改善机电一体化传动管控教学改革

机电传动控制是一门实践性和综合性都很强的课程。该课程过去侧重于理论知识的讲授,实践环节偏少,教学效果不尽如人意。针对机电传动控制这门课程存在的问题,结合该课程的教学特点,设计和构建了机电传动控制课程问题式教学的改革方案。教学实践证明:该改革方案可以较好地理顺课程内容体系,激发学生的学习兴趣,提高学生分析解决工程实际问题的能力。在教学中,结合工程实践,启发学生进行思考,充分发掘知识点后面的思维点,把传授知识与知识运用能力的培养结合起来。

1、以工程技术应用为主线,重构课程内容：
    按照现场工程师培养目标,充分吸纳现代工程科学技术发展成果,根据行业、产业和企业所需的知识、技术和技能,课程内容要适应现代变频器和交流伺服技术的发展方向,使得学习内容适应学生毕业后工程应用的需要和高新技术的发展趋势。课程教学内容分为直流电机、交流电机、交流调速控制、控制电机与交流伺服[4]四大内容模块,重点增加步进驱动器和交流伺服驱动器等课程内容,注重学生对各种电机的机械特性的掌握,从而学会选用电机,灵活运用《机械工程测试技术》、《可编程序控制器原理与应用》等课程教学内容,进行运动控制系统的设计与现场应用。
2、教学方法和教学手段改革：
讲课层次从基础知识、基本理论、典型产品到工程应用,讲课形式采用工程项目教学法,把理论内容与技能训练、工程项目训练相结合,教学设计紧紧围绕应用型本科人才培养目标,精简理论,重点传授调速传动领域的变频器和伺服系统等产品的现场应用能力。例如,我们在讲解电机的结构和旋转磁场时,运用丰富的工程图片,结合视频,详细拆装几种电机,加深学生对其结构的认识;在讲步进电机驱动器和交流伺服驱动器时,把产品手册带进课堂,采用理论教学实例化的方法;在讲电气控制系统设计时,采用电气工程图纸进课堂的方法,引入经典的电气工程图纸进课堂,增加电气系统设计能力。
3、课程实践环节改革：
    我们在课程的实践教学中,特别注意做到实验项目的选择与典型工业产品相对应,同时把实验分为基本实验、综合设计型实验和自主创新设计实验三种类型。基本实验主要是验证性实验,而自主创新设计实验以培养学生的自主创新设计能力为中心,分小组针对项目进行自主选题,进行系统方案设计。另外,教师不断把科研项目转化为学生训练项目[5],保证了学生训练项目来自企业工程实际,实验环境与企业生产相一致。例如我们就增加了PLC、触摸屏和变频器综合工程应用和PLC、触摸屏和交流伺服电动机综合应用,下图就是我们自主开发的实验设备,包括了HMI、PLC、步进电机、交流伺服电机、光栅、编码器等,很好地锻炼了学生的综合应用能力。
4、考核方式改革：
    《机电传动控制》课程以前教学考核的重点往往着眼于电机公式计算,对电机的原理考核过多、过细,内容要求过高过难,脱离了现场工程师的培养类别和层次,偏离了课堂教学的目标,造成花费大量学习时间却仍旧不会现场应用的结果。现重点考核学生电机选型、应用和控制系统的设计能力。例如增加以大作业形式考试:要求学生设计一套实用的机电控制系统方案,考评依据分为:新颖性、方案的创新性、完整性、可行性、经济性、可查方案的细致周密程度,将控制方案落实到具体的工业控制产品,使教学内容直接适用于工程应用。
5、结语：
    本文基于应用型本科工程应用型人才的培养目标为导向,针对目前《机电传动控制》课程教学中存在的问题,结合课程的教学目标,对教学内容、教学方法、教学手段提出了相应的工程化教学改革措施,并在卓越工程师班级中试点,学生的工程实践能力和创新能力等方面取得了较好的效果。