机械电子专业实验教学改革的目标与方法

◎马东因

机械电子技术课程的实验设备，如实验台、实验箱等，款式正在不断翻新，集成化程度也越来越高、外观越来越漂亮、操作越来越简便，而随之而来的则是能给学生真正“看”到的东西越来越少，对职业类院校学生能力的锻炼效果随之下降。针对这一问题，经过反复调查论证，借鉴一些职业类院校的成功经验，本文详细设计了一套简便易行、收效明显的理论与实践互相促进、互为补充的机械电子专业实验教学方法，并在几个实验中选出了两个进行试点。不仅把电路板、分立元件引入到实验中以增加学生与机械、元器件接触的机会，还引入仿真软件对实验电路进行仿真和结果分析。经过实践检验、跟踪调查及与以往教学的理论实践环节进行对比，证明改革的效果非常明显。

一、机械电子实验教学改革的目标

针对学生普遍存在的动手能力较弱、实践环节对提升学生实践能力的作用未充分发挥等问题，我们一致认为应将理论和实践环节有机结合、引入改革措施，改革的目标：

一是提高学生在实验过程中的动手机会；

二是增加学生与各种元件接触的机会，使学生对各种元件的理解不仅停留在课本上，而是亲手“摸过件”“接过线”“改过错”；

三是培养学生的创新能力，实验中不同的组态都可尝试，而不能仅限于实验指导书提供的电路模式；四是增进学生对理论课程中原理和电子线路的理解程度。按上述目标，对实验项目进行严格的筛选并制定一系列实施方法。

二、机械电子课实验项目选择

通过讨论，实验项目选择了下列两项：第一是单管放大器的原理及性能指标测试实验；第二是集成运算放大电路实验。

选择依据如下：

1.这两个实验比较的结果是具有典型性。第一个实验是学生接触本门课程的第一个有源器件实验，而且是与书本上的具体理论相呼应的一个具有印证功能的实验，对加深学生对课堂上一些基础理论的理解、验证各项计算分析结果、澄清模糊认识、用感性知识夯实和丰富理性知识均有着比较重要的作用。第二个实验则是目前在实际应用中使用很多的基础应用型实验，采用的改革方式完成这个实验对学生应用能力的提高有一定的作用；

2.元件数量相对不多，可操作性强，容易使学生通过实验建立信心、增加对实验的兴趣，提高学习的积极性；

3.资金投入也比较少，实践证明，本次两项实验的总投入不超过1000元，而成效却非常显著。

三、机械电子课实验教学改革的实施方法

鼓励学生利用课外时间熟悉机械电路的原理及教学方法，老师采用启发式教学，激励学生的学习主动性。在开始进入实验室进行动手实验前，先由教师对仿真软件的用法作一个简单介绍，然后让学生用该软件对拟实验电路在电脑上进行仿真，使学生先了解元件的接线原则、信号的输入输出观测方法以及每个实验的正确结论并对基础理论进行初步印证，也使学生在接触实物之前就有了一定的实验基础，提高实际操作的效率和正确率。

两项改革实验都让学生采用“单兵作战”的方式，一个人独立一组，由指导教师发给电路板、元器件、工具、导线等必备材料，利用实验室的仪器对自己搭好的电路进行测试，将结果及时报告指导教师进行验收，从而培养和加强学生独立解决问题的能力。因学生以前没有经历过这种模式的实验，所以，指导教师在实验前作了比较充分的准备工作，包括各项实验材料的制备、实验讲义的重新准备和调整、实验时间的安排等。对在实验过程中一些超过实验时间的学生，指导教师开放了相关实验室，鼓励他们在闲暇时间继续实验、直至完成，使学生对这些实验有了比较完整的理解和认识，对理论知识的印证效果也更好。

课程改革的效果评估分为实验环节和理论课验收环节两个部分。其中实验环节的评估采用的是对学生的无记名民意测验的方式，理论课验收通过考试成绩与以往的对比方式得出相关的结论。

通过对机械电子课实验教学实践环节的改革及总结，可以看出，改革的效果十分明显，学生不仅提高了感性认识，同时，加深了理性认识，全面提升了学生对理论知识的掌握程度，提高了学生的动手能力。两个课堂、双轨并进、互相补充、互相印证，取得了起好的效果，是成功的探索。不仅为本课程的实验，甚至对相关课程的理论实践结合也提供了参考依据。同时，本次改革，器件损耗小、可重复利用，以后如果仍采用这样的模式，补充元件的采购费用少。