《机电传动控制基础》课程实践体系新探索

摘要：《机电传动控制基础》课程是机械类工科中的核心课程。针对目前该课程在本科生的教学培养中存在的实验内容陈旧、学生兴趣不高、管理机制落后等突出问题，提出本课程教学的实践体系改革，引入新的实践教学新模式，从而提升教学效果，满足机械类本科生对该课程知识学习培养要求。

关键词：课程体系；实践体系；创新

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）52-0203-02

《机电传动控制基础》是工科类机械工程及自动化专业的专业技术基础课，也是我院机械电子新专业的核心课程。该课程涉及数学、物理学、电子学控制理论等多方面知识，主要研究和解决与生产机械的电气传动控制的有关问题，阐述机电传动控制原理，介绍常用控制电路及控制电路设计等技术的课程。机电传动控制是各类生产机械重要组成部分，是机械电子工程技术人员必须掌握的专业技术基础知识。在一定程度上可以说《机电传动控制》课程的学习效果直接影响到机械类专业本科学生四年整体培养的结果与质量。

一、现状分析

实验是对理论知识的验证和进一步的理解，也是培养学生能力和素质的关键手段[1]。因此，教学中如何充分有效地利用实验学时和实验条件，真正达到学生实践能力的目的是一个需要认真解决的问题。科学素质训练和创新能力培养的关键环节是教学内容和手段提供训练的机会。学生的实践能力的培养应该是“在实验中学习，在思考学中实践，在实践中提高。”只有通过不断地探索科学素质训练和创新能力培养的模式，才能在教学实践中真正获得成效。

当下《机电传动控制基础》实验课程存在的问题如下。

1.实验内容创造性不够，学生学习主动性不高。在教学中，从前实验主要是认识性和验证性实验。也就是说，对于每一项实验内容，学生不需要提前去思考去设计实验。实验中学生精力大多集中在如何按照老师的详细指导，照抄照搬地完成整个实验。一旦出现错误便直接问老师，很少自己去分析、思考失败的原因。整个实验过程中学生处在一种被动盲目的状态，使得学生的主动性和积极性难以得到充分的发挥。常常出现实验时学生不愿意动手，课后又不认真总结、思考，抄袭实验报告等现象。这种实验不利于培养学生的创新意识和创新能力。

2.目前现有实验室管理机制存在缺陷。在当前我院实验室管理工作中，实验室人员主要配合任课教师完成相关课程实验的开设、准备等工作，在管理机制上还没有实现实验室真正全天候开放，这样学生在理论学习中的问题和疑问不能及时得到解决，阻碍了学生学习的积极性。相关实验人员只要完成课程的基本实验就完成了工作。实验教学往往不被学生重视。加上实验教学学时往往偏少，并伴有实验教学资源不足等问题。以往在进行实验时每组学生人数比较多，因此实验中常常出现混乱状况。实验中也存在旁观、抄袭者。学生投入的精力不够，结果实验效果不好。因此，为了获得好的实验效果，并给学生创在更多的实践机会，实验室的管理模式必须进行调整和创新。

二、实践体系规划

1.课程实验体系总体构建。实验课程体系构建要有工程的观念和系统的观念，通过制订专业人才培养总目标，确立实验教学的目标，设置实验课程体系（包括实验课程结构与模式、实验课程标准与内容），实验课程的具体实施（实验课程实施的计划、实验课程的教学条件、实验课程的教学方法与手段），实验课程的管理，实验课程的评价与反馈[2]。从系统观念建立起来的实验课程体系要特别注意其协调关系，单纯地靠先进的教学手段、高质量的师资队伍、齐备的管理制度等是不一定能够达到最佳效果的。

2.实验的安排与设计。①实验设备的引进和更新中，要考虑新设备是否能提供综合性和设计性实验项目。由于技术的发展变化，实验设备也要进行更新，以便实验技术和当前电气控制技术相适应。目前实验中主要进行交流电机启动和停止运行、交流电动机PLC控制运行、交流电动机的继电器和接触器控制、交流变频调速、伺服电机控制、步进电机控制、PLC控制实验。单一功能的实验在占用学时的同时提供过少的知识点和锻炼机会，因此设备的引进必须充分考虑实验项目的潜在功能，一个实验项目可以包容课程中几个方面的知识内容。在一个实验中学生可以运用更多的理论知识，解决实验中出现的问题。同时新引进的实验设备还必须为学生提供必要的进一步拓展知识的自主性实践能力训练的条件[3]。②实验室建设中，为优化课程实践教学模式，实现理论、测绘、设计、搭建、编程和调试一体化，尝试在实验过程中引入以下措施：将电气工程图纸引进实验教学环节。提高学生对工程电气图纸的认知和设计能力，增加电气系统测绘和设计实验。通过这一阶段的训练，让学生知道和理解一般的电气控制系统工程图纸由强电配电图、控制配电图、电气控制原理图、电控柜内元件布置图和电气接线图等组成。在实验的设置和安排上，针对每一种执行器或电动机开展子项目设计和调试，增加学生的动手能力。通过这一阶段的训练，让学生们从局部角度了解和掌握执行器或电动机的控制原理和方法。利用新近购置的机电一体化实验平台，基于子项目实践教学基础，开展不同颜色物料码垛生产线系统的项目设计和调试，为毕业设计做准备工作。通过这一阶段的训练，让学生们从全局角度了解一个工程实际项目电气系统的组成、设计和实施调试的过程。

3.与之配套的实验室管理体系。①实验内容选择的自主性。转变实验室管理方式，改变以往一个学期比较固定的实验内容情况下的实验室管理和设备维护的旧模式。对实验人员提出更高的要求，实验室管理方法更细化和复杂，实验记录需要更加完整和明了，实验前的准备更加多样和复杂。②实验时间的可选性。使实验室管理进入计时、开放的工作状态，实验室完全开放，学生可以选择实验时间进行自己选择的相关实验内容和项目。学生通过实验前登记和预约时间，以便老师能做好实验指导准备和进行合理安排。另外，开放的实验室还为学生提供课程要求之外的实验项目和内容。

三、新系统下的实验改革

利用新近购置的山东栋梁机电一体化设备平台DLMPS-727S2，研究实验设备能力，开发至少3个以上综合设计性实验，满足学生机电知识动手实践能力的训练和培养，促进所学《机电传动控制基础》课程理论知识的理解和应用能力的提高。首先开展调研国内外高校《机电传动控制基础》课程的开设情况，了解其培养目标、培养效果、存在问题以及实施情况。然后立足我校现有实验资源、学生状况和机制、机电专业本科生和卓越工程师培养定位要求，提出切实可行的课程实践体系方案。最后根据实验室现有资源——山东栋梁机电一体化DLMPS-727S2实训平台和华中科技大学HJD-4系列机电传动设备，整合资源，以子系统和大系统为原则，进行实验改革，开发至少3个以上综合设计类试验，促进课程和动手实践等多方面能力的培养。

本文研究的《机电传动控制基础》课程实践体系立足新的时代企业对本科毕业生动手实践能力要求，在理论上构建本门实践课程理论体系，同时又根据理论体系要求提出实验开发措施，从而最终满足机械类本科生培养要求。

参考文献：

[1]易红.高校实验教学与创新人才培养[J].实验室研究与探索，2008，27（2）：1-4.

[2]杜华.机电控制课程体系教学改革研究与实践[J].长春工程学院学报（社会科学版），2006，7（1）：82-83.

[3]张婕，牛骁，张钟彦，等.综合型实验教学改革的实践与探讨[J].实验室研究与探索，2007，26（2）：103-105.

作者简介：岳建锋（1973-），男，博士，副教授，主要研究方向为机器人控制技术、焊接过程自动控制技术。