機電專業(yè)電子類教學方式革新

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本文作者：曹愛請 單位：中國石油大學(華東)機電學院

“機械設計制造及其自動化”專業(yè)是我校2007年底批準的國家級特色專業(yè)，每年學生就業(yè)率高達98%以上。該專業(yè)是我們學校機械技術和電子技術相結合，實現(xiàn)機電一體化的特色專業(yè)，集機、電、液、計算機、通訊和自動控制為一體，它所要求的人才及人才知識結構、技術素養(yǎng)等明顯不同于傳統(tǒng)的機械工程人員，其培養(yǎng)模式及課程群優(yōu)化設置與建設是一個亟待研究的問題。針對本專業(yè)“機電結合”的專業(yè)特色，本人及所在的教學團隊進行了“非電專業(yè)”電子類課程教學體系改革，旨在在電類課程傳統(tǒng)教學的基礎上體現(xiàn)現(xiàn)代教學及“機電一體化”理念。主要從學生興趣培養(yǎng)、教學方式改革、教學內容改進以及課外知識擴展等方面進行了改革，經(jīng)過一年多的努力，取得了明顯成效。

一、學生興趣的培養(yǎng)及教學方式的改革

如今，填鴨式、強制式教學模式已經(jīng)不能引起學生的認可，相反會遭到學生的心理抵制，達不到我們的教學目的?，F(xiàn)代大學生專業(yè)課教學的立足點已經(jīng)由原來勾畫重點的應試教育轉變成培養(yǎng)學生興趣的引導性教育。學生只有對某一事物感興趣，才會自覺地主動地認識它、學習它、研究它、挖掘它，并進而有所發(fā)現(xiàn)，有所創(chuàng)新，學有所成。電子類課程教學也不例外，要想提高教學質量，首先要培養(yǎng)學生的學習興趣，改變學生的學習方式，變原來的被動學習為主動學習，變“要我學”為“我要學”。只有這樣，學生的學習意識才能被喚醒，學習潛能才能被挖掘，學習特長才能得到充分發(fā)揮，學生才具有可持續(xù)發(fā)展的能力。［1］

機電類專業(yè)學生電子類課程的基礎比較薄弱，同時電路中的電流、電壓、功率的變化不像機械器件那樣看得見、摸得著，更容易使學生知難而退。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化成能夠直觀感受的聲音、圖像、動畫，把枯燥的內容生動化來增加學生的興趣。

第一步:課堂教學方式由CAI課件取代原來的板書教學。利用CAI課件授課圖文聲像并茂，有利于調動學生的情緒、注意力和興趣;逐行逐段演示教學內容也能留給學生思考的時間，達到板書的效果;同時，利用注釋、動作演示功能更形象地對相關內容進行講解。

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，對于機電專業(yè)的學生來說難以理解。利用Flash軟件編寫程序，把電流流動等知識做成動畫的形式，既可以吸引學生的注意力，引起學生興趣，同時也可以更形象直觀地演示課堂內容。例如，利用Flash軟件創(chuàng)立LED小燈控制的動畫，能夠讓學生直觀地看到編碼器、譯碼器的動作。

第三步:授課地點由原來的普通教室更換到學生可以隨時參與的多功能教室(機房)。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)設計與組裝”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，學生可以隨時練，同時多功能教室可以控制學生機的狀態(tài)，避免出現(xiàn)學生在課上玩游戲上網(wǎng)的情況出現(xiàn)。學生興趣比較大，參與性很高，大大提高了課堂教學效果。

二、教學內容的改進

電子類課程例如“數(shù)字電子技術”、“電子系統(tǒng)設計與組裝”實踐性和工程設計性很強，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電專業(yè)的學生來說建立符合本專業(yè)特色的課程很有必要。

(一)增加了機械和電子技術相結合的實驗，如利用接線板設計一個簡單的賽車這個實驗一方面涉及光敏電阻、晶體管開關以及電路連接的“電”方面的知識，另一方面涉及到了齒輪的利用以及有關減小摩擦的“機械”的知識。這個實驗的開展對機械和電子兩方面的知識都顧及到了，很切合機電一體化的主題。同時，因為實驗內容是一個小賽車，大大提高了學生的興趣。

(二)在原有傳統(tǒng)數(shù)字電子技術的基礎上引入了EDA(ElectronicDesignAutomation，電子設計自動化)技術EDA技術就是以計算機為工具，設計者在EDA軟件平臺上，用硬件描述語言VHDL完成設計文件，然后由計算機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，直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。EDA技術的引進使學生掌握了一種新的設計思想，同時也掌握了一種新的電子設計手段———以計算機為核心的設計手段。

(三)在電子設計與組裝課程中引入了“Protel99”軟件當今社會學生的就業(yè)壓力很大，很多學生都想多學一門軟件，多掌握一門技術，“Protel99”這個軟件走入課堂為學生提供了這樣一個契機，同時這也是將來從事電子系統(tǒng)設計或者電路圖制作方面不可或缺的技藝。

三、課外知識的延伸，擴展學生知識面

為了使學生所學的知識得到進一步擴展和延伸，提出課后思考題和課后練習題。同時，建立課后興趣小組。課后興趣小組利用已有的教學實驗設備在老師的指導下完成興趣小實驗———機電一體化空氣推進船和機電一體化電梯實驗。課后思考不僅是鞏固知識、應用知識的過程，也是發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、激發(fā)學生求知欲的過程，同時又能為下節(jié)課內容打下伏筆。學習興趣小組的建立為學生增加了實際動手能力和設計創(chuàng)新能力。通過這樣的教學過程，學生感到整個學習過程輕松愉快，內容直觀好學，消除了對電子類課程的恐懼心理，激發(fā)了學習電子類課程的興趣，效果較好。［1］

四、結論

本文介紹的教學改革方法與創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制，我們已經(jīng)從2010學年春節(jié)學期的“數(shù)字電子技術”課開始，在我校機電工程學院機械設計制造及其自動化專業(yè)的本科學生中試行，實踐表明，這是一套行之有效的辦法。

當然，培養(yǎng)創(chuàng)新人才是一項復雜艱巨的系統(tǒng)工程，簡單的課堂教學還不能達到完好的效果。我們還需要課內課外相結合，在課外多方法多渠道地加強人文教育，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和信念，從成就感和專業(yè)興趣以及就業(yè)等內在動機上激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新熱情，保護學生的好奇心和求知欲，使學習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)訓練所。