新工科建设背景下“机电传动与控制”课程教学改革与探索

张斌 刘建萍 林小丹 杨丙辉

摘 要：針对目前“机电传动与控制”课程教学过程中出现课程目标及重点不突出、课程部分理论及实验环节与工程实际联系不紧密的现状，为了充分调动学生的学习积极性和主动性，提高“机电传动与控制”课程的实际教学效果，结合当前的形势对其课程的教学内容、教学方法、课程考核、实验设计等方面进行改革探索，由此提高学生的创新能力和操作动手能力，为“新工科”背景下工程人才的培养打下了良好的基础。实践证明该课程通过一系列教学改革，教学质量和学生的学习积极性显著提高，学生的创新实践能力增强，基本满足新工科培养的要求，有利于南疆的机电一体化人才的培养。

关键词：机电传动与控制；
新工科；
教学改革；
南疆

中图分类号：G420

Teaching Reform and Exploration of "Electromechanical Transmission

and Control" Course under the New Engineering Background

Zhang Bin Liu Jianping Lin Xiaodan Yang Binghui*

College of Chemistry and Chemical Engineering，Tarim University XinjiangAlar 843300

Abstract：In view of the current teaching process of "Mechanical and Electrical Transmission and Control" course，the course objectives ;and key points are not prominent，and part of the theory and experiment of the course is not closely connected with the engineering practice，in order to fully mobilize students" learning enthusiasm and initiative，improve the actual teaching effect of the course "Mechanical and electrical Transmission and Control"，combined with the current situation，the teaching content，teaching methods，curriculum assessment，experimental design and other aspects of the curriculum are reformed and explored.Thus improving students" innovation ability and operation ability，laying a good foundation for the cultivation of engineering talents under the background of "new engineering"，practice has proved that the course through a series of teaching reforms，the teaching quality and students" learning enthusiasm have been significantly improved，and the students" innovative practice ability has been enhanced，which basically meets the requirements of new engineering training and is conducive to the cultivation of mechatronics talents in southern Xinjiang.

Keywords：electromechanical transmission and control；
the new engineering；
the teaching reform；
southern xinjiang

“机电传动与控制”课程是电工电子技术、自动控制技术和机械传动的有机结合体，是一门实践性很强的课程。课程的理论知识具有应用性和交叉性强的特点，学生不仅需要掌握好理论知识，更应该具备较强的动手操作实践能力。由于南疆的教育资源有限以及部分同学的学习积极性不高，导致一部分同学的专业基础知识掌握不牢靠；
同时还存在部分学生为了得到学分只关注理论学习，对理论知识

不能认真理

解，导致在做实验时毫无头绪，压根不能将理论知识转换成实际应用。在当前大力发展“新工科”的背景下，结合“机电传动与控制”课程当前的教学现状，需要尽快开展对其课程理论教学和实验教学的改革探索。力争通过教学的一系列改革措施，比如调整教学大纲、优化更新教学内容、丰富教学手段、改革考核方式等，最终实现调动学生的学习积极性和主动性，提高“机电传动与控制”课程的教学效果，形成一套具有南疆特色的“机电传动与控制”课程教学实施方案和考核方案，帮助学生实现活学活用，提高学生的主观能动性及机电传动控制方面的专业能力；
增强学生独立思考及解决问题的能力，从而来促进“机电传动与控制”课程的教学更上一个新台阶［1］。

1 课程教学的当前现状分析

“机电传动与控制”课程作为机械类专业本科生一门重要的专业课，强调实践操作性，主要研究生产机械与电气传动有关的控制问题。在教学过程中应注重课程内容与生产实际的关联，引导学生独立思考，自主设计、解决实际工程问题的能力，符合新工科培养学生的目标要求。针对新工科背景下的课程教学存在的主要问题进行如下三个方面进行分析，如图1所示。

1.1 理论课程教学内容方面

在理论课程教学过程中与关联课程（如“电工技术”“可编程控制技术”等课程）的内容衔接存在部分不合理的情况，主要表现在有部分知识点存在重复讲解、知识点分散，同时其授课内容陈旧、缺少新颖性，无法紧跟科技最前沿。缺乏一些紧跟专业及技术发展新方向的综合性、系统性的知识点，也缺少一些結合南疆实际生产情况的课程教学案例，难以引起学生知识点的共鸣和学习兴趣，不利于学生创新能力和实践能力的培养，也不满足南疆培养复合型机电专业人才的需求。

1.2 实验教学方面

实验教学方式和考核手段不能满足培养新时代学生的要求，学生理论基础弱，对所涉及的理论知识学习不清楚或掌握不到位。在实验过程中多数学生只是机械的按照实验步骤操作，不进行深入思考实验的目的及意义，对实验结果和实验现象不是很清楚，部分学生不能真正参与实验或很少真正参与实验［2］。

实验考核方式采用考勤和实验报告相结合的方式，部分学生认为来上课就行，不关心实验过程，只为单纯的完成考勤任务，无法对部分学生起到督促学习的目的。同时实验过程一般是固定的实验流程模式，实验指导教师在实验结束后对实验结果现场不总结或总结不到位，导致学生也不愿意对实验过程出现的问题进行总结和思考。

1.3 课程教学方式方面

当前教育背景下，通过课堂传授知识逐渐变得弱化，部分学生热衷于“快餐式”和“碎片式”学习方式。虽然多媒体技术已在课程教学使用多年，但是部分老师只是将多媒体作为黑板的替代品，缺少生动性。同时教学大纲、课程教案及实验指导书部分内容比较老化，不能够与时俱进，授课PPT形式单一，内容缺乏吸引力；
理论和实验的课堂教学与工程实践应用联系较少，无法满足新工科背景下对学生的培养需求［34］。

2 课程教学改革方案

为解决“机电传动控制”课程教学过程中出现的问题，提高学生的学习兴趣和主动性，提高课程的实际教学效果，满足新工科背景下培养的需求，课程教学结合当前的形势分别从课程的教学内容、教学大纲、授课PPT、实验指导书、考核方式等方面进行改革［56］，力求打破传统的“填鸭式”教学模式，在原有的基础上推陈出新，利用各种线上教育平台及各种通信手段，对部分知识点实现碎片化学习。为应对新时代的发展要求，高校不断改变培养目标，不仅要把培养目标定位于服务基层，更要让培养的学生符合各大企业、科研院所、高校等需求，才能紧跟时代的发展，紧跟高科技最前沿。

2.1 教学改革的思路

针对教学过程中出现的问题，匿名式对学生进行课程教学情况问卷调查，了解学生的真实内心想法；
同时结合同行之间的上课情况进行学习研讨，借鉴其优秀的教学方法和经验；
研究梳理出在教学过程中出现的各种问题，针对普遍性的问题及时与学生进行沟通反馈解决，制订出相对合理的改革方案，技术路线如图2所示。

2.2 结合新工科背景，完善教学大纲

深入思考、研究和调整课程的教学大纲，课程目标在符合毕业及新工科培养要求的前提下，与工程实践应用紧密相结合，适当地增加额外实训课程。比如电动机的拆装、继电器及接触器的选型和接线等，引导学生从各种电气设备的结构和原理中掌握理论知识，做到学以致用，能够有效提高学生的学习效率和动手实践能力。

在教学大纲中不仅要增加实验、实训内容，其课程目标更要细化到每一节，突出其重点和难点，同时尽可能把每一个知识点的考核标准细化。

2.3 多元化的教学模式

更新课程教案、授课PPT，优化完善内部实验指导书，删除理论教学要求中与关联课程的内容衔接存在不合理的部分，为多元化的教学模式做好铺垫，采用虚实结合、任务驱动、线上线下相结合的多元化教学模式。线上教学活动借助“雨课堂”“智慧树”等在线教育平台，采用课前—课中—课后三步教学法，课前发布预习任务，让学生带着问题去预习，实现有的放矢。课中翻转课堂，同学们先进行探讨，归纳出意见不统一的问题，然后针对这些问题，逐一进行讲解。课后让同学归纳课堂知识点并上传至在线教育平台，为以后的复习打下基础，并作为课程的考核内容之一。同时针对实践性较强、操作危险性较高的理论知识点，采用仿真软件进行虚拟仿真教学，以动画的形式展示其原理及应用，不仅有助于课程教学效果的提高，同时让晦涩的知识点更加生动、形象。

2.4 改变传统的实验教学方式

（1）对于理论知识基础较弱的同学，针对在实验过程中涉及的实验原理不清楚或掌握不到位的问题，对其将采用强化实验课前预习，并抽查考核预习效果的方式来督促其学习。因为只有搞清楚实验的基本理论基础，才能做实验，才能保证实验操作过程的安全性，才能实现理论与实践的统一，做到知行合一。

（2）對于“滥竽充数”的学生进行整顿，比如实验过程中部分学生只是机械地按照实验步骤操作，不深入思考实验，对实验结果和实验现象不清楚的问题；
部分学生人在实验设备前，但是全程基本不参与实验或很少真正参与实验的问题。针对这些现象将采用实验过程随机抽查考核的方式来促进学生对实验的真正参与。

（3）基于新工科背景，提高学生的创新思维，综合实践应用能力。增设实验内容——不局限于教材的实验内容，以兴趣、任务为驱动导向，鼓励学生参加第三课堂，参加各种大学生竞赛项目且依据赛事项目制定实验项目，提高其创新设计的能力。

2.5 完善考核方式

多元化且科学合理的课程评价模式，有助于激发学生的学习兴趣，结合当前的教学模式，采用线上和线下混合的考核方式。线上主要是过程考核，依据后台背景数据考核学生的学习情况，占平时成绩的30%；
线下考核主要通过作业、实验报告的完成情况及课堂提问表现实现，占平时成绩的30%；
加大自主创新实践项目的分值比例，自主设计的实验项目占平时成绩的40%。同时考核评价的内容尽可能做到细致，有助于提高其主动性。

3 课程改革效果

通过一系列的改革措施，课程教学的满意达成度和学习积极性逐渐提高，增强了运用理论知识解决工程实际应用问题的能力。对于学生方面，学生自主设计实验的积极性提高，参与有关机电控制方面的学科竞赛人数显著增加；
同时毕业设计有关机电控制方面选题比例也不断提高，毕业生求职机电相关专业岗位的人数增加。对于老师方面，增强了教学技能和手段，通过改革在课程的资源建设方面收获颇丰，完成了习题库、视频动画等资源的建设，为以后课程的进一步发展打下坚实的基础。

结语

基于新工科背景下的“机电传动与控制”课程教学，分别从教学大纲、教学模式、课程内容、实验指导及考核评价方式等方面进行了教学改革与实践。经过一系列的改革，教师和学生对课程的教学目标和任务更加明确，学生逐渐从知识的接受者转变为探究者，自主思考问题、解决问题的能力逐渐增强，促进了教育思想理念的转变，由授人以鱼转变为授人以渔。课程的教学大纲、授课PPT、教案、实验指导书等方面进行了更新，保证了教学的鲜活性，为培养合格的机械类专业人才打下基础。

参考文献：

［1］吴涛，尹志宏.“机电传动控制”课程的研究型教学模式［J］.实验室研究与探索，2013，32（01）：105107+187.

［2］许明，倪敬，孙珺，等.机电传动与控制开放式综合实验平台开发及实践教学应用［J］.实验室研究与探索，2017，36（06）：196200.

［3］张义龙，马天兵，张双双.新工科背景下机电传动控制课程改革与混合式教学法探究［J］.中国教育技术装备，2020（12）：9294.

［4］王灿，秦展田.新工科背景下机电传动与控制课程混合式教学研究［J］.科教导刊，2021（35）：126128.

［5］冯武卫，李振华，袁跃峰.基于翻转课堂模式的机电传动与控制课程教学改革研究［J］.科技创新导报，2016（4）：106107，109.

［6］］韩军，郎晶晶.面向本科生的“机电传动与控制”课堂教学改革研究［J］.现代制造技术与装备，2021，57（10）：195197+201.

基金项目：塔里木大学高教研究项目（TDGJYB2102）

作者简介：张斌（1986— ），男，山东滕州人，硕士，讲师，研究方向：智能制造。

*通讯作者：杨丙辉（1981— ），男，河南邓州人，副教授，研究方向：机电传动控制。

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