基于海洋特色的《機電控制技術》課程教學的研究

張慶力　穆為磊

摘要：《機電控制技術》是機械設計制造及其自動化專業(yè)的必修課，各學校在教學內容上各有特色，針對我校的海洋特色，對該課程在我校的教學進行了研究，增加涉海方面的知識點，體現該課程的海洋特色，改革教學模式及內容，培養(yǎng)學生的設計、實踐能力，增強學生的學習興趣。

關鍵詞：教學研究、教學與科研、海洋特色、機電控制技術

【中圖分類號】TH-39

引言

《機電控制技術》是機械專業(yè)的一門必修課程，是非電專業(yè)普及電控知識的必要課程，，是機械、電工電子等專業(yè)知識有機結合的綜合性應用技術，主要通過遠程控制、自動控制、信息處理三個方面的應用技術來體現[ ]，雖然在教學內容、教學形式上，不同學校有著不同的做法，但其教學目的是培養(yǎng)學生在機電控制方面的基本知識的同時，具備相關學科的專業(yè)知識，因此不同類型、不同專業(yè)門類的學校的教學重點有所側重，高職及應用類院校的教學內容及教學形式主要體現在加強學生的對于機電控制的實際操作能力上，李金熱[ ]論述了機電控制技術的教授內容，為適應高職院校培養(yǎng)實際操作技術人才的要求，增加了

了典型過程控制的案例及變頻調速的內容，許焰[ ]等提出了機電控制技術實訓分級式教學方法，針對學生專業(yè)知識的掌握程度，通過分級教學的方法，使學生能一定程度上加深對所學機、電、液方面專業(yè)課程的理解，增強綜合運用機、電、液控制專業(yè)知識的能力，培養(yǎng)和提高學生的動手能力、分析能力、解決實際機電設備故障問題的能力。濟南大學的王娜在《機電傳動與控制》課堂講授理論的基礎上，加強實踐教學，提高了實驗的比例，增加了綜合性、創(chuàng)新性實驗項目；突出工程應用，增加后續(xù)實踐環(huán)節(jié)——機電工程實踐，使教學內容跟實際應用貼合得更緊密、更實用。研究型大學在教學內容和教學形式上則注重機電控制技術理論在設計和開發(fā)中的應用，在培養(yǎng)目標上主要是培養(yǎng)具有一定專業(yè)知識的設計和開發(fā)人員，隨著教育部卓越工程師計劃的實施，在教學形式上則注重實踐和理論的相互作用，為克服以往重理論輕實踐的現象，各高校紛紛加強了實踐課程的教學任務，上海交通大學由王顯正教授主持編寫了《機電控制技術》校編教材，其中實驗的學時數占總學時數的20%，東南大學以《機床電氣》課程為基礎，結合課程內在聯系和機械工程專業(yè)發(fā)展的特點，形成了完整的《機電控制技術》課程新體系，理清了課程教學思路，培養(yǎng)學生機電系統(tǒng)實踐能力和創(chuàng)新意識。在教學形式上，發(fā)揮研究型大學的優(yōu)勢，將教學與科研的結合，使得《機電控制技術》具有一定的領域性，張洋[ ]等將PLC技術的應用到礦山機械中，周瑛男[ ]論述了機電控制系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)中的應用，體現了先進的機、電、液一體化技術。

21世紀是海洋的世紀，人類對海洋資源的開發(fā)需要大量的儀器、裝備，這些儀器、裝備的開發(fā)離不開機電控制技術，中國海洋大學作為研究和利用海洋資源的高校，肩負著海洋資源開發(fā)和利用人才的培養(yǎng)重任，為保質保量的完成使命，我們一直在吸收和借鑒兄弟院校的經驗，進行著《機電控制技術》的課程改革，通過教學內容、和教學方式改革使得這一課程基本具備了海洋特色，培養(yǎng)出了一定實踐基礎，具有創(chuàng)新設計能力的涉及海洋機電裝備方面的高級人才。由于教學中采用的事例來自科研，使得我校的《機電控制技術》授課內容，在滿足普遍的教學內容的基礎上，還具有一定的海洋特色，下面我們重點介紹一下教學與科研結合的具體過程。

教學結合科研，實踐驗證理論

作為一所985高校，中國海大的科研項目主要涉及海洋專業(yè)，從海洋勘探到海洋資源的利用技術，形成了海洋裝備與儀器、海洋平臺、水下機器人及探測等各個方向的研究團隊，這些項目的研究都涉及到機電控制技術，將這些項目中的機電控制技術作為教學案例應用于本科教學中，使得教師的授課變得接地氣，避免了夸夸其談式得授課方式，學生對理論知識的學習不再那么費勁，同時激發(fā)了學生學習的興趣，逃課睡覺的明顯減少，保證了教學秩序和教學質量。例如在講授PLC順序功能圖的內容時，老師講授之前通過視頻播放海帶夾苗機工作過程，提出順序控制所要完成的工作，把順序功能圖演示給學生，給學生留下了一種懸念，然后再講授實現順序控制的理論基礎，把學生的各種懸念都解開后，這一課的內容就基本講完，趁著學生高漲的興趣還沒有落下來，馬上安排實踐課程，讓學生在實驗室親自動手編寫程序、輸入PLC進行調試。通過這種教學使得教學變得容易，老師和同學之間形成了互動，這一互動不僅在課堂上，而且課堂下大家的話題也都順序控制的實現上。

將科研項目作為事例引入到本科教學中，老師講的輕松，學生學得輕松?？朔死蠋煗M堂灌，學生左耳聽、右耳出，缺課、睡課的現象。同時學生在實驗中了解老師的科研內容，及做科研的方法，學生在掌握所學課程的知識的同時，也學會了做事的方法，對培養(yǎng)卓越工程師有著重要的意義。

教學服務科研，培育卓越人才

本專業(yè)的培養(yǎng)目標明確提出培養(yǎng)具有綜合知識的涉海高級人才，同時為地方經濟服務的要求，隨著卓越工程師計劃的實施，對于人才的培養(yǎng)又提出了更高的要求，僅僅講授傳統(tǒng)機電控制技術是不夠的，還要增加學生創(chuàng)新設計的培養(yǎng)，在完成基本的教學計劃之后，對參與卓越工程師計劃的學生，要求他們參加到老師的科研項目中去，完成一些涉及機電控制技術方面課題，通過這些課題的設計，一方面學生將所學理論知識應用到設計中，另一方面，學生在設計中學會了創(chuàng)新的方法，這對于培養(yǎng)卓越工程師人才意義重大。同時學生參與到研究課題中豐富了研究方案，優(yōu)化了研究內容，分擔了老師的部分勞動，達到了雙贏的效果。

海洋環(huán)境觀測用絞車的設計和制作過程中，在分解了各部分的任務后，有5名同學參與到機電控制系統(tǒng)的設計和制作，從單純的繼電器、接觸器等純硬件的控制系統(tǒng)到基于PLC的控制系統(tǒng)，他們提出了幾種方案，在老師的指導下，考慮系統(tǒng)的使用的海洋環(huán)境，最終確定了最優(yōu)的方案，對于最優(yōu)方案又設計了幾種實現方式，基于實現形式的簡單化和清晰化最終確定了這一方案的實現形式；學生積極參與到制作工程中，將系統(tǒng)的制作、方案的確定和實行形式的設計相比較，加深了學生對這一知識點的運用和掌握的程度，對創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)意義重大。

針對海洋特色，改革教學內容

在教學中采用科研事例，使得我校的機電控制技術的課程具有一定的海洋特色，這一特色不僅引用科研事例，還要增加機電控制技術在海洋環(huán)境中的應用要求的內容，而這些內容的講授又服務與科研，體現了本課程的海洋特色。

海洋的環(huán)境的特殊要求，使得機電控制技術的應用和其他領域有所不同，主要體現在防腐蝕、密封、冷卻上，因此在該課程的內容上增加了關于防腐蝕方法的內容，密封艙的結構設計方面的注意事項等類容，冷卻方式的介紹等內容?？梢詢热莘旁诰w論后，機電控制技術的基本知識講解前。

教學內容的改革伴隨著教學內容實現形式的改革，改革后，機電控制技術的教學形式主要是課堂教學、實驗、教學實踐相結合的方式，同時參與到科研中，加強實踐創(chuàng)新的培養(yǎng)力度。

結論

將科研事例應用到教學中，用自己的實踐去教授學生，老師感覺底氣十足，激發(fā)了老師上課的激情。學生感覺學有所用，培育了他們學習的興趣，逃課睡課的現象大為減少。從學習及應用情況看，幾年本科畢業(yè)設計有20%的學生涉及機電控制技術方面的內容，通過率100%，而之前幾乎沒有學生敢做這方面的課題。這說明本次教學改革取得了很大的成績。

致謝

本課題的研究得到了中國海洋大學專業(yè)綜合改革2013ZD03項目及中國海洋大學專業(yè)綜合改革項目的資助。

參考文獻

1 、李定華 機電控制技術應用問題分析 科技與企業(yè) .2012.19.095 319

2 、 、張洋房亮 礦山機電控制技術中PLC技術的應用分析 應用科技20l4年第8期 283

3 、周瑛男 機電控制在液壓沖擊器中的應用 機械工業(yè)標準化與質量2013.6 46-50

基金項目：中國海洋大學本科生教學改革重點項目資助（2013ZD03），中國海洋大學專業(yè)綜合改革項目資助

通訊作者：張慶力（1970-），男，山東臨沂人，高級工程師，中國海洋大學機電實驗中心系主任