运动控制系统课程改革的探讨

摘要：新工科对应的新兴产业对传统专业的人才培养、教学实践等都提出了升级改造的新要求。按照工程认证标准，将理论教学、虚拟仿真和实践教学结合，探寻运动控制系统课程建设、改革新思路。

关键词：运动控制系统;新工科;工程教育认证;虚实结合

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）52-0118-02

高等工科院校各专业开展工程教育专业认证，是响应教育部号召，提升高等教育质量，推进工程教育国际互认的重要举措[1]。而随着未来新兴产业和新经济的建设和发展，在新工科背景下，积极探索产学融合、校企合作、对外合作三位一体的服务地方发展道路，是建设“亲产业、开放式、国际化”的高水平应用技术大学的大势所趋[2]。作为自动化、电气工程等专业核心课程的运动控制系统，如何在兼顾传统理论教学和常规实践教学方法的同时，顺应智能制造和新工科对传统专业提出的教学实践和教学改革要求[3]，从“工程教育专业认证”的视角研究工程人才培养方式[4]，践行“应用型、亲产业”的办学理念，开启新工科形势下的产学融合2.0新模式，成为运动控制系统课程教学建设重点思考的问题。

一、课程建设目标

运动控制系统课程主要讲授交、直流电动机为对象的调速运动控制系统的控制理论和控制规律，以提高电能利用效率及运动控制品质的一门专业主干课程。通过课程的学习及相应的实践环节训练，使学生了解并掌握各类交、直流电动机运动控制系统的基本结构、工作原理和性能指标，着重培养学生对运动控制系统的综合分析能力和工程设计能力，从而掌握现代交、直流调速控制系统的控制理论和系统设计方法，具备一定的运动控制系统建模和运用计算机仿真辅助设计能力，为今后从事专业工作打下扎实的基础。

课程达成度对应工程教育认证的毕业要求的二级指标点，如表1所示。

二、课程改革主要内容

1.标准约束，探寻合适的教学改革。作为自动化、电气工程等专业的专业必修课程之一，《运动控制系统》课程按照教育部工程教育认证的标准，对照专业毕业要求，规范课程教学指标点，合理取舍教学内容，建立较为清晰的运动控制系统的工程设计理念。从直流调速运动控制系统开始，辅助以计算机控制技术、电力电子技术和先进控制算法等的穿插介绍，由浅入深，建立起直流调速系统、变频调速系统和控制系统仿真技术为主要内容的新的教学体系，其主要教学模块如下页表2所示。

并引导学生对课程知识点的逐步深入的了解，掌握交直流调速运动控制系统的基本概念、数学建模分析，进而形成对交直流调速的运动系统的组成、原理、系统分析、工程设计等有更加直接的、立体的认识，让学生建立起对运动控制系统工程设计、工程应用的较为清晰的、系统性的分析和应用。达到了课程内容、学生掌握程度和毕业要求达成度的直观联系、体现。

2.虛实结合，拓展有限的教学空间。针对课程“综合性、实践性、应用性强”的特点，结合工程教育认证和新工科对应用型人才培养的目标，在课程建设和改革过程中，借助网络平台和多媒体教学工具，将控制领域的计算机仿真软件与课程的教学内容有机结合，弥补常规实验装置在教学中的不足，构筑循序渐进的“四层次四结合”的立体化虚拟实践教学体系，如图1所示。设计阶段性虚拟仿真实训项目，减少了有限课时、硬件设备对教学效果的束缚，扩展教学空间，让学生对课程知识点有更直观的接触，对抽象的概念有更深入的理解，培养系统性的工程设计能力。

3.效果导向，整合有效的教学素材。结合现代控制技术、计算机控制技术和电力电子技术的发展变化，科学规划课程学时，合理取舍教学内容。选用经典教材作为课程教学内容的主要来源，适当引入同类教材、相关参考资料的教学素材。同时，以学科竞赛、科研项目等带动教学过程。通过各类大学生设计大赛、大学生创新性实验项目、开放性实验项目，为自动化、电气工程等专业学生提供能力提升的机会，促进课程的建设和发展。并结合课程建设进程，利用多媒体技术和计算机网络方便快捷的渠道，积极主动更新教学手段。利用校企建设的有利资源，与ABB电气传动系统有限公司合作教材建设，更新实验项目和配套实验指导书。为学生实现自主学习，拓展教学资源。

三、结束语

运动控制系统课程教学建设和改革对标工程教育认证和新工科对传统专业的要求，有针对性地将该课程的理论教学、仿真环节和实践课程有机地结合在一起，引导学生对课程知识点的逐步深入的了解，进而形成对交直流调速的运动系统的组成、原理、系统分析、工程设计等有更加直接的、立体的认识，建立对运动控制系统工程设计、工程应用的较为清晰的、系统性的工程设计理念。通过在专业调研、课程建设、教学内容、教学模式、素材整理、实验室建设、实践环节等方面不断探索和实践，极大地推动了运动控制系统课程教学改革的步伐。

参考文献：

[1]方峥.中国工程教育认证国际化之路——成为《华盛顿协议》预备成员之后[J].高等工程教育研究，2013，（6）：72-76.

[2]左庆峰.新工科背景下机械设计制造及其自动化专业“三位一体”创新人才培养方案改革探析[J].贺州学院学报，2018，（4）：148-152.

[3]赵晶.自动化专业能力递进、协同创新人才培养与实践[J].教育教学论坛，2018，382（40）：182-184.

[4]林健.如何理解和解决复杂工程问题——基于《华盛顿协议》的界定和要求[J].高等工程教育研究，2016，（5）：17-26.