導(dǎo)語：理實(shí)融合教學(xué)改革研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：企業(yè)對應(yīng)用型人才的需求日益加大，為此高校更加注重學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)。文章結(jié)合筆者實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程理實(shí)融合教學(xué)改革進(jìn)行研究，探討如何在教學(xué)過程中基于OBE教學(xué)理念，采用理實(shí)融合教學(xué)模式來提高學(xué)生的實(shí)踐能力，并對理實(shí)融合教學(xué)改革的教學(xué)成果進(jìn)行分析，取得了較滿意的效果。希望文章能為相關(guān)專業(yè)教學(xué)中實(shí)踐能力的培養(yǎng)提供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；理實(shí)融合；教學(xué)改革；新工科；OBE教育理念

為了適應(yīng)教育教學(xué)的時(shí)代變革，一些高校開始嘗試進(jìn)行基于OBE理念的教學(xué)改革[1]。此課題是根據(jù)應(yīng)用型本科院校建設(shè)的目標(biāo)，按照構(gòu)建應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的要求構(gòu)建一套科學(xué)的、規(guī)范的、適用于應(yīng)用型大學(xué)機(jī)械相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)的教學(xué)方法。

1理實(shí)融合教學(xué)改革的主要目標(biāo)

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)是機(jī)械電子工程專業(yè)教學(xué)中一門重要的專業(yè)課。機(jī)電一體化技術(shù)融合了機(jī)械傳動(dòng)與支承技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、伺服技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、電子信息技術(shù)等多學(xué)科的綜合性技術(shù)，是當(dāng)今工業(yè)技術(shù)中重要的組成部分，對我國制造業(yè)快速發(fā)展起到了很大的促進(jìn)作用。當(dāng)前，我國智能制造成為工業(yè)制造業(yè)的主流，機(jī)電一體化產(chǎn)品也處于頻繁更新?lián)Q代的時(shí)期，因此對熟練掌握機(jī)電一體化技術(shù)的高技能人才的需求量也在不斷加大。為了順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，保證學(xué)生更好地就業(yè)，需要對機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)這門課程的教學(xué)方法、手段、內(nèi)容不斷更新，努力培養(yǎng)適應(yīng)科技發(fā)展的機(jī)電一體化技術(shù)方面的應(yīng)用型技能人才[2]。OBE教育理念，又稱為成果導(dǎo)向教育、能力導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育或需求導(dǎo)向教育。基于OBE教學(xué)理念，以及i5智能制造中心的現(xiàn)場實(shí)踐，采用理實(shí)一體化教學(xué)模式讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中完成自我提升，再將學(xué)生的學(xué)習(xí)成果反饋總結(jié)[3]，通過不斷反饋、不斷改進(jìn)的方式，優(yōu)化原有的教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生真正學(xué)有所用、學(xué)有所得，正是該門課程發(fā)展的方向和改革的目標(biāo)。

2課程改革的基本內(nèi)容

基于OBE教學(xué)理念，充分利用現(xiàn)有的數(shù)字化工廠的加工設(shè)備，真正實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程教學(xué)的理論與實(shí)踐相結(jié)合，符合新工科建設(shè)的發(fā)展要求。通過OBE教育理念和理實(shí)一體化課程改革，建立有利于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程實(shí)施方案和考評(píng)標(biāo)準(zhǔn)[4]，切實(shí)推動(dòng)高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)教育質(zhì)量的提升，國內(nèi)其他應(yīng)用型高校可以根據(jù)自身實(shí)際情況加以借鑒。

2.1教學(xué)目標(biāo)的改革

目前現(xiàn)有課程的教學(xué)目標(biāo)只注重知識(shí)目標(biāo)的達(dá)成，教師在課堂上講解理論知識(shí)時(shí)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)關(guān)注不夠，在有限的教學(xué)互動(dòng)中，主要是對理論知識(shí)的應(yīng)用及求解，互動(dòng)方式單一，均是以問答形式完成，學(xué)生處于被動(dòng)地位。這種教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定只是關(guān)注學(xué)生對理論知識(shí)的掌握程度，而忽視了對學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。因此，教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要，設(shè)定了新的教學(xué)目標(biāo)，重視知識(shí)、能力、素質(zhì)三個(gè)目標(biāo)的達(dá)成。基于OBE教育理念，采用“項(xiàng)目導(dǎo)向，任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)方法，使教學(xué)過程和項(xiàng)目開發(fā)融為一體[5]。從學(xué)校i5智能制造實(shí)訓(xùn)中心發(fā)掘適合的教學(xué)案例和項(xiàng)目素材，學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中，既鞏固了對理論知識(shí)的理解，又鍛煉了綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，同時(shí)培養(yǎng)項(xiàng)目組成員間的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)目標(biāo)如表1所示。課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)如表2所示。

2.2教學(xué)方法的改革

目前機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程教學(xué)以教師單純講授為主，課堂比較被動(dòng)，同時(shí)學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)歷有限，很難把各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)的匯總并綜合運(yùn)用。此外，課后作業(yè)也主要是針對課上所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行設(shè)置，學(xué)生在完成課后作業(yè)的同時(shí)，無法得到知識(shí)運(yùn)用能力的鍛煉，而且理論學(xué)習(xí)占用時(shí)間過多，學(xué)生沒有更多的精力來完成建模、實(shí)操等實(shí)踐活動(dòng)，會(huì)影響學(xué)生實(shí)踐能力方面的培養(yǎng)。此外，機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的信息量較大，包含機(jī)械、檢測、伺服、電氣等多方面，各章節(jié)內(nèi)容獨(dú)立存在，銜接困難，因此對講授這門課程的教師的知識(shí)儲(chǔ)備要求較高[6]。鑒于以上問題的存在，特提出以下三點(diǎn)改革措施。（1）針對新的課程教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)一步改革教學(xué)方法，采用“項(xiàng)目導(dǎo)向，任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)方法，使教學(xué)過程和項(xiàng)目開發(fā)融為一體。以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)講解知識(shí)點(diǎn)，通過教師啟發(fā)式的引導(dǎo)，學(xué)生積極參與項(xiàng)目實(shí)施。學(xué)生跟隨教師的引導(dǎo)參與互動(dòng)，真正落實(shí)課堂“以學(xué)生為主”。并積極引入新的教學(xué)手段，如考勤采用超星學(xué)習(xí)通或者雨課堂，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的點(diǎn)名方式，節(jié)省學(xué)生簽到時(shí)間，可以在課程中設(shè)置搶答、彈幕等形式參與課堂討論，取代問答形式的互動(dòng)，使學(xué)生成為教室的主體，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，構(gòu)建良好的學(xué)習(xí)氛圍。（2）理實(shí)融合教學(xué)方式改革，充分利用i5智能制造中心數(shù)字化工廠等現(xiàn)有資源，挖掘?qū)嶋H案例及項(xiàng)目素材。采用案例教學(xué)，學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)和小組課下討論能夠總結(jié)歸納出案例中帶有普遍規(guī)律性的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)要素，教師巧妙融入課程思政，引導(dǎo)學(xué)生樹立良好的設(shè)計(jì)理念，讓學(xué)生在理論學(xué)習(xí)的同時(shí)，從案例中獲得機(jī)電一體化系統(tǒng)的正確認(rèn)知。教師負(fù)責(zé)啟發(fā)學(xué)生多思考，通過對現(xiàn)有設(shè)備傳動(dòng)、支承部件、傳感器、控制系統(tǒng)做理念性改進(jìn)設(shè)計(jì)。在理實(shí)融合教學(xué)的過程中，提高學(xué)生的參與度，有助于激發(fā)學(xué)生解決實(shí)際問題的興趣[7]。（3）教師應(yīng)不斷提高自身的知識(shí)儲(chǔ)備量及實(shí)踐能力，其教學(xué)水平直接影響教學(xué)效果。這就要求教師要不斷完善自己，不僅僅要積極補(bǔ)充專業(yè)知識(shí)理論技能，更要了解機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[8-9]。學(xué)校要為教師提供到企業(yè)掛職鍛煉的機(jī)會(huì)，以提升其實(shí)踐水平。此外，教學(xué)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)積極開展集體備課。

2.3教學(xué)內(nèi)容的改革

根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的改革，改變單純理論知識(shí)的授課內(nèi)容，以實(shí)際案例為主線，綜合講解機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)電產(chǎn)品中的實(shí)際應(yīng)用[10]。以第二章機(jī)械傳動(dòng)與支承技術(shù)為例，原有授課內(nèi)容如下：機(jī)械系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立、齒輪傳動(dòng)系傳動(dòng)比的分配、齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整、滾珠絲杠副的組成及特點(diǎn)、同步齒形帶傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)及特點(diǎn)、諧波齒輪的工作原理、導(dǎo)軌副的設(shè)計(jì)等。改革后的授課內(nèi)容如下：以i5智能制造實(shí)訓(xùn)中心智能倉儲(chǔ)的上料裝置為案例，啟發(fā)學(xué)生思考齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、滾珠絲杠機(jī)構(gòu)、導(dǎo)軌副在上料裝置中的應(yīng)用部位以及各機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)通過電機(jī)選型計(jì)算等，使學(xué)生更好地掌握機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型的相關(guān)計(jì)算。課程中的其他章節(jié)也通過這種方式做相應(yīng)的調(diào)整。改革后的教學(xué)內(nèi)容使相關(guān)知識(shí)點(diǎn)更具體，學(xué)生更易接受[11]。同時(shí)改革學(xué)生考核方式，此次教學(xué)改革在以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)改革的基礎(chǔ)上建立一個(gè)綜合成績評(píng)價(jià)體系，從平時(shí)過程考核、實(shí)驗(yàn)考核、能力重點(diǎn)考核、期末全面反饋四個(gè)方面對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)[12-13]。考核材料及結(jié)果均需存檔，以便于后續(xù)的改進(jìn)和完善[14]。

3課程改革的實(shí)際成果

該課程改革首批實(shí)施范圍為機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院2019級(jí)機(jī)器人工程與機(jī)械電子工程專業(yè)學(xué)生。首批受益學(xué)生約210人，學(xué)生在以下幾方面受益。在2021—2022年第一學(xué)期中，2019級(jí)機(jī)器人工程教學(xué)采用了理實(shí)融合的教學(xué)方式改革，取得了很好的教學(xué)效果，這在學(xué)生課程達(dá)成度中有較明顯體現(xiàn)。以2019級(jí)機(jī)器人2班為例，此班共32人，即課程質(zhì)量評(píng)價(jià)對象為32人。學(xué)生成績平均分為78.75分，最高分93分，最低分60分。成績?yōu)?0～100分的有5人，占15.63%；80～89分的有14人，占43.75%；70～79分的有7人，占21.88%；60～69分的有6人，占18.75%，＜60分的有0人，成績符合正態(tài)分布。在對2019級(jí)機(jī)器人2班學(xué)生進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)2的分析中發(fā)現(xiàn)，課程目標(biāo)2的各考核點(diǎn)總分值41.2分，學(xué)生平均實(shí)際得分31.4分，目標(biāo)期望值37分，平均達(dá)成度84.9%，達(dá)成度較好，其中28名學(xué)生達(dá)成度大于0.7。參照2020—2021年第一學(xué)期，目標(biāo)2的平均達(dá)成度為75%，有很大進(jìn)步，說明在新的教學(xué)模式下，學(xué)生通過充分利用智能制造實(shí)訓(xùn)中心與機(jī)器人實(shí)訓(xùn)中心的學(xué)習(xí)資源，能夠把課程中的理論知識(shí)與機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作更好地融合，在項(xiàng)目實(shí)施的過程中，學(xué)生在解決實(shí)際問題的能力上有了較大的提升。

4結(jié)束語

文章針對高校機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革目標(biāo)、內(nèi)容進(jìn)行論述，并通過課程目標(biāo)達(dá)成度分析得出，基于OBE教學(xué)理念，運(yùn)用理實(shí)融合的教學(xué)模式，學(xué)生能力目標(biāo)的達(dá)成度有很大提高，能夠更好地把理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工程中。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比較，理實(shí)融合教學(xué)模式更加適用于應(yīng)用型人才培養(yǎng)。由于處于教改初期，案例素材等選取還不夠豐富，今后教學(xué)團(tuán)隊(duì)可通過企業(yè)合作等模式，挖掘更多適用于教學(xué)的實(shí)踐工程案例，為學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)助力。

作者：張曉慧 單位：沈陽工學(xué)院 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院