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摘要:对“机电传动控制”课程的课堂教学环节与实践教学环节进行了分析和研究,从培养学生的实践能力和创新能力这两个方面着手,力求对教学内容,教学方法和实验教学进行资源整合,增加投入,优化调整,提出具体的教学改革思路与方案,通过教学实践来检验教改的效果。
关键词:机电传动控制 多媒体 blackboard平台 实验创新
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2012)02(b)-0084-02
“机电传动控制”是高等本科院校机械电子专业和机械制造及其自动化专业的必修课程,课程力求突出机电结合、电为机用的特点,力求理论联系实际。本课程体系包括各种交流、直流驱动电机和控制电机、控制电器与检测元件、继电器接触器控制、可编程序控制器、电力电子技术、检测技术及检测元件、直流伺服传动系统、交流伺服传动系统、步进电动机伺服传动系统等内容。课程主要研究和解决与生产机械电气传动控制有关的问题,在详细描述各种交流电机、直流电机、测控电机的机械特性和传动特性的基础上,阐述机电传动控制原理,介绍常用控制电路及控制电路设计方法。
本课程体系较完善,教材内容全面、实用,由浅入深,重点突出,每章后附有习题和思考题,书末附有部分习题和思考题的答案或提示,便于自學。但在实际教学过程中,存在教学内容重叠、课程容量过大、部分章节难度较大、学生积极性不高、课时安排不合理及学生创新力不足等问题。针对教学中存在的问题,课程组进行了相应的教学改革,取得了较好的教学效果。
1 理论和实践教学中存在的问题
1.1教学内容与其他课程内容重叠
《机电传动控制》课程是在大三下学期开设,选用的是邓钟星编著的《机电传动控制》第四版教材,该教材的部分内容与其他课程存在内容冲突的问题,有的章节学生已经学过,而有的章节学生即将要学习,如教材第九章可编程控制器部分在后续《可编程控制器》课程中有详细的论述,第十章电力电子学部分在《电工电子学》中已经详细学习过。虽然教材不同,但内容基本一致。在实际的教学过程中,这些部分内容的取舍比较困惑,应该说这些内容都是一个完整课程体系中的重要部分。
1.2部分教学内容难度偏大,学生的学习积极性不强
教材第十章电力电子技术的后半部分内容是电子类专业的学习内容,对于机械类的学生,如果没有良好的电子技术专业基础,学习起来非常困难;再如第十一和十二章的交直流传动控制系统的部分内容,如果没有控制类专业基础,理解起来有相当的难度;对于这些较难的教学内容,如果要让学生们都听懂并理解,则需要更多的课时量,这与有限的学时是矛盾的。
1.3教学方法和手段相对落后
过往的课堂理论教学都是以教师讲解为主,教学环节相对比较枯燥,缺乏师生互动和生生互动;而理论知识相对较抽象,若在授课过程中没有相关实物参照,则会影响教学效果。同时理论讲解的都是一些抽象的概念、繁琐的推导,与大学数学、大学物理和电工电子学等课程联系紧密。学生在学习的过程中,接触的都是原理图、公式和表格,普遍感觉理论与实际脱节,无法体验到这些理论知识对实际的机电传动系统的指导意义。
1.4实践课时偏少。实验主动性不够
本科生的实践动手能力一直以来为用人单位所担忧,以致就业市场上出现本科生不如专科生,专科生不如高职生的怪圈。因此当前必须把提高本科生实践能力和分析能力放在教学改革的首位。只有专业理论知识扎实,实践能力强的学生才会受到企业的青睐。该课程总学时数为56,其中理论教学44学时,实验12学时,从课时分布上看明显偏重理论教学。由于实验课时偏少,学生在实验课中只能掌握基本的操作程序,无法训练解决实际问题的能力。实验项目主要是验证性实验,每次做实验之前,学生不需要提前去思考、去设计实验内容和流程,学生只需要按照老师的讲解,照抄照搬地完成整个实验;这些都不利于培养学生的创新意识和创新能力。
1.5实验设备不能满足实验教学的需要
目前本课程的所有实验都是借助电气自动化学科的实验室完成的,且实验设备不能满足本课程的实践教学需求,一些必做的实验由于没有实验设备而取消,比如继电器接触器传动实验、步进电机传动控制实验和PLC控制机电传动控制实验等等。一些设备价格高,学科经费有限,难以装备实验室,学生无法在实验中体验到主流的机电传动控制技术,无法体验到工程实践的趣味性和成就感。
2 理论和实践教学改革探索
2.1合理安排理论教学内容
针对理论教学部分知识内容与其他课程内容重叠的现状,课程组对教学大纲进行修订,对教学内容进行调整,删减重叠部分知识的内容和课时量。对于这部分内容进行精简只要求学生掌握基础知识和重点内容,缩短理论课授课时间,把授课重点放在实际的应用实例。比如在讲解第十章电力电子技术时,只重点讲解整流电路和相关控制方法,并在后续的交直流传动控制系统章节中介绍其应用实例,使学生能很好的理解理论知识,让知识前后贯通,激发学生的学习积极性。
2.2改进教学方法,采用多媒体教学
机电传动控制课程教学中有电机的结构和动作原理,传动控制过程的讲解,如果仅仅利用黑板板书和口头表达很难理解,因此在教学中引入多媒体教学方式,利用图文并茂的课件,便于学生在课堂上的理解,提高学生的积极性。在备课时,注重收集与机电传动技术相关的图片、视频和flash动画。比如在讲解交直流电机结构和原理时,就采用工业现场电机的视频,虽然是90年代录制的视频,但是结构和原理都是一致的,学生在看完视频后对各种电机的结构和原理有了非常直观的认识。又如在讲解继电器接触器传动控制方法时,采用FLASH动画讲解,清晰直观地阐述继电器接触器传动系统中的顺序控制、定时控制、程序控制等控制方法,非常直观,一目了然。通过采用多媒体教学,有效地提高了教学效果。
2.3引入先进的教学管理平台
学校最新引进的“Blackboad LearningSystem”在线教学管理系统被广泛认为是业界领先的课程主导型管理系统,课程组不失时机的构建“机电传动控制”课程BB教学平台。平台以课程为中心集成网络“教”与“学”的环境:教师可以在平台上开设网络课程,学习者可以自主选择要学习的课程并进行课程内容学习。不同学习者之间以及教师和学习者之间可以根据教、学的需要围绕所教所学的课程进行讨论、交流,形成良好的专门针对教学内容的学术环境,为教师、学生提供了强大的施教和学习的网上虚拟环境。
本课程网站栏目的最大特点是互动性强,信息量大,包含了课程内容、交流讨论板、在线自我测试、作业和问卷调查等栏目,可以实现教师与学生的在线交流,内容更新与课堂教学同步,有效地解决了教学过程中缺乏师生互动和生生互动不够的问题。课堂教学录像、课件ppt、主题讨论和作业点评等栏目深受学生欢迎,一个学期试运行下来,效果明显,使教学平台真正发挥了辅助教学的作用。
2.4增加实验课时,加大实验设备投入
通过教学大纲的修订,将实验课的比重加大,理论课占38课时,实验课占18课时,实验课占总课时的32%。在现有实验设备的基础上,利用重点课程建设经费,购置各种交直流电机和步进电机控制系统,搭建拆装电动机实验和步进电机控制实验。优化实验流程和内容,编写课程实验指导书,在个别实验上让增加设计环节,使学生在验证原理的基础上对系统进行分析和设计,有利于学生加深对理论知识的理解和应用。
3 结语
作为一门实践性很强的课程,努力培养学生的综合应用能力、实际动手能力、工程设计和创新能力是重中之重的目标;在课堂教学中,不断鼓励学生参加课外科技和各项设计大赛,勇于实践,达到学以致用,学有所获。
关键词:机电传动控制 多媒体 blackboard平台 实验创新
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2012)02(b)-0084-02
“机电传动控制”是高等本科院校机械电子专业和机械制造及其自动化专业的必修课程,课程力求突出机电结合、电为机用的特点,力求理论联系实际。本课程体系包括各种交流、直流驱动电机和控制电机、控制电器与检测元件、继电器接触器控制、可编程序控制器、电力电子技术、检测技术及检测元件、直流伺服传动系统、交流伺服传动系统、步进电动机伺服传动系统等内容。课程主要研究和解决与生产机械电气传动控制有关的问题,在详细描述各种交流电机、直流电机、测控电机的机械特性和传动特性的基础上,阐述机电传动控制原理,介绍常用控制电路及控制电路设计方法。
本课程体系较完善,教材内容全面、实用,由浅入深,重点突出,每章后附有习题和思考题,书末附有部分习题和思考题的答案或提示,便于自學。但在实际教学过程中,存在教学内容重叠、课程容量过大、部分章节难度较大、学生积极性不高、课时安排不合理及学生创新力不足等问题。针对教学中存在的问题,课程组进行了相应的教学改革,取得了较好的教学效果。
1 理论和实践教学中存在的问题
1.1教学内容与其他课程内容重叠
《机电传动控制》课程是在大三下学期开设,选用的是邓钟星编著的《机电传动控制》第四版教材,该教材的部分内容与其他课程存在内容冲突的问题,有的章节学生已经学过,而有的章节学生即将要学习,如教材第九章可编程控制器部分在后续《可编程控制器》课程中有详细的论述,第十章电力电子学部分在《电工电子学》中已经详细学习过。虽然教材不同,但内容基本一致。在实际的教学过程中,这些部分内容的取舍比较困惑,应该说这些内容都是一个完整课程体系中的重要部分。
1.2部分教学内容难度偏大,学生的学习积极性不强
教材第十章电力电子技术的后半部分内容是电子类专业的学习内容,对于机械类的学生,如果没有良好的电子技术专业基础,学习起来非常困难;再如第十一和十二章的交直流传动控制系统的部分内容,如果没有控制类专业基础,理解起来有相当的难度;对于这些较难的教学内容,如果要让学生们都听懂并理解,则需要更多的课时量,这与有限的学时是矛盾的。
1.3教学方法和手段相对落后
过往的课堂理论教学都是以教师讲解为主,教学环节相对比较枯燥,缺乏师生互动和生生互动;而理论知识相对较抽象,若在授课过程中没有相关实物参照,则会影响教学效果。同时理论讲解的都是一些抽象的概念、繁琐的推导,与大学数学、大学物理和电工电子学等课程联系紧密。学生在学习的过程中,接触的都是原理图、公式和表格,普遍感觉理论与实际脱节,无法体验到这些理论知识对实际的机电传动系统的指导意义。
1.4实践课时偏少。实验主动性不够
本科生的实践动手能力一直以来为用人单位所担忧,以致就业市场上出现本科生不如专科生,专科生不如高职生的怪圈。因此当前必须把提高本科生实践能力和分析能力放在教学改革的首位。只有专业理论知识扎实,实践能力强的学生才会受到企业的青睐。该课程总学时数为56,其中理论教学44学时,实验12学时,从课时分布上看明显偏重理论教学。由于实验课时偏少,学生在实验课中只能掌握基本的操作程序,无法训练解决实际问题的能力。实验项目主要是验证性实验,每次做实验之前,学生不需要提前去思考、去设计实验内容和流程,学生只需要按照老师的讲解,照抄照搬地完成整个实验;这些都不利于培养学生的创新意识和创新能力。
1.5实验设备不能满足实验教学的需要
目前本课程的所有实验都是借助电气自动化学科的实验室完成的,且实验设备不能满足本课程的实践教学需求,一些必做的实验由于没有实验设备而取消,比如继电器接触器传动实验、步进电机传动控制实验和PLC控制机电传动控制实验等等。一些设备价格高,学科经费有限,难以装备实验室,学生无法在实验中体验到主流的机电传动控制技术,无法体验到工程实践的趣味性和成就感。
2 理论和实践教学改革探索
2.1合理安排理论教学内容
针对理论教学部分知识内容与其他课程内容重叠的现状,课程组对教学大纲进行修订,对教学内容进行调整,删减重叠部分知识的内容和课时量。对于这部分内容进行精简只要求学生掌握基础知识和重点内容,缩短理论课授课时间,把授课重点放在实际的应用实例。比如在讲解第十章电力电子技术时,只重点讲解整流电路和相关控制方法,并在后续的交直流传动控制系统章节中介绍其应用实例,使学生能很好的理解理论知识,让知识前后贯通,激发学生的学习积极性。
2.2改进教学方法,采用多媒体教学
机电传动控制课程教学中有电机的结构和动作原理,传动控制过程的讲解,如果仅仅利用黑板板书和口头表达很难理解,因此在教学中引入多媒体教学方式,利用图文并茂的课件,便于学生在课堂上的理解,提高学生的积极性。在备课时,注重收集与机电传动技术相关的图片、视频和flash动画。比如在讲解交直流电机结构和原理时,就采用工业现场电机的视频,虽然是90年代录制的视频,但是结构和原理都是一致的,学生在看完视频后对各种电机的结构和原理有了非常直观的认识。又如在讲解继电器接触器传动控制方法时,采用FLASH动画讲解,清晰直观地阐述继电器接触器传动系统中的顺序控制、定时控制、程序控制等控制方法,非常直观,一目了然。通过采用多媒体教学,有效地提高了教学效果。
2.3引入先进的教学管理平台
学校最新引进的“Blackboad LearningSystem”在线教学管理系统被广泛认为是业界领先的课程主导型管理系统,课程组不失时机的构建“机电传动控制”课程BB教学平台。平台以课程为中心集成网络“教”与“学”的环境:教师可以在平台上开设网络课程,学习者可以自主选择要学习的课程并进行课程内容学习。不同学习者之间以及教师和学习者之间可以根据教、学的需要围绕所教所学的课程进行讨论、交流,形成良好的专门针对教学内容的学术环境,为教师、学生提供了强大的施教和学习的网上虚拟环境。
本课程网站栏目的最大特点是互动性强,信息量大,包含了课程内容、交流讨论板、在线自我测试、作业和问卷调查等栏目,可以实现教师与学生的在线交流,内容更新与课堂教学同步,有效地解决了教学过程中缺乏师生互动和生生互动不够的问题。课堂教学录像、课件ppt、主题讨论和作业点评等栏目深受学生欢迎,一个学期试运行下来,效果明显,使教学平台真正发挥了辅助教学的作用。
2.4增加实验课时,加大实验设备投入
通过教学大纲的修订,将实验课的比重加大,理论课占38课时,实验课占18课时,实验课占总课时的32%。在现有实验设备的基础上,利用重点课程建设经费,购置各种交直流电机和步进电机控制系统,搭建拆装电动机实验和步进电机控制实验。优化实验流程和内容,编写课程实验指导书,在个别实验上让增加设计环节,使学生在验证原理的基础上对系统进行分析和设计,有利于学生加深对理论知识的理解和应用。
3 结语
作为一门实践性很强的课程,努力培养学生的综合应用能力、实际动手能力、工程设计和创新能力是重中之重的目标;在课堂教学中,不断鼓励学生参加课外科技和各项设计大赛,勇于实践,达到学以致用,学有所获。