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智慧校园环境下《机电传动控制》自主导向型教学的研究与实践论文

发布时间:2019-11-29 14:13:28 文章来源:SCI论文网 我要评论














SCI论文(www.lunwensci.com):

摘要:依据培养目标和教学任务要求,整个教学过程从老师布置的课前预习、课题讲授课后复习与巩固练习,实验等实践环节,基于蓝墨云班课平台,实现线上--线下学习。利用智慧校园环境对《机电传动控制》课程自主导向教学进行了探索,基于蓝墨云班课中的活动、小组任务、头脑风暴、答疑和讨论,对教学中存在的问题进行了研究,并总结了一些教学经验与体会。通过课程各方面的协调配合,实现教学系统的稳定运行与有效控制,收到了良好效果。

关键词:智慧校园环境;机电传动控制;自主导向;蓝墨云班课

本文引用格式:李俊敏,等.智慧校园环境下《机电传动控制》自主导向型教学的研究与实践[J].教育现代化,2019,6(10):151-154.

Research and Practice of Self-guided Teaching of Electromechanical Transmission Control in Smart Campus Environment

LI Jun-min,WANG Li,LIU Hai-yan,FENG Xiao-hui,TAN Ju-qin

(Zijin College,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing)

Abstract:According to the training objectives and teaching task requirements,teaching process from the teacher’s pre-class preview,topic lectures and after-class review and consolidation exercises,experiments and other practical links,based on the blue clouds class platform,to achieve online-offline learning.the problems in teaching are studied and some teaching experiences are summarized Based on the activities,group tasks,brainstorming,answering questions and discussion in blue-ink clouds class.Through the coordination of all aspects of the curriculum,the stable operation and effective control of the teaching system have been achieved,and good results have been achieved.

Key words:Smart campus environment;Electromechanical transmission control;Autonomous guidance;Blue Mo Yun class

       《机电传动控制》课程是测控技术与仪器专业的专业核心课程,主要是使学生在学习运动动力学方程式有关知识的基础上,掌握各类电机及其相关的控制技术,并将相关技术应用于多种机械设备中。是将模电、数电、自动控制技术和机械传动技术相结合,实践性非常强的一门课程。目前,诸如互联网+、物联网等高科技已应用于各大高校,传统校园将逐步被智慧校园所取代。随着学校校园网络i-zijin的全面覆盖,智慧校园的环境悄然建立,为深入开展信息化教学改革提供条件保障。目前,通过智慧校园,将教学、科研和校园生活融为一体,构建自主导向型教学模式,实现学生自动学习[1-5]。

一《机电传动控制》课程自主导向型教学方案和学习方法

       作为一门综合性课程,《机电传动控制》的知识面比较广泛,实践性强,故学生在学习过程中难度比较大。该课程涉及机械类知识,电气类知识,主要包括机械基础知识,各类电机的调速方法,可编程控制器的原理,继电器和接触器等低压电器的原理及控制线路的设计等。一直以来,该课程在教学过程中,以讲授为主,没有运用信息化的教学方法,使得教学效果差,不能很好地掌握该课程的知识。故迫切需要运用信息化等方法,通过自主导向地研究问题,并在此基础上设计教学和实践性环节。

        同时将蓝墨云班课、Matlab[6]、Proteus、Keil c、Protel、等软件融入到机电传动控制的应用中。对《机电传动控制》课程进行分析和设计,教学方案如图1所示。

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二 自主导向型教学的探索与实践

(一)蓝墨云班教学手段


         目前,可以使用蓝墨云班课进行信息化教学,这是一款免费的在线云平台。蓝墨云班课可以随时随地的使用移动设备进行即时反馈学生的学习情况。在智慧校园环境下,蓝墨云班课将教师和学生紧密的联系在一起,实现了师生和生生之间的互相交流和资料共享。蓝墨云班课是通过教师在云端创建新班群和新班课,通过移动设备,教师可以实现课堂考勤,资料发布,教学评价等服务。学生可以通过移动设备查阅课堂内容,消息提醒,学习园地等服务。

         1.蓝墨云班课的优点:管理班课,平台提供图案签到方式,学生可以自由设置签到图案。教师通过移动设备布置一些任务,设置一些活动的内容,并在线和学生进行答疑,通过对学生完成任务的情况进行评价,可以随时随地的监控学生对该任务的参与程度。通过在往云端上传一些学习资料,并从云端了解学生的一些反馈内容,教师通过问卷调查、测试、答疑等方式,随时和学生进行互动。

        学生可以自主学习,随时通过移动设备获取任务,通过下载一些学习资料,如学习视频、PPT等,进行自主学习。同时,学生可以通过跟老师或其他同学提出疑问,也可以参与一些问卷调查等活动。

2蓝墨云班课的实施

        教师将学习计划、学习要求和作业通知发送到云平台,上传文档、视频等教学资源;教师在上课前布置一些任务,设置学生必须参与的学习活动,提醒学生需要预习的一些内容。学生需要按照任务内容查阅资料,完成一些作业,并参与相关的学习活动。当在在线学习时发现问题,及时与老师、同学进行在线交流、在线探讨、并解决问题;学生通过在线完成一些学习内容的测试,通过测试可以检查学生的学习效果。教师通过对学生进行指导,并答疑,掌握学生对一些知识的了解程度。

        蓝墨云班课可以实现随时发送一些学习任务,学生根据这些学习任务自主学习;课中阶段学生在实训室利用各种多媒体技术进行问题探究、实践操作,完成探究学习;课后,教师在云平台上对学生的学习内容进行谈论,并答疑,学生在云平台上接收一些课外拓展任务,通过上传一些课后作业,完成学习任务,实现巩固拓展学习的效果,如图2所示。蓝墨云班课通过全过程的学习行为数据采集,能够实现过程化激励和形成性评价。

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(二)《机电传动控制》课程设计与实践

         为了提高教学效果,需要引导学生主动学习,带着问题学习,基于问题学习,让学生获得基础知识、专业技能和综合运用知识的能力,尤其是培养学生的创新能力和解决问题的能力。教师在安排教学进度时,首先需要进行课堂讨论,通过讨论,教师可以掌握学生对知识的理解程度,教师可以随时调整教学进度。根据每章的特点、重点和难点提出研究问题,同时把一些资料发布在蓝墨云班课上,学生通过线上学习,线下组织学生进行课堂讨论,启发思维,这样可以充分调动学生的学习积极性,并鼓励学生对所获取的知识提出自己的看法。例如:在电动机的正反转电气控制方面,可以引导学生直流电动机正反转与交流电动机正反转控制两个一起考虑,启发学生的思维方式。其次,采用分组合作学习,组建课程小组,针对某个问题如果某个学生回答不上,他可以申请小组内成员帮助,共同探讨解决问题。小组学习不仅可以用于课堂中充分调动课堂气氛,也可以用于课后复习和探讨中。通过相互学习,有利于增进学生的团队协作精神。最后,由教师点评学生回答的问题,并鼓励学生之间的互动热情和各自的探索精神。

          《机电传动控制》主要针对电机(直流电机和交流电机)以及控制类电机的控制及应用,在实际教学中,让学生参观不同的电机实物,根据实物来区分电机的分类。在课程教学中采用和生产实习结合起来,采用来自生产实际的机床电气控制,由工程技术人员现场根据设备讲解生产机械的电气控制,重点讲解电气接线图和电气走线。通过互动讨论课,组建小组分别讨论,在讨论中有助于学生从整体的角度分析问题,解决问题,学生可以从机电系统整体控制、运动控制、电源、检测等各个方面提高解决实际工程问题的能力。


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         期末考试称为重点,学生的自主学习和自主思考被忽通过将理论知识和项目教学过程中遇到的技术问题进行探讨,深入研究项目进行过程中遇到的知识点,用具体问题具体讨论,各个击破的方法,带领学生积极思考,主动学习,从多个方面综合训练学生的能力,提升学生的综合运用专业知识的能力,学会分析和理解问题,并通过学会的知识解决问题。并将这些课堂的内容上传到蓝墨云班课上,学生可以在课后巩固复习,下一次课的时候每组进行演示。根据完成情况决定平时成绩。

(三)完善教学评价机制

        课堂上的回答问题环节,通过平时积分的形式来实现,回答正确加分,鼓励学生积极思考,对不进行的思考的做出一定减分及批评。在回答问题的过程中,可以间接的提醒学生哪些是重点,哪些是必须掌握的。学生通过思考,可以加强对知识的理解和掌握。学生在课堂上认真思考,积极的课堂氛围就不难掌握了[5]。

         目前,学生成绩一般由两部分组成,期末成绩占70%,平时成绩占30%。在整个课程的成绩评价中,略了,弱化了学时的实验动手能力。而《机电传动控制》作为一门理论与实践紧密结合的课程,期末考试成绩虽然重要,但不能反映学生的综合能力,不能评价学生的实验能力和动手能力。因此,对课程成绩的评定修订为期末考试(50%)+实验成绩(30%)+课堂出勤与回答问题(10%)+课程作业(10%)。

三课程实践

        课程中的实践课题不是凭空而出,而是在科学研究中的子课题,实验室建设或生产实践中的一部分。学生在完成这些实践课题时,往往需要查阅资料,通过方案设计,初步实验,实际验证,输出报告等过程,学生在完成课题的过程中,将获得新的知识和新的体验,得到了全面锻炼,从而培养了学生的研究能力和动手能力。

         学生要独立完成实践课题有一定的难度,故需要对学生进行选题和分组,教师经常与学生进行交流,并答疑和课题答辩。做完实践课题后,需总结在完成该课题过程中遇到的问题,解决方法和取得的成果。同时我们将实践性环节划分为3个阶段。

     (1)基本实验:包括仿真实验和验证性实验。仿真实验主要通过Matlab[6]编写电机的仿真程序,在计算机上模拟仿真结果。验证性实验是将编好的程序生成.Hex文件下载到单片机中,确认理论分析和实验结果是否统一。

       (2)综合设计型实验。利用学校现有的X-Y实验平台,对电动机进行PID控制,实现电动机的单轴运动控制,双轴运动控制。通过设计步进电机的运动控制系统,要求学生设计原理图,并编写程序。

       (3)开放性实验。学生在熟练掌握基本实验能力的基础上,可以自行进行电动机控制电路的设计,生成印刷电路板,焊接上相关元件并进行软硬件联调,实现电动机的控制。

四 结论

       目前,高等院校在产教研融合的背景下,培育具有研究能力、实践能力和创新精神的“机电复合型”人才。在教学中,我们始终坚持以学生为中心的教学理念,使学生从被动接受知识引导知识的探究者。因此,在《机电传动控制》课程的教学中,使用自主导向研究型的教学理念,总结了以下几点经验。

       (1)本文对自主导向型教学进行了探讨,在教学目标、操作程序、教学评价、教学过程和结构体系等方面都进行了较为深入的尝试。

       (2)通过在课堂上应用一些灵活的教学方法,使用蓝墨云班课进行线上--线下教学,主要是为了增强学生思考问题的主动性和积极性,更好的掌握基础知识,了解最新科技发展。

        (3)在实验内容的改革过程中,慎重学习实践内容,提高学生的分析问题与解决问题的能力,提高学生的动手能力和工程应用能力。

参考文献

[1]吴涛,尹志宏.“机电传动控制”课程的研究型教学模式[J].实验室研究与探索,2013(1):105-107.
[2]张万奎.《机电传动控制》课程教学研究与实践[J].湖南理工学院学报(自然科学版),2014(9):92-94.
[3]葛动元,姚锡凡,蒋寿生等.“机电传动与控制”教学的研究[J].2nd International Conference on Education,Management and Social Science(ICEMSS 2014),2014:401-404.
[4]王宏,张虎.基于蓝墨云班课的混合式学习探究[J].价值工程,2017(7):252-253.
[5]李海燕,赵汗青.基于创新思维的实验教学课堂改革[J].实验室研究与探索,2010,29(11):309-311.
[6]潘晓晟,郝世勇.Matlab电机仿真精华50例[M].北京:电子工业出版社,2005:66-78.

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