一体化教师队伍以年轻教师居多，他们刚刚毕业不久，虽具有一定的理论水平，但教學经验不足，实践能力和解决实际问题的能力有待加强。另外，高等院校普遍存在的问题是考核机制和职称评定片面强调项目、文章、专利等指标，使得很多年轻教师重视科研而在教学方面投入时间有限，存在只是被动完成课时任务的情况。
为解决上述问题，首先，高校要根据自身实际情况，确立教学型、科研型和教学科研并重型教师队伍综合培养的基本发展理念。重点针对教学型、教学科研型教师进行教学技能方面的辅导，设立与之相配合的考核激励机制，凸显教学成果的重要性。使得这些教师能够从观念上重视教学，愿意投入精力和热情去不断摸索和改革机电一体化教学方法，努力提高机电一体化课程的教学质量。
其次，为了提高年轻教师的教学水平，建议组织机电一体化精品课程梯队，由教学经验丰富的教师与年轻教师相结合，共同制订教学计划、互相探讨教学策略、共同解决实际问题。年轻教师可以向梯队中经验丰富的教师学习教学经验和教学方法，提高自己的教学水平和专业素养；而教学经验丰富的教师也可以与年轻教师探讨教学方法的新思路、了解国际前沿的机电一体化技术等，不断创造性融入新知识新思路，拓宽学生的知识面与视野。
5 结语
机电一体化课程是多门学科的综合，涉及知识面宽，学习内容多，教学课时有限。为了有效增强教学效果，培养专业复合型人才，需要注意在课程体系设置、教学方法改进以及教师队伍培养等方面着手改革，以适应不断发展与变化的机电一体化应用需求。机电一体化技术是机械技术、电气技术、计算机技术、信息技术等多学科相互融合、综合发展的产物，是培养复合型人才的重要途径。希望通过以上各种策略方法的探讨与实践，不断完善和创新，切实有效地让机电一体化课程能够吸引学生，学有所获，为国家培养一流的综合型、创新型、高素质专业人才。
参考文献
[1]闫华，汪木兰，朱思洪.《机电一体化系统设计》课程教学改革的实践[J].中国科技信息，2008（15）：241-242.
[2]杨丙辉，闫树军，郭文松.机电一体化技术课程教学改革与探讨[J].中国现代教育装备，2016（17）：93-95.
[3]韩红.机电一体化技术专业人才培养模式改革与实践[J].中国教育技术装备，2016（2）：120-121.
[4]黄建科.高职机电一体化实践教学改革初探[J].中国科技信息，2009（3）：222-223.
[5]张帆.基于微课的机电一体化课程翻转教学方法研究[J].中国教育技术装备，2015（24）：4-6.