机电专业教学论文范文

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第1篇

1.1教学方法不能激发学生的积极性

传统的实践教学方法是在完成既定理论知识学习后，再辅以少量的验证性实验，并多以演示为主，学生直接参与的实践活动很少，这种教学方法已经不能适应现阶段高等教育的要求。有的学校围绕专业培养目标，以科技竞赛为引导构建学生科技创新活动体系，通过学生的科技创新活进一步强化课堂教学内容，将理论教学与实践教学融为一体，这种教学方法虽然为学生提供了动手操作的机会，但是仍然不能很好地激发大多数学生的学习兴趣。很多学生为了获得好成绩，通过网络购买或代工方式购入半成品，进行简单的修改和调试，而没有真正地去参与设计与制作，更无法消化吸收所学内容，创新学习能力得不到很好锻炼。

1.2教学内容与学生个人兴趣脱节

机械电子专业是机械与电子专业的交叉学科，需要学生在学习机械和电子课程的同时，能够将两种类型的知识融会贯通。对于机械类专业的学生，面对比较深奥的电子与电气知识，很难有自觉深入学习的兴趣和动力。在教学中，即使采用了多媒体教学、实物演示与动手操作等教学模式，大多数学生也只是被动机械地完成学习任务，仍然不能有效地提高学生的技能和创新能力。大学生思维十分活跃，只要教学内容符合他们的需求，引起他们的兴趣，就能激发他们学习的动力和创造力。但是，目前很多高等院校机电类课程的教学内容偏多偏难，从单片机的组成结构、可编程逻辑控制器再到电机传动控制，在教学过程中都想面面俱到把所有知识点教给学生，学生无法在有限的学时内主动地消化大量的知识，很容易失去学习兴趣。

2Arduino开源硬件的特点

Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，包含硬件(各种型号的Arduino板)和软件(Arduino开发环境)，适合人群非常广泛。Arduino硬件开源表现为用户可以根据需要下载电路图，自己购买所需独立部件，制作相应的电路。可以利用Arduino作为控制板，用开关、传感器或其他控制器等作为其输入，也可使用数码管、电机、液晶显示等作为其输出装置，从而形成完整的系统。以往的实践教学多以51单片机为对象，功能单一，扩展性差，开展实验有限。Arduino与传统单片机相比有如下几个方面的优势[3,4]：(1)学习Arduino单片机可以完全不需要了解其内部硬件结构和寄存器设置，仅仅知道它的端口作用即可；可以不懂硬件知识，只要会简单的C语言，就可用Arduino单片机编写程序。(2)Arduino软件语言仅仅需掌握少数几个指令，而且指令的可读性较强，稍微懂一点C语言即可，轻松上手，快速应用。(3)Arduino的理念就是开源，软硬件完全开放，技术上不做任何保留。针对周边I/O设备的Arduino编程，很多常用的I/O设备都已经带有库文件或者样例程序，在此基础上进行简单的修改，即可编写出比较复杂的程序，完成功能多样化的作品。(4)Arduino由于开源，也就意味着从Arduino相关网站、博客，论坛里得到大量的共享资源，在共享资讯的辅助下，通过资源整合，能够加快创作作品的速度及效率。(5)相对其他开发板，Arduino及周边产品相对质廉价优，学习或创作成本低，重要一点是：烧录代码不需要烧录器，直接用USB线就可以完成下载。Arduino实验开发平台易学易用，降低了微电子学习的门槛，没有程序开发和电路设计经验的学生也可以很快掌握，这非常适用于目前机械类专业学生的教学与学习。

3Arduino在机电专业实践教学改革中的应用模式

通过以上对Arduino的特色优势分析，在机电专业的实践教学中引入Arduino开源平台辅助教学具备较强的可行性，可以弥补实践教学中创新力度不够的问题。以下分别探讨教学内容制定、机电一体化实验室建立、科技创新活动体系和实践评价体系。

3.1为学生量身打造教学内容

3.1.1演示环节

在专业课程的教学中，引入Arduino使得课程更贴近实际应用。如在机电传动控制与智能机器人的课堂教学中，可设置模拟值、PWM调光、舵机、步进电机和伺服电机控制实验演示科目，在演示过程中将依次向学生讲解系统结构设计、电路实现、控制程序的编制方法，以及接口服务器的原理，增强面对面授课的生动性、趣味性。

3.1.2动手操作环节

通过教师对实践平台的讲解和实验演示，在实践环节中将自己所掌握的机械与电路知识实践化。Arduino平台安装简单可以反复使用，像积木可以随意组合任意搭配，学生可以根据自己的想法任意设置电路，编写简单的程序控制整个电路运行过程。学生通过动手操作对机械和电路方面知识得到最大限度的运用，同时动手能力和创新能力得到了提升。实践过程中，将每个班级分成若干项目小组，每组三到五人，选取一人为组长。预先设定难易程度不同的题目，供小组自由选择，充分发挥学生的创造力。如机电传动控制课程，可预先设定单轴、XY两轴、XYZ三轴工作台、3D打印机和六自由度机械臂等多个题目，各组可根据自身能力与兴趣选择，每个步骤都制定详细的教学目标、教学方法要求和能力培养要求。

3.2建立基于Arduino开发平台的机电一体化实验室

教学活动中以“技术—应用—实践”为主线，在强化课堂教学的同时，面向本科生建立由“课堂教学—学科交叉—动手实践—工程应用—创新研究”的机电一体化实验室，从组装、调试到应用整个过程全部由学生亲自完成，提升学生对于机械电子的全方位学习能力。实验室由若干实验台构成，每个实验台要配备Arduino实验开发板、面包板、面包板连接线和所需的电子元器件，并配有电源接线端子。学生可以在面包板上直接连接线路，不需要进行焊接，所以电子元器件和连接线都可以循环利用，配备常用的电子测量工具和示波器。

3.3构建以科技竞赛为引导的学生科技创新活动体系

围绕专业培养目标，合理定位，以科技竞赛为引导构建学生科技创新活动体系，通过学生的科技创新活动得到进一步的强化和综合应用。围绕Arduino开发平台设置多个竞赛门类，如机械臂、3D打印机、传感器应用和智能家居等。为了处理好科技创新活动的普及与竞赛选手的选拔关系，在科技创新活动体系的建设中，首先确立了竞赛体系的层次性构建，把科技竞赛分为学院级和国家级两个层次。学院级竞赛主要是为了在学生中普及科技创新活动，使更多的学生参与其中；同时也为选拔优秀选手参加国家级竞赛提供后备人才。国家级竞赛主要是为了进一步培养优秀学生，培养创新型的拔尖人才；也是为了提高专业和学校的知名度，进一步增强学生的荣誉感和成就感。

3.4建立机电专业课程实践教学综合评价体系

目前许多高校对实践教学环节、实践教学基地建设、工程训练中心建设等已经日益重视，然而，对实践教学环节质量的考核、评价以及对实践性教学改革创新和基础建设还缺乏具有指导作用的评价体系[5]。机电专业涉及机械与电子两个门类的科目，评价实践教学效果很难采用统一的评价标准。因此，构建一套适应高等学校发展和实践性教学自身特点的实践教学质量综合评价体系，不仅有利于促进学生学习的积极性与主动性，有利于教师把握教学重点和难点，还有利于推动实践教学改革。为评价机械课程、电子课程交叉教学与竞赛实践活动相结合教学法的有效性，将实践教学质量的监控与评估重心前移，参考Arduino机电一体化实验室开设的实践题目，从实践教学培养计划制定入手，以实践教学内容确定课堂教学重点，跟踪教学过程的各个具体环节进行质量控制。课程实践教学综合评价体系以各科目实验教学和课程设计等实践教学环节为评价对象，采用学生自我评价、授课教师评价和教务科评价相结合的评价运行机制。第一步学生自我评价。从各班级中随机抽调若干名学生，对本科目实践教学情况进行在线匿名问卷测评，问卷测评结果作为授课教师评价和教务科评价的基础。第二步授课教师评价。授课教师在学期末对课堂教学效果、互动效果以及学生实践作品进行点评和总结，并将实践结果作为期末考试成绩的一部分。同时分析学生知识与技能掌握的程度，并对机电一体化实验题目内容进行调整，提交总结报告。第三步院教务科评价。院教务科每学期末组织对本院所有专业实践教学环节的教学准备情况、实施情况和教学效果等分别进行评价，找出薄弱环节，分析影响实践教学质量的问题症结，提出相应整改措施，同时形成评价总结报告和评价结果，并报学校管理部门。第四步汇总整改。院实践教学质量评价组汇总学生自我评价、授课教师评价和教务科评价结论和意见，制定整改计划，调整Arduino实验内容，完善管理制度和保证措施，逐步解决影响课程实践教学质量的关键问题。

4结束语

第2篇

一、采用类比的形式创设情境，化“抽象复杂”为“形象直观”

类比的形式在电工教学中很常见，如我们常以“电流”和“水流”相类比，研究电流理论；以“人在运动场地跑一圈”来类比“电荷在任意回路绕行一周”；以“汽车的刹车过程”来类比“一阶电路的过渡过程”等。笔者仅以《数字电路》课程中采用文字游戏作类比简述其应用。如在“逻辑代数的基本运算规则”一节，涉及高中代数“集合”理论内容较多，常规教学方法是以“文氏图”的形式进行讲解。在此基础上，笔者灵活运用了文字形式，以“A”表示“文具”，以“AB”表示“铅笔”，则“A+AB”表示“文具和铅笔”，从语法结构看，二者是从属关系，不能并列，因此，“A+AB＝A”。教学采用这种形式进行后，学生不但理解了该表达式的含义，而且记忆深刻，更能推广应用到“A+ABC＝A”“AB+ABC＝AB”，效果十分明显。

二、以角色设计的形式创设情境，生动形象，易于接受

如笔者在进行“基本RS触发器”这一内容讲授时，为使学生能够根据基本RS触发器的逻辑符号(见图1)，深入理解并迅速记忆相应的逻辑功能表(见表1)，采用了角色设计的形式。即把两个输入端分别设计成两个领导，其级别相同，代号分别为“RD”和“SD”。代号为“RD”的领导负责将输出端Q的状态置为0，而代号为“SD”的领导负责将输出端Q的状态置为1，当输入端状态为0时(如RD=0)，表示相应的领导(如RD)下达相关置数命令(如令Q＝0)；输入端状态为1时，表示领导没有命令下达。这样，当“RD=1，SD=1”时，含义为“两个领导均没有命令下达，输出端状态应‘保持’不变”；而当“RD=1，SD=0”时，含义为“领导SD已下达命令，输出端Q的状态应为1”；相应的，在“RD=0，SD=1”情况下，含义为“领导RD已下令，Q的状态应为0”。对于最后一行“RD=0，SD=0”，情况比较特殊，其含义为“两个领导下达了两个相反的命令，因此，输出端不知所从，‘状态不确定’”。以这种形式进行教学生动形象，又极富趣味性，既避开了繁杂的物理过程分析，又便于学生理解和接受，效果非常好。与类比方法相类似，采用角色设计的形式也要贴近学生的生活。在某些场合下如能结合角色体验和角色表演，则更能活跃课堂气氛，达到最佳效果。

三、利用直观教具创设情境，激趣导学

在专业课教学中，恰当灵活地运用实物、挂图、投影、录像、多媒体等直观教具，以具体形象来创设情境。例如，在讲授“一阶电路的暂态分析”时，笔者先以汽车的刹车过程为类比引出本课，然后以图2所示“过渡过程的产生”做演示实验，使学生在基本了解了过渡过程概念的基础上，实实在在地看到了一阶电路的过渡过程现象，同时在与电阻支路进行对比的过程中，深刻感受到了“电容元件和电感元件的储能作用才是造成电路发生过渡过程的根本原因”这一既重要又抽象的结论。在机电一体化专业课教学过程中，笔者打破了常规教学“先分析研究基本理论，然后再做验证性实验”的路子，而是先做观察性实验，给学生一个感性认识，然后再从理论的角度分析、研究。这样，理论教学就有了针对性，既便于将学生的感性认识上升到理性认识，又容易激起学生的兴趣。如笔者在进行“叠加原理”和“戴维南定理”教学时，就将教学活动安排在实验室进行，先做观察性实验，然后作理论性讲解。需要说明的是，无论是做观察性实验还是演示性实验，教师一定要精心组织、设计，要使被观察的实验现象比较突出，要提醒学生注意相关现象的发生，或重点强调某些操作步骤，以达到最好的效果。

四、利用提问和讨论创设情境，发展学生的思维

第3篇

职业学校机电技术应用专业应当结合社会的实际发展需求，及时更新理论教学内容，使学生学习和掌握最新的专业理论知识，提高学生专业技能。在具体实践中，职校可采取“请进来”与“走出来”的方式推动理论教学改革。对于“请进来”而言，职校可聘请一些在大型机械企业或相关专业协会的工程师、技师，到本校进行授课，向学生传授最新的理论知识，通过将专业教学内容与自身实践经验相结合，激发学生的学习兴趣。对于“走出去”而言，职校应当选派专业课教师去相关企业进行学习和实践，使专业课教师掌握先进的生产技术，及时收集机电技术应用专业的新信息，并将这些新知识和新信息传授给学生，拓展学生的知识面。

2构建理实一体化教学模式

以“机床故障检测与维修”专业课程为例，教师可采取项目教学法、现场教学法、仿真教学法、案例教学法等多种教学方法，使教、学、做融为一体，让学生在学中做、做中学，构建理实一体化教学模式，积极推动理论教学改革。教师可根据专业课程的特点，将其划分为四个项目及若干个任务，具体如下：项目一：机床的管理与维护。主要任务为车间的6S管理与机床的检查、机床精度测量与验收；项目二：机床机械部件的调整与维修。主要任务为进给部件的调整与维修、主轴部件的调整与维修、重要辅助部件的调整与维修；项目三：机床典型故障的诊断与维修。主要任务为螺纹车削误差故障维修、机床系统故障维修、轴类零件加工误差故障维修、机械手换刀故障维修、辅助装置故障维修等；项目四：数控机床故障诊断与维修。主要任务为数控机床方式选择功能的故障维修、通信功能故障维修、冷却功能故障维修、进给倍率功能故障维修等。通过进行基于工作过程的实战训练，既能够使学生在实际操作中掌握机床故障检测与维修的相关理论知识，又能够使学生具备拆装调整机床机械部件与诊断排除机床机械故障的技能，提高学生运用理论知识解决实际问题的能力。

3运用多样化的教学手段

在机电技术应用专业的理论教学中，教师必须转变传统的填鸭式教学方式，灵活运用多媒体教学手段，将专业课程中涉及到的原理图、零件图、装配图、程序图、电路图等内容制作成多媒体课件，以供课堂教学使用。通过运用多媒体教学手段，可以有效弥补传统教学手段的不足，节省课堂板书时间，使枯燥、抽象的理论知识易于理解和记忆，从而提高学生对专业课程理论知识的学习效率。同时，职校还可以利用网络信息技术，将专业课程的相关教学资料上传到校内网络平台上，使学生能够利用课下时间复习和巩固已学的理论知识，拓宽学生的学习渠道。

4结束语