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摘要:结合我校新设专业及学生择业背景,采用案例教学法进行课程教学体系的构建,进行在校生工程应用能力的培养。并以“伺服系统设计”内容为例,进行了本科生与研究生教学统一案例不同能力培养的教改阐述,达到了较好的教学效果。
关键词:伺服系统;案例教学;机械电子工程;教学衔接
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2018)06-0096-02
一、课程背景与学生就业面向
伺服驱动及其技术是机床产业、工业机器人产业以及相关机械控制的核心技术之一,是工业发达国家比较关注的关键技术。我国从1980年起,通过引进、消化、吸收国外先进伺服驱动控制系统及其相关技术,迄今在伺服系统构建与设计方面取得了比较好的成果。高校也纷纷开展了伺服驱动相关研究。
我校机械工程学院开设了机械设计制造及其自动化本科专业,以及机械制造及其自动化、机械电子工程研究生专业。学院于2010年,通过广泛调研,参考国内多所重点大学课程设置,对机械制造及其自动化、机械电子工程专业研究生开设了《伺服驱动与控制技术》课程。2016年,成立了机械电子工程本科生新专业,开设了针对本科生的《伺服驱动与控制技术》课程。
由于重庆作为直辖市和全国汽摩产业重镇,庞大的人才需求和汽摩地域特色,我院本科生和研究生毕业后就业择业的主战场和优势领域是重庆地区庞大的汽摩产业和装备制造业[1,2]。因此,我校的《伺服驱动与控制技术》课程,无论针对本科教学还是研究生教学,重点将向汽摩产业与装备制造业方向偏重,通过与企业工程案例紧密结合,以面向装备制造业和汽摩产业的实际工程项目为教学案例,理论联系实际,学以致用,使课堂教学为企业服务,是本课程建设改革的重点方向。同时,结合本科和研究生阶段的能力培养模式,进行同一案例不同能力培养的教学改革[3]。
二、本科与研究生阶段教学内容比较
针对本科生的《伺服驱动与控制技术》选用教材为机械工业出版社钱平主编的《伺服系统(第2版)》,其在着重基本概念与原理介绍的同时,注意实际应用;针对研究生的《伺服驱动与控制技术》选用教材为北京理工大学出版社张莉松主编的《伺服系统原理与设计(第3版)》,该教材曾获第三届全国工科电子类专业优秀教材二等奖,其注重培养学生综合运用控制理论、自动控制元件等基础知识、熟练掌握伺服系统的原理及应用,掌握伺服系统设计技术和设计方法。针对本科和研究生两个阶段的《伺服驱动与控制技术》课程内容比较如表1。
三、本科与研究生阶段能力培养比较与案例建设
本科阶段的能力培养,除了知识的掌握外,比较注重工程意识的培养。以穿插于本科生课程内容第2章、第3张、第6章以及第8章的“伺服系统设计”综合案例建设来说,要求本科生掌握伺服系统的负载分析与计算、选择合适的伺服系统各元器件型号、并进行硬件正确连接和程序正确调试。使本科生毕业进入企业或进入研究生学习阶段,具有正确搭建一个伺服系统的能力。
研究生阶段的能力培养,要求在知识的系统掌握上,进行工程设计能力的培养。以穿插于研究生课程内容第2章、第3章、第4章、第6章、第7章以及第8章的“伺服系统设计”综合案例来说,要求研究生在正确选型及调试通过基础上,掌握系统建立的传递函数推导、伺服系统稳定性设计与动态补偿环节传递函数的求取并进行动态补偿装置设计、掌握复合控制技术、扰动补偿技术,以及通过稳态设计与动态设计,对传动间隙、谐振等因素进行设计与避免。使研究生进入企业后,具有正确设计一个伺服系统,并能进行稳态控制、动态补偿以及采用各种手段进行伺服系统品质的提高的能力。
在案例选择上,结合我校本科生和研究生长期以来的就业择业优势领域,即主要面向汽摩产业与装备制造业的相关典型零部件制造过程的伺服系统设计,如“发动机缸体加工专用设备伺服系统设计”、“摩托车喷漆伺服系统设计”、“机器人关节臂伺服系统设计”等案例。本科阶段和研究生阶段采用相同案例,但在知识体系、难度和能力培养上既有区分,又有衔接。笔者作为我校本科阶段和研究生階段《伺服驱动与控制技术》课程的负责人,通过这种统一案例不同能力培养的教学方式,已收到了较好的教学效果[4,5]。
四、总结
我校针对本科和研究生两个阶段的《伺服驱动与控制技术》课程,教学中注重针对各阶段的能力培养特点使用工程案例进行教学内容的组织。同时,注重本科阶段与研究生阶段知识与能力的区别培养与有机衔接,使本科生进入企业或研究生阶段,研究生进入企业或更高层次的学习,都能减少再培训周期。
参考文献:
[1]杜柳青.面向汽摩产业的机械工程类专业特色人才培养——以重庆理工大学机械设计制造及其自动化专业为例[J].西南师范大学学报:自然科学版,2014,8(39):149-154.
[2]北京智研科信咨询有限公司.2014—2019年中国摩托车整车制造行业研究与投资前景预测报告[R].北京智研科信咨询有限公司,2014.
[3]杜柳青.基于案例导学的《伺服驱动与控制技术》课程教学[J].教育教学论坛,2016,9(36):169-170.
[4]李娜,赵慧洁,张颖.“遥感图像处理与解译”课程教学改革与实践研究[J].教育教学论坛,2017,2(0):79-81.
[5]任剑莹,杨从娟,李海艳.基于过程性评价的《结构力学》考试方法改革初探[J].教育教学论坛,2017,5(0):130-132.
关键词:伺服系统;案例教学;机械电子工程;教学衔接
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2018)06-0096-02
一、课程背景与学生就业面向
伺服驱动及其技术是机床产业、工业机器人产业以及相关机械控制的核心技术之一,是工业发达国家比较关注的关键技术。我国从1980年起,通过引进、消化、吸收国外先进伺服驱动控制系统及其相关技术,迄今在伺服系统构建与设计方面取得了比较好的成果。高校也纷纷开展了伺服驱动相关研究。
我校机械工程学院开设了机械设计制造及其自动化本科专业,以及机械制造及其自动化、机械电子工程研究生专业。学院于2010年,通过广泛调研,参考国内多所重点大学课程设置,对机械制造及其自动化、机械电子工程专业研究生开设了《伺服驱动与控制技术》课程。2016年,成立了机械电子工程本科生新专业,开设了针对本科生的《伺服驱动与控制技术》课程。
由于重庆作为直辖市和全国汽摩产业重镇,庞大的人才需求和汽摩地域特色,我院本科生和研究生毕业后就业择业的主战场和优势领域是重庆地区庞大的汽摩产业和装备制造业[1,2]。因此,我校的《伺服驱动与控制技术》课程,无论针对本科教学还是研究生教学,重点将向汽摩产业与装备制造业方向偏重,通过与企业工程案例紧密结合,以面向装备制造业和汽摩产业的实际工程项目为教学案例,理论联系实际,学以致用,使课堂教学为企业服务,是本课程建设改革的重点方向。同时,结合本科和研究生阶段的能力培养模式,进行同一案例不同能力培养的教学改革[3]。
二、本科与研究生阶段教学内容比较
针对本科生的《伺服驱动与控制技术》选用教材为机械工业出版社钱平主编的《伺服系统(第2版)》,其在着重基本概念与原理介绍的同时,注意实际应用;针对研究生的《伺服驱动与控制技术》选用教材为北京理工大学出版社张莉松主编的《伺服系统原理与设计(第3版)》,该教材曾获第三届全国工科电子类专业优秀教材二等奖,其注重培养学生综合运用控制理论、自动控制元件等基础知识、熟练掌握伺服系统的原理及应用,掌握伺服系统设计技术和设计方法。针对本科和研究生两个阶段的《伺服驱动与控制技术》课程内容比较如表1。
三、本科与研究生阶段能力培养比较与案例建设
本科阶段的能力培养,除了知识的掌握外,比较注重工程意识的培养。以穿插于本科生课程内容第2章、第3张、第6章以及第8章的“伺服系统设计”综合案例建设来说,要求本科生掌握伺服系统的负载分析与计算、选择合适的伺服系统各元器件型号、并进行硬件正确连接和程序正确调试。使本科生毕业进入企业或进入研究生学习阶段,具有正确搭建一个伺服系统的能力。
研究生阶段的能力培养,要求在知识的系统掌握上,进行工程设计能力的培养。以穿插于研究生课程内容第2章、第3章、第4章、第6章、第7章以及第8章的“伺服系统设计”综合案例来说,要求研究生在正确选型及调试通过基础上,掌握系统建立的传递函数推导、伺服系统稳定性设计与动态补偿环节传递函数的求取并进行动态补偿装置设计、掌握复合控制技术、扰动补偿技术,以及通过稳态设计与动态设计,对传动间隙、谐振等因素进行设计与避免。使研究生进入企业后,具有正确设计一个伺服系统,并能进行稳态控制、动态补偿以及采用各种手段进行伺服系统品质的提高的能力。
在案例选择上,结合我校本科生和研究生长期以来的就业择业优势领域,即主要面向汽摩产业与装备制造业的相关典型零部件制造过程的伺服系统设计,如“发动机缸体加工专用设备伺服系统设计”、“摩托车喷漆伺服系统设计”、“机器人关节臂伺服系统设计”等案例。本科阶段和研究生阶段采用相同案例,但在知识体系、难度和能力培养上既有区分,又有衔接。笔者作为我校本科阶段和研究生階段《伺服驱动与控制技术》课程的负责人,通过这种统一案例不同能力培养的教学方式,已收到了较好的教学效果[4,5]。
四、总结
我校针对本科和研究生两个阶段的《伺服驱动与控制技术》课程,教学中注重针对各阶段的能力培养特点使用工程案例进行教学内容的组织。同时,注重本科阶段与研究生阶段知识与能力的区别培养与有机衔接,使本科生进入企业或研究生阶段,研究生进入企业或更高层次的学习,都能减少再培训周期。
参考文献:
[1]杜柳青.面向汽摩产业的机械工程类专业特色人才培养——以重庆理工大学机械设计制造及其自动化专业为例[J].西南师范大学学报:自然科学版,2014,8(39):149-154.
[2]北京智研科信咨询有限公司.2014—2019年中国摩托车整车制造行业研究与投资前景预测报告[R].北京智研科信咨询有限公司,2014.
[3]杜柳青.基于案例导学的《伺服驱动与控制技术》课程教学[J].教育教学论坛,2016,9(36):169-170.
[4]李娜,赵慧洁,张颖.“遥感图像处理与解译”课程教学改革与实践研究[J].教育教学论坛,2017,2(0):79-81.
[5]任剑莹,杨从娟,李海艳.基于过程性评价的《结构力学》考试方法改革初探[J].教育教学论坛,2017,5(0):130-132.