基于典型装置的机械专业电类课程教学方法实践

摘 要 由于课程体系的不同，相比于电气类专业，许多机械专业学生觉得电类课程难学。针对此问题，提出基于典型装置的教学方法，以提高机械专业电类课程的教学质量。

关键词 机械专业；电类课程；典型装置；教学方法

中图分类号：G642.4 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2012)27-0090-02

Teaching Methods Practice of Electrical Courses for Major of Mechanics based on Typical Equipment//Li Jun, Fan Jian

Abstract Because of the different curriculum compared with that of major in electronics, many mechanical engineering students feel it difficult to learn electrical courses. In order to improve the teaching quality of electrical courses for major of Mechanics, a teaching method based on typical equipment is introduced in this paper.

Key words major of mechanics; electrical courses; typical equipment; teaching methods

Author’a address School of Mechanical Engineering, Taizhou University, Taizhou, Zhejiang, China 318000

1 电气技术对现代机械工程的重要意义

随着计算机技术、信息技术、自动控制技术在机械行业中的广泛应用，现代机械产品从结构、性能到应用水平都已发生革命性变化，结构上已出现机械、电子、计算机并存的局面[1]。同时随着人力成本的不断上升以及体力劳力者的短缺，要求用自动化、信息化技术提升改造传统的生产制造设备，以提高劳动生产率，减轻劳动强度。这些自动化设备的改造及维护需要大量的机械专业人员参与，作为现代机械专业技术人员，若没有相应的电气控制技术知识，就像当代人不懂电脑，难免有些缺陷。近年来，许多著名高校机械专业人才培养计划中，电气控制类课程比例不断上升，加之这些高校学生基础好，自学能力强，学生的电气类专业知识掌握得比较扎实，能较好地将电气技术应用到机械工程中去。

2 目前机械专业电类课程存在的问题

但在大多数地方高校，往往存在这样的情况：相比机类课程，电类课程设置较晚且很不全面。在机类课程体系中加入的几门课程，如电工电子技术、微机原理等，很难形成自己的体系，机械专业学生难以学到系统的电类课程知识[1]。与重点高校相比，地方高校学生的学习基础及自学能力存在一定的差距，许多学生反映电类课程比机类课程难学。如微机原理这门课，许多非电类专业学生普遍感觉概念抽象、难理解记忆、内容前后交错、上手较慢，再加上学时数紧、授课时间短，更增加了教师教学和学生学习的难度[2]。大多数学生很难将学得的有限电类知识灵活运用到机械设计与制造中去，以满足现代机械对电气技术的需求。许多地方高校机械专业的师生认为，电类课程“不学不行，学了没用”。

笔者认为上述问题的存在，一方面是因为机械专业教学中没有处理好“机”与“电”的关系，“机”强而 “电”弱；另一方面是学生缺少相应的电类课程工程体验。俗话说“百闻不如一见”，对于专业基础薄弱，缺少实践经验的学生，教师理论讲得再好，其效果可能还不如让学生自己到现场去体验，让学生亲自动手去实践。

3 基于典型装置的现场教学法实践

基于上述认知规律，在机械专业电类课程教学中开展“基于典型装置的现场教学”实践与探索。具体做法是选择当地企业的典型机电产品或生产装置，进行解剖分析，寻找与电类课程相关联的知识点，将所学的大部分电类课程知识串联起来。将这些装置作为项目案例进行现场讲解教学，课外时间让学生利用这些装置进行课程设计或开放性实验，让学生进行模仿设计和二次开发创新设计。

3.1 典型装置的选择原则

该教学方法的第一步，是选择适用于教学的典型装置。所选典型装置一般要求满足：

1）装置来自当地企业生产一线，以实现教学与地方经济的有效关联，体现地方性，让学生了解当前企业的技术现状，激发学习兴趣与热情，同时也鼓励任课教师关注地方产业发展，树立服务地方的理念；

2）装置是机电一体化产品，体现机械专业特色，强调机电融合，实现“以机为平台，电为机服务”的理念，尽可能多地涵盖电类课程知识；

3）所选装置应具有透明性与开放性，装置中相关电控单元尽可能透明开放，而不是黑匣子，相关单元有对外开放的接口，以利于检测以及二次开发；

4）所选装置要安全可靠，保证师生的教学实践安全，尽量选择小型化的装置或装置模型，方便教学。

经调研，制造自动化装置是机电企业中使用最广泛的典型装置，由于各企业产品不同，其自动化装置千差万别。尽管如此，但其基本单元基本类同，主要涉及自动送料单元、加工单元、装配单元、分拣单元、输送单元、人机界面单元、通讯单元等。这些单元涉及的知识，既与涉及主要“机”类课程，如机械原理、机械设计、机械制造、机械工程材料、公差与配合、液压与气动等；也涉及主要“电”类课程，如电工电子技术、传感与检测技术、微机原理与接口技术、单片机原理、电气控制与PLC、机电控制等。这些装置根据教学的需要，既可以分单元教学，也可相互连接，前后串联组成一个系统开展教学。工厂的实际装置往往体积较大，为了便于教学，最好采用缩小的模型，这些模型可以由师生自己制作，也可以根据需要向厂家定制，以满足教学与实践的要求。