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机电专业电子类教学方式革新

本文作者:曹爱请 单位:中国石油大学(华东)机电学院

“机械设计制造及其自动化”专业是我校2007年底批准的国家级特色专业,每年学生就业率高达98%以上。该专业是我们学校机械技术和电子技术相结合,实现机电一体化的特色专业,集机、电、液、计算机、通讯和自动控制为一体,它所要求的人才及人才知识结构、技术素养等明显不同于传统的机械工程人员,其培养模式及课程群优化设置与建设是一个亟待研究的问题。针对本专业“机电结合”的专业特色,本人及所在的教学团队进行了“非电专业”电子类课程教学体系改革,旨在在电类课程传统教学的基础上体现现代教学及“机电一体化”理念。主要从学生兴趣培养、教学方式改革、教学内容改进以及课外知识扩展等方面进行了改革,经过一年多的努力,取得了明显成效。

一、学生兴趣的培养及教学方式的改革

如今,填鸭式、强制式教学模式已经不能引起学生的认可,相反会遭到学生的心理抵制,达不到我们的教学目的。现代大学生专业课教学的立足点已经由原来勾画重点的应试教育转变成培养学生兴趣的引导性教育。学生只有对某一事物感兴趣,才会自觉地主动地认识它、学习它、研究它、挖掘它,并进而有所发现,有所创新,学有所成。电子类课程教学也不例外,要想提高教学质量,首先要培养学生的学习兴趣,改变学生的学习方式,变原来的被动学习为主动学习,变“要我学”为“我要学”。只有这样,学生的学习意识才能被唤醒,学习潜能才能被挖掘,学习特长才能得到充分发挥,学生才具有可持续发展的能力。[1]

机电类专业学生电子类课程的基础比较薄弱,同时电路中的电流、电压、功率的变化不像机械器件那样看得见、摸得着,更容易使学生知难而退。为了解决这一问题,可以利用现代科技方法把抽象的概念转化成能够直观感受的声音、图像、动画,把枯燥的内容生动化来增加学生的兴趣。

第一步:课堂教学方式由CAI课件取代原来的板书教学。利用CAI课件授课图文声像并茂,有利于调动学生的情绪、注意力和兴趣;逐行逐段演示教学内容也能留给学生思考的时间,达到板书的效果;同时,利用注释、动作演示功能更形象地对相关内容进行讲解。

第二步:利用Flash软件编程,建立形象的动作演示动画。电子类课程中一些电的概念比较抽象,对于机电专业的学生来说难以理解。利用Flash软件编写程序,把电流流动等知识做成动画的形式,既可以吸引学生的注意力,引起学生兴趣,同时也可以更形象直观地演示课堂内容。例如,利用Flash软件创立LED小灯控制的动画,能够让学生直观地看到编码器、译码器的动作。

第三步:授课地点由原来的普通教室更换到学生可以随时参与的多功能教室(机房)。在原来的普通教室上课,采用CAI课件授课图文声并茂,仍不能摆脱“老师讲学生听”的传统授课模式。采用多功能教室授课,可以增加师生互动。例如,在“电子系统设计与组装”课程中由于有软件的使用,在多功能教室老师可以边讲边演示,学生可以随时练,同时多功能教室可以控制学生机的状态,避免出现学生在课上玩游戏上网的情况出现。学生兴趣比较大,参与性很高,大大提高了课堂教学效果。

二、教学内容的改进

电子类课程例如“数字电子技术”、“电子系统设计与组装”实践性和工程设计性很强,随着电子工业和电子科技的高速发展,对于这些课程尤其是机电专业的学生来说建立符合本专业特色的课程很有必要。

(一)增加了机械和电子技术相结合的实验,如利用接线板设计一个简单的赛车这个实验一方面涉及光敏电阻、晶体管开关以及电路连接的“电”方面的知识,另一方面涉及到了齿轮的利用以及有关减小摩擦的“机械”的知识。这个实验的开展对机械和电子两方面的知识都顾及到了,很切合机电一体化的主题。同时,因为实验内容是一个小赛车,大大提高了学生的兴趣。

(二)在原有传统数字电子技术的基础上引入了EDA(ElectronicDesignAutomation,电子设计自动化)技术EDA技术就是以计算机为工具,设计者在EDA软件平台上,用硬件描述语言VHDL完成设计文件,然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的引进使学生掌握了一种新的设计思想,同时也掌握了一种新的电子设计手段———以计算机为核心的设计手段。

(三)在电子设计与组装课程中引入了“Protel99”软件当今社会学生的就业压力很大,很多学生都想多学一门软件,多掌握一门技术,“Protel99”这个软件走入课堂为学生提供了这样一个契机,同时这也是将来从事电子系统设计或者电路图制作方面不可或缺的技艺。

三、课外知识的延伸,扩展学生知识面

为了使学生所学的知识得到进一步扩展和延伸,提出课后思考题和课后练习题。同时,建立课后兴趣小组。课后兴趣小组利用已有的教学实验设备在老师的指导下完成兴趣小实验———机电一体化空气推进船和机电一体化电梯实验。课后思考不仅是巩固知识、应用知识的过程,也是发现问题、思考问题、激发学生求知欲的过程,同时又能为下节课内容打下伏笔。学习兴趣小组的建立为学生增加了实际动手能力和设计创新能力。通过这样的教学过程,学生感到整个学习过程轻松愉快,内容直观好学,消除了对电子类课程的恐惧心理,激发了学习电子类课程的兴趣,效果较好。[1]

四、结论

本文介绍的教学改革方法与创新人才培养机制,我们已经从2010学年春节学期的“数字电子技术”课开始,在我校机电工程学院机械设计制造及其自动化专业的本科学生中试行,实践表明,这是一套行之有效的办法。

当然,培养创新人才是一项复杂艰巨的系统工程,简单的课堂教学还不能达到完好的效果。我们还需要课内课外相结合,在课外多方法多渠道地加强人文教育,培养学生的创新精神和信念,从成就感和专业兴趣以及就业等内在动机上激发学生的创新意识和创新热情,保护学生的好奇心和求知欲,使学习成为精神境界的追求而不是功利性追求。只有这样,我们的高等教育才能成为一个思想和精神的家园,而非简单的职业训练所。

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