机电类课程教学状况及革新建议

本文作者：麻友良 单位：武汉科技大学汽车与交通工程学院

大学本科车辆工程、汽车服务工程等专业，根据专业的特点和培养目标的需要，通常设有机械原理、机械设计、工程测试技术、单片机与接口技术等专业基础课，和汽车构造、汽车电器与电子控制技术、汽车空调技术等专业课。学生们对这些涉及机械与电子学科的课程普遍感学习难度较大，教师在教学过程中也会遇到种种困难。因此，研究这些课程的特点，探索适应课程特点的教学方法，是提高教学质量，实现专业培养目标的关键所在。

一、机电类课程的特点分析

根据机电类课程的教学目标、教学内容及教学过程所遇到的实际问题，总结其特点如下：

1.对专业培养目标影响举足轻重。机电类课程无论是专业基础课还是专业课，均是专业主干课或重要课程，这些课程所包含的知识是车辆工程和汽车服务工程专业学生专业知识结构的基石，并缺一不可。这些课程教学水平的高低，在某种程度上也决定了专业培养成功与否，影响着学生毕业以后能否在本专业领域迅速地成长并建功立业。

2.机械类课程的特点。机械原理、机械设计、汽车构造等属于机械类课程，汽车空调、汽车电气设备等则属于部分机械类课程。机械类课程所涵盖的教学内容包括机构的基本原理、机器的工作原理、机器总成与零件的设计等，与之配套的基础课程有机械制图、工程力学、公差与测量、工程材料、汽车概论等。机械类课程要求学生有较强的形象思维能力，而汽车空调中的压缩机、热力膨胀阀等则融合了电学和热力学的知识点，学生在这些课程的学习过程中，如果对于此前基础知识有欠缺，或听课时注意力稍有不集中，就容易跟不上教师的讲课节奏，并导致学生这些课程的学习困难。

3.电类课程的特点。工程测试技术、单片机与接口技术（或微机原理与接口技术）、汽车电器与电子控制技术等属于电类课程，其中汽车电器中的发电机、起动机等又包含了机械方面的内容。这些课程的基础课程是大学物理学、电工学、电子技术基础、计算机运用基础等。“电”是一个抽象的概念，一些电类课程要求学生有较强的逻辑思维能力。由于电看不见、摸不着，教师在讲相关内容时，很难将其形象化，加之一些学生没有很好地掌握与电类课程相关的基础知识，就会感到电类课程学习难度很大。

二、机电类课程教学过程中存在的问题

机电类课程本身的特点决定了这些课程的教学难度相对较大，而教学过程中出现的问题又影响了学生的学习兴趣，更进一步加剧了学生的学习难度。机电类课程教学过程中的问题主要有如下几点。

1.缺乏生动形象化的教学手段。一些教师采用传统的机械原理和机械设计课程教学模式，采用粉笔加绘图工具，学生只是通过老师的讲解和板书去认识与思考，建立不起“机构是如何运动的”，“为什么是这样的受力关系”等这样一些形象思维，就会感到很难听懂，进而会失去学习兴趣。在汽车构造课上，学生面对结构复杂且线条密集的汽车总成构造图，尽管老师在不停地讲解，但学生还在想象着图中部件的结构关系，某部分图形与线条表示的是什么东西，学生的思维与教师的讲课完全脱节。电类课程由于比较抽象，即使教师采用了多媒体的教学手段，但使用静态的电路图加上文字说明，还是会让学生难于理解。

2.教学内容陈旧落后。教学内容陈旧落后，也是影响机电类课程教学质量的重要因素。例如，汽车构造，教师还化大量的时间与精力去讲解化油器、传统的载货汽车底盘等这些已被淘汰或较陈旧落后的总成与部件的结构原理，而对于汽油喷射装置、轿车上所用的五连杆悬挂等新型构造不讲或只简单介绍，学生在课堂上得到的真正有用的知识太少。再如，汽车电器与电子控制技术，课堂上的重点还是触点式点火系统、热丝式闪光器，而教材上还没有但学生却早已有所耳闻的前照灯随动转向、汽车行使稳定系统、电子辅助制动系统教师却不作介绍，学生便会失去对这门课的学习兴趣，该课程的教学质量也就无从谈起了。

3.各门课程缺乏紧密的衔接与配合。各课程的衔接与配合包括两个方面，一是基础课与机电类课程的衔接与配合，二是机电类课程之间的衔接与配合。例如，工程数学没有复变函数与积分变换的教学内容，学生在学习工程测试技术这门课时，就会听不懂测试系统动态特性分析及动态信号分析中相关的教学内容。又如，汽车构造课和汽车电器与电子控制技术课均涉及的发动机汽油喷射装置、汽车防抱死制动系统和自动变速器等教学内容，由于没有很好地衔接与配合，造成一些内容重复讲解，一些内容则由于缺乏系统性和连贯性，导致学生不能系统全面地了解这些汽车电子控制装置的结构与电子控制原理，从而影响了这些课程的教学质量。

4.实验课针对性和有效性不强。实验课的内容与课堂的教学内容没有紧密的联系，使得学生通过实验无法验证教师在课堂上所讲的相关内容，也就是说，学生不能通过“理论到实践”这样一个学习过程来巩固所学的知识。同时，学生也不能通过实验获得与课堂教学内容相关的实践知识，加深理解理论知识。这种从时间和内容与课堂教学分离的实验课，容易使学生失去对实验的兴趣，往往是敷衍了事。有些实验课则只是由实验课教师作演示实验，学生围着看。由于学生看不明、听不清实验老师在做什么、说什么，这样的实验课对相关课程的帮助也就微乎其微了。

三、提高机电类课程教学质量的方法与措施

根据机电类课程的特点和教学过程中容易出现的问题，提出如下提高机电类课程教学质量的方法与措施。

1.建设适用于机电类课程的多媒体教学课件。多媒体的特点是能生动形象地展现教学内容，因此，机电类课程应提倡用多媒体课堂教学方法。成功的多媒体课堂教学，高质量的多媒体课件是必不可少的基础。适应于机电类课程的多媒体课件除了图形图像清晰，文字简练且重点突出，动画生动形象外，还应向着更高的层次发展。例如，一些构造类的图形和动画使其具有透视化和可拆化的效果。透视化的汽车总成结构图，既可以让学生看到总成外部的形状及与其他部件的连接关系，又可使学生看清总成内部的结构；可拆化的汽车总成图，由教师边讲边控制拆解零件逐个分离，可将总成部件的组成，各零件的装配关系表达得清清楚楚。再如，一些电器及电路原理图将其虚拟化，让看不见的电流、电动势、电场及磁场变得可动且可见，学生观看这样的动画，结合听教师的讲解，就很容易掌握课堂教学内容。

2.及时更新与完善教学内容。现代科学技术日新月异，教学大纲及教材相对滞后，因此，需要教师及时掌握本课程学科领域的最新发展，并将其融入教学内容中，以使机电类课程始终充满最新的知识，能对学生始终保持吸引力。例如，汽车构造课教师应熟悉汽车悬挂五连杆机构、双离合手自一体自动变速器等教材上还没有的汽车新技术，并在课堂上向学生介绍。又如，汽车电器与电子控制技术课教师要深入了解缸内直喷技术、自适应前照灯、电子辅助制动、汽车行驶稳定等电子控制技术，在课堂上向学生祥细介绍。学生在课堂上听到、看到自己在教材中未能看到的新知识、新技术，就会激起其学习兴趣，从而激发对相关课程的学习热情。

3.构建知识结构完备的课程体系。知识结构完备的课程体系包括两方面，一是为这些机电类课程设立相关的基础课程，并协调基础课相关的内容，使之与机电类课程相关教学内容相衔接。例如，设立复变函数与积分变换等工程数学课程，与工程测试技术课程相关内容相衔接；再如，在电工学中突出直流电动机的内容，电子技术基础课程中将数字电路的内容列为重点，以便与汽车电器与电子控制技术、单片机与接口技术等课程相衔接。二是机电类课程之间的相互协调与衔接，例如，机械原理和机械设计等课程尽可能多地以汽车构造中的机构与总成为实例；又如，工程测试技术课程中传感器与测量电路的内容与汽车电子控制技术课程中的汽车传感器相衔接；再如，汽车构造重点介绍汽油喷射装置、自动变速器、防抱死制动装置的机构结构与工作原理，而汽车电器与电子控制技术课程中在安排这些教学内容时，则主要突出电子控制系统的组成与控制原理，使不同课程在涉及相似的教学内容时，相互映衬，互相补充，使学生对相关的教学内容能理解得更加深刻。

4.精心设计实验项目。根据机电类课程的课程重点和学生掌握知识要点的实际需要来设置相关的实验项目，安排相关的实验内容。例如，单片机与接口技术课程的实验课，设计了数码显示器、信号灯控制器、数字电压表等实验项目，学生在实验中通过硬件连接、软件编制等实践过程，不仅实践能力得到了提高，还可巩固和加深理解单片机的硬件构成、中断、定时/计数、串行通信、系统扩展及程序设计等课堂教学内容。不断地完善实验条件，尽可能让学生自己做每个实验，并编制实验指导书和实验报告，要求学生按照实验指导书做好每项实验的实验准备及实验前的思考题，在自己或小组做实验的基础上完成实验报告。

车辆工程和汽车服务工程等专业机电类课程通常被认为是老师难教，学生难学的课程，而这些课程又是专业主干课程。提高这些课程的教学质量，对提高学校的教学水平和人才培养的质量，往往会起到事半功倍的效果。