機電專業(yè)課程實踐教學(xué)論文推薦

　　1目前機電專業(yè)實踐教學(xué)存在的問題

　　1.1教學(xué)方法不能激發(fā)學(xué)生的積極性

　　傳統(tǒng)的實踐教學(xué)方法是在完成既定理論知識學(xué)習(xí)后，再輔以少量的驗證性實驗，并多以演示為主，學(xué)生直接參與的實踐活動很少，這種教學(xué)方法已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)階段高等教育的要求。有的學(xué)校圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標，以科技競賽為引導(dǎo)構(gòu)建學(xué)生科技創(chuàng)新活動體系，通過學(xué)生的科技創(chuàng)新活進一步強化課堂教學(xué)內(nèi)容，將理論教學(xué)與實踐教學(xué)融為一體，這種教學(xué)方法雖然為學(xué)生提供了動手操作的機會，但是仍然不能很好地激發(fā)大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。很多學(xué)生為了獲得好成績，通過網(wǎng)絡(luò)購買或代工方式購入半成品，進行簡單的修改和調(diào)試，而沒有真正地去參與設(shè)計與制作，更無法消化吸收所學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力得不到很好鍛煉。

　　1.2教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生個人興趣脫節(jié)

　　機械電子專業(yè)是機械與電子專業(yè)的交叉學(xué)科，需要學(xué)生在學(xué)習(xí)機械和電子課程的同時，能夠?qū)�兩種類型的知識融會貫通。對于機械類專業(yè)的學(xué)生，面對比較深奧的電子與電氣知識，很難有自覺深入學(xué)習(xí)的興趣和動力。在教學(xué)中，即使采用了多媒體教學(xué)、實物演示與動手操作等教學(xué)模式，大多數(shù)學(xué)生也只是被動機械地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，仍然不能有效地提高學(xué)生的技能和創(chuàng)新能力。大學(xué)生思維十分活躍，只要教學(xué)內(nèi)容符合他們的需求，引起他們的興趣，就能激發(fā)他們學(xué)習(xí)的動力和創(chuàng)造力。但是，目前很多高等院校機電類課程的教學(xué)內(nèi)容偏多偏難，從單片機的組成結(jié)構(gòu)、可編程邏輯控制器再到電機傳動控制，在教學(xué)過程中都想面面俱到把所有知識點教給學(xué)生，學(xué)生無法在有限的學(xué)時內(nèi)主動地消化大量的知識，很容易失去學(xué)習(xí)興趣。

　　2Arduino開源硬件的特點

　　Arduino是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺，包含硬件(各種型號的Arduino板)和軟件(Arduino開發(fā)環(huán)境)，適合人群非常廣泛。Arduino硬件開源表現(xiàn)為用戶可以根據(jù)需要下載電路圖，自己購買所需獨立部件，制作相應(yīng)的電路�？梢岳�用Arduino作為控制板，用開關(guān)、傳感器或其他控制器等作為其輸入，也可使用數(shù)碼管、電機、液晶顯示等作為其輸出裝置，從而形成完整的系統(tǒng)。以往的實踐教學(xué)多以51單片機為對象，功能單一，擴展性差，開展實驗有限。Arduino與傳統(tǒng)單片機相比有如下幾個方面的優(yōu)勢[3,4]：(1)學(xué)習(xí)Arduino單片機可以完全不需要了解其內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)和寄存器設(shè)置，僅僅知道它的端口作用即可；可以不懂硬件知識，只要會簡單的C語言，就可用Arduino單片機編寫程序。(2)Arduino軟件語言僅僅需掌握少數(shù)幾個指令，而且指令的可讀性較強，稍微懂一點C語言即可，輕松上手，快速應(yīng)用。(3)Arduino的理念就是開源，軟硬件完全開放，技術(shù)上不做任何保留。針對周邊I/O設(shè)備的Arduino編程，很多常用的I/O設(shè)備都已經(jīng)帶有庫文件或者樣例程序，在此基礎(chǔ)上進行簡單的修改，即可編寫出比較復(fù)雜的程序，完成功能多樣化的作品。(4)Arduino由于開源，也就意味著從Arduino相關(guān)網(wǎng)站、博客，論壇里得到大量的共享資源，在共享資訊的輔助下，通過資源整合，能夠加快創(chuàng)作作品的速度及效率。(5)相對其他開發(fā)板，Arduino及周邊產(chǎn)品相對質(zhì)廉價優(yōu)，學(xué)習(xí)或創(chuàng)作成本低，重要一點是：燒錄代碼不需要燒錄器，直接用USB線就可以完成下載。Arduino實驗開發(fā)平臺易學(xué)易用，降低了微電子學(xué)習(xí)的門檻，沒有程序開發(fā)和電路設(shè)計經(jīng)驗的學(xué)生也可以很快掌握，這非常適用于目前機械類專業(yè)學(xué)生的教學(xué)與學(xué)習(xí)。

　　3Arduino在機電專業(yè)實踐教學(xué)改革中的應(yīng)用模式

　　通過以上對Arduino的特色優(yōu)勢分析，在機電專業(yè)的實踐教學(xué)中引入Arduino開源平臺輔助教學(xué)具備較強的可行性，可以彌補實踐教學(xué)中創(chuàng)新力度不夠的問題。以下分別探討教學(xué)內(nèi)容制定、機電一體化實驗室建立、科技創(chuàng)新活動體系和實踐評價體系。

　　3.1為學(xué)生量身打造教學(xué)內(nèi)容

　　3.1.1演示環(huán)節(jié)

　　在專業(yè)課程的教學(xué)中，引入Arduino使得課程更貼近實際應(yīng)用。如在機電傳動控制與智能機器人的課堂教學(xué)中，可設(shè)置模擬值、PWM調(diào)光、舵機、步進電機和伺服電機控制實驗演示科目，在演示過程中將依次向?qū)W生講解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、電路實現(xiàn)、控制程序的編制方法，以及接口服務(wù)器的原理，增強面對面授課的生動性、趣味性。

　　3.1.2動手操作環(huán)節(jié)

　　通過教師對實踐平臺的講解和實驗演示，在實踐環(huán)節(jié)中將自己所掌握的機械與電路知識實踐化。Arduino平臺安裝簡單可以反復(fù)使用，像積木可以隨意組合任意搭配，學(xué)生可以根據(jù)自己的想法任意設(shè)置電路，編寫簡單的程序控制整個電路運行過程。學(xué)生通過動手操作對機械和電路方面知識得到最大限度的運用，同時動手能力和創(chuàng)新能力得到了提升。實踐過程中，將每個班級分成若干項目小組，每組三到五人，選取一人為組長。預(yù)先設(shè)定難易程度不同的題目，供小組自由選擇，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力。如機電傳動控制課程，可預(yù)先設(shè)定單軸、XY兩軸、XYZ三軸工作臺、3D打印機和六自由度機械臂等多個題目，各組可根據(jù)自身能力與興趣選擇，每個步驟都制定詳細的教學(xué)目標、教學(xué)方法要求和能力培養(yǎng)要求。

　　3.2建立基于Arduino開發(fā)平臺的機電一體化實驗室

　　教學(xué)活動中以“技術(shù)—應(yīng)用—實踐”為主線，在強化課堂教學(xué)的同時，面向本科生建立由“課堂教學(xué)—學(xué)科交叉—動手實踐—工程應(yīng)用—創(chuàng)新研究”的機電一體化實驗室，從組裝、調(diào)試到應(yīng)用整個過程全部由學(xué)生親自完成，提升學(xué)生對于機械電子的全方位學(xué)習(xí)能力。實驗室由若干實驗臺構(gòu)成，每個實驗臺要配備Arduino實驗開發(fā)板、面包板、面包板連接線和所需的電子元器件，并配有電源接線端子。學(xué)生可以在面包板上直接連接線路，不需要進行焊接，所以電子元器件和連接線都可以循環(huán)利用，配備常用的電子測量工具和示波器。

　　3.3構(gòu)建以科技競賽為引導(dǎo)的學(xué)生科技創(chuàng)新活動體系

　　圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標，合理定位，以科技競賽為引導(dǎo)構(gòu)建學(xué)生科技創(chuàng)新活動體系，通過學(xué)生的科技創(chuàng)新活動得到進一步的強化和綜合應(yīng)用。圍繞Arduino開發(fā)平臺設(shè)置多個競賽門類，如機械臂、3D打印機、傳感器應(yīng)用和智能家居等。為了處理好科技創(chuàng)新活動的普及與競賽選手的選拔關(guān)系，在科技創(chuàng)新活動體系的建設(shè)中，首先確立了競賽體系的層次性構(gòu)建，把科技競賽分為學(xué)院級和國家級兩個層次。學(xué)院級競賽主要是為了在學(xué)生中普及科技創(chuàng)新活動，使更多的學(xué)生參與其中；同時也為選拔優(yōu)秀選手參加國家級競賽提供后備人才。國家級競賽主要是為了進一步培養(yǎng)優(yōu)秀學(xué)生，培養(yǎng)創(chuàng)新型的拔尖人才；也是為了提高專業(yè)和學(xué)校的知名度，進一步增強學(xué)生的榮譽感和成就感。

　　3.4建立機電專業(yè)課程實踐教學(xué)綜合評價體系

　　目前許多高校對實踐教學(xué)環(huán)節(jié)、實踐教學(xué)基地建設(shè)、工程訓(xùn)練中心建設(shè)等已經(jīng)日益重視，然而，對實踐教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量的考核、評價以及對實踐性教學(xué)改革創(chuàng)新和基礎(chǔ)建設(shè)還缺乏具有指導(dǎo)作用的評價體系[5]。機電專業(yè)涉及機械與電子兩個門類的科目，評價實踐教學(xué)效果很難采用統(tǒng)一的評價標準。因此，構(gòu)建一套適應(yīng)高等學(xué)校發(fā)展和實踐性教學(xué)自身特點的實踐教學(xué)質(zhì)量綜合評價體系，不僅有利于促進學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性，有利于教師把握教學(xué)重點和難點，還有利于推動實踐教學(xué)改革。為評價機械課程、電子課程交叉教學(xué)與競賽實踐活動相結(jié)合教學(xué)法的有效性，將實踐教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控與評估重心前移，參考Arduino機電一體化實驗室開設(shè)的實踐題目，從實踐教學(xué)培養(yǎng)計劃制定入手，以實踐教學(xué)內(nèi)容確定課堂教學(xué)重點，跟蹤教學(xué)過程的各個具體環(huán)節(jié)進行質(zhì)量控制。課程實踐教學(xué)綜合評價體系以各科目實驗教學(xué)和課程設(shè)計等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)為評價對象，采用學(xué)生自我評價、授課教師評價和教務(wù)科評價相結(jié)合的評價運行機制。第一步學(xué)生自我評價。從各班級中隨機抽調(diào)若干名學(xué)生，對本科目實踐教學(xué)情況進行在線匿名問卷測評，問卷測評結(jié)果作為授課教師評價和教務(wù)科評價的基礎(chǔ)。第二步授課教師評價。授課教師在學(xué)期末對課堂教學(xué)效果、互動效果以及學(xué)生實踐作品進行點評和總結(jié)，并將實踐結(jié)果作為期末考試成績的一部分。同時分析學(xué)生知識與技能掌握的程度，并對機電一體化實驗題目內(nèi)容進行調(diào)整，提交總結(jié)報告。第三步院教務(wù)科評價。院教務(wù)科每學(xué)期末組織對本院所有專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)準備情況、實施情況和教學(xué)效果等分別進行評價，找出薄弱環(huán)節(jié)，分析影響實踐教學(xué)質(zhì)量的問題癥結(jié)，提出相應(yīng)整改措施，同時形成評價總結(jié)報告和評價結(jié)果，并報學(xué)校管理部門。第四步匯總整改。院實踐教學(xué)質(zhì)量評價組匯總學(xué)生自我評價、授課教師評價和教務(wù)科評價結(jié)論和意見，制定整改計劃，調(diào)整Arduino實驗內(nèi)容，完善管理制度和保證措施，逐步解決影響課程實踐教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵問題。

　　4結(jié)束語

　　分析了目前機電專業(yè)課程實踐教學(xué)存在問題，根據(jù)Arduino開源硬件的主要特點，提出了Arduino在機電專業(yè)實踐教學(xué)改革中的應(yīng)用模式。由于Arduino的易用性與豐富的可擴展性，將其融入機電專業(yè)教學(xué)實踐，有助于提高學(xué)生實踐能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在理論知識學(xué)習(xí)、實踐能力鍛煉、創(chuàng)新精神培養(yǎng)等方面得到了全面提高。

【機電專業(yè)課程實踐教學(xué)論文】相關(guān)文章：

機電技術(shù)的創(chuàng)新與實踐論文11-07

藝術(shù)設(shè)計專業(yè)課程教學(xué)模式改革實踐論文12-03

機電專業(yè)教學(xué)論文參考11-27

機電一體化技術(shù)專業(yè)課程體系的改革與實踐03-23

機電設(shè)備論文11-12

機電設(shè)備論文06-08

機電一體化素質(zhì)培養(yǎng)的實踐與探索的論文11-21

試論機電專業(yè)電工電子技能模塊教學(xué)論文11-15

【熱】機電設(shè)備論文06-17

【必備】機電設(shè)備論文06-18