基于“卓越計劃”的伺服驅(qū)動與實踐課程教改探索

劉明芳?俞霖

摘要：以“卓越工程師培養(yǎng)計劃”為背景，探討了伺服驅(qū)動與實踐課程的教學改革，提出了培養(yǎng)卓越工程師要強調(diào)學科基礎(chǔ)，突出專業(yè)特色，減少專業(yè)的重復內(nèi)容的同時，在教學手段、教材建設(shè)以及實驗室建設(shè)方面也提出了改革手段。

關(guān)鍵詞：卓越計劃；伺服驅(qū)動與實踐；教育改革

作者簡介：劉明芳（1981-），女，山東臨沂人，常州工學院電子信息與電氣工程學院，講師；俞霖（1981-），男，江蘇常州人，常州工學院電子信息與電氣工程學院，講師。（江蘇 常州 213002）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）08-0174-02

隨著高校的擴招，越來越多的學生面臨就業(yè)難的問題，究其原因主要是高校所培養(yǎng)的學生不能夠滿足企業(yè)和社會的需求。大量“高智能型學生”在工作過程中常常不能較好地完成任務(wù)，達不到現(xiàn)場工程師的要求。為了改善這種現(xiàn)象，“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”作為國家中長期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要組織實施的一項重大項目，它表明中國高等工程教育改革的發(fā)展思路的重要變化[1]，明確提出對工程類專業(yè)學生需要重視工程教育的實際訓練，并且由過去客觀存在的理論教學為主、時間為輔的現(xiàn)實轉(zhuǎn)變?yōu)榛A(chǔ)理論與工程實踐能力并重。

自動化是未來工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，而伺服驅(qū)動系統(tǒng)又是其中的關(guān)鍵子系統(tǒng)，同時伺服驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計也就成為自動化工業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)。伺服驅(qū)動與實踐課程是針對電類專業(yè)學習伺服驅(qū)動知識要求而開設(shè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課之一。[2]它是一門研究各種伺服驅(qū)動器、變頻器及PLC等理論與實際緊密聯(lián)系的課程，具有發(fā)展速度快、理論抽象、實踐性強等特點。[3]隨著時代的前進，伺服驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展突飛猛進，傳統(tǒng)的教學方法已經(jīng)明顯單調(diào)和落后，理論內(nèi)容不能夠及時更新，致使學生所學內(nèi)容與工作后接觸到的完全脫節(jié)。因此，本文立足于電氣工程及其自動化專業(yè)獲批“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，以常州工學院施耐德電氣自動化聯(lián)合實驗室為研究硬件支持，在學校和二級學院的支持下，對伺服驅(qū)動與實踐課程進行改革，培養(yǎng)學生理論與實踐相結(jié)合的能力，具備未來作為電氣工程師所必備的工程能力，成為新一代的優(yōu)秀的應用型人才。

一、伺服驅(qū)動與實踐課程教改措施

本課程改革的主旨在強調(diào)理論基礎(chǔ)的同時突出專業(yè)特色，減少與其他課程的重復內(nèi)容，優(yōu)化教學質(zhì)量，加強理論教學與實踐教學的同步性，加強實踐環(huán)節(jié)的教學。搭建實驗平臺，實現(xiàn)多種教學手段相融合的教學構(gòu)想，實現(xiàn)理論教學、課程設(shè)計與實踐教學各環(huán)節(jié)之間的有機融合，使得學生能盡快掌握課程的精髓，將知識融會貫通，成為創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量電氣工程技術(shù)人才。

1.將網(wǎng)絡(luò)資源與傳統(tǒng)教學手段有機結(jié)合

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展大大擴展了所擁有的信息資源，對教育理念、教育模式、教學方法產(chǎn)生深刻的影響。對于伺服驅(qū)動與實踐應用類課程教學的未來發(fā)展趨勢將會走向網(wǎng)絡(luò)資源與傳統(tǒng)教學模式相融合的結(jié)果，這也是應用類課程教學新模式的未來發(fā)展方向。

伺服驅(qū)動與實踐是一門實踐性、應用性較強的課程，目前高校授課中普遍存在的問題是重視理論教學，忽視實踐教學，重視知識傳授而忽視學生能力的培養(yǎng)，主要表現(xiàn)為照本宣科，形勢單調(diào)，內(nèi)容枯燥，學生缺乏參與互動的機會，并且存在課堂時間無法有效利用、知識容量小等問題。為了解決以上問題，改善教學課件，精煉教材內(nèi)容可以達到較好的授課效果。利用圖像、聲音和動畫等多媒體手段將基本原理形象逼真地傳輸給學生，并通過網(wǎng)絡(luò)手段介紹國內(nèi)外前沿的相關(guān)知識和原理，網(wǎng)絡(luò)資源作為更新最快的知識寶庫，和教學緊密結(jié)合既是教學內(nèi)容改革的需要也是教學手段優(yōu)化的必然。網(wǎng)絡(luò)資源由于表現(xiàn)形式多樣，如文本信息、圖像、動畫等等。教學實踐中，制作精美的網(wǎng)絡(luò)課件往往能很好地調(diào)動學生學習的積極性。豐富的網(wǎng)絡(luò)資源使學生在老師的指導下，通過個人的自主學習，徹底改變傳統(tǒng)教學過程中學生被動接受的狀態(tài)，學生處于積極主動的地位，因而在學習過程中獲得更多的自由和空間，有利于學生潛能的開發(fā)和發(fā)散性創(chuàng)作性思維的發(fā)展。這樣不僅擴大學生的知識面，而且充分利用課堂時間，在課后通過搭建網(wǎng)上信息交流平臺，利用電子郵件、聊天室等方式給學生留有關(guān)鍵詞，運用開放式教學手段鍛煉學生基于網(wǎng)絡(luò)手段查閱相關(guān)資料，激發(fā)學生自身學習，提高查詢資料、閱讀資料以及歸納總結(jié)資料等各方面的學習能力，增進師生之間的互動。

2.增加課程設(shè)計環(huán)節(jié)

一般課程設(shè)計往往安排在學期之末，即在專業(yè)課程完全講授完以后開始進行課程設(shè)計，會造成在講授理論知識時學生無法掌握這些理論知識所具有的實踐價值，同時，由于需要安排課程設(shè)計的專業(yè)課程比較多，造成課程設(shè)計的整體質(zhì)量不高，并存在嚴重的抄襲現(xiàn)象。因此，在伺服驅(qū)動與實踐課程中引入理論教學與課程設(shè)計同步的教學思想，將課程設(shè)計穿插在理論教學的過程中，做到理論知識與實際應用的有機結(jié)合，同時提高了學生的學習積極性。

傳統(tǒng)的課程設(shè)計題目單一，和實際工程要求脫節(jié)，設(shè)計的標準很多都不符合工程規(guī)范，并存在雷同現(xiàn)象。課程設(shè)計建設(shè)的重點在于課程設(shè)計的選題和遵循相應的工程技術(shù)規(guī)范上。伺服驅(qū)動與實踐課程設(shè)計的題目以“卓越計劃”為基礎(chǔ)，從實際工程中提取題目，每個學生選擇不同的側(cè)重點、不同的產(chǎn)品型號，避免設(shè)計雷同現(xiàn)象。

3.教材建設(shè)

課程改革總是推動著教材建設(shè)，教材建設(shè)又不斷促進和保障課程改革，為課程改革服務(wù)。教材是體現(xiàn)教學內(nèi)容與教學方法的知識載體，是進行教學的基本工具，教材質(zhì)量決定了授課效果以及學生學習效果的好壞。在科技發(fā)展迅猛、知識更新加快的今天，很多教材內(nèi)容相對滯后，不能及時反映新理論、新技術(shù)、新工藝、新裝備的要求。

伺服驅(qū)動課程專業(yè)內(nèi)容更新快，教材如果不能緊跟網(wǎng)絡(luò)時代快節(jié)奏的步伐，一、兩年后學生所學的知識大部分過時，將難以指導學生今后的工作實踐。目前關(guān)于伺服驅(qū)動方面的教材大都只是針對某一品牌的某一型號產(chǎn)品，而學生參加工作實踐后所面臨的并不是單一的品牌產(chǎn)品。在發(fā)展網(wǎng)絡(luò)教學擴大課程知識面的過程中，相應的教材也必須與之配合，根據(jù)教學的內(nèi)容和體系應針對新設(shè)備以及卓越計劃企業(yè)的具體情況編寫專業(yè)性較強的實踐教材，直接針對學院的具體設(shè)備和實踐要求，并且隨著具體設(shè)備和實踐要求的改進不斷修訂實踐教材的教學內(nèi)容。

伺服驅(qū)動課程是電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，這個專業(yè)定位于貫徹“厚基礎(chǔ)，寬專業(yè)”，基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程覆蓋面廣，有些課程的內(nèi)容因為沒有統(tǒng)一規(guī)劃，導致部分內(nèi)容相互重疊，而伺服驅(qū)動課程在大四開課，此時學生已在大二、大三年級奠定了一定的專業(yè)理論基礎(chǔ)，因此教材所涉及的相關(guān)內(nèi)容要避免重復。

在教材建設(shè)過程中，首先教材需要刪去淘汰的陳舊的內(nèi)容，增加一些新的應用廣泛的內(nèi)容?；诮?jīng)典內(nèi)容對相關(guān)知識點進行比較，擴大知識面，幫助學生了解不同產(chǎn)品之間的異同，有助于知識的靈活掌握和應用。其次，對基礎(chǔ)內(nèi)容靈活運用網(wǎng)絡(luò)資源及相關(guān)電子資源，使所學知識與卓越計劃中企業(yè)的實際產(chǎn)品相結(jié)合，大幅度淘汰過時的技術(shù)內(nèi)容，增加先進技術(shù)和高新技術(shù)的比重，對傳統(tǒng)課程進行整合或采用現(xiàn)有整合教材。

4.實踐環(huán)節(jié)的建設(shè)

良好的實踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學生分析問題和解決問題能力的重要保障。伺服驅(qū)動與實踐是實踐性很強的課程，必須加強理論教學與實踐教學的內(nèi)在聯(lián)系。為了提高學生進企業(yè)后對設(shè)備的熟悉以及上手操作能力，提高學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，學校需要進行實驗設(shè)備的升級及更新。目前高校的本科教學建設(shè)大量采用集成實驗設(shè)備作為實驗平臺，雖然集成實驗設(shè)備平臺具有諸多優(yōu)點，但是很容易停留在簡單的層次培訓，實踐訓練后學生并不能真正理解原理，這離“卓越計劃”中的培養(yǎng)目標還有較大差距。

為了培養(yǎng)學生具有較強的工程實踐能力，必須使學生了解實際伺服驅(qū)動相關(guān)的概況，因此必須加大伺服驅(qū)動實踐環(huán)節(jié)的比重。為最大程度滿足實踐教學的需要，將實踐教學比重提高，實踐教學的學時與理論教學的學時修改為1∶1，并且以常州工學院施耐德電氣自動化聯(lián)合實驗室及電工電子實驗中心為研究硬件支持，針對教材內(nèi)容到實驗室進行操作，在實驗內(nèi)容的安排上減少驗證性和演示性實驗，增加設(shè)計性和綜合性實驗的比例，并且自主設(shè)計實驗方案，自行分析實驗數(shù)據(jù)并得出結(jié)論，加強理論知識的理解與掌握，切實提高學生的動手動腦能力。

二、結(jié)論

在“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”模式下，伺服驅(qū)動與實踐課程在教學方面?zhèn)鹘y(tǒng)教學手段與網(wǎng)絡(luò)資源相結(jié)合，增加課程設(shè)計環(huán)節(jié)，并對教材進行建設(shè)，避免教學內(nèi)容重復，更新教材內(nèi)容，緊跟時代步伐，以施耐德電氣自動化聯(lián)合實驗室及電工電子實驗中心為研究硬件支持，加強理論知識與實踐內(nèi)容的結(jié)合，不僅可以拓展學生的理論知識面，提高學生動手動腦的能力，而且使學生掌握工程師所應具備的伺服方面的工程技能。這為學生成為卓越工程師打下堅實的基礎(chǔ)，并且實現(xiàn)個人實踐創(chuàng)新能力的全面提高。

參考文獻：

[1]宋佩維.卓越工程師創(chuàng)新能力培養(yǎng)的思路與途徑[J].中國電力教育，2011，（3）：25-29.

[2]楊澤斌，孫玉坤，等.電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學的探索與思考[J].電氣電子教學學報，2007，（1）：69-71.

[3]李慶武，霍冠英.電類專業(yè)學生畢業(yè)設(shè)計教學改革探索[J].電氣電子教學學報，2011，（1）：34-35.

（責任編輯：王祝萍）