基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的《機電傳動控制》課程教學改革方法研究

張浩強

摘要：《機電傳動控制》是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)中機電方向的核心課程。通過對教學方法和內(nèi)容改進，對實驗、實習的改進，以及對學生查閱資料、科研能力的培養(yǎng)，使學生學習積極性、實踐能力提高，更進一步促進了創(chuàng)新能力的提高，在各類大賽中獲獎。

關(guān)鍵詞：機電傳動控制；PLC；創(chuàng)新

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）19-0091-02

一、引言

《機電傳動控制》是本科院校機電類專業(yè)核心課程之一，課程內(nèi)容涉及很廣的基礎(chǔ)理論和實踐知識，包括動力學方程、電磁學、PLC、繼電器接觸器控制、電力電子學，電機拖動、交流調(diào)速與直流調(diào)速、變頻器。學生在掌握機、電、液理論知識，并能動手解決機電產(chǎn)品安裝、調(diào)試、故障排除等實踐問題后，提高學生的機電產(chǎn)品創(chuàng)新能力成為當前急需解決的又一難題。看懂PLC程序很容易，把現(xiàn)有的繼電器、接觸器按照電路圖或者安裝接線圈連接起來也很容易，一旦讓學生自己設(shè)計電氣控制電路，自己選擇電機、電器，編制程序，繪制安裝接線圖，做出一套完整的機電控制產(chǎn)品，學生便無從下手，缺乏自主創(chuàng)新能力。由此，使得整個課程的效果大打折扣，學生沒有充分掌握課程的整體知識，對于學生自身理論知識和體系的完善以及實踐技能的提升與掌握將會產(chǎn)生一定影響[1]。為了使學習富有創(chuàng)造力的學習，本人提出了一些自己的看法。

二、理論教學與實踐教學是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)

（一）多媒體技術(shù)的應(yīng)用

交流電機的定子由硅鋼片疊壓成一個整體固定在機座上，片與片之間是絕緣的，定子鐵芯的內(nèi)圓有定子槽，定子繞組分三個部份對稱放在定子鐵芯槽內(nèi)，用AX、BY、CZ表示。A、B、C是定子繞組的首端，X、Y、Z是定子繞組的末端。交流電動機的轉(zhuǎn)子分兩種，一種是繞線異步電動機，另一種是籠型異步電動機。定子三相繞組接入三相交流電源，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，從而帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。由于交流電機的結(jié)構(gòu)與工作原理較難理解，將交流電機的拆裝動畫，工作原理的動畫視頻與多媒體技術(shù)融合起來，使三相交流電源產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動活靈活現(xiàn)出現(xiàn)在學生面前，使學生看到三相交流電源對電動機產(chǎn)生的運動，激發(fā)學生對交流電與電機的興趣，使課堂變得豐富多彩。學生喜愛這門課程就會去思考，電動機怎么在多媒體上面只能向一個方向轉(zhuǎn)動，能順時針轉(zhuǎn)動，那如何讓電動機逆時針轉(zhuǎn)動呢？這樣學生的思路打開了，有創(chuàng)新的思維，解決的辦法就是對調(diào)三相交流電源中的任意兩項的順序就可以實現(xiàn)電動機的正反轉(zhuǎn)。在理論授課的最后10分鐘給學生留出一定的思考空間，讓每個學生根據(jù)本次課的內(nèi)容做經(jīng)驗小結(jié)并且和同學老師進行面對面的交流[2]。

（二）PLC仿真軟件與實驗教學的拓展

使學生熟悉三菱公司的FXGP/WIN—C軟件，會對仿真軟件的主界面中的菜單欄、工具欄、編輯區(qū)、狀態(tài)欄，功能鍵欄、功能圖欄、程序編輯等進行操作。熟悉梯形圖的編寫規(guī)則，會根據(jù)項目要求編寫梯形圖。通過PC-09編程電纜將計算機與實驗設(shè)備相連接，通過PLC菜單中的“寫入”將編制好的程序下載到PLC，通過在實驗設(shè)備上面的接線完成程序的調(diào)試以及運行監(jiān)控。學校的實驗設(shè)備大部份是模擬的，接線時并不經(jīng)過實際的三相交流電源，繼電器，接觸器，時間繼電器，熔斷器等，并且一個實驗箱只能完成8個特定的實驗，并且實驗較簡單，與工程實際問題相差較遠，學生實驗也僅能看到指示燈有變化，看不到更真實的程序驅(qū)動控制。為了使學生能夠做更真實的實驗，更好地發(fā)揮自己的創(chuàng)新能力，我們購買了FX2N-48MRPLC，交流電動機，CJ20J-10A、CJ20J-16A、CJ20J-25A接觸器，通電延時與斷電延時定時器，RL1系列熔斷器，學生編好程序后下載到PLC中，將220V電源接入PLC中，將380V電源接給三相交流電動機，通過PLC、繼電器接觸器控制電路完成自己開發(fā)設(shè)計的新程序，檢驗傳感器，行程開關(guān)等在實踐當中的具體應(yīng)用。在指導老師在場的情況下，動手接三相交流電，用萬用表測量三相交流電，克服了對實際電流的害怕心里，從心里真正喜愛上做實驗，敢于創(chuàng)新，完成自己的項目，做出富有創(chuàng)新的機電控制產(chǎn)品。

三、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)對老師與學生的具體要求

（一）對老師的具體要求

上課前要認真背課，多找一些實例，圍繞繼電器接觸器控制電路、PLC電路、直流電機、交流電機等具體設(shè)備，對原理圖，安裝接線圖制作相關(guān)動畫，使課程形象生動，調(diào)動學生學習的積極性，使學生除了在理論上有了解外，在實物上也有認識。學生掌握了相關(guān)的知識后，要加強對學生的引導，使學生能應(yīng)用所學的知識解決未知領(lǐng)域的能力，使學生有創(chuàng)新思維。課程快上完時，要安排課程設(shè)計，課程設(shè)計的核心內(nèi)容是綜合運用專業(yè)基礎(chǔ)知識對典型機電系統(tǒng)進行設(shè)計，培養(yǎng)學生的工程設(shè)計能力[3]。老師要開發(fā)出新實驗，如步進電機原理-單步運行實驗、三相鼠籠異步電動機的工作特性實驗、直流并勵電動機實驗，使學生由難到易一步步地學習。實驗室應(yīng)該全天開放，老師有時間就應(yīng)該在實驗室，保證每位同學有足夠的動手能力，能獨立完成實驗報告，為創(chuàng)新打下堅實的基礎(chǔ)。老師還應(yīng)該提出研究型課題，使學生開動腦筋提出相應(yīng)的解決方案，在對學生進行指導的時候，老師要成為學生的助手，給學生必要的幫助，當學生解決問題后，他們會很滿意，同時學生的創(chuàng)新能力也大大提高。最后老師要帶學生去珠三角、長三角的工廠實習，使學生多看一些生產(chǎn)機械的電氣控制工程圖紙，對電氣原理圖、電氣接線圖和電元件明細表能熟練的看懂。

（二）對學生的具體要求

學生中絕大多數(shù)在內(nèi)心想把《機電傳動控制》這門課程學好，上課前學生要主動預(yù)習教材內(nèi)容；上課的時候要積極的向老師提問，并做好筆記；下課后按時完成老師布置的作業(yè)，并復習鞏固。對于實訓操作，學生除了團隊合作完成一個項目外，要努力培養(yǎng)個人能力，爭取獨立完也實訓操作，努力提高自己的分析問題和解決總是的能力。同時學生要注重提高科研創(chuàng)新能力，拓展視眼，會查閱資料并解決科研當中出現(xiàn)在問題。學生應(yīng)該對學校圖書館當中的電子資源，CNKI中國知網(wǎng)、維普數(shù)據(jù)資源、萬方數(shù)據(jù)資源等會下載，并對學術(shù)論文，碩士畢業(yè)論文選擇創(chuàng)新點進行研究。對網(wǎng)上的百度文庫里面的相關(guān)資源進行下載，提取自己所需的內(nèi)容。學生還應(yīng)該有獨立的精神，不依賴環(huán)境和他人，自己判斷和解決問題。學生還應(yīng)該有敏銳思維，去偽存真，獲得新的知識。學生還應(yīng)該有良好的綜合素質(zhì)，對《機電傳動控制》課程了解外，還要精通本專業(yè)的其他知識和技能，會在不同學科之間合理整合，現(xiàn)知識的正向遷移和內(nèi)化，促成創(chuàng)新成果的形成。且需具備過硬的生理素質(zhì)和心理素質(zhì)，有利于創(chuàng)新活動的持久性和延續(xù)性。

四、創(chuàng)新型人才應(yīng)取得的成果

學生通過對《機電傳動控制》課程的努力學習，對各種資源的獲取，以及學校、老師的大力支持，學生要參加省級，國家級的科技創(chuàng)新與機電類的競賽，學生能運用所學知識，開發(fā)設(shè)計出新產(chǎn)品，在大賽當中獲得名次。學校也應(yīng)該舉辦PLC編程大賽，使學生熟練運用歐姆龍PLC、三菱PLC、西門子S7-200參加比賽，并能解決比賽中的各種難題。通過《機電傳動控制》課程的學習，學生垃圾分類筒、自動翻書機等新產(chǎn)品，并在廣西教育廳大賽中獲獎。

五、結(jié)語

《機電傳動控制》的教學內(nèi)容要不斷更新，走在專業(yè)發(fā)展前沿。學校鼓勵老師多做科研，增強老師的綜合能力，以將更多的知識傳授給學生。企業(yè)為學生提供頂崗實習崗位，使學生更多了解企業(yè)產(chǎn)品。通過對教材內(nèi)容的創(chuàng)新和實驗內(nèi)容的更新，激發(fā)學生對課程的興趣，增強學生的創(chuàng)新能力，學生通過學校學習，工廠實踐，為成為創(chuàng)新型人才打好基礎(chǔ)。創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展的動力，創(chuàng)新能力強的學生，將廣受用人單位的歡迎，并為將來拿到高薪做好了淮備。

參考文獻：

[1]舒宇.《機電傳動與控制》實踐教學改革研究[J].教育教學，2012，（04）：6.

[2]白巖，孫蓓.《機電傳動控制》課程教學的研究與改進[J].教育教學論壇，2014，（37）：210.

[3]范勇，吳姝芹.“機電傳動控制”課程教學改革實踐與體會[J].科技信息，2013，（15）：58.