王才東 尚寶平 何文斌

摘要：根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展對機械專業(yè)人才的新.需求，結(jié)合工程教育專業(yè)認證對機械類專業(yè)課程體系的要求，學校對機械專業(yè)電類系列課程進行教學改革。學校從明確目標定位、整合與完善課程體系、建立課程群、建設課程群教學團隊、開設跨課程的綜合性訓練項目等方面進行探索，這些探索能拓寬電類知識的范圍，突出“機”“電”的結(jié)合，也能充分調(diào)動學生學習的積極性與實驗的主動性，強化對學生創(chuàng)新能力和工程技術應用能力的培養(yǎng)。

關鍵詞：機械專業(yè);課程建設;課程群;綜合實驗

機械設計制造及其自動化專業(yè)是一門實用性較強的專業(yè)。機械專業(yè)的培養(yǎng)目標要求學生不僅要學習機械設計與制造的基礎理論，而且要學習機械系統(tǒng)里的傳動與控制、電子技術、信號測試與信息處理技術等“電”方面的基本知識。“機”課程與“電”課程是機械專業(yè)的兩大核心課程，“機”包括機械設計、機械制造等，“電”則是工程測試與信息處理、機電傳動與控制、計算機應用技術的集合。

根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展對機械專業(yè)人才的新需求與工程教育專業(yè)認證對機械類專業(yè)課程體系的要求，現(xiàn)時期機械專業(yè)的電類課程設置有待進一步優(yōu)化。以往以機械類課程體系為基礎，增加電工電子技術、微機原理、單片機技術等幾門課程為輔的課程設置，遠不能滿足學生的應用需求。課程應拓寬電類知識的范圍，強調(diào)“機”“電”結(jié)合，使電類課程的設置更好地與機械設計、制造與控制相結(jié)合。

一、機械專業(yè)電類課程教學存在的問題

在機械專業(yè)中，電類課程主要包括電工電子技術、傳感與測試技術、控制工程基礎、機電傳動控制、單片機原理與應用、可編程控制器原理與應用等。目前，電類課程教學存在部分課程內(nèi)容陳舊、課程之間內(nèi)容重復，以及學生學習熱情不高等問題。這些間題直接導致了學生對電類知識的掌握不夠扎實，使他們在課程設計、畢業(yè)設計、大學生創(chuàng)新活動中遇到控制類問題時無從下手。因此，高校需要開展機械專業(yè)電類系列課程體系與教學內(nèi)容的綜合改革和實踐，進一步改進電類課程設置和教學方法，促進機械專業(yè)學生對電類知識的掌握和應用能力的提升。

二、機械專業(yè)電類課程教學改革措施

（一）明確機械專業(yè)電類課程的目標定位

根據(jù)工程教育專業(yè)認證對機械類學生相關專業(yè)知識和技能的要求，專業(yè)基礎類課程需包含機械系統(tǒng)中的傳動與控制、測控原理與技術、計算機應用技術等課程。學院在2017版人才培養(yǎng)方案修訂過程中，進一步明確了電類課程總體知識構(gòu)成及能力要求，總體協(xié)調(diào)電類課程的教學大綱制定，把電類知識和能力要求分解到每一門電類課程中去。通過日常的教學研討與交流，每位任課教師都要理解自己講授的電類課程在機械專業(yè)課程體系中的地位與作用，以及課程如何支撐畢業(yè)要求指標點。另外，課程負責人需根據(jù)畢業(yè)要求指標點，制定課程目標和課程大綱，然后根據(jù)課程大綱進行教學設計和教學活動。任課教師要設計好電類與機類課程相關知識的銜接，通過理論和實例的講解，讓學生能綜合應用所學的機械知識和電類知識，達到1+1>2的效果。

（二）機械制造自動化專業(yè)電類課程體系整合與完善

雖然機械專業(yè)的教學計劃已設置了一些自動化、信息技術等電類課程，但其知識體系仍存在部分課程內(nèi)容陳舊、課程缺乏新的相關技術與軟件等問題。通過調(diào)研，學校需要把原有的課程體系進行整合，要系統(tǒng)地設置機械專業(yè)的電類課程。根據(jù)最新的《普通高等學校本科專業(yè)類教學質(zhì)量國家標準》，機械專業(yè)較以往學分和學時有所減少。同時，學生要學習的知識面相比之前更寬，課程設置更強調(diào)學生知識和能力的融合，強調(diào)對學生設計和工程技術應用能力的培養(yǎng)。

對機械專業(yè)來說，由于電類課程門類較多，進行相關課程的整合是必然的趨勢。學校根據(jù)工程教育認證對機械類學生相關專業(yè)知識和技能的要求，結(jié)合機電一體化產(chǎn)品、制造系統(tǒng)控制系統(tǒng)的特點，探索將電類課程劃分為三大課程群：工程測試與信息處理模塊、機電傳動控制模塊、計算機應用技術模塊。

第一，工程測試與信息處理課程群。要讓學生掌握工程測試與信息處理技術，了解機械工程中涉及的控制信息的產(chǎn)生、測量、傳送、轉(zhuǎn)換和處理。信息技術是現(xiàn)代機械工業(yè)重要的影響因素，是實現(xiàn)“工業(yè)4.0”的關鍵要素。在設計、制造階段，需要對工程的工藝參數(shù)和流程參數(shù)進行準確的測量;在設備運行階段，需要實時檢測設備的運行狀態(tài)，對設備出現(xiàn)的故障進行檢測與預告;在柔性化生產(chǎn)線上，需要配置許多傳感器對生產(chǎn)狀態(tài)進行實時檢測。專業(yè)的新版培養(yǎng)方案中該課程群包含機械工程測試技術、機械故障診斷基礎、無損檢測技術等。

第二，機電傳動控制課程群。要讓學生掌握機械系統(tǒng)的傳動與控制相關知識，了解機械設備與系統(tǒng)的控制規(guī)律和控制方式，包括機電系統(tǒng)穩(wěn)定運行條件，電機的啟動、調(diào)速、制動原理與實現(xiàn)方法，控制系統(tǒng)的建模與仿真等。當前，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等方面技術也逐漸應用于裝備制造業(yè)。如機器人裝配生產(chǎn)線涉及電機控制、程序編寫與調(diào)試、機器視覺、工作狀態(tài)監(jiān)控等知識。專業(yè)的新版培養(yǎng)方案中機電傳動控制課程群包含：電工電子學、控制工程基礎、機電傳動控制、數(shù)控技術、機電系統(tǒng)設計、機器人原理與應用等。

第三，計算機應用技術課程群。機電產(chǎn)品和先進制造系統(tǒng)的控制與運行系統(tǒng)需要計算機、微處理器及程序編制技術知識。合理整合原有的微機原理、可編程控制器原理與應用、數(shù)據(jù)庫技術及應用、計算機程序設計等課程，能夠構(gòu)建計算機應用技術課程群。專業(yè)的新版培養(yǎng)方案中計算機應用技術課程群包含：大學計算機、程序設計技術、單片機原理與應用、現(xiàn)代電氣與可編程控制技術等。

（三）課程群教學團隊建設

課程群實行課程負責人制度，課程負責人由經(jīng)驗豐富的高級職稱人員擔任。課程群的具體建設內(nèi)容包括課程大綱的制定、課程授課內(nèi)容選取、不同課程之間教學內(nèi)容與實驗項目的銜接、考核方式的確定等。學校鼓勵課程群教師集中辦公，提倡教學團隊的各個教師間相互“傳承”，定期開展教學研討及教學經(jīng)驗交流會，切實提高教師的教學水平。另外，學校在課程群教學團隊建設中實行青年教師導師制，充分發(fā)揮傳、幫、帶作用，以加快年輕教師的成長速度。

（四）以專業(yè)工程認證為契機，加強電類課程綜合性訓練環(huán)節(jié)

根據(jù)工程認證相關要求，專業(yè)開設了電類前沿性課程、機電類綜合性課程，增加了機電類綜合訓練實踐環(huán)節(jié)。通過增加開設機電系統(tǒng)設計課程設計、電工實習、機電一體化綜合訓練等訓練項目，學校構(gòu)建了包含電類知識的講解、課內(nèi)實驗、課程設計、集中實踐訓練的電類課程綜合體系，使課程體系更加完善。

（五）開設跨課程的綜合性、設計性實驗，加強創(chuàng)新能力與工程應用能力的培養(yǎng)

目前，大多數(shù)專業(yè)是各課程單獨開設實驗，其實驗效果受單一課程課內(nèi)知識點的寬度、深度和實驗教學學時的限制。再加上開設的實驗大多為演示型、驗證性實驗，設計和綜合實驗偏少，不利于工程應用能力的培養(yǎng)。專業(yè)新版培養(yǎng)方案將機械類系列課程群化為課程群，為開設跨課程的綜合性、設計性實驗創(chuàng)造了有利的條件。

在課程實驗中，教師綜合分析電類課程群的授課知識內(nèi)容，把幾個相關的實驗進行整合，設置綜合性、設計性實驗。根據(jù)新版培養(yǎng)方案對課程體系要求，學校開設為期一周的機電一體化綜合訓練課程，并在學生學習電機驅(qū)動、氣動、現(xiàn)代電氣與可編程控制技術等多種技術基礎上構(gòu)建機電一體化的實驗平臺（如下圖所示）。通過綜合訓練實踐，學生系統(tǒng)掌握了機電一體化技術，對各課程專業(yè)知識點有了全面的認識，綜合運用能力也得到了提升。

三、結(jié)語

通過本項目的研究，學校構(gòu)建了完善合理的機械專業(yè)電類課程體系，讓學生真正能掌握機電一體化的設計、制造、控制方面的知識，加強了對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，促使學生成為掌握機電技術的復合型人才。

參考文獻：

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