1、面向機械專業的機電一體化方向檢測與控制系列課程的整合和優化傳統學科體系的界限隨現代科技發展變得模糊，呈現相互滲透和交叉的態勢。在機械工程領域，現代機械結構、檢測與控制技術往往互為條件并緊密結合。這種密切的關系促使工業生產由機械工程領域邁入以機電一體化為特征的發展新階段，從而需求大量具備機電一體化基礎理論，強調機械動手能力與機電控制能力相結合的新型機械專業人才。為適應這種需求，機械大類下機電一體化方向的教學探討逐漸被重視，檢測與控制類課程在機械專業的教學培養中的地位逐步提高。但傳統思想的影響使傳統課程和檢測與控制系列課程自成體系，內容脫節，造成學生即使熟識機械結構也無法清楚其控制運作流程。要改變

2、知識結構上“機強電弱”的嚴峻局面，解決知識更新與課時減少的矛盾，迫切要求進行課程內容整合，開展教學改革和實踐分析。基于傳統機械專業教學模式，如何把握好機電一體化的內涵，教學中避免機械、檢測和控制等技術的簡單組合、拼湊，如何通過課程整合和優化課程內容，探討教學中機電的合理結合，成為教學改革中的核心問題。本文從分析現階段的具體問題，突出機電一體化的需求著手，面向機械大類進行“檢測與控制”系列課程的整合和優化教學改革研究。文中主要分析如何優化課程的配置和聯系，有效使用先進的教學方法和手段，充分利用資源，將機械工程的特點和檢測與控制的課程整合為一個現代機械工程測控系統的教學體系，使學生在有限的學時內能

3、夠掌握機電一體化的基本理論及先進技術，系統、有效地將機、電結合，從而有效提高教學質量和教學效率。1 優化課程結構，豐富教學內容，推進課程整合通過企業走訪、畢業生座談等方式，明確了社會對機電一體化方向人才的需求：需具備傳統機械專業扎實的機械結構設計、力學分析、切削原理等基礎理論，又要有較好的電力電子、電機傳動、測控技術等知識。檢測與控制系列課程作為機電一體化方向的主要電類課程，內容廣且復雜，單純地將檢測與控制系列課程捆綁在傳統機械專業上，是不可能達到較理想的教學效果的。因此，根據社會調研的結論，在“機為基礎，電為機用，機電合一”思想的指導下，對檢測與控制類課程內容進行整合優化。在課程教學中改變以

4、前慣勢，淡化課程中一些純理論的內容，如傳感器的結構形式和工作原理的繁復推導與演算過程，把重點放在常見傳感器的應用上。同時適當增加一些跨學科內容，如：如何對傳感器輸出信號進行處理；結合數控技術和機械加工工藝需求，以一些實際機電設備為例，分析機電測量與控制系統的構建；在檢測與控制中，常用的分析信號的方法和儀器以及計算機輔助虛擬軟件；等等。通過諸如此類結合機械工業中實際應用的課內整合，合理安排教學內容，增強各部分之間的銜接，使課程內容綜合化、一體化，使學生更快地形成熟練的機電一體化綜合專業技能現階段各種相關教材各有特點，但都把測試和控制分成兩個獨立的知識環節，導致學生不能理解測量系統與被控對象、自控

5、系統之間的內在聯系，無法正確分析自控系統中測量信號的獲取，更無法正確進行測量儀器的選擇、配置和使用。止匕外，教材內容以理論分析為主，抽象枯燥，很難調動學生的學習熱情，達不到期望的教學效果。基于這種情況，通過充分理解教材中基本內容及之間的聯系，教學中調整知識結構，大膽合理地對教材內容進行專題式整合，著眼應用，引入機械加工、數控技術等實例來分析，將學習內容按系統性、層次性的特點重新“建構”，使學生對知識有整體的把握。如在課程講授中，打破教材的局限，把常用的機械量的檢測與控制進行整合，形成溫度檢測控制系統、位移（速度、加速度）檢測控制系統等多個專題，結合工業實例，分析信號特征、傳感器選用、信號處理、

6、自控系統結構及其動態性能分析等，將教學內容整合為全面系統的機械工業自動測控技術體系。通過課程整合，體現了機電合一的目標。但要切實取得相應的教學效果，教學設計和教學處理尤為重要。課堂教授語言精煉，突出重點，精粗得當才能化難為易。如檢測技術中信號的采集處理都基于傳感器，而傳感器的工作原理多種多樣，后續信號處理也各不相同，講授中突出常用機械量檢測中應用到的傳感器及其信號處理系統的分析，淡化檢測的繁難理論而重應用，這樣適合機電一體化方向的要求。而對包含大量數學推導和電學、力學基礎理論的控制部分知識，講授中輔以動畫、錄像等手段，以講清基本原理和分析問題的思路為主線，從專業需求入手，以應用為主，盡可能避開

7、繁復的數學推導，不給學生造成心理壓力。2 以探究性教學模式，引導學生自主學習，加強實踐教學課堂教學以引導學生自主思考、動手實踐為目的。教學中以設問講授歸納解決問題的方式展開，通過課內和課外給學生提供更多的自主學習和實踐探究的機會，強化學生知識的遷移能力，使學生具備與未來職業相適應的分析和解決問題的能力。根據學生電類知識相對比較單薄的特點，明確在實踐環節上需下大力氣。如何利用現有的資源給學生提供更多的實踐平臺，來實現延伸課堂教學，擴展學習空間，鞏固和加深對理論的理解，是教學改革中需要重點解決的問題。經過這兩年的教學改革實踐，以驗證為主的實踐教學模式被打破，為加深學生對基礎理論的理解而設置的驗證性

8、實驗仍保留，但加大綜合性實驗和設計性實驗的比例。其中以典型檢測控制系統為實驗對象的綜合性實驗，通過分析系統的結構、選擇傳感器、分析檢測系統的動態參數和控制系統動態性能，從而提高學生運用知識進行分析和綜合的能力。增設少量綜合性較強的設計性實驗，可以綜合運用到所學電子技術、傳感器與自動檢測技術、自動控制技術、計算機等知識來分析、解決實際問題，從而幫助學生全面提高機電一體化的能力。全面開放實驗室給學生提供自己動手、自己思考、自主探究的舞臺。學院的創新實驗室中齊備的電子元件以及單片機開發板、PCB®版設備等可以讓學生在教師指導下將自主設計的思想性產物，通過動手制作變成出色的成品。這個實驗室現

9、今保存了近幾年來許多學生的實踐成果，而這些學生出色的動手實踐能力和扎實的機電基礎，成為他們就業的競爭資本。此外，利用學校大力支持學生科研的優勢，鼓勵和指導學生設計制作參與國家、省級創新大賽和挑戰杯等。這幾年學生取得的成績，說明部分學生的學習主動性被充分調動，實現了真正意義上的理實統一。3 課程教學資源包的建設檢測與控制類課程與數學聯系緊密，內容多，枯燥且難消化。在教學改革中，努力尋求信息技術與課程教學實踐中的整合點，建設完善了信息豐富的教學資源包，藉此作為學生促進知識學習和能力提高的輔助工具。教學改革中的專題式整合教學，課堂教授中將會對教材內容進行調整和組合，并涉及很多來源于教材以外的內容，沒

10、有就此整理編寫出相應教材之前，建設相應的課程教學資源包對學生來說無疑是加深鞏固課堂內容的一個有意補充。課程教學資源包的建設主要包含理論教學資源包、實驗教學資源包、仿真實驗平臺以及習題庫、試題庫、項目課題庫等。理論課的教學中，多樣的媒體軟件將繁復抽象的內容通過動畫形式直觀地展示給學生，如檢測類課程中傳感器的純理論不容易理解，通過Flash的小動畫來動態顯示應變片在力作用下的變形情況、加速度傳感器的運動與慣性的應用等；實行全過程的動態課件多媒體教學。一些必講的公式推導，采用講解結合PPT逐次推進演示，動態教學引起更強的關注；通過動畫、錄像等各種資源精心設計探究性教學結構，進行探究性教學，并將行業發

11、展的最新成果及最新動態融于課程教學中，提高學生的學習興趣，引導學生自主學習。在控制部分知識的教授中，利用基于MATLAB吾言建立起來的控制理論仿真實驗和教學平臺，把控制系統的分析討論以仿真圖變化來驗證，讓學生接觸到仿真軟件的使用，并且對理論教學有很好的促進作用。在實驗課教學中，輔以實驗教學和學生創新性實驗錄像等作為教學活資源。開放實驗室、開放實驗項目，由學生通過網絡資源自行設計實驗，培養創新能力，培養學生研究性學習的興趣和能力。已經完成了基于MATLAB勺控制理論仿真實驗平臺的構建，并在理論和實驗的輔助教學中收到較好的教學效果，讓學生感受了工程設計仿真軟件功能的強大。通過這個仿真實驗平臺，學生可以去分析實踐自己的想法，感受實際系統和虛擬系統的統一，從而提高學習的興趣和主動性。通過分析整合后的知識體系，以覆蓋課程主要內容，涉及基本概念、系統計算、綜合分析問題等諸方面，建立相應的習題庫，方便學生復習。考試上，對基本理論的考核采取閉卷的方式。但針對課程的應用性要求，總評成績中加強實踐操作的記分權重，鼓勵學生結合機械原理及其設計的相關知識，從結合學生實際知識結構建立的項目課題庫中挑選題目自己動手設計制作，以期正確引導學生全面掌握知識，會學會用，增強對今后工作的適應能力。4 結語過去兩年的面向機電一體化方向的教學中，積極推進課程結構和知識結構的整合，加強機電有機融合，形成