以數(shù)控機(jī)床為主線的“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程教學(xué)與實(shí)踐

1、以數(shù)控機(jī)床為主線的“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程教學(xué)與 實(shí)踐受科學(xué)技術(shù)發(fā)展、 社會(huì)改革的壓力， 高等教育亟須研究大學(xué) 生專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)與就業(yè)市場(chǎng)的匹配度問(wèn)題。 基于此研究者提出了 按照“技術(shù) +特色 +創(chuàng)新”設(shè)置專業(yè)方向課程， 從強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生綜合 能力的培養(yǎng)、 密切聯(lián)系產(chǎn)業(yè)出發(fā)， 研究基于典型設(shè)備的“機(jī)電傳 動(dòng)控制”課程教學(xué)內(nèi)容體系和教學(xué)方法。一、機(jī)電專業(yè)課程概述 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專業(yè)課程都與工程實(shí)際緊密相連， 其特 點(diǎn)是都可以以某一典型產(chǎn)品為主線， 介紹課程的基本概念、 原理、 元件的結(jié)構(gòu)功能、 系統(tǒng)應(yīng)用及典型產(chǎn)品。 教師可以根據(jù)課程的具 體要求選擇一個(gè)或幾個(gè)典型機(jī)電產(chǎn)品作為主線介紹課程內(nèi)容， 并 結(jié)合

2、工程實(shí)際講解本課程理論在典型產(chǎn)品中的應(yīng)用情況。 下面以 “機(jī)電傳動(dòng)控制”課程的教學(xué)與實(shí)踐為例， 介紹以典型產(chǎn)品為主 線的教學(xué)體系與教學(xué)過(guò)程。二、“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程教學(xué)體系 作為機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專業(yè)的主要課程之一的“機(jī)電傳 動(dòng)控制”是一門應(yīng)用性和專業(yè)性極強(qiáng)的課程。 如何在一門課程中 使學(xué)生了解機(jī)械設(shè)備所涉及的大部分控制內(nèi)容， 是我們要詳細(xì)討 論的問(wèn)題?！皺C(jī)電傳動(dòng)控制”教材主要以原工廠電氣控制為 藍(lán)本，以普通機(jī)床控制為對(duì)象介紹繼電一電接觸器控制、PLC控 制、電機(jī)原理等內(nèi)容。 為使該課程能適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和課程 體系的完善要求， 選擇數(shù)控機(jī)床作為教學(xué)對(duì)象， 結(jié)合數(shù)控機(jī)床所 涉及的控制知識(shí)，

3、在教學(xué)大綱中新編入伺服電機(jī)原理、 變頻器原 理和數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)， 力圖以系統(tǒng)的觀點(diǎn)和統(tǒng)一的框架講授機(jī) 電傳動(dòng)控制課程， 并以數(shù)控機(jī)床為對(duì)象揭示各種控制技術(shù)的內(nèi)在 聯(lián)系和統(tǒng)一關(guān)系。 該教學(xué)內(nèi)容體系旨在教學(xué)內(nèi)容和方法與產(chǎn)業(yè)發(fā) 展同步，以培養(yǎng)適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的合格的工程人才為目標(biāo)。課程內(nèi)容優(yōu)化是高等教育課程改革的重要內(nèi)容， 關(guān)系到高校 的教育教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。 工程技術(shù)專業(yè)需要融合各專業(yè) 技術(shù)知識(shí)，使各個(gè)階段所學(xué)習(xí)內(nèi)容連貫統(tǒng)一。因此，在實(shí)施方面 需要對(duì)機(jī)電傳動(dòng)控制課程內(nèi)容進(jìn)行合理的組織， 內(nèi)容涵蓋在機(jī)電 控制領(lǐng)域工作所必須掌握的各相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)。 根據(jù)教學(xué)大綱 中培養(yǎng)目的及課程需求， 安排合適

4、的學(xué)習(xí)單元。 各個(gè)學(xué)習(xí)單元要 以真實(shí)工作任務(wù)及典型的工作過(guò)程為依據(jù)， 開(kāi)發(fā)能力主題學(xué)習(xí)單 元，考慮各能力單元之間的邏輯、遞進(jìn)關(guān)系，對(duì)主題學(xué)習(xí)單元進(jìn) 行序化并實(shí)施，最終達(dá)到課程的教學(xué)目標(biāo)。三、作為典型機(jī)電產(chǎn)品的數(shù)控機(jī)床課程內(nèi)容及過(guò)程目前許多機(jī)電傳動(dòng)控制課以介紹繼電器、PLC控制為主，經(jīng)過(guò)多年工程設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)踐活動(dòng)， 必須以機(jī)械行業(yè)經(jīng)常用到的數(shù)控 機(jī)床的控制技術(shù)為研究對(duì)象，來(lái)增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)用性， 切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。1. 數(shù)控機(jī)床知識(shí)結(jié)構(gòu)分析。數(shù)控機(jī)床是一個(gè)典型的機(jī)電產(chǎn) 品，主要包括機(jī)床結(jié)構(gòu)、機(jī)床控制兩大部分，其中機(jī)床結(jié)構(gòu)的相 關(guān)內(nèi)容在本專業(yè)的前期和后期課程中講解。 以前對(duì)于該專業(yè)學(xué)生

5、開(kāi)設(shè)了機(jī)電傳動(dòng)控制、傳感器技術(shù)、機(jī)電接口技術(shù)，但沒(méi)有介紹 伺服驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)、變頻器技術(shù)、數(shù)控控制技術(shù)，應(yīng)將伺服驅(qū)動(dòng) 控制技術(shù)、變頻器技術(shù)、數(shù)控控制技術(shù)編入機(jī)電傳動(dòng)控制教材中， 使得機(jī)電傳動(dòng)控制教材內(nèi)容更加完善、合理和統(tǒng)一。2. 分解數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)內(nèi)容。 將數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)分解為 四大模塊，數(shù)控機(jī)床的常規(guī)控制內(nèi)容融入繼電接觸器和PLC控制章節(jié)內(nèi)容中， 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸控制融入伺服驅(qū)動(dòng)控制章節(jié)內(nèi)容 中，數(shù)控機(jī)床的NCK組態(tài)等融入數(shù)控控制技術(shù)章節(jié)中，數(shù)控機(jī)床模擬主軸控制融入變頻器控制章節(jié)中（見(jiàn)下圖）。在講授課程內(nèi) 容時(shí)，先講授理論內(nèi)容， 再以數(shù)控機(jī)床的相關(guān)控制部分作為實(shí)例 進(jìn)行講解，并在課程結(jié)束前

6、做系統(tǒng)的介紹。四、“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程的教學(xué)方法和手段1. 將原有知識(shí)整合進(jìn)新課程。 機(jī)電傳動(dòng)控制課程講授前已經(jīng) 講授了機(jī)械、電子、液壓等方面的基礎(chǔ)課程，這些課程內(nèi)容相對(duì) 獨(dú)立， 但都與機(jī)電傳動(dòng)課程有著密切相關(guān)的聯(lián)系， 這就要求教師 在講授該課程時(shí)能將各課程相關(guān)內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)， 將所學(xué)知識(shí)前后 貫穿，融于一個(gè)教學(xué)內(nèi)容之中。2. 以模塊方式講解相關(guān)電氣元件。 機(jī)電傳動(dòng)課程是為機(jī)械類 專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門電氣控制類課程， 在講授時(shí)應(yīng)將電氣元件看成為 黑匣子，只講授電氣元件的輸入、輸出及工作原理，使學(xué)生知道 如何設(shè)計(jì)、使用該元件，為培養(yǎng)系統(tǒng)集成工程師做充分的準(zhǔn)備。 教學(xué)采用實(shí)物講解、師生互動(dòng)討論、實(shí)例分析、

7、啟發(fā)教育等多種 方式傳授工程理念， 培養(yǎng)學(xué)生成為機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程的維 護(hù)或設(shè)計(jì)應(yīng)用型人才。 講授內(nèi)容理論聯(lián)系實(shí)際， 以典型實(shí)際機(jī)電 工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)為導(dǎo)向， 使學(xué)生把專業(yè)知識(shí)與真實(shí)的產(chǎn)品研發(fā) 實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。3. 課后教學(xué)延伸。 在講授機(jī)電傳動(dòng)課程內(nèi)容時(shí)， 課上如遇到 相關(guān)的技術(shù)知識(shí)就及時(shí)給同學(xué)布置課外查詢作業(yè)， 并在下次課上 用十分鐘時(shí)間與同學(xué)交流，并將同學(xué)的講述情況記入平時(shí)成績(jī)。 如講授電機(jī)啟動(dòng)停止控制電路時(shí)，就將與電機(jī)有關(guān)的電機(jī)系列、 電機(jī)功率、 電機(jī)電流估算、 所用電纜等內(nèi)容布置給同學(xué)作為課外 作業(yè)。通過(guò)查閱大量與機(jī)電傳動(dòng)控制工程相關(guān)資料， 學(xué)生在工程 技術(shù)的應(yīng)用上得以訓(xùn)練并能感受

8、真實(shí)的工程環(huán)境。4. 課內(nèi)外實(shí)驗(yàn)與仿真。 將實(shí)際的工程環(huán)境引入教學(xué)環(huán)境， 采 用多媒體、實(shí)物、錄像來(lái)展示其原理技術(shù)，并對(duì)新技術(shù)補(bǔ)充；教 師在課堂上通過(guò)工業(yè)案例的講解仿真， 對(duì)所學(xué)的全部知識(shí)進(jìn)行匯 總和整理， 不斷強(qiáng)化核心知識(shí)的應(yīng)用和掌握， 學(xué)生可在課后根據(jù) 作業(yè)情況進(jìn)行PLC的程序編制與仿真，同時(shí)注重周邊相關(guān)科學(xué)技 術(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí)和積累。總之，提出了“少教多學(xué)”“少說(shuō)多練”“工業(yè)案例”“項(xiàng) 目導(dǎo)入”的教學(xué)方法和策略， 營(yíng)造實(shí)際的工程環(huán)境， 在潛移默化 中增進(jìn)學(xué)生的智慧、自信與分析能力，充分利用教學(xué)資源，優(yōu)化教學(xué)效果。通過(guò)機(jī)電傳動(dòng)控制課程的教學(xué)建設(shè)與改革，在課程的教學(xué)大綱、教材、課件、教案、習(xí)題庫(kù)等方面時(shí)時(shí)更新，形成了 一套成熟的質(zhì)量保證體系，