摘要:新工科對應的新興產(chǎn)業(yè)對傳統(tǒng)專業(yè)的人才培養(yǎng)、教學實踐等都提出了升級改造的新要求。按照工程認證標準,將理論教學、虛擬仿真和實踐教學結(jié)合,探尋運動控制系統(tǒng)課程建設、改革新思路。
關(guān)鍵詞:運動控制系統(tǒng);新工科;工程教育認證;虛實結(jié)合
中圖分類號:G642.0? ? ?文獻標志碼:A? ? ?文章編號:1674-9324(2019)52-0118-02
高等工科院校各專業(yè)開展工程教育專業(yè)認證,是響應教育部號召,提升高等教育質(zhì)量,推進工程教育國際互認的重要舉措[1]。而隨著未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟的建設和發(fā)展,在新工科背景下,積極探索產(chǎn)學融合、校企合作、對外合作三位一體的服務地方發(fā)展道路,是建設“親產(chǎn)業(yè)、開放式、國際化”的高水平應用技術(shù)大學的大勢所趨[2]。作為自動化、電氣工程等專業(yè)核心課程的運動控制系統(tǒng),如何在兼顧傳統(tǒng)理論教學和常規(guī)實踐教學方法的同時,順應智能制造和新工科對傳統(tǒng)專業(yè)提出的教學實踐和教學改革要求[3],從“工程教育專業(yè)認證”的視角研究工程人才培養(yǎng)方式[4],踐行“應用型、親產(chǎn)業(yè)”的辦學理念,開啟新工科形勢下的產(chǎn)學融合2.0新模式,成為運動控制系統(tǒng)課程教學建設重點思考的問題。
一、課程建設目標
運動控制系統(tǒng)課程主要講授交、直流電動機為對象的調(diào)速運動控制系統(tǒng)的控制理論和控制規(guī)律,以提高電能利用效率及運動控制品質(zhì)的一門專業(yè)主干課程。通過課程的學習及相應的實踐環(huán)節(jié)訓練,使學生了解并掌握各類交、直流電動機運動控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和性能指標,著重培養(yǎng)學生對運動控制系統(tǒng)的綜合分析能力和工程設計能力,從而掌握現(xiàn)代交、直流調(diào)速控制系統(tǒng)的控制理論和系統(tǒng)設計方法,具備一定的運動控制系統(tǒng)建模和運用計算機仿真輔助設計能力,為今后從事專業(yè)工作打下扎實的基礎。
課程達成度對應工程教育認證的畢業(yè)要求的二級指標點,如表1所示。
二、課程改革主要內(nèi)容
1.標準約束,探尋合適的教學改革。作為自動化、電氣工程等專業(yè)的專業(yè)必修課程之一,《運動控制系統(tǒng)》課程按照教育部工程教育認證的標準,對照專業(yè)畢業(yè)要求,規(guī)范課程教學指標點,合理取舍教學內(nèi)容,建立較為清晰的運動控制系統(tǒng)的工程設計理念。從直流調(diào)速運動控制系統(tǒng)開始,輔助以計算機控制技術(shù)、電力電子技術(shù)和先進控制算法等的穿插介紹,由淺入深,建立起直流調(diào)速系統(tǒng)、變頻調(diào)速系統(tǒng)和控制系統(tǒng)仿真技術(shù)為主要內(nèi)容的新的教學體系,其主要教學模塊如下頁表2所示。
并引導學生對課程知識點的逐步深入的了解,掌握交直流調(diào)速運動控制系統(tǒng)的基本概念、數(shù)學建模分析,進而形成對交直流調(diào)速的運動系統(tǒng)的組成、原理、系統(tǒng)分析、工程設計等有更加直接的、立體的認識,讓學生建立起對運動控制系統(tǒng)工程設計、工程應用的較為清晰的、系統(tǒng)性的分析和應用。達到了課程內(nèi)容、學生掌握程度和畢業(yè)要求達成度的直觀聯(lián)系、體現(xiàn)。
2.虛實結(jié)合,拓展有限的教學空間。針對課程“綜合性、實踐性、應用性強”的特點,結(jié)合工程教育認證和新工科對應用型人才培養(yǎng)的目標,在課程建設和改革過程中,借助網(wǎng)絡平臺和多媒體教學工具,將控制領域的計算機仿真軟件與課程的教學內(nèi)容有機結(jié)合,彌補常規(guī)實驗裝置在教學中的不足,構(gòu)筑循序漸進的“四層次四結(jié)合”的立體化虛擬實踐教學體系,如圖1所示。設計階段性虛擬仿真實訓項目,減少了有限課時、硬件設備對教學效果的束縛,擴展教學空間,讓學生對課程知識點有更直觀的接觸,對抽象的概念有更深入的理解,培養(yǎng)系統(tǒng)性的工程設計能力。
3.效果導向,整合有效的教學素材。結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、計算機控制技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展變化,科學規(guī)劃課程學時,合理取舍教學內(nèi)容。選用經(jīng)典教材作為課程教學內(nèi)容的主要來源,適當引入同類教材、相關(guān)參考資料的教學素材。同時,以學科競賽、科研項目等帶動教學過程。通過各類大學生設計大賽、大學生創(chuàng)新性實驗項目、開放性實驗項目,為自動化、電氣工程等專業(yè)學生提供能力提升的機會,促進課程的建設和發(fā)展。并結(jié)合課程建設進程,利用多媒體技術(shù)和計算機網(wǎng)絡方便快捷的渠道,積極主動更新教學手段。利用校企建設的有利資源,與ABB電氣傳動系統(tǒng)有限公司合作教材建設,更新實驗項目和配套實驗指導書。為學生實現(xiàn)自主學習,拓展教學資源。
三、結(jié)束語
運動控制系統(tǒng)課程教學建設和改革對標工程教育認證和新工科對傳統(tǒng)專業(yè)的要求,有針對性地將該課程的理論教學、仿真環(huán)節(jié)和實踐課程有機地結(jié)合在一起,引導學生對課程知識點的逐步深入的了解,進而形成對交直流調(diào)速的運動系統(tǒng)的組成、原理、系統(tǒng)分析、工程設計等有更加直接的、立體的認識,建立對運動控制系統(tǒng)工程設計、工程應用的較為清晰的、系統(tǒng)性的工程設計理念。通過在專業(yè)調(diào)研、課程建設、教學內(nèi)容、教學模式、素材整理、實驗室建設、實踐環(huán)節(jié)等方面不斷探索和實踐,極大地推動了運動控制系統(tǒng)課程教學改革的步伐。
參考文獻:
[1]方崢.中國工程教育認證國際化之路——成為《華盛頓協(xié)議》預備成員之后[J].高等工程教育研究,2013,(6):72-76.
[2]左慶峰.新工科背景下機械設計制造及其自動化專業(yè)“三位一體”創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案改革探析[J].賀州學院學報,2018,(4):148-152.
[3]趙晶.自動化專業(yè)能力遞進、協(xié)同創(chuàng)新人才培養(yǎng)與實踐[J].教育教學論壇,2018,382(40):182-184.
[4]林健.如何理解和解決復雜工程問題——基于《華盛頓協(xié)議》的界定和要求[J].高等工程教育研究,2016,(5):17-26.