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面向实践能力培养的机械工程控制基础教学探是嘛

发布时间:2021-07-19 18:21:42 阅读: 来源:硅酸铝板厂家

面向实践能力培养的 《机械工程控制基础》教学探索

《机械工程控制基础》作为一门专业基础课,是机械工程类专业,特别是机电工程类专业的重要理论基础之一。但学生在学习本课程时,由于缺乏对控制理论研究对象的感性认识,学习的应用性和实践性普遍存在不足。研究如何在《机械工程控制基础》课程教学中培养学生的应用和实践能力,使其在后续的专业课学习中做到有的放矢,对机械工程类专业学生工程实践能力的培养有着重要意义fl|。本文将围绕应用型人才培养目标,探索在该课程的教学过程中,培养学生利用控制论的基本理论去解决机械工程实际问题的方法。

1 课程特点及目前教学中存在的问题

控制理论不仅是一门重要的学科,而且是一门卓越的方法论。其提出、思考、分析与解决问题的思想方法,是符合唯物辩证法的,且符合现代物理学前沿领域中的成就f21。正因为如此,在学习本课程时,既要十分重视抽象思维,了解一般规律,又要充分注意结合实际,联系专业,努力实践。

由于本课程具有抽象、理论性强、涉及知识而广等特点,不像专业课程那样学习某种具体的技术或掌握某种具体的学习工具。因此,学生在学习《机械工程控制基础》课程的过程中,普遍存在学习目的不明确,学习主动性不足,缺乏针对性等问题。又由于本课程几乎要涉及到机械专为医疗和食品行业的注塑和挤出成型利用而设计工程类专业学生在学习本课程前所学的全部数学知识,又要用到所接触过的有关动力学知识。学生学习本课程前,应具备良好的

数学、力学和电学的基础。对于数理基础知识相对薄弱的学生,在学习本课程时就会感觉到困难。

围绕应用型人才培养目标,该课程在教学中主要存在如下问题:

(1)在教学中如何实现理论性与实践性的有机

结合。本课程的教学目标,要求学生在课堂教学中掌握好控制论的基础理论。在本课程教学的过程中,虽采用丫引入工程实例和开设实验等多种教学方法,但学生在学完课程后,仍不知如何运用这些控制理论去解决工程实际问题。因此,本课程的教学改革,应重点培养学生应用基本控制理论的能力。而要使学生在课程教学中能尽快掌握基本控制理论,并能主动运用这些基本控制理论去思考并解决与工程实际紧密相连的一些问题,在课程教学中如何实现理论性与实践性的有机结合,就成为需要解决的关键问题。

(2)如何培养系统整体认知能力。《机械工程控制基础》是研究系统整体的课程,而在传统教学方法中,通常单独讲授各个知识点,很难将各知识点串起来。学生对控制系统的整体分析能力将得不到培养,无法对实际的机电控制系统进行分析和测试,更缺乏综合设计能我们帮助客户利用不断变化的市场格局来达成他们寻求商业成功、盈利目标和可延续发展的终究目的力。如此教学方法培养出来的学生,很难适应今后的工作,更无法满足企业的需求。

2 教学方法改革主营业务收入力争到达1.4万亿元

针对在传统教学中出现的这些问题,立足于应用型人才培养目标,我们尝试在教学中引入创新的教学方法,以使我们的教学直接而向对学生实践能力的培养。

3.1采用引导式教学方式

传统的教学方式,通常采用灌输式教学,学生的学习主动性差,不容易养成主动积极思考的习惯。

采用引导式教学,是引导学生作为学习的主体,参与到教学活动中来。引导式教学注重启发学生思考,在课堂中组织学生进行讨论,使学生有更多自主学习的机会。

采用引导式教学,在课堂中,应该在教学的哪个阶段进行提问,提什么问题都很有讲究,目的在于能引发学生去积极思考。例如:在讲授按反馈情况作控制系统分类时,教师先介绍开环控制系统的定义和优缺点,接着在教师的引导下,由学生自行分析闭环控制系统。再对开环和闭环控制系统各举一简单的实例后,引导学生对身边的开环和闭环控制系统展开讨论。通过学生的思考与讨论,加深学生对控制系统分类以及“反馈”这一重要概念的理解。

在组织课堂讨论时,要鼓励学生大胆想象,善于引导学生将基本控制理论与身边的实际机电系统联系起来。如学生出现知识性或结论性的错误,也不要急于否定,要用暗示和提醒等方式,循循诱导,鼓励学生继续讨论,纠正错误。

3.2采用案例教学法

为更好将理论性与实践性有机地结合起来,在教学中引入相关工程案例,使课程内容更具有工程性和灵活性。围绕《机械工程控制基础》的教学目标,精心设计适合课程教学的控制系统案例。

控制系统案例可以从实际的工程对象中选择,但必须经过提炼和整理,才能应用到课程教学中。为此,教师首先要明确本课程的教学目标,树立全局观念,其次要从学生对专业知识的掌握及接受程度出发,设计出能全而覆盖知识点、反映系统整体、且适合大部分学生参与分析讨论的系统案例。例如,在讲授方框图数学模型时,可以选择学生在实训课中都操作过的数控机床进给传动系统为例,引导学生讨论数控机床进给传动系统的控制框图,分析开环控制数控机床与闭环控制数控机床的在控制系统上的区别。再进一步引导学生思考,既然闭环控制数控机床能保证很高的控制精度,为什么还会出现半闭环数控机床呢?这样,学生们在课程的学习中,将本课程的基础理论与工程实际案例联系起来,实现理论催促项目按时保质实行性与实践性的有机结合。

3.3加强实验教学

控制理论不仅是一门重要的学科,而且是一门卓越的方法论。在学习本课程时,不仅要重视控制理论的学习,更要重视实验,重视有关的实践活动。因此开展实验教学课程体系的研究,制定实验教学规范,同时实验教学改革与理论教学改革相配合,才能保证和提高《机械工程控制基础》课程整体教学品质。根槲本课程的教学目标,我们提出课内外实验相结合、原理性实验与综合设计型实验相结合的实验教学改革方案,设计丫3个层次的实验教学环节:

(1)原理性仿真实验。该层次实验教学的主要目的,是使学生理解和领会控制基础理论。主要通过MATLAB仿真软件,对比在不同激励作用下,一阶系统和二阶系统的时间响应,绘制系统频率特性的Nyquist图和Bode图。

(2)机械工程中典型控制系统特性的测试、分析与控制实验。该层次实验教学的主要目的,是培养学生分析和解决问题的能力。主要对典型机械系统进行测试和分析,在了解系统特性的基础上,改善系统的控制性能。

(3)构建典型机电系统。该层次实验教学的主要目的,是培养学生独立思考能力和实际动手能力。在讲授理论知识的同时,注重对学生独立思考能力、动手能力和创新能力的培养。学生在教师指导下,参加创新设计大赛,提出具有创新点的机电系统设计方案,由学生自行搭建控制系统,测试并分析系统的特性。

3.4将科研渗透到教学中

教师可将科研信息渗透到教学中,鼓励学生参与到教师的科研活动中,使学生获得接触科学研究的机会。学生在分析和解决工程实际问题过程中,其创新精神和科研能力将得到培养。学生在查阅文献资料、收集和课题相关的信息、整理资料、实地调查研究、论证设计方案、实验及数槲处理和撰写论文等实际环节中,既可亲身体验科研活动的过程、培养动手能力,又可培养从事科研工作应必备的独立工作能力和严谨的工作作风,还可在科研团队的工作中培养团结协作的精神。

此外,学生参与科研活动,还可获得本学科最前沿的科研信息,增加学习课外知识的途径,开阔眼界,使教学双方的积极性和主动性都得到充分调动,使教学活动得到协调发展。

4 结束语

对《机械工程控制基础》课程进行教学改革,采用引导式教学法,将基本控制理论与实际的机械工程系统结合起来,精心设计从机械工程实际中简化而来的控制系统案例,加强实验教学,并将教师的科研信息渗透到教学中。实践表明:采用该教学方法,

可有效地提高学生对机械工程控制系统的整体分析

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