1、機電控制技術課程教學改革的探索“機電控制技術”是南京工業職業技術學院機電一體化專 業群的核心平臺課程 , 涵蓋機電一體化技術、物流機械自動化、 數控設備應用與維護 3 個專業,是學院重點改革和建設的系列課 程之一 , 通過這一課程的學習 , 培養學生掌握機電控制系統基礎 知識,具有機電控制系統安裝、 調試、應用的基本技能 , 使學生具 備機電控制系統的認識能力 ,機電控制系統模塊的應用能力 , 機 電控制系統的分析能力 , 自動控制的基本規律及調節器的使用能 力,單回路控制系統的應用設計能力 , 典型控制系統解剖分析 ,輸 入裝置及人機界面接口的應用能力。然而 , 原有的機電控制技術教學內容和

2、方式難以適應人才培養目標的要求 , 進行相應的教學改革成為必然。1 調整授課內容 “機電控制技術”自南京工業職業技術學院開設機電一體 化技術專業以來 ,一直開設這門主要專業平臺課程 ,在20世紀 90 年代末期 ,機電控制技術的教學內容 , 是以自動控制理論為主體 , 增加了典型機電控制系統。自動控制理論部分 , 根據高職學生的 文化理論基礎 , 將本科課程控制工程基礎理論知識適當降低 難度 ,主要闡述經典控制理論的有關基本概念、基本原理、基本 分析方法和設計校正方法。 典型機電控制系統部分主要闡述機電 控制中常用的單片機、PLC控制系統。2003年，單片機技術、PLC控制技術、機床數控技術在

3、機電一體化專業課程體系中以課程的 形式出現 , 機電控制技術課程不宜過多涉及上述技術的內容。根 據學院當時機電一體化專業課程體系構建的要求 , 我們增加了典 型過程控制的案例及變頻調速的內容 , 以補充講義的形式進行授 課。由于各高職院機電一體化專業方向不同, 在課程內容的整合上, 意見不太統一 ,一直沒有適合我院學生使用的正規出版教材。本課程的實驗環節和教材的內容也不十分相符。 實驗內容主 要是電力電子方面的內容 , 主要包括單相交流調壓電路、三相半 波整流電路和三相異步電動機變壓變頻調速等方面的內容 , 幾乎 沒有涉及到機電控制系統理論、 系統調節和校正方面的內容。 實 驗內容常常作為教學

4、的一個組成部分在授課期間穿插三次到四 次基本實驗 ,學生學完機電控制后 ,對實驗的內容比較模糊 , 控制 原理的內容仍然是停留在課本上 , 一些概念和結論仍然感覺比較 抽象,缺少感性認識。 為了改變這種情況 , 我們對機電控制技術課 程內容進行了調整和優化。1.1 理論知識與實驗內容的統一長期的機電控制技術的課程授課，實驗內容也就34次,實 驗內容主要是電力電子方面的內容 , 主要包括單相交流調壓電 路、整流電路、變壓變頻調速和PLC基本指令應用等方面的內容， 幾乎沒有涉及到機電控制系統理論、系統調節和校正方面的內 容。理論中的四分之三的重點內容 , 在實際的操作環節中無法體 現, 一些同學在

5、長期的理論學習中由于不能較好地與實際應用相 結合 ,會對理論性過強的學習過程產生厭倦 ,既不利于學生的學 習熱情 , 也不利于學生理論與實踐相結合的專業技能的發展。因 此 , 在這次教學改革中 , 將理論教學和實驗教學融合在一起 , 借助 Matlab 軟件,將所學課程中那些抽象、枯燥的公式、定理 , 以及 難以理解、分析的對象模型、工程系統轉變成形象直觀的曲線、 圖像 ,從而提高學習效率 ,加深對專業知識的理解。 按照二比一的 理論和實驗的開課比例 , 學生在學習完微分方程和傳遞函數建模 以后,接著就講解用 Matlab 和 Simulink 建立系統模型和求取相 關框圖的傳遞函數的方法 ,

6、 然后讓學生用裝有 Matlab 軟件的 PC 機做計算機仿真實驗 , 使用這種教學方法 , 學生感覺不再是孤立 的理論 , 而是理論和實踐有機的結合 , 并將此方法貫穿了整個課 程的教學中 , 在內容上做到理論中的各個章節的重點內容都開設 實驗和操作。除了實驗外 ,還單獨開設了機電控制綜合實訓環節 , 進一步提高學生實際動手解決問題的能力。1.2 理論教學和實驗教學內容的編排 在教學內容方面 , 針對理論內容和實驗內容如何能相互配合 最好的體現控制理論的知識 , 我們適當地調整并優化課程內容。 教學中 , 對經典控制理論內容進行篩選 , 實用價值不大的知識點 則少講或完全刪除 ,增加了 Ma

7、tlab 應用的基本知識。 典型機電控 制系統部分主要闡述機電控制中常用的單片機、PLC的基本組成、工作原理、 基本指令和典型應用實例。 經過調整和優化后的課程 主要教學內容如下 :通過教學內容的重新組織和編排 , 將理論和實際有機的結合 在一起,借助 Matlab 仿真實驗 ,可以輕而易舉地將所學課程中那 些抽象、枯燥的公式、定理 , 以及難以理解、分析的對象模型、 工程系統轉變成形象直觀的去向、圖像 , 解決了教師難教學生怕 學的難題 , 從而提高學習效率 , 加深對專業知識的理解。2 改進教學方法由于理論教學和實驗教學合二為一 , 因此在教學方法上也必 須進行改革。首先,在教學中采用多媒

8、體在計算機房授課方式 , 教師講授 相應的理論知識和實驗方法后 , 盡可能直接用 Matlab 及其 Simulink 操作為主要方法 , 進行分析 , 讓學生增強感性認識 ; 演示 單片機和PLC的操作方法和編程軟件的使用，讓學生掌握簡單的 編程和調試方法。第二, 改變單一驗證性的實驗的按部就班方式 , 在實驗內容 的安排順序上由簡單到復雜 , 由驗證性實驗到設計性實驗 , 由淺 入深,循序漸進 ,加強學生解決實際問題的能力。第三, 在教學中激發學生的主動性 , 注重教與學的互動 , 邊講 邊練。教師只講基本的操作方法 , 學生獨立完成實驗 , 并對實驗進 行結果分析 , 得到自己的結論。第

9、四 , 采用網絡教學。在傳統教學中 , 基本上是布置作業 , 學 生在下面是否自己獨立完成的 , 老師無法知道。而采用網絡教學 法后,學生在學習新內容時 , 要先登錄到網站 , 預（下轉 232 頁）（ 上接 231頁）習相關知識 ,并完成必要的習題 , 否則不能進入 下一環節的學習 , 學習過程和習題的完成情況計入考試成績。這 樣既督促學生認真完成每次的作業 , 提高學習效率 , 又能有效解 決課時少教學內容多的矛盾。3 改革考核方式傳統的考核方式 ,沒有將實驗操作納入其中 , 為此, 我們對考 核方式做了調整。首先我們調整了考核內容。 考核內容主要由實驗、 理論知識 和課內大作業 3個組成

10、部分 ,比例分別為 30%、50%和 20%。其次采用多種形式的考核方式 , 主要采用的考核方法有以下 幾種:1. 課堂提問 , 并紀錄成績。 課堂提問是課堂教學中必不可少的一種教學環節。 每次上課 之前以及授課的過程中 , 插入對上一次課程內容及講授內容的針 對性的提問 , 并且記錄提問成績作為理論知識考核成績的一部 分。2. 對實踐性內容靈活考核。例如在大作業環節中 , 注重不同學生掌握本門課程不同方面 的深度不同 ,鼓勵學生發揮自己的專長 ,查閱文獻 ,自選與控制系 統仿真有關的命題 ,評分標準既有一定的基本要求 , 也體現尊重 學生的原則 , 這樣 , 在達到課程基本要求的同時有助于發揮學生 的特點。3. 增加課前預習情況的考核 , 提高課堂教學質量。 由于采用網絡教學 , 可以將學生課前學習過程和習題的完成 情況計入考試成績。這樣能督促學生課前預習 , 提高聽課效率。這種成績評定形式改變了一考定終身的考核制度 , 調動了學 生的學習積極性 , 減輕了學生考試的負