機械控制工程基礎教學研究

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摘要：針對“機械控制工程基礎”教學過程中存在的學生積極性不足、教學效果差、理論偏離實際等問題，本文從教學手段和教學內容兩個方面提出了一些建議和舉措。從調動學生積極性、采用小組討論等多樣性教學手段、增加機械工程實際案例以及科研論文選讀等教學內容等角度給出了對“機械控制工程基礎”進行課程教學改革的初步探索。

關鍵詞：機械控制工程基礎；工程實際案例；小組討論；科研論文

0引言

“機械控制工程基礎”是機械類專業學生的一門專業理論基礎課及專業必修課，在機械工程學科的課程建設中具有舉足輕重的作用。該門課程以經典的控制理論知識及方法為基礎，旨在解決機械工程系統的動力學問題以及控制論問題；同時，該課程也是機械專業“測試技術”“機電一體化技術”“過程控制與裝備”以及“機器人技術”等后續課程的理論基礎。因此，該門課程的教學效果一方面關系著機械類專業學生后續技術課程的學習，另一方面直接關系著學生解決實際機械工程問題的能力。然而，在“機械控制工程基礎”該門課程的實際教學過程中，由于該課程具有理論性強、對數學基礎要求高、內容枯燥乏味、學科交叉明顯等諸多特點，使得該門課程的教學難度較大，學生學習的熱情及積極性不高。同時，目前國內該課程主要的教學還是以傳統的講授結合少量實驗的形式為主，在整個學習過程中學生都處于知識點的被動接收層面，學習主動性和自主性不高、學習效果極差。另外，大多數國內高校在“機械控制工程基礎”的教授過程中，理論脫離工程實際，使得學生嚴重缺乏利用控制理論知識解決實際工程問題的能力，學生在完成本門課的學習之后，所具備的能力往往只是停留在應試和解題的層面，大多數情況下并沒有掌握或是領悟學習這門課的目的是什么，具體應用又如何，更難以利用所學知識合理有效地解決工程實際問題。為此，本文針對目前國內高校在“機械控制工程基礎”這門課教授方面存在的問題，提出以下幾點建議及措施。

1充分激發學生的學習興趣，調動學生學習的積極性

如前所述，“機械控制工程基礎”該門課具有理論性強、對數學基礎要求高、內容枯燥乏味等特點，因此學生在最初接觸該門課程時，通常表現出學習興趣不大，積極性不高等問題。同時，目前網絡技術和計算機技術已經得到廣泛發展和普及，學生們可以較為容易地從網絡上獲取大量的學習資源，甚至是國內外知名高校所的該門課程的優秀教學視頻和資料，因此如果教師只是簡單地照本宣科，會使得學生感覺教師在課題上傳授的知識點簡單乏味，難以激發學生的學習興趣，使得學生學習熱情不高。因此，教師在教學過程中，如何充分調動學生學習的積極性，激發學生的學習興趣就成為能否順利達到該門課程既定教學效果和目的的關鍵。筆者認為要想培養學生的學習興趣和積極性，可以從以下幾個方面著手：一是重視首堂課教學內容和方案的設定。在首堂課中合理設定教學方案，介紹并講解該課程在工業、農業、航空航天等諸多方面的應用案例，使得學生充分認識到該門課的重要性；二是針對學生特點，合理選用教學案例。在實際的教學過程中切忌理論脫離實際，因此在知識點的講解過程中可以充分利用案例，首先通過引入對學生來說較為新穎且易于理解的案例吸引學生，在案例的講解過程中合理引導學生探尋、領悟并學習知識點。

2采用多樣化教學方式與手段，使學生成為教學過程的主體

目前，“機械控制工程基礎”這門課普遍存在著教師灌輸、學生被動接收的教學現狀，大多數情況下教師才是教學過程的主體，而學生只是知識的被動接收者。為此，可以采用多樣化的教學方式和手段，改革傳統的教師講授加少量實驗的教學形式，增加學生的參與性，使得學生成為教學學習過程的主體。例如教師可以選取合適的章節或知識點，設定適當的教學主題或工程題目，將教師教授改變為學生小組討論的形式或者目前較為新穎的對分課堂的形式，在這一過程中教師首先安排學生查閱拓展材料或文獻，自主學習獲取知識；隨后，教師合理地組織學生進行小組討論，引導學生主動獲取知識點，增加學生的積極性。這種形式的教學方式一方面可以充分調動學生學習的主動性和學習興趣、增加學生思維的靈活性，另一方面可以使學生成為知識的發現者和探索者，成為教學過程的主體。但是需要指出的是，在采取小組討論或對分課堂這樣多樣化的教學手段中，教師的作用同樣重要，教師需要在小組討論或對分課堂過程中合理設定題目或主題，使其難度適中。同時，要合理引導學生進行討論，完成對知識點的探索，并保證學生注意力的集中，而不是信馬由韁。

3改革教學內容，增加工程實際案例的講解

“機械控制工程基礎”最終的教學目的是為了培養學生利用控制理論知識解決機械工程實際問題的能力，如果只是泛泛地學習或者傳授理論知識，而不能很好的做到理論聯系實際，那么學習效果會很差，所能達到的教學目標也會很低。而目前在大多數情況下，學生學習完“機械控制工程基礎”這門課程之后，往往表現出對課程的茫然，不明白也不能領悟學習這門課有什么用，學習的目的是什么，這門課又能解決什么樣的工程實際問題，更談不上利用理論知識解決實際問題。因此要想通過“機械控制工程基礎”這門課的教授真正培養學生解決機械工程實際問題的能力、達到培養工程型人才的目標，需要對傳統的教學內容進行必要的改革，而筆者認為“機械控制工程基礎”教學內容改革的一個重要方面是在教學內容或是教材中增加與“機械控制工程基礎”這門課知識點相關聯的機械工程實際問題。通過講解這些工程實際問題以及控制理論知識在這些實際工程問題中的應用，使得學生一方面可以充分認識到課程的重要性，培養學生學習的熱情；更重要的是讓學生了解“機械控制工程基礎”這門課有什么用，用什么知識點解決問題以及怎么用的問題。使得學生通過課程的本門課程的學習真正做到理論聯系實際，培養學生解決工程實際問題的能力。另外，教師可以充分鼓勵和指導學生參加相關的機電產品創新大賽等活動，一方面可以通過參加該類競賽等相關活動讓學生檢驗自己的學習成果，培養自己利用所學知識解決實際問題的能力；另一方面還可以培養學習的積極性和主動性，增強學生學習的自信心和成就感。

4增加科研論文選讀，幫助學生了解課程發展最新的動態

此外，在具體的教學過程中，筆者認為教師可以選取并提供給學生一些較為新穎或經典的有關“機械控制工程基礎”這門課程工程應用的科研論文，指導學生閱讀并學習這些文獻，同時要求學生課下檢索并增加相關拓展材料的閱讀，讓學生們通過“機械控制工程基礎”相關科技論文的了解和學習，加深對這門課程重要性及其在工程實際中應用的認識，讓學生們了解哪些領域在應用所學課程的知識點、在應用哪些知識點、解決什么樣的工程實際問題以及如何解決這些工程實際問題。通過科研論文的選讀，一方面可以使學生領悟課程的重要性，把握最新的課程發展動態；另一方面可以激發學生自我學習的主動性和積極性，充分激發學生的學習興趣。

5結語

本文針對目前“機械控制工程基礎”教學過程中存在的學生積極性不高、被動接收以及理論脫離工程實際等一些問題，從激發學生興趣、改革教手段以及優化教學內容等方面提出了一些“機械控制工程基礎”課程教學改革的措施和意見。具體舉措上，要求教學過程中應采用小組討論或對分課堂等形式實現教學過程的主體由教師轉變為學生；而在教學內容方面應增加機械工程實際案例，并指導學生閱讀學習最新的相關科研論文及成果。以此調動學生學習的主動性、積極性，并能夠真正做到學以致用，實現理論與實際的結合，培養學生解決實際工程問題的能力。

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作者：景大雷 單位：上海理工大學機械工程學院