季英瑜，程 亮

(衢州學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，浙江 衢州 324000)

機(jī)電一體化技術(shù)是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，更是世界工業(yè)發(fā)展的主要趨勢。它是將“機(jī)械、電子、信息、控制”有機(jī)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中的最優(yōu)化、自動(dòng)化以及智能化。因此，對(duì)其課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)應(yīng)致力于提高學(xué)生的綜合能力、創(chuàng)新能力?，F(xiàn)今機(jī)電一體化課程的實(shí)踐鍛煉還停留在簡單驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)以及內(nèi)容單一的實(shí)訓(xùn)模式，且實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)模式相對(duì)比較陳舊，仍然采用以教師為主要地位的傳統(tǒng)教學(xué)模式，因此，改革本科機(jī)電一體化課程的實(shí)踐教學(xué)模式為采用項(xiàng)目教學(xué)的模式。

所謂項(xiàng)目教學(xué)法(Project Based Learning，PBL)也稱為“基于項(xiàng)目活動(dòng)的研究性學(xué)習(xí)”［1］，在當(dāng)今教育界十分流行。它是指將一些工程實(shí)際需要的項(xiàng)目作為學(xué)生完成的任務(wù)，圍繞此任務(wù)，學(xué)生主動(dòng)探索、學(xué)習(xí)并運(yùn)用相關(guān)知識(shí)點(diǎn)來解決實(shí)際問題。也可通過對(duì)問題的深化或者擴(kuò)充來拓寬知識(shí)的廣度和深度，直至得到一個(gè)完整的項(xiàng)目解決方案。從而達(dá)到學(xué)習(xí)知識(shí)、培養(yǎng)能力的目的。項(xiàng)目教學(xué)的突出特點(diǎn)在于學(xué)習(xí)過程的實(shí)踐與研究活動(dòng)相融合。

項(xiàng)目教學(xué)法是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的新方法，建構(gòu)主義認(rèn)為:“知識(shí)不是被動(dòng)接受的，而是主動(dòng)建構(gòu)的［2］。強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的主體構(gòu)建作用，教師不是操縱教學(xué)和支配學(xué)生的權(quán)威，而是學(xué)生的合作伙伴，是學(xué)生學(xué)習(xí)的輔助者;教育不是一件陳述和被陳述的事情，而是一個(gè)主動(dòng)和建構(gòu)的過程［3］。將傳統(tǒng)的“教學(xué)”模式轉(zhuǎn)換為學(xué)生的“求學(xué)”“索學(xué)”，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)從理論學(xué)習(xí)到實(shí)踐應(yīng)用的過渡，提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力以及工程實(shí)踐能力，更好地培養(yǎng)創(chuàng)新性人才。以適應(yīng)高校“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”思路，以及高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)。

1 項(xiàng)目教學(xué)法在機(jī)電一體化實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用的必要性

1.1 課程自身綜合強(qiáng)

機(jī)電一體化是機(jī)械技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)、傳感器檢測技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)的以機(jī)械為主、以電為用、機(jī)電結(jié)合的多學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域綜合交叉的技術(shù)密集型系統(tǒng)工程。一個(gè)較完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)，應(yīng)包含以下5 個(gè)基本要素:機(jī)械本體、動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感檢測部分、控制與信息處理部分。若想很好地掌握運(yùn)用理論知識(shí)，強(qiáng)有力的實(shí)踐是必要支撐。

1.2 傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)模式陳舊、內(nèi)容不規(guī)范

傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)基本采用以教師為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)生只是按照老師的要求按部就班地完成實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，缺少自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)合作。在實(shí)踐過程中，學(xué)生僅僅是參與者，而不是核心作用者。實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)的教學(xué)內(nèi)容不夠規(guī)范，不能夠切實(shí)體現(xiàn)機(jī)電一體化課程的綜合性，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多數(shù)為演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)較少，不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)造能力。

1.3 學(xué)習(xí)形式單一，考核辦法不夠科學(xué)

實(shí)踐環(huán)節(jié)基本采用獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室建制，基本與理論課程設(shè)置相對(duì)應(yīng)，針對(duì)機(jī)電一體化課程的綜合性無法發(fā)揮最大效能。學(xué)習(xí)的形式比較單一，不能夠體現(xiàn)團(tuán)隊(duì)力量、協(xié)作精神。實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核也是輕過程，重結(jié)果，對(duì)許多中間能力體現(xiàn)環(huán)節(jié)忽略不計(jì)，直接影響學(xué)生的參與積極性。

2 項(xiàng)目教學(xué)法在機(jī)電一體化實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段

在機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的選取上我們主要考慮以下原則［4－7］:

1)項(xiàng)目的典型性，主要是鍛煉對(duì)相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解和運(yùn)用。

2)項(xiàng)目的實(shí)用性，現(xiàn)代教育理念是以職業(yè)實(shí)踐為主線的課程改革與人才培養(yǎng)模式，應(yīng)以就業(yè)為導(dǎo)向，以能力為本位［8］。所以在項(xiàng)目的選擇上，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，學(xué)會(huì)對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行搜索、整理并運(yùn)用的能力，并能熟練使用相關(guān)的開發(fā)工具、設(shè)備儀器，能夠撰寫相關(guān)說明書，從而真正做到提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

3)項(xiàng)目的可操作性及可拓展性。項(xiàng)目的難易程度一定要把握，過難，容易使學(xué)生失去信心，參與的主動(dòng)性下降。在項(xiàng)目的實(shí)施過程，學(xué)生可以通過團(tuán)隊(duì)合作、技術(shù)交流完成對(duì)系統(tǒng)的調(diào)試、故障排查及診斷。能夠在項(xiàng)目實(shí)施中發(fā)現(xiàn)問題，教師進(jìn)行正確引導(dǎo)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行拓展、深化。

項(xiàng)目的選取還應(yīng)具有厚基礎(chǔ)、寬應(yīng)用、可操作和可拓展等特點(diǎn)［9－10］。學(xué)?，F(xiàn)有機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)室、柔性制造實(shí)訓(xùn)室、先進(jìn)制造實(shí)驗(yàn)室等機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)場所，而且都是開放性實(shí)驗(yàn)室。我們所設(shè)置的項(xiàng)目來源于學(xué)院實(shí)訓(xùn)室現(xiàn)有的一套機(jī)、光、電一體化自動(dòng)裝配教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有完整、靈活、模塊化易擴(kuò)展等特點(diǎn)。學(xué)生可以根據(jù)題目進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)的改進(jìn)變換設(shè)計(jì)、PLC 編程設(shè)計(jì)、液壓與氣壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)、總線控制技術(shù)等?？梢耘囵B(yǎng)學(xué)生機(jī)械機(jī)構(gòu)的運(yùn)用和整機(jī)的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力、掌握工藝流程及編程控制能力、通過調(diào)試培養(yǎng)學(xué)生故障分析和排查能力，完全可以滿足課程的綜合性要求。

2.2 項(xiàng)目實(shí)施階段

在機(jī)電一體化課程項(xiàng)目的實(shí)施過程中，將學(xué)生按層次組合成若干個(gè)小分隊(duì)，一般由4 ～5 人組成1 個(gè)團(tuán)隊(duì)，并確定一名隊(duì)長［11］。由教師下達(dá)統(tǒng)一的任務(wù)書，然后進(jìn)行資料搜集、整理、制訂方案。教師對(duì)學(xué)生項(xiàng)目的進(jìn)度采取跟蹤式管理，學(xué)生按照實(shí)際完成情況填寫任務(wù)進(jìn)度表。學(xué)生一旦遇到問題，鼓勵(lì)成員間相互討論，或者與老師溝通討論解決。對(duì)于存在的共性問題，教師可集中講解［12］。在項(xiàng)目的實(shí)施過程中，要求團(tuán)隊(duì)成員之間既分工明確，又通力協(xié)作，最終完成相應(yīng)任務(wù)，并撰寫相關(guān)技術(shù)文檔，參加現(xiàn)場答辯。在整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施階段，老師的角色主要是協(xié)助，更多的內(nèi)容是由學(xué)生獨(dú)立完成，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，教師需要控制進(jìn)展速度，并對(duì)難點(diǎn)問題進(jìn)行及時(shí)指導(dǎo)。

2.3 項(xiàng)目考核階段

教師對(duì)學(xué)生的成果考核是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其效果的好壞直接影響學(xué)生的參與熱情。我們在對(duì)機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)考核上采用績效考核的模式和概念，主要由教師的評(píng)價(jià)及學(xué)生的自我評(píng)價(jià)兩方面組成。分別從德、能、績、勤4 個(gè)方面進(jìn)行考核，依據(jù)每名學(xué)生在項(xiàng)目進(jìn)行過程中的表現(xiàn)打分。如資料的收集、方案的制訂、項(xiàng)目的實(shí)施以及在項(xiàng)目實(shí)施過程中的考勤、實(shí)訓(xùn)場地的衛(wèi)生、最后的項(xiàng)目總結(jié)匯報(bào)等。學(xué)生可以根據(jù)每個(gè)階段的自我評(píng)價(jià)進(jìn)行自我分析、完善。

2.4 項(xiàng)目的總結(jié)、擴(kuò)展與深化

在項(xiàng)目的總結(jié)匯報(bào)中，我們非常鼓勵(lì)項(xiàng)目小組對(duì)自己的項(xiàng)目實(shí)施效果進(jìn)行總結(jié)分析，可以對(duì)此次任務(wù)進(jìn)行剖析，對(duì)現(xiàn)有機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣部分、控制部分等提出新想法。這樣不但可以深化對(duì)一些專業(yè)知識(shí)應(yīng)用的理解，而且還可以通過總結(jié)發(fā)現(xiàn)問題，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行擴(kuò)展、深化。教師也可以在這個(gè)過程中發(fā)現(xiàn)新的項(xiàng)目和課題。

3 結(jié)束語

在機(jī)電一體化課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)采用項(xiàng)目教學(xué)法，大大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。學(xué)生不僅可以在不斷地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題中找回自信和學(xué)習(xí)的快樂，增強(qiáng)挫折承受能力，激發(fā)學(xué)生的鉆研精神，而且還能提高學(xué)生綜合應(yīng)用及應(yīng)變能力。項(xiàng)目教學(xué)法是通過“用”來促進(jìn)“學(xué)”，用后方知不足，才會(huì)有針對(duì)性地進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)，達(dá)到學(xué)以致用的目的。真正做到提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力，適應(yīng)卓越工程師的培養(yǎng)計(jì)劃。項(xiàng)目的實(shí)施過程是以團(tuán)隊(duì)合作開展的，這樣非常有利于提高學(xué)生與他人的人際交往和溝通能力。

在項(xiàng)目的實(shí)施過程，教師可以開闊視野，提升工程實(shí)踐能力和專業(yè)水平，以適應(yīng)“雙師”教育。在與學(xué)生一同解決問題的過程中了解學(xué)生個(gè)性，增進(jìn)師生感情，真正做到因材施教。

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