南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 葛 輝 周 軍 周香珍

1.前言

電氣工程和自動化專業(yè)，為適應(yīng)社會和技術(shù)發(fā)展的需求，現(xiàn)開設(shè)了運動控制技術(shù)相關(guān)課程—《電力拖動自動控制系統(tǒng)》，在課堂的理論教學(xué)中，運動控制技術(shù)是指包括直流調(diào)速、交流調(diào)速和伺服系統(tǒng)三個部分的理論知識。其中，直流調(diào)速主要包括單閉環(huán)、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和以全控型功率器件為主的直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)；交流調(diào)速主要包括基于異步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)模型的調(diào)速系統(tǒng)、基于異步電動機(jī)動態(tài)模型的高性能調(diào)速系統(tǒng)以及串級調(diào)速系統(tǒng)；伺服系統(tǒng)則包括直、交流伺服系統(tǒng)的性能分析與動態(tài)校正等內(nèi)容[1]。該內(nèi)容理論性較強(qiáng)，且知識點較零散，系統(tǒng)性較弱。

而在實際的工程應(yīng)用過程中，單純的交直流調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)較少，更多的是采用運動控制系統(tǒng)的形式，在系統(tǒng)中主要采用PC機(jī)和板卡及驅(qū)動器結(jié)合，驅(qū)動電機(jī)及其連接的機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按照點位和速度要求，控制電機(jī)帶動機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作；或者采用PLC和變頻器，結(jié)合相關(guān)總線協(xié)議，完成既定位置、速度、過程、動作邏輯的控制，更多的算法和控制是在高性能的微處理器中進(jìn)行[2]。

運動控制系統(tǒng)是融合機(jī)械、電氣、控制、計算機(jī)等多學(xué)科知識于一體的復(fù)雜系統(tǒng)，具有綜合性、工程性強(qiáng)的特點。應(yīng)用廣泛，技術(shù)難度較大，所以在教學(xué)過程中，必須做好規(guī)劃，在人才培養(yǎng)定位，知識體系的搭建，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實施等多個方面進(jìn)行全方位的把握，這樣才能保證這門課程的教學(xué)效果。

2.人才培養(yǎng)目標(biāo)定位

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃（2010—2020年）》中指出，高等教育要“牢固確立人才培養(yǎng)在高校工作中的中心地位，著力培養(yǎng)新年執(zhí)著、品德優(yōu)良、知識豐富、本領(lǐng)過硬的高素質(zhì)專門人才和拔尖創(chuàng)新人才”，“把促進(jìn)人的全面發(fā)展、適應(yīng)社會需要作為衡量教育質(zhì)量的根本標(biāo)準(zhǔn)”[3]。

明確人才培養(yǎng)目標(biāo)定位，在明確課程地位的基礎(chǔ)上要做好課程性質(zhì)、課程任務(wù)、教學(xué)目標(biāo)等幾個方面的細(xì)化工作。一所民辦性質(zhì)的三本院校，學(xué)生的基礎(chǔ)相對薄弱，因此，在一些偏理論，且理論難度較大的環(huán)節(jié)和知識點的設(shè)置上需要相應(yīng)減少，在重能力、輕理論方面做出特色。學(xué)院提出以“現(xiàn)場工程師”作為人才培養(yǎng)的最終目標(biāo)，落實到運動控制這門專業(yè)課程中，就是要培養(yǎng)能夠在現(xiàn)場解決各種交、直流調(diào)速，運動板卡控制的設(shè)備，多軸聯(lián)動數(shù)控設(shè)備等環(huán)境下遇到的技術(shù)問題。能夠在上述場合遇到的問題中，分析、定位好問題所在，提出問題解決方案，技術(shù)路線清晰、科學(xué)，實用性強(qiáng)。

3.深化課程體系改革，突出實踐創(chuàng)新環(huán)節(jié)

在對教材內(nèi)容的熟練把握的基礎(chǔ)上，根據(jù)教育教學(xué)的規(guī)律和本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，對課程教材進(jìn)行篩選和過濾，并查閱其他相關(guān)資料，針對新的知識點和新的應(yīng)用對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步的補(bǔ)充和完善。阮毅、陳伯時教授主編《電力拖動自動控制系統(tǒng)—運動控制系統(tǒng)》從直流調(diào)速系統(tǒng)、交流調(diào)速系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)三個部分的理論研究，故應(yīng)適當(dāng)增加實踐內(nèi)容的選取，刪減比較難于理解的、理論性較強(qiáng)的知識點。鄭魁敬編著的《運動控制技術(shù)及工程實踐》一書彌補(bǔ)了上述教材理論較強(qiáng)，與實踐差距較大的不足，從技術(shù)基礎(chǔ)、技術(shù)開發(fā)、實踐應(yīng)用三個部分詳細(xì)的介紹了在實際的實踐工程中所用到的運動控制技術(shù)和運動控制系統(tǒng)。該教材主要從工程實踐應(yīng)用的角度介紹現(xiàn)了在市場上應(yīng)用較多的幾種運動控制板卡，以及根據(jù)這些板卡形成的典型應(yīng)用系統(tǒng)，實踐性較強(qiáng)，但是理論部分介紹較少。因此，采用《電力拖動自動控制系統(tǒng)—運動控制系統(tǒng)》一書為主，《運動控制技術(shù)及工程實踐》為參考材料，結(jié)合運動控制常規(guī)實驗和運動控制創(chuàng)新實驗，進(jìn)行該門課程的教育教學(xué)工作。

實驗室建設(shè)在獨立學(xué)院有著特殊的意義和地位[4]，是學(xué)院彰顯自身特色、提升學(xué)校內(nèi)涵建設(shè)層次、增強(qiáng)學(xué)院綜合實力和競爭力的重要環(huán)節(jié)[4]。現(xiàn)在運動控制常規(guī)實驗課程都已設(shè)置，其只能完成層次教學(xué)中的課內(nèi)實驗和課程設(shè)計部分。為實現(xiàn)更高層次的分級教學(xué)和更好地的實施和推廣CDIO工程改革，能夠適應(yīng)以項目為依托的實驗室的設(shè)置就尤為重要了。因此在學(xué)院工程訓(xùn)練中心建成之際，設(shè)置運動控制創(chuàng)新實驗室，該實驗室完成除上述的交直流調(diào)速系統(tǒng)外，可以為學(xué)生在大學(xué)生創(chuàng)新課題、畢業(yè)設(shè)計、大學(xué)生競賽等環(huán)節(jié)提高平臺，同時負(fù)責(zé)教師可以在這個平臺進(jìn)行科研工作，提升教師的能力，反哺教學(xué)。

4.采用項目引入機(jī)制進(jìn)行分級教學(xué)

運動控制系統(tǒng)可以是一個很小的系統(tǒng)，也可以是一個非常龐大的系統(tǒng)，因此針對系統(tǒng)的大小，我們可以從課堂實驗、課程設(shè)計、課程群項目設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等多個環(huán)節(jié)分級別，分層級進(jìn)行教學(xué)和訓(xùn)練，逐漸提高學(xué)生的理論和實踐相結(jié)合的能力。

在運動控制系統(tǒng)課程中，按照教學(xué)大綱的設(shè)置，安排了8個學(xué)時的實驗環(huán)節(jié)，隨著工程中心運動控制創(chuàng)新實驗室的建立，實踐環(huán)節(jié)將會提高到20個學(xué)時，使其占到整個課程安排的40%，今后可能會視情況適當(dāng)增加和減少實踐環(huán)節(jié)的比重；同時，按照CDIO模式在我們專業(yè)開展的模式，將在運動控制系統(tǒng)及其相關(guān)課程組成的課程群中，設(shè)置課程設(shè)計小項目，項目開展時間初步定為1周，然后就進(jìn)行情況適當(dāng)調(diào)整；最后就是在畢業(yè)班開設(shè)綜合程度較高的運動控制系統(tǒng)相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計課堂。

5.總結(jié)

通過以上幾個步驟的改革和實踐，我們不僅可以完成職業(yè)教育，培養(yǎng)應(yīng)用型人才，同時也可以提升專業(yè)的內(nèi)行建設(shè)，提升人才培養(yǎng)的層次和質(zhì)量。經(jīng)過上述的改革和調(diào)整，在專業(yè)課程的教育的過程中，構(gòu)建“厚基礎(chǔ)，強(qiáng)專業(yè)”的課程模式[5]，打造出特色，才能彰顯出學(xué)科的特色，進(jìn)而形成學(xué)院的特色，這才是我們獨立安身立命之本、發(fā)展之源。

[1]鄭魁敬,高建設(shè).運動控制技術(shù)及工程實踐[M].中國電力出版社,2009,6.

[2]韓映麗.高校開放式實驗教學(xué)的探索與思考[J].甘肅科技,2009(8):156.

[3]教育部.國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)[Z].2010.

[4]羅正祥.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的獨立學(xué)院實驗室建設(shè)實踐與體會[J].實驗技術(shù)與管理,2011(7):1-3.

[5]古天龍.構(gòu)建面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實踐教育體系[J].實驗技術(shù)與管理,2001(12):1-4.