关于《机械工程控制基础》课程在独立学院的教学探索

1、关于?机械工程控制根底?课程在独立学院的教学探究关于?机械工程控制基捶课程在独立学院的教学探究1引言?机械工程控制基捶是一门论文联盟 :/重要的专业根底课，侧重于原理的阐释，它是研究控制论在机械工程中应用的科学，是机械专业学生必修的一门重要的专业根底课。为了进步该课程的教学效果，使之起到专业根底课应有的作用，笔者针对独立学院机械专业学生的特点，围绕应用型人才为培养目的，分析了机械工程控制根底课程在教学过程中出现的问题，并对课程的教学改革进展了一些探究，较好的解决了一些问题。2课程特点及教学过程中存在的问题机械工程控制根底这门课程理论性较强，内容较抽象、涉及知识面较广、要同时具有良好的数学、力学

2、、电学、机械学等多方面的专业知识做根底，而对于数理知识相对薄弱的独立学院的学生来说，无疑更是增加了学习的难度，学生普遍感到难学、乏味。围绕应用人才培养目的，该课程教学中主要存在下述问题：2.1理论性、理论性、应用性有机结合的问题。学生从书本上获得的知识是间接的、抽象的，运用这些理论解决消费实际问题是我们的最终目的，也是检验学生根本功的根本途径。但大部分学生对该课程认识缺乏，很多学生觉得它与消费实际关系不大。为什么要学控制根底，那么难学，学了有什么用处这是很多独立院校学生的困惑。再加上独立学院的学生数学逻辑推理才能较弱，由此导致学习积极性缺乏，普遍感到难学、乏味。学生完全是为了通过考试而学习，在

3、考试的指引下游弋在各知识点之间，所学知识只是一堆死记硬背的现成结论。2.2课程涉及知识面广的问题。机械工程控制根底先修课程较多，除了要掌握机械设计、机械原理等机械专业根底课外，还要有液压传动、电工电子技术、力学等相关课程做基矗假设学生专业根底没有打好，教师又不能在课堂上花过多的时间帮大家复习或补充所需知识，这就要求学生复习较多的数理知识，让学生感觉学习很吃力。2.3课程理论性太强，与工程实例结合不严密的问题。学生很难将控制根底中的问题与工程实际相结合，比方根轨迹分析、伯德图及奈奎斯特图等跟工程实际的哪一个环节联络在一起。鉴于学校教学条件有限，有时上课只能找一些构造简单、针对性强的、便于理解、计

4、算与分析的实例作为案例，这样又引发了另一问题只见树木，不见森林，如通过引入数控机床进给系统动态特性分析实例，讨论系统阻尼比和频率对系统动态性能的影响等。3教学面临问题的解决思路3.1针对课程抽象的特点，深化浅出，将复杂的原理简单化。机械工程控制根底不是一门技术学科，而是一门卓越的方法论，研究的对象是系统，系统可大可小，可繁可简，甚至可实可虚。教师在讲授该门课程时，应将复杂的原理简单化，在较短的时间内让学生掌握根本原理，知道原理如何应用，调动学生学习的积极性。例如，在讲到奈奎斯特稳定稳定判据一节时，其理论的推导过程非常复杂，涉及到幅角原理、开环传递函数、闭环传递函数以及奈奎斯特轨迹之间的复杂关系

5、，一般要花上约40分钟时间才能完成整个推导过程。基于此种原因，教师可以先讲简化的原理奈奎斯特稳定判据是几何判据，它的根本原理是画出开环函数的奈奎斯特图，然后根据该轨迹绕复平面特定点的圈数来判别对应闭环系统的稳定性。至于说如何判断稳定性就是该原理应用的问题，只需要进展以下三个步骤：求出开环函数在右半平面的极点数目p；开环奈奎斯特逆时针包含(-1，j0)点的圈数p1；假设p与pl相等，那么闭环系统稳定，反之不稳定。然后才开始向学生讲解如何一步步证明奈奎斯特稳定判据。3.2引入仿真软件，进步教学效率。前面提到机械工程控制根底理论性较强，讲授过程中需要大量的数学推导。在以往板书教学中，数学模型的建立、

6、根轨迹、频率特性等章节，往往需要大量的数学公式，画根轨迹图，为了表示清楚，经常借助彩色粉笔来表示。单是绘图就花费很长时间，一节课下来，学生总是感觉像是雾里看花，一片朦胧。基于这种情况，可以引进atlab软件。借助atlab软件的相关模块，不但可以准确的画出图形，计算相应的性能指标，还大大进步了工作效率：比方在讲频域分析的时候，仅通过几个简单的命令，就可以绘制出伯德图，还可以进一步改变性能参数来影响图线的变化，进而来理解影响图线的控制指标。这些模拟实验给学生以真实、详细的感性认识，然后引导学生对控制系统进展评析。在这种模拟的情况下，学生就必须积极考虑，充分利用掌握的知识来处理计算机模拟的实际问题

7、，这样就把抽象的讨论变成了详细的分析。这种方法使学生的角色发生了转变，增加了学生理解、掌握理论并加以运用的动力和积极性，有助于改进他们消极被动承受知识的不良习惯，进步教学效率。3.3因材施教，合理选择教学内容。针对独立学院学生的特点，合理选择教材。独立学院是我国教育领域近年来出现的一种新型、独特的办学形式，高考分数线平均低于二本线20-30分。由此可见，独立学院的学生知识的理论性较差，再加上教学方案中又弱化了数学的掌握程度。针对这一特点，工科教师应及时和数学教师相沟通，针对在机械工程控制根底课程中涉及到的数理知识应重点讲解，以保证专业根底课的顺利进展。工科教师也应适当的降低专业根底课的教学要求

8、，选择适宜学生学习程度的教材。教材内容要紧跟时代开展、不断更新，适当的结合工程实例来进步学生理解和掌握才能。3.4建立理论教学体系，增强学生的动手才能。围绕以应用型人才为培养目的，独立学院更应加强理论教学，尤其是对于工科院校的学生来说。结合机械工程控制根底的课程特点，理论教学可以培养学生应用控制论的方法解决实际问题、将实际问题抽象为理论问题的才能。在实验室建立缺乏的情况下，我们可以借助网络平台，通过图片、录像的方式介绍一维机械平台位置控制系统、倒立摆的根本组成，并将其抽象建立系统数学模型。介绍当控制参数变化时，观察系统时间响应的变化情况，从而让学生更形象的掌握实际控制系统的设计与校正方法，使理论教学环节真正做到以虚拟仿真实验为主，以实际控制