“工业4.0”背景下机电传动课程教学改革

王东辉++韩冬瑞

摘要：本文针对高职的机电传动课程很难满足“工业4.0”背景大工业要求，改知识陈旧，环节孤立，课程融合不高，创新能力不足等问题，探索理实一体化教学模式，增加和整合变频模块、伺服模块和驱动模块，大大提高学生适应岗位能力要求，激发学生的学习兴趣，提高学生分析解决问题和工程实际应用能力。

关键词：岗位能力；融合；理实一体化

【分类号】G642.0

一、前言

“工业4.0”背景大工业下，高端装备制造业要求机电产品传动要求越来越高，传统机电传动系统很难满足现代精密设备要求，然而目前我国高等职业教育办学经验不足，尤其新时期对学生动手能力不断提高，采用项目化教学模式的学院和专业也越来越多；但是，在实施项目化教学过程中，相当一部分学院的专业只是选用了出版社現成的所谓“项目化教材”，针对某门课程的某个知识点以固有的项目形式出现进行教学，在整个项目实施过程中没有体现学生创新思维，没有对专业岗位的工作过程进行详细的调研，没有针对市场进行调研。机电传动是机电专业、电气专业核心课程，在高精尖机电设备应用越来越来越广泛。针对机电传动课程，孤立的开设了“继电-接触器项目、变频器综合项目”课程，并没有确定载体，不能满足大工程时代要求。结合市场调研

二、机电传动存在问题

1、教学内容陈旧

过分强调理论知识讲解、公式推导，淡化实践能力培养，而且侧重于验证性项目开展，缺乏工程实践能力培养。这种教学模式对理论基础要求高，例如高等物理知识要求高，而高职教育根本没有这方面课程，成为知识盲区，经验丰富老师及时补充这方面知识，但造成整体课时紧张；缺乏经验老师没有补充这方面知识，再加上繁琐理论公式推导，很容易造成学生们失去学习兴趣和信心。

2、教学环节孤立

现在很多院校把理论和实践分开方式组织形式，造成理论和实践分离，有机整体被拆分开来，教学效果和不好；而且造成同学们觉得理论很难，而实践过于简单，使学生自主学习学习能力和知识迁移能力不能得到有效提高，与工程实践脱节；尤其是造成同学们不能正确处理理论和实践关系，不知道他们项目补充，加深对知识理解。

3、实践环节开设项目不能与时俱进

目前实践环节开设项目继电-接触器项目，过分强调基础项目训练，而且把该项目单独开设有点“盲人摸象”感觉，脱离了工程实践应用，从而造成对机电传动课程误解；另外随着工业发展，尤其高档数控机床和机器人、电力装备等行业快速发展，很多院校还停留在传统控制过程和驱动模式，严重和企业发展脱节，缺乏变频传动、伺服传动知识和环节内容，学生毕业也就失业，严重不适应社会。

4、缺乏课程之间融合和创新能力培养

继电-接触器环节开设项目：正反转传动控制、能耗制动控制、双速电机控制、顺序传动控制，变频器综合环节开设了：PC运行模式下控制、外部控制下模式、多段速控制模式，这些模块过于独立，没有和液压与气动、传感器等深度融合，在实践中仅仅会简单操作和参数设置，而不知道其中道理和参数实际意义。

三、教学改革主要内容

众所周知，教学改革不是孤立某一方面改革，它包含课程、教材、师资、教法等多个因素，教学改革单一从某一个因素很难有效果，必须系统设计课程，科学设置实践环节，加强课程深度融合，结合岗位能力要求，开设理实一体化课程，确保课程内容横纵联系。

1、明确培养目标

充分吸取岗位能力要求，抛弃过分以传授知识为目标的教育模式。充分调研企事业，笔者调研了郑州煤矿机械集团股份有限公司、宇通客车有限公司等知名企业关于电气传动方面要求，发现企业不单单要求常用继电-接触器控制电路安装、调试能力，随着产品不断升级改造，尤其是高端机电产品要求变频驱动、伺服驱动、步进驱动很多职业院校都是空白，实践环节根本没有，这样培养学生很难胜任岗位要求。行业专家建议，继电器控制只能是基础，，使用场合逐年减小，而变频驱动、伺服驱动、步进驱动逐渐增大，而且要求不单单会基本操作和参数设置；尤其是变频、伺服、步进驱动安装、调试和基本参数设置。

2、采用理实一体化教学

机电传动是门实用型很强的综合性学科，和高等物理、电机学、控制技术等课程密切相关，针对综合性期刊，采用理实一体化效果会更好，尽可能不采用传统方式以知识为主线，采用理论和实践一起讲授，理论指导实践，反过来实践印证理论，加深对理论理解。

3、整合资源开设综合传动技术

将继电-接触器项目、变频器综合项目项目整合，同时扩展伺服和步进驱动模块，这样涵盖机电传动所有控制方式。不但掌握典型继电-接触器控制线路安装、调试和维护，同时掌握变频驱动控制方式，这些模块不单单停留在基本操作和参数设置，包括常见故障排除和日常维护；而且掌握了伺服驱动在数控机床中应用，同时掌握步进电机控制精准。通过以上多种控制电路熟悉，可以加深理论理解和加快难点突破。

4、加强课程之间融合

传统控制模式，还是停留在知识点练习，没有加强课程之间横向融合，开设综合性项目，比如机电拖动和西门子SMRRT PLC、液压气动、变频、继电-接触器模块组成综合性强与工业接近模块，可以充分调动学生创造能力和知识迁移能力，采用该方式培养学生可以尽快适应岗位要求。

四、结束语

随着“中国制造2025”计划进行，对机电传动要求越来越高，要不断引入新的元素，真正开设变频模块、伺服模块和驱动模块，高端机电产品必须技术和能力，而高职教育该课程除了增加以上模块，还要在教学模式改变，采用理实一体化教学组织形式，使理论和实践结合更加紧密，尽快建立新形势下师资队伍建设，提高老师综合能力，选择或者出版适合高职发展新的机电教材。

参考文献

1.王琛；单元串联式高压变频器的直接磁场定向控制系统的研究[D]；辽宁科技大学；2012年

2.张亚林PLC变频器和触摸屏实践教程[M]；南京大学出版社

3. 汪烨. 应用型本科《机电传动控制》课程教学改革研究[J]. 课程教育研究 2013年22期endprint