基于工程中心的“机电传动与控制”课程实践教学改革研究

舒泽芳等

摘 要： “机电传动与控制”课程是机械设计制造及其自动化专业的核心课程，其传统实践教学依托相关教学型设备，以完成电机控制及调速等验证性实验为主要内容。实践教学中既没有融入先进的电机控制理念和技术，又缺乏相应的工程背景。项目组依托三菱自动化工程中心进行“机电传动与控制”课程实践教学改革，通过设计具备工程特点的实验项目，有效解决上述问题，教学效果良好。

关键词： 机电传动与控制 工程中心 实践教学改革

机电传动控制的目的是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止及速度调节，满足各种生产工艺过程的要求，保证生产过程正常进行[1]。“机电传动与控制”课程是机制专业的核心专业课程，是机和电的纽带。由于该课程具备极强的实践性，其实践教学效果往往决定了课程整体的教学效果，如何有效开展课程的实践教学成了相关教学改革的研究热点。

1.“机电传动与控制”课程实践教学存在的问题

1.1实践教学设备缺乏工程实用性。

目前，“机电传动与控制”课程实践教学中所使用的实验设备均属于整体式验证型实验设备，与真实生产环境中的工程设备相差甚远。实验设备的整体式导致在具体实操时所需要连接的线缆较少，使学生缺少实际的动手操作训练，缺少对线缆选择、接线端子制作、紧固等工程技能的了解和掌握。同时由于实验设备中电机没有连接实际负载，在缺少实际被控对象的环境下，无法有效地进行调速控制实验，使学生在理解交直流调速原理时难度加大。

1.2实践教学设备自动化及信息化程度较低。

大多数传统的教学设备仍采用继电器接触器控制系统，较少涉及主流控制技术，如可编程逻辑控制器、触摸屏、变频器、控制总线等，导致学生无法了解和掌握主流控制器和控制方法在电机控制领域的应用，学生毕业后无法迅速适应生产现场的实际控制需求。

1.3实验项目缺乏工程背景。

传统实验项目设置大多缺乏工程背景，仅进行相关原理的验证。比如直流电机PWM调速实验、异步电动机调压调速实验等，仅完成原理验证，并未融入相应的工程应用背景，学生缺乏对电机控制技术的应用场合及背景的分析理解，导致学生分析解决实际工程问题的能力无法通过实验实训得到提高。

2.基于工程中心的“机电传动与控制”课程实践教学改革

2.1建立工程中心。

为解决“机电传动与控制”课程实践教学中存在的问题，同时结合学院自身的发展规划，贵阳学院联合三菱电机建立了三菱自动化联合工程中心。中心作为三菱电机在中国的第二个自动化联合工程中心，兼顾实践实训和认证培训，中心包含三菱电机各类主流自动化产品，使学生接受可编程逻辑控制器、变频器、触摸屏及CC-LINK总线等全方位实践教学。由于中心大多数设备和机电传动控制技术密切相关，中心的建立为“机电传动与控制”课程的实践教学提供了良好的平台。

同时，将传统的验证型实验设备进行了相应改造，将整体式实验柜改造成分立式实验柜。使得按钮、开关、接触器继电器、电机、可编程逻辑控制器、变频器、触摸屏等均成为分立元件。学生必须通过合理设计电路，自行制作接线端子并将这些分立元件连接成合理的电机控制系统。

2.2调整实践教学环节，突出工程训练。

将实践环节划分成基础部分和实训部分，基础部分在基础实验室完成，采用分立式元件，让学生熟练掌握直流和交流电机简单继电器接触器控制系统的设计和工程实现，使学生在电气线路设计、各类接线端子制作、线径选择、保护装置使用、布线规范、低压电器使用、用电安全等工程技能方面得到良好训练。实训部分在工程中心完成，指导教师根据企业实际需求并综合课程核心技能设计具体的实训项目，部分实训项目如下表所示。通过相应的实训项目的实施，使学生掌握实际生产中所使用的主流电机控制技术，并在较短时间内完成真实控制系统的设计及搭建。

为确保实践教学效果，采用小班多轮次教学，每次实践教学由教师和实验员共同完成，学生现场编程、布线接线。考核方式采用以现场实操为主实验报告为辅的形式，考核要点则为设计规范性及工艺合理性。

2.3强化课程设计环节的工程性。

在学生完成课程的实践教学环节后，自行组成三五人的设计团队，根据所学理论及实践知识，结合工程背景自行完成相关课程设计，并上交相应的设计报告。设计报告内容必须包含以下五部分：工程背景分析、设计目标、设计方案技术论证和设计方案工程论证、设计图纸。教师依据报告内容，从技术可行性、工艺合理性、实施周期合理性、成本合理性、量产合理性等方面进行考评。通过课程设计环节，每位学生经历项目论证、组织实施的全过程，接受系统化的项目工程管理训练，有效增强学生的工程意识。

3.结语

实践表明，基于工程中心的“机电传动与控制”课程的实践教学改革使学生接受了良好的机电控制方面的工程化教育，教学效果得到了有效增强。部分学生毕业后即开始从事机电控制方面的工作，其良好的设计及工程管理实施能力深得用人单位的好评。

教师在教学过程中应认真研究教学理论，并灵活运用教学方法，强化教学的工程意识，真正达到激发学习兴趣、增强课堂教学效果、培养学生工程实践能力的目的[2]。

参考文献：

[1]邓星钟.机电传动控制（第五版）[M].武汉：华中科技大学出版社，2009.

[2]许焰，庞佑霞，唐勇.面向工程实践科研引导教学[J].当代教育理论与实践，2011，（9）.

基金项目：贵州省高等学校教学内容和课程体系改革培育项目“基于新型工业化需求的机械设计制造及其自动化专业三元制教学改革与探索”（项目编号：黔教高2012-426号）；贵阳市高层次创新型青年教师项目“信息化视角下应用型本科院校机械专业课程体系建设及实践教学环节研究与改革”（项目编号：筑教人发2014-74号）。