基于海洋特色的《机电控制技术》课程教学的研究

张庆力　穆为磊

摘要：《机电控制技术》是机械设计制造及其自动化专业的必修课，各学校在教学内容上各有特色，针对我校的海洋特色，对该课程在我校的教学进行了研究，增加涉海方面的知识点，体现该课程的海洋特色，改革教学模式及内容，培养学生的设计、实践能力，增强学生的学习兴趣。

关键词：教学研究、教学与科研、海洋特色、机电控制技术

【中图分类号】TH-39

引言

《机电控制技术》是机械专业的一门必修课程，是非电专业普及电控知识的必要课程，，是机械、电工电子等专业知识有机结合的综合性应用技术，主要通过远程控制、自动控制、信息处理三个方面的应用技术来体现[ ]，虽然在教学内容、教学形式上，不同学校有着不同的做法，但其教学目的是培养学生在机电控制方面的基本知识的同时，具备相关学科的专业知识，因此不同类型、不同专业门类的学校的教学重点有所侧重，高职及应用类院校的教学内容及教学形式主要体现在加强学生的对于机电控制的实际操作能力上，李金热[ ]论述了机电控制技术的教授内容，为适应高职院校培养实际操作技术人才的要求，增加了

了典型过程控制的案例及变频调速的内容，许焰[ ]等提出了机电控制技术实训分级式教学方法，针对学生专业知识的掌握程度，通过分级教学的方法，使学生能一定程度上加深对所学机、电、液方面专业课程的理解，增强综合运用机、电、液控制专业知识的能力，培养和提高学生的动手能力、分析能力、解决实际机电设备故障问题的能力。济南大学的王娜在《机电传动与控制》课堂讲授理论的基础上，加强实践教学，提高了实验的比例，增加了综合性、创新性实验项目；突出工程应用，增加后续实践环节——机电工程实践，使教学内容跟实际应用贴合得更紧密、更实用。研究型大学在教学内容和教学形式上则注重机电控制技术理论在设计和开发中的应用，在培养目标上主要是培养具有一定专业知识的设计和开发人员，随着教育部卓越工程师计划的实施，在教学形式上则注重实践和理论的相互作用，为克服以往重理论轻实践的现象，各高校纷纷加强了实践课程的教学任务，上海交通大学由王显正教授主持编写了《机电控制技术》校编教材，其中实验的学时数占总学时数的20%，东南大学以《机床电气》课程为基础，结合课程内在联系和机械工程专业发展的特点，形成了完整的《机电控制技术》课程新体系，理清了课程教学思路，培养学生机电系统实践能力和创新意识。在教学形式上，发挥研究型大学的优势，将教学与科研的结合，使得《机电控制技术》具有一定的领域性，张洋[ ]等将PLC技术的应用到矿山机械中，周瑛男[ ]论述了机电控制系统在液压系统中的应用，体现了先进的机、电、液一体化技术。

21世纪是海洋的世纪，人类对海洋资源的开发需要大量的仪器、装备，这些仪器、装备的开发离不开机电控制技术，中国海洋大学作为研究和利用海洋资源的高校，肩负着海洋资源开发和利用人才的培养重任，为保质保量的完成使命，我们一直在吸收和借鉴兄弟院校的经验，进行着《机电控制技术》的课程改革，通过教学内容、和教学方式改革使得这一课程基本具备了海洋特色，培养出了一定实践基础，具有创新设计能力的涉及海洋机电装备方面的高级人才。由于教学中采用的事例来自科研，使得我校的《机电控制技术》授课内容，在满足普遍的教学内容的基础上，还具有一定的海洋特色，下面我们重点介绍一下教学与科研结合的具体过程。

教学结合科研，实践验证理论

作为一所985高校，中国海大的科研项目主要涉及海洋专业，从海洋勘探到海洋资源的利用技术，形成了海洋装备与仪器、海洋平台、水下机器人及探测等各个方向的研究团队，这些项目的研究都涉及到机电控制技术，将这些项目中的机电控制技术作为教学案例应用于本科教学中，使得教师的授课变得接地气，避免了夸夸其谈式得授课方式，学生对理论知识的学习不再那么费劲，同时激发了学生学习的兴趣，逃课睡觉的明显减少，保证了教学秩序和教学质量。例如在讲授PLC顺序功能图的内容时，老师讲授之前通过视频播放海带夹苗机工作过程，提出顺序控制所要完成的工作，把顺序功能图演示给学生，给学生留下了一种悬念，然后再讲授实现顺序控制的理论基础，把学生的各种悬念都解开后，这一课的内容就基本讲完，趁着学生高涨的兴趣还没有落下来，马上安排实践课程，让学生在实验室亲自动手编写程序、输入PLC进行调试。通过这种教学使得教学变得容易，老师和同学之间形成了互动，这一互动不仅在课堂上，而且课堂下大家的话题也都顺序控制的实现上。

将科研项目作为事例引入到本科教学中，老师讲的轻松，学生学得轻松。克服了老师满堂灌，学生左耳听、右耳出，缺课、睡课的现象。同时学生在实验中了解老师的科研内容，及做科研的方法，学生在掌握所学课程的知识的同时，也学会了做事的方法，对培养卓越工程师有着重要的意义。

教学服务科研，培育卓越人才

本专业的培养目标明确提出培养具有综合知识的涉海高级人才，同时为地方经济服务的要求，随着卓越工程师计划的实施，对于人才的培养又提出了更高的要求，仅仅讲授传统机电控制技术是不够的，还要增加学生创新设计的培养，在完成基本的教学计划之后，对参与卓越工程师计划的学生，要求他们参加到老师的科研项目中去，完成一些涉及机电控制技术方面课题，通过这些课题的设计，一方面学生将所学理论知识应用到设计中，另一方面，学生在设计中学会了创新的方法，这对于培养卓越工程师人才意义重大。同时学生参与到研究课题中丰富了研究方案，优化了研究内容，分担了老师的部分劳动，达到了双赢的效果。

海洋环境观测用绞车的设计和制作过程中，在分解了各部分的任务后，有5名同学参与到机电控制系统的设计和制作，从单纯的继电器、接触器等纯硬件的控制系统到基于PLC的控制系统，他们提出了几种方案，在老师的指导下，考虑系统的使用的海洋环境，最终确定了最優的方案，对于最优方案又设计了几种实现方式，基于实现形式的简单化和清晰化最终确定了这一方案的实现形式；学生积极参与到制作工程中，将系统的制作、方案的确定和实行形式的设计相比较，加深了学生对这一知识点的运用和掌握的程度，对创新型人才的培养意义重大。

针对海洋特色，改革教学内容

在教学中采用科研事例，使得我校的机电控制技术的课程具有一定的海洋特色，这一特色不仅引用科研事例，还要增加机电控制技术在海洋环境中的应用要求的内容，而这些内容的讲授又服务与科研，体现了本课程的海洋特色。

海洋的环境的特殊要求，使得机电控制技术的应用和其他领域有所不同，主要体现在防腐蚀、密封、冷却上，因此在该课程的内容上增加了关于防腐蚀方法的内容，密封舱的结构设计方面的注意事项等类容，冷却方式的介绍等内容。可以内容放在绪论后，机电控制技术的基本知识讲解前。

教学内容的改革伴随着教学内容实现形式的改革，改革后，机电控制技术的教学形式主要是课堂教学、实验、教学实践相结合的方式，同时参与到科研中，加强实践创新的培养力度。

结论

将科研事例应用到教学中，用自己的实践去教授学生，老师感觉底气十足，激发了老师上课的激情。学生感觉学有所用，培育了他们学习的兴趣，逃课睡课的现象大为减少。从学习及应用情况看，几年本科毕业设计有20%的学生涉及机电控制技术方面的内容，通过率100%，而之前几乎没有学生敢做这方面的课题。这说明本次教学改革取得了很大的成绩。

致谢

本课题的研究得到了中国海洋大学专业综合改革2013ZD03项目及中国海洋大学专业综合改革项目的资助。

参考文献

1 、李定华 机电控制技术应用问题分析 科技与企业 .2012.19.095 319

2 、 、张洋房亮 矿山机电控制技术中PLC技术的应用分析 应用科技20l4年第8期 283

3 、周瑛男 机电控制在液压冲击器中的应用 机械工业标准化与质量2013.6 46-50

基金项目：中国海洋大学本科生教学改革重点项目资助（2013ZD03），中国海洋大学专业综合改革项目资助

通讯作者：张庆力（1970-），男，山东临沂人，高级工程师，中国海洋大学机电实验中心系主任