運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程改革的探討

摘要：新工科對(duì)應(yīng)的新興產(chǎn)業(yè)對(duì)傳統(tǒng)專業(yè)的人才培養(yǎng)、教學(xué)實(shí)踐等都提出了升級(jí)改造的新要求。按照工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，將理論教學(xué)、虛擬仿真和實(shí)踐教學(xué)結(jié)合，探尋運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程建設(shè)、改革新思路。

關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng);新工科;工程教育認(rèn)證;虛實(shí)結(jié)合

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）52-0118-02

高等工科院校各專業(yè)開展工程教育專業(yè)認(rèn)證，是響應(yīng)教育部號(hào)召，提升高等教育質(zhì)量，推進(jìn)工程教育國際互認(rèn)的重要舉措[1]。而隨著未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)的建設(shè)和發(fā)展，在新工科背景下，積極探索產(chǎn)學(xué)融合、校企合作、對(duì)外合作三位一體的服務(wù)地方發(fā)展道路，是建設(shè)“親產(chǎn)業(yè)、開放式、國際化”的高水平應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的大勢(shì)所趨[2]。作為自動(dòng)化、電氣工程等專業(yè)核心課程的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，如何在兼顧傳統(tǒng)理論教學(xué)和常規(guī)實(shí)踐教學(xué)方法的同時(shí)，順應(yīng)智能制造和新工科對(duì)傳統(tǒng)專業(yè)提出的教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)改革要求[3]，從“工程教育專業(yè)認(rèn)證”的視角研究工程人才培養(yǎng)方式[4]，踐行“應(yīng)用型、親產(chǎn)業(yè)”的辦學(xué)理念，開啟新工科形勢(shì)下的產(chǎn)學(xué)融合2.0新模式，成為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程教學(xué)建設(shè)重點(diǎn)思考的問題。

一、課程建設(shè)目標(biāo)

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程主要講授交、直流電動(dòng)機(jī)為對(duì)象的調(diào)速運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制理論和控制規(guī)律，以提高電能利用效率及運(yùn)動(dòng)控制品質(zhì)的一門專業(yè)主干課程。通過課程的學(xué)習(xí)及相應(yīng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練，使學(xué)生了解并掌握各類交、直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和性能指標(biāo)，著重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的綜合分析能力和工程設(shè)計(jì)能力，從而掌握現(xiàn)代交、直流調(diào)速控制系統(tǒng)的控制理論和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，具備一定的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)建模和運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真輔助設(shè)計(jì)能力，為今后從事專業(yè)工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

課程達(dá)成度對(duì)應(yīng)工程教育認(rèn)證的畢業(yè)要求的二級(jí)指標(biāo)點(diǎn)，如表1所示。

二、課程改革主要內(nèi)容

1.標(biāo)準(zhǔn)約束，探尋合適的教學(xué)改革。作為自動(dòng)化、電氣工程等專業(yè)的專業(yè)必修課程之一，《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》課程按照教育部工程教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)照專業(yè)畢業(yè)要求，規(guī)范課程教學(xué)指標(biāo)點(diǎn)，合理取舍教學(xué)內(nèi)容，建立較為清晰的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)理念。從直流調(diào)速運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開始，輔助以計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)和先進(jìn)控制算法等的穿插介紹，由淺入深，建立起直流調(diào)速系統(tǒng)、變頻調(diào)速系統(tǒng)和控制系統(tǒng)仿真技術(shù)為主要內(nèi)容的新的教學(xué)體系，其主要教學(xué)模塊如下頁表2所示。

并引導(dǎo)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的逐步深入的了解，掌握交直流調(diào)速運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念、數(shù)學(xué)建模分析，進(jìn)而形成對(duì)交直流調(diào)速的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的組成、原理、系統(tǒng)分析、工程設(shè)計(jì)等有更加直接的、立體的認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生建立起對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、工程應(yīng)用的較為清晰的、系統(tǒng)性的分析和應(yīng)用。達(dá)到了課程內(nèi)容、學(xué)生掌握程度和畢業(yè)要求達(dá)成度的直觀聯(lián)系、體現(xiàn)。

2.虛實(shí)結(jié)合，拓展有限的教學(xué)空間。針對(duì)課程“綜合性、實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)”的特點(diǎn)，結(jié)合工程教育認(rèn)證和新工科對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，在課程建設(shè)和改革過程中，借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和多媒體教學(xué)工具，將控制領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)仿真軟件與課程的教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，彌補(bǔ)常規(guī)實(shí)驗(yàn)裝置在教學(xué)中的不足，構(gòu)筑循序漸進(jìn)的“四層次四結(jié)合”的立體化虛擬實(shí)踐教學(xué)體系，如圖1所示。設(shè)計(jì)階段性虛擬仿真實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，減少了有限課時(shí)、硬件設(shè)備對(duì)教學(xué)效果的束縛，擴(kuò)展教學(xué)空間，讓學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)有更直觀的接觸，對(duì)抽象的概念有更深入的理解，培養(yǎng)系統(tǒng)性的工程設(shè)計(jì)能力。

3.效果導(dǎo)向，整合有效的教學(xué)素材。結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展變化，科學(xué)規(guī)劃課程學(xué)時(shí)，合理取舍教學(xué)內(nèi)容。選用經(jīng)典教材作為課程教學(xué)內(nèi)容的主要來源，適當(dāng)引入同類教材、相關(guān)參考資料的教學(xué)素材。同時(shí)，以學(xué)科競(jìng)賽、科研項(xiàng)目等帶動(dòng)教學(xué)過程。通過各類大學(xué)生設(shè)計(jì)大賽、大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，為自動(dòng)化、電氣工程等專業(yè)學(xué)生提供能力提升的機(jī)會(huì)，促進(jìn)課程的建設(shè)和發(fā)展。并結(jié)合課程建設(shè)進(jìn)程，利用多媒體技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方便快捷的渠道，積極主動(dòng)更新教學(xué)手段。利用校企建設(shè)的有利資源，與ABB電氣傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司合作教材建設(shè)，更新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和配套實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。為學(xué)生實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)，拓展教學(xué)資源。

三、結(jié)束語

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程教學(xué)建設(shè)和改革對(duì)標(biāo)工程教育認(rèn)證和新工科對(duì)傳統(tǒng)專業(yè)的要求，有針對(duì)性地將該課程的理論教學(xué)、仿真環(huán)節(jié)和實(shí)踐課程有機(jī)地結(jié)合在一起，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的逐步深入的了解，進(jìn)而形成對(duì)交直流調(diào)速的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的組成、原理、系統(tǒng)分析、工程設(shè)計(jì)等有更加直接的、立體的認(rèn)識(shí)，建立對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、工程應(yīng)用的較為清晰的、系統(tǒng)性的工程設(shè)計(jì)理念。通過在專業(yè)調(diào)研、課程建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、素材整理、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面不斷探索和實(shí)踐，極大地推動(dòng)了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程教學(xué)改革的步伐。

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