工程教育認證下機電傳動課程改革
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摘要：“機電傳動與控制”作為機械電子工程專業(yè)一門重要專業(yè)課，在畢業(yè)生工程教育和工程應(yīng)用能力培養(yǎng)中起著關(guān)鍵作用，本文分析了課程現(xiàn)狀和工程教育認證要求之間存在的差距，根據(jù)工程教育論證的三大核心理念，從三個方面提出了該課程改革的思路和方法，為該課程達到工程教育認證要求提供了一定的思路。
一“機電傳動與控制課程”現(xiàn)狀與工程教育認證的差距
工程教育認證是實現(xiàn)工程教育國際互認的重要途徑，我國教育部自2006年起在全國開展工程教育專業(yè)論證工作，開展工程教育認證的目標(biāo)是：構(gòu)建中國工程教育的質(zhì)量監(jiān)督體系，推進中國工程教育改革，進一步提高工程教育質(zhì)量；建立與工程師制度相銜接的工程教育認證體系，促進中國工程教育的國際互認，提升國際競爭力。工程教育認證的核心理念是以學(xué)生為中心、結(jié)果導(dǎo)向教育和持續(xù)改進，通過反向設(shè)計首先確定專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求進行課程體系的設(shè)置，確定開設(shè)的專業(yè)課程和具體的教學(xué)內(nèi)容，通過正向?qū)嵤┻M行相關(guān)課程教學(xué)和綜合評價判斷，根據(jù)課程的達成度評價判斷是否達到專業(yè)所制定的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求。工程教育論證的最終落腳點在各專業(yè)所制定的課程體系中的具體課程，只有每門課程所承擔(dān)的能力和素質(zhì)培養(yǎng)達到了達到預(yù)定目標(biāo)值，學(xué)生畢業(yè)時才能夠達到畢業(yè)要求[1]。“機電傳動與控制”作為機械電子專業(yè)一門重要專業(yè)課，是機電一體化人才所需電知識結(jié)構(gòu)的驅(qū)體，是機電結(jié)合的紐帶。該課程主要介紹直流電機、交流電機及控制電機等電機的相關(guān)結(jié)構(gòu)和工作原理，它們的應(yīng)用場合及選用方法，同時對電機的驅(qū)動和調(diào)速控制方法進行了介紹，包括繼電器-接觸器控制，PLC控制及晶閘管控制方法等。通過該課程的學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)掌握機電傳動控制系統(tǒng)中常用電子電力器件的工作原理、特點、應(yīng)用和選用方法，掌握常用的開環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作原理、特點、性能及應(yīng)用場合[2,3]。理論教學(xué)方面該課程涉及的知識面廣，強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，學(xué)習(xí)難度較大。實驗教學(xué)方面目前主要以認識性、驗證性實驗為主，缺乏綜合性、設(shè)計性的實驗[4,5]。該課程依然處于基于課程和知識的傳統(tǒng)教學(xué)階段，課堂講述過于偏重于理論，以老師和教材為中心，激勵源于教師的責(zé)任心，缺乏互動和連續(xù)性，以考試和分?jǐn)?shù)作為評估。而根據(jù)工程教育認證的要求，課程學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)以學(xué)生為中心，學(xué)生負責(zé)自己的學(xué)習(xí)，關(guān)注學(xué)生成長和專業(yè)能力提升，強調(diào)學(xué)生為結(jié)果而學(xué)習(xí)，教學(xué)和學(xué)習(xí)過程互動持續(xù)改進，引入多種評估機制和進行持續(xù)評估。為了滿足工程教育認證“以學(xué)生為中心，以素質(zhì)培養(yǎng)為目標(biāo)”的要求，需要重新制定專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)計劃，構(gòu)建學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量監(jiān)控體系，“機電傳動與控制”作為機械電子系的核心課程，該課程的現(xiàn)狀與工程教育論證的要求存在明顯的差距，必須按照工程論證的相關(guān)要求對該課程進行相應(yīng)改革。
二基于工程教育論證的課程改革具體措施
通過課程體系形成對畢業(yè)要求的支撐，通過具體的課程教學(xué)來實現(xiàn)對畢業(yè)要求的支撐，為了達到專業(yè)制定的畢業(yè)要求，必須進行相應(yīng)課程教學(xué)的改革。基于工程教育論證的課程改革需要通過課程的教學(xué)大綱的制定、教學(xué)目標(biāo)的落實與教學(xué)模式的改進及課程考核與目標(biāo)達成評價三方面來實現(xiàn)，對于“機電傳動與控制”這門課程，擬從這三方面進行改革調(diào)整。
（一）基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出模式教學(xué)大綱的制定
根據(jù)工程教育論證的要求，各專業(yè)應(yīng)當(dāng)首先明確專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，以此為基礎(chǔ)進行課程體系的設(shè)計，確定專業(yè)開設(shè)的相關(guān)課程和課程的具體教學(xué)內(nèi)容?！皺C電傳動與控制”課程改革首先應(yīng)根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求進行教學(xué)大綱的制定，畢業(yè)要求與課程的關(guān)系應(yīng)當(dāng)明確體現(xiàn)在教學(xué)大綱中，使大綱成為規(guī)范教師教學(xué)行為，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)行為的契約性文件。通過教學(xué)大綱的制定明確課程目標(biāo)，體現(xiàn)課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點的對應(yīng)關(guān)系，體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容、環(huán)節(jié)和方法對課程目標(biāo)的支撐，確定實現(xiàn)課程目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的考核及評價內(nèi)容和方法?！皺C電傳動與控制”課程大綱的制定核心是課程目標(biāo)的確定，課程目標(biāo)能反映當(dāng)前機電領(lǐng)域的新技術(shù)和新知識，要簡化相關(guān)理論分析，加強實例的分析，將基本素質(zhì)和專業(yè)能力的培養(yǎng)分解到課程單元與知識點中。課程目標(biāo)主要從知識目標(biāo)和能力目標(biāo)兩方面進行制定，課程目標(biāo)要能夠?qū)崿F(xiàn)對相應(yīng)畢業(yè)要求的支撐。根據(jù)“機電傳動與控制”課程的特點，通過該課程的學(xué)習(xí)要實現(xiàn)對畢業(yè)要求12條中的1工程知識、3設(shè)計/開發(fā)解決方案、4研究這3條畢業(yè)要求中相應(yīng)指標(biāo)點的支撐。
（二）課程目標(biāo)的落實與教學(xué)模式的改進
課程目標(biāo)的落實需要通過具體的教學(xué)方法來實現(xiàn)，結(jié)合理論教學(xué)和實驗教學(xué)兩方面進行改進，構(gòu)建以學(xué)生為中心的教學(xué)理念和模式。比如針對步進電機的原理和控制教學(xué)方面，可以進行任務(wù)驅(qū)動、自主探究式的教學(xué)，課內(nèi)結(jié)合課外的教學(xué)模式，首先通過理論教學(xué)讓學(xué)生了解步進電機的基本工作原理和控制方法，在實驗上可以分組進行相應(yīng)任務(wù)布置，要求學(xué)生根據(jù)不同控制對象和控制要求進行相關(guān)方案的設(shè)計和實現(xiàn)，最后進行方案的展示和評價。整個教學(xué)的實施過程實現(xiàn)以教師為中心的教學(xué)方式轉(zhuǎn)變到以學(xué)生為中心，教師為輔助，能力培養(yǎng)為主線的教學(xué)模式。學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體是工程論證的必然要求，自主式的學(xué)習(xí)是實現(xiàn)能力培養(yǎng)的有效方法。工程教育認證中著重強調(diào)的解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)，認證標(biāo)準(zhǔn)中的復(fù)雜要求的核心就是從強調(diào)解釋原理轉(zhuǎn)變到運用原理，具體課程教學(xué)中教師應(yīng)當(dāng)認真考慮課程如何支撐對復(fù)雜工程問題解決能力的培養(yǎng)。具體到“機電傳動與控制”這門課程應(yīng)當(dāng)通過減少課堂知識量，加大深度，理論結(jié)合實際，提高學(xué)生分析解決問題的能力。比如在電機直流調(diào)速系統(tǒng)的教學(xué)中一定要結(jié)合實際控制系統(tǒng)進行講解，結(jié)合實際系統(tǒng)進行數(shù)學(xué)模型的建立和分析，比較不同控制方法的效果，提高學(xué)生分析解決問題的能力。
（三）課程考核與目標(biāo)達成評價
課程評價是畢業(yè)要求達成評價的基礎(chǔ)，課程目標(biāo)達成度的評價應(yīng)由直接評價和間接評價相結(jié)合，綜合考慮課程目標(biāo)、教學(xué)環(huán)節(jié)、考核環(huán)節(jié)及考核方式。圍繞課程目標(biāo)進行考核和評分，所有的課程目標(biāo)都有相應(yīng)的考核方式，每一項考核均有明確的評分標(biāo)準(zhǔn)。以此為基礎(chǔ)進行考核環(huán)節(jié)的設(shè)計和評分標(biāo)準(zhǔn)的確定，這主要包括作業(yè)、實驗項目和考試試卷的評分標(biāo)準(zhǔn)確定等方面。要認真思考在作業(yè)和實驗項目中如何確定評分標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)要細化易行，實驗環(huán)節(jié)中要注重對學(xué)生參與實驗過程的管理和評價。試卷考核環(huán)節(jié)要將考試中的每項內(nèi)容與細化知識點和能力點相對應(yīng)，著重對知識運用和分析問題能力的考察。比如在課程考查中通過電機順序啟?？刂凭€路的設(shè)計題，讓學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識進行相關(guān)分析，做出相應(yīng)解答，考查學(xué)生對知識目標(biāo)中的和能力目標(biāo)中的對繼電器、接觸器控制電路的設(shè)計和實現(xiàn)對電機的控制相關(guān)內(nèi)容的掌握程度。課程考核完成后進行課程目標(biāo)達成度的評價，為實現(xiàn)畢業(yè)要求達成評價形成支撐，根據(jù)評價數(shù)據(jù)和分析結(jié)果教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法等進行修正和改進，促進課程本身的不斷完善，使得“機電傳動與控制”課程對能力和素質(zhì)的培養(yǎng)達成度不斷的提高，實現(xiàn)工程教育認證所要求的持續(xù)改進的理念。
三結(jié)論
總之，“機電傳動與控制”課程作為機械電子工程專業(yè)一門重要的專業(yè)課，其理論性和實踐性都很強，從工程教育論證的角度出發(fā)，為保證該課程對畢業(yè)要求的能力和素質(zhì)培養(yǎng)的支持度，構(gòu)建科學(xué)的機電傳動控制課程體系，有必要根據(jù)該課程的特點進行相應(yīng)的課程改革。本文從三個方面提出了具體的改革思路和措施，通過課程改革，使其內(nèi)容合理先進，實現(xiàn)制定的課程目標(biāo)要求，達到對畢業(yè)要求相應(yīng)指標(biāo)點的支撐，切實提高專業(yè)人才培養(yǎng)能力。
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作者：徐明 胡國良 丁孺琦 單位：華東交通大學(xué) 機電與車輛工程學(xué)院
