機(jī)電專業(yè)電子類教學(xué)方式革新
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本文作者：曹愛請 單位：中國石油大學(xué)(華東)機(jī)電學(xué)院
“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化”專業(yè)是我校2007年底批準(zhǔn)的國家級特色專業(yè)，每年學(xué)生就業(yè)率高達(dá)98%以上。該專業(yè)是我們學(xué)校機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的特色專業(yè)，集機(jī)、電、液、計(jì)算機(jī)、通訊和自動控制為一體，它所要求的人才及人才知識結(jié)構(gòu)、技術(shù)素養(yǎng)等明顯不同于傳統(tǒng)的機(jī)械工程人員，其培養(yǎng)模式及課程群優(yōu)化設(shè)置與建設(shè)是一個亟待研究的問題。針對本專業(yè)“機(jī)電結(jié)合”的專業(yè)特色，本人及所在的教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了“非電專業(yè)”電子類課程教學(xué)體系改革，旨在在電類課程傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上體現(xiàn)現(xiàn)代教學(xué)及“機(jī)電一體化”理念。主要從學(xué)生興趣培養(yǎng)、教學(xué)方式改革、教學(xué)內(nèi)容改進(jìn)以及課外知識擴(kuò)展等方面進(jìn)行了改革，經(jīng)過一年多的努力，取得了明顯成效。
一、學(xué)生興趣的培養(yǎng)及教學(xué)方式的改革
如今，填鴨式、強(qiáng)制式教學(xué)模式已經(jīng)不能引起學(xué)生的認(rèn)可，相反會遭到學(xué)生的心理抵制，達(dá)不到我們的教學(xué)目的。現(xiàn)代大學(xué)生專業(yè)課教學(xué)的立足點(diǎn)已經(jīng)由原來勾畫重點(diǎn)的應(yīng)試教育轉(zhuǎn)變成培養(yǎng)學(xué)生興趣的引導(dǎo)性教育。學(xué)生只有對某一事物感興趣，才會自覺地主動地認(rèn)識它、學(xué)習(xí)它、研究它、挖掘它，并進(jìn)而有所發(fā)現(xiàn)，有所創(chuàng)新，學(xué)有所成。電子類課程教學(xué)也不例外，要想提高教學(xué)質(zhì)量，首先要培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，變原來的被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”。只有這樣，學(xué)生的學(xué)習(xí)意識才能被喚醒，學(xué)習(xí)潛能才能被挖掘，學(xué)習(xí)特長才能得到充分發(fā)揮，學(xué)生才具有可持續(xù)發(fā)展的能力。［1］
機(jī)電類專業(yè)學(xué)生電子類課程的基礎(chǔ)比較薄弱，同時電路中的電流、電壓、功率的變化不像機(jī)械器件那樣看得見、摸得著，更容易使學(xué)生知難而退。為了解決這一問題，可以利用現(xiàn)代科技方法把抽象的概念轉(zhuǎn)化成能夠直觀感受的聲音、圖像、動畫，把枯燥的內(nèi)容生動化來增加學(xué)生的興趣。
第一步:課堂教學(xué)方式由CAI課件取代原來的板書教學(xué)。利用CAI課件授課圖文聲像并茂，有利于調(diào)動學(xué)生的情緒、注意力和興趣;逐行逐段演示教學(xué)內(nèi)容也能留給學(xué)生思考的時間，達(dá)到板書的效果;同時，利用注釋、動作演示功能更形象地對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行講解。
第二步:利用Flash軟件編程，建立形象的動作演示動畫。電子類課程中一些電的概念比較抽象，對于機(jī)電專業(yè)的學(xué)生來說難以理解。利用Flash軟件編寫程序，把電流流動等知識做成動畫的形式，既可以吸引學(xué)生的注意力，引起學(xué)生興趣，同時也可以更形象直觀地演示課堂內(nèi)容。例如，利用Flash軟件創(chuàng)立LED小燈控制的動畫，能夠讓學(xué)生直觀地看到編碼器、譯碼器的動作。
第三步:授課地點(diǎn)由原來的普通教室更換到學(xué)生可以隨時參與的多功能教室(機(jī)房)。在原來的普通教室上課，采用CAI課件授課圖文聲并茂，仍不能擺脫“老師講學(xué)生聽”的傳統(tǒng)授課模式。采用多功能教室授課，可以增加師生互動。例如，在“電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與組裝”課程中由于有軟件的使用，在多功能教室老師可以邊講邊演示，學(xué)生可以隨時練，同時多功能教室可以控制學(xué)生機(jī)的狀態(tài)，避免出現(xiàn)學(xué)生在課上玩游戲上網(wǎng)的情況出現(xiàn)。學(xué)生興趣比較大，參與性很高，大大提高了課堂教學(xué)效果。
二、教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn)
電子類課程例如“數(shù)字電子技術(shù)”、“電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與組裝”實(shí)踐性和工程設(shè)計(jì)性很強(qiáng)，隨著電子工業(yè)和電子科技的高速發(fā)展，對于這些課程尤其是機(jī)電專業(yè)的學(xué)生來說建立符合本專業(yè)特色的課程很有必要。
(一)增加了機(jī)械和電子技術(shù)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)，如利用接線板設(shè)計(jì)一個簡單的賽車這個實(shí)驗(yàn)一方面涉及光敏電阻、晶體管開關(guān)以及電路連接的“電”方面的知識，另一方面涉及到了齒輪的利用以及有關(guān)減小摩擦的“機(jī)械”的知識。這個實(shí)驗(yàn)的開展對機(jī)械和電子兩方面的知識都顧及到了，很切合機(jī)電一體化的主題。同時，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)內(nèi)容是一個小賽車，大大提高了學(xué)生的興趣。
(二)在原有傳統(tǒng)數(shù)字電子技術(shù)的基礎(chǔ)上引入了EDA(ElectronicDesignAutomation，電子設(shè)計(jì)自動化)技術(shù)EDA技術(shù)就是以計(jì)算機(jī)為工具，設(shè)計(jì)者在EDA軟件平臺上，用硬件描述語言VHDL完成設(shè)計(jì)文件，然后由計(jì)算機(jī)自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。EDA技術(shù)的引進(jìn)使學(xué)生掌握了一種新的設(shè)計(jì)思想，同時也掌握了一種新的電子設(shè)計(jì)手段———以計(jì)算機(jī)為核心的設(shè)計(jì)手段。
(三)在電子設(shè)計(jì)與組裝課程中引入了“Protel99”軟件當(dāng)今社會學(xué)生的就業(yè)壓力很大，很多學(xué)生都想多學(xué)一門軟件，多掌握一門技術(shù)，“Protel99”這個軟件走入課堂為學(xué)生提供了這樣一個契機(jī)，同時這也是將來從事電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)或者電路圖制作方面不可或缺的技藝。
三、課外知識的延伸，擴(kuò)展學(xué)生知識面
為了使學(xué)生所學(xué)的知識得到進(jìn)一步擴(kuò)展和延伸，提出課后思考題和課后練習(xí)題。同時，建立課后興趣小組。課后興趣小組利用已有的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備在老師的指導(dǎo)下完成興趣小實(shí)驗(yàn)———機(jī)電一體化空氣推進(jìn)船和機(jī)電一體化電梯實(shí)驗(yàn)。課后思考不僅是鞏固知識、應(yīng)用知識的過程，也是發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、激發(fā)學(xué)生求知欲的過程，同時又能為下節(jié)課內(nèi)容打下伏筆。學(xué)習(xí)興趣小組的建立為學(xué)生增加了實(shí)際動手能力和設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力。通過這樣的教學(xué)過程，學(xué)生感到整個學(xué)習(xí)過程輕松愉快，內(nèi)容直觀好學(xué)，消除了對電子類課程的恐懼心理，激發(fā)了學(xué)習(xí)電子類課程的興趣，效果較好。［1］
四、結(jié)論
本文介紹的教學(xué)改革方法與創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制，我們已經(jīng)從2010學(xué)年春節(jié)學(xué)期的“數(shù)字電子技術(shù)”課開始，在我校機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)的本科學(xué)生中試行，實(shí)踐表明，這是一套行之有效的辦法。
當(dāng)然，培養(yǎng)創(chuàng)新人才是一項(xiàng)復(fù)雜艱巨的系統(tǒng)工程，簡單的課堂教學(xué)還不能達(dá)到完好的效果。我們還需要課內(nèi)課外相結(jié)合，在課外多方法多渠道地加強(qiáng)人文教育，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和信念，從成就感和專業(yè)興趣以及就業(yè)等內(nèi)在動機(jī)上激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新熱情，保護(hù)學(xué)生的好奇心和求知欲，使學(xué)習(xí)成為精神境界的追求而不是功利性追求。只有這樣，我們的高等教育才能成為一個思想和精神的家園，而非簡單的職業(yè)訓(xùn)練所。
