雷金+彭衛(wèi)平+秦新燕+劉照

【摘 要】通過課程體系重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程的再定位；基于關(guān)聯(lián)性分析，優(yōu)化了課程內(nèi)容。改革后的課程內(nèi)容，體現(xiàn)了機(jī)電傳動(dòng)控制領(lǐng)域的最新技術(shù)，增加了應(yīng)用實(shí)例，強(qiáng)調(diào)了知識(shí)的系統(tǒng)化與運(yùn)用，避免了與其它課程內(nèi)容的重疊，有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐創(chuàng)新能力的提高。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電傳動(dòng)控制；課程；教學(xué)；改革；優(yōu)化

中圖分類號(hào)： G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2017）23-0043-002

【Abstract】Through reconstructing of curriculum system，"mechanical and electrical drive control" can be realized the relocation.The teaching content are optimized by correlation analysis.Through the reform，the curriculum content can embody the latest technology in the field of mechanical and electrical drive control.Moreover，some application examples were added in the new content， which emphasizes the systematization and application of knowledge.The reform and optimization avoid the overlapping with other courses content，and improve students' interest and innovative ability in learning and practice.

【Key words】Electro-mechanical Transmission Control；Curriculum；Teaching；Reform；Optimization

0 前言

“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程以各類電機(jī)驅(qū)動(dòng)為主線，主要講述交流電機(jī)、直流電機(jī)、測(cè)量用電機(jī)和控制用電機(jī)的特性、使用及選型等知識(shí)，介紹機(jī)電傳動(dòng)控制原理、常用控制電路及控制電路設(shè)計(jì)方法等[1]。它是一門交叉性、應(yīng)用性極強(qiáng)的課程，受到國(guó)內(nèi)外高校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的普遍重視。如美國(guó)密西根大學(xué)等世界一流大學(xué)很早就注重本課程的教學(xué)研究；國(guó)內(nèi)的華中科技大學(xué)，上海交大和東南大學(xué)等通過開展精品課程建設(shè)，形成了較為成熟的教學(xué)體系，為我國(guó)高?！皺C(jī)電傳動(dòng)控制”課程的教材、教學(xué)手段、教學(xué)實(shí)踐等提供了借鑒和指導(dǎo)[2]。但隨著計(jì)算機(jī)、信息、自動(dòng)控制等技術(shù)的發(fā)展和人才培養(yǎng)要求的變化，我國(guó)工科院校目前在“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程內(nèi)容方面仍存在一些問題，如1）與“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”、“數(shù)控技術(shù)”等相關(guān)課程部分內(nèi)容重疊；2）多數(shù)教材偏重理論知識(shí)的介紹；3）實(shí)驗(yàn)教學(xué)以演示性為主；4）學(xué)習(xí)考核和評(píng)價(jià)方式陳舊等[3]。為了提高學(xué)生分析解決問題、工程實(shí)際應(yīng)用和開拓實(shí)踐創(chuàng)新的能力，基于課程內(nèi)容關(guān)聯(lián)性、教學(xué)手段集成化、考核方式多元化和實(shí)踐教學(xué)一體化等理論和方法，進(jìn)行“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程教學(xué)綜合改革與創(chuàng)新實(shí)踐十分必要。

本文主要開展“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程內(nèi)容改革研究。即先通過課程體系重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程定位；再基于關(guān)聯(lián)性分析，優(yōu)化“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程內(nèi)容與結(jié)構(gòu)。

1 課程體系重構(gòu)與定位

機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、并通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)動(dòng)力學(xué)整體，它一般由電動(dòng)機(jī)、生產(chǎn)機(jī)械的工作機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制設(shè)備和電源五部分組成[4]。其控制的“直接對(duì)象”是“電動(dòng)機(jī)”、“最終目標(biāo)”是“工作機(jī)構(gòu)”、“動(dòng)力傳遞”由“傳動(dòng)機(jī)構(gòu)”?？梢?，“機(jī)”、“電”、“控”、“信”是構(gòu)成“機(jī)電傳動(dòng)控制”相關(guān)課程體系的四個(gè)主要方面。

然而，原有的課程體系重“電”輕“機(jī)”，重“控”輕“信”，缺乏系統(tǒng)性和完整性，是一種由“自動(dòng)控制原理”、“機(jī)電傳動(dòng)控制”、“PLC控制技術(shù)”、“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”、“數(shù)控技術(shù)”等組成的機(jī)電控制理論課程體系，容易產(chǎn)生“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程定位模糊、內(nèi)容重疊、實(shí)踐脫節(jié)。過去的“機(jī)電傳動(dòng)控制”常作為專業(yè)基礎(chǔ)課程，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性，忽視了實(shí)例分析；突出先進(jìn)性，忽視了內(nèi)容交叉；重視理論性，忽視了工程應(yīng)用；勢(shì)必導(dǎo)致課程內(nèi)容理解困難，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)效果和動(dòng)手能力難以提高，創(chuàng)新能力更難培養(yǎng)。

事實(shí)上，“機(jī)電傳動(dòng)控制”不僅與電動(dòng)機(jī)特性和控制技術(shù)有關(guān)，而且與工作機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的負(fù)載特性和慣性轉(zhuǎn)矩等相關(guān)，其目的是要實(shí)現(xiàn)各種電動(dòng)機(jī)或者執(zhí)行器的邏輯及伺服控制，以便為生產(chǎn)實(shí)際服務(wù)。因此，“機(jī)電傳動(dòng)控制”相關(guān)課程體系還應(yīng)包括“機(jī)械動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)”、“測(cè)試技術(shù)”和“機(jī)電液一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)”等；考慮到學(xué)時(shí)的限制和避免內(nèi)容的重疊，“PLC控制”、“單片機(jī)控制”和“現(xiàn)場(chǎng)總線”等內(nèi)容應(yīng)合并在“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”課程內(nèi)，并保留在該體系中。

重構(gòu)后的課程體系中，“自動(dòng)控制原理”、“機(jī)械動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)”、“測(cè)試技術(shù)”是“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程的前提和基礎(chǔ)，“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”是“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程的擴(kuò)展和深化，“機(jī)電液一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)”是“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程的目的和實(shí)踐；“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程強(qiáng)調(diào)控制技術(shù)在機(jī)電傳動(dòng)中的應(yīng)用，其專業(yè)課的特征更加明顯。

2 課程內(nèi)容重組與優(yōu)化

“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程的目的是培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)能力，它不僅要包含機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)各組成（如電動(dòng)機(jī)、常用電氣元件等）的基本知識(shí)（如結(jié)構(gòu)、參數(shù)、材料、原理、特性、應(yīng)用等），而且應(yīng)從整體的角度介紹機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)（如過渡過程等）、負(fù)載特性（如轉(zhuǎn)矩特性等）、工作要求（如穩(wěn)定運(yùn)行條件等）、控制技術(shù)（如斷續(xù)控制、邏輯控制、伺服控制、數(shù)字控制等），并且還要涵蓋有關(guān)計(jì)算方法、電動(dòng)機(jī)和常用電氣元件的選擇、基本控制電路、典型設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法等[5]。其內(nèi)容多、知識(shí)面廣，要做到合理的選擇，須結(jié)合上述相關(guān)課程體系進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃（如圖1），既要考慮內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性，又要避免與其它相關(guān)課程內(nèi)容的重復(fù)或重疊[6]。表1給出了重組與優(yōu)化后課程的章節(jié)內(nèi)容。

為使“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程結(jié)構(gòu)更清晰，本文運(yùn)用對(duì)象建模方法對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化（如圖2）。

與原有的相關(guān)教材相比，該課程內(nèi)容主要做了以下改進(jìn)：1）刪除了原有《電機(jī)、拖動(dòng)與控制》教材中的電動(dòng)機(jī)的磁路和等效電路分析；2）簡(jiǎn)化了現(xiàn)有《機(jī)電傳動(dòng)控制基礎(chǔ)》教材中的與《電工電子技術(shù)》重疊部分；3）壓縮了“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”部分內(nèi)容，保留了其中的基本概念；4）增加了應(yīng)用實(shí)例分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)與電路設(shè)計(jì)的實(shí)踐內(nèi)容；5）理清了內(nèi)容之間的聯(lián)系和與其它相關(guān)課程的關(guān)系；6）優(yōu)化了課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)和順序。

3 結(jié)論

針對(duì)“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程內(nèi)容改革，提出了兩點(diǎn)改革方向：1）合適選擇的教學(xué)內(nèi)容，適當(dāng)增加一些科技前沿的新設(shè)備、新技術(shù)和工程實(shí)例分析等內(nèi)容；2）減少理論課學(xué)時(shí)數(shù)，增加實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)，增設(shè)課程設(shè)計(jì)和動(dòng)手制作等實(shí)踐環(huán)節(jié)。

采取了三個(gè)改進(jìn)步驟：1）先通過相關(guān)課程體系重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程定位；2）再基于關(guān)聯(lián)性分析，合理選擇課程內(nèi)容；3）后通過結(jié)構(gòu)分析，優(yōu)化課程內(nèi)容。

取得了四方面的成果：1）完成了“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程大綱和內(nèi)容改進(jìn)；2）理清了該課程內(nèi)容之間的聯(lián)系和與其它相關(guān)課程的關(guān)系；3）克服了原有教材重理論、輕應(yīng)用的弊端；4）解決了課程內(nèi)容系統(tǒng)性、完整性、先進(jìn)性與重復(fù)性等問題，為進(jìn)一步深化課程改革打下了良好的基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張忠夫.機(jī)電傳動(dòng)與控制[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2010（6）.

[2]王克義，黃玉瑄.機(jī)電傳動(dòng)及控制教學(xué)改革的探索與實(shí)踐研究[J].教學(xué)研究，2016.1：88-92.

[3]倪敬，許明，陳國(guó)金.“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程教學(xué)改革研究[J].教育教學(xué)論壇，2011（21）：147-148.

[4]心海，趙華.機(jī)電傳動(dòng)控制[M].北京：高等教育出版社， 2011（12）.

[5]馮清秀，鄧星鐘.機(jī)電傳動(dòng)控制（第五版）[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2011（6）.

[6]陳貴榮，劉少克.“電機(jī)與拖動(dòng)”課程教學(xué)改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2008，30（6）：1-2.endprint