基于校企合作的“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)研究與實(shí)踐

摘要：針對“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程理論性強(qiáng)、工程實(shí)踐性更強(qiáng)的特點(diǎn)，在教學(xué)過程中，采取校企合作的方式授課，增強(qiáng)了學(xué)生對“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程中難懂難理解的內(nèi)容學(xué)習(xí)，很好地解決了理論與實(shí)踐相結(jié)合的問題，提高了教師的教學(xué)水平、教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。在校企合作的過程中，學(xué)生增加了就業(yè)機(jī)會(huì)，教師獲得工程實(shí)踐能力的提高，企業(yè)可以縮短人才培養(yǎng)時(shí)間，降低培訓(xùn)費(fèi)用。

關(guān)鍵詞：電機(jī)設(shè)計(jì)；校企合作；教學(xué)研究

中圖分類號：G642.0#8195；#8195；#8195；#8195；#8195；文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A#8195；#8195；#8195；#8195；#8195；文章編號：1007-0079（2014）17-0071-02

“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程是沈陽工程學(xué)院（以下簡稱“我校”）電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)電機(jī)及其控制方向一門重要的專業(yè)課，也是核心課程，是研究電機(jī)設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法的一門課程。[1，2]該課程不僅具有很強(qiáng)的理論性，還具有更強(qiáng)的工程實(shí)踐性，是理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的一門課程。近年來，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，許多新材料、新工藝、新技術(shù)和新機(jī)型不斷涌現(xiàn)，[3]對“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)方式提出了新的要求，用以滿足生產(chǎn)實(shí)際的需要。

“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)的目的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用電機(jī)設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行電機(jī)設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)分析問題、理解問題、綜合問題和解決問題的能力，為將來從事電機(jī)設(shè)計(jì)、電機(jī)控制、電機(jī)試驗(yàn)、電機(jī)制造、電機(jī)運(yùn)行與維修、電機(jī)研制與開發(fā)、電機(jī)生產(chǎn)與管理等工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為了更好地完成“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)內(nèi)容，緊密結(jié)合我校“工程教育，職業(yè)取向”的辦學(xué)理念，通過理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，學(xué)校教學(xué)與企業(yè)實(shí)踐相結(jié)合，注重人才培養(yǎng)的社會(huì)實(shí)際需要，培養(yǎng)出高素質(zhì)復(fù)合型創(chuàng)新人才，滿足國家發(fā)展和遼寧省發(fā)展所急需的電機(jī)方面的裝備制造人才的需要。

一、“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程所選教材為西安交通大學(xué)陳世坤教授編寫機(jī)械工業(yè)出版社出版的《電機(jī)設(shè)計(jì)》教材第2版，該教材的教學(xué)內(nèi)容包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)計(jì)和變壓器設(shè)計(jì)兩部分。根據(jù)目前生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)狀，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的生產(chǎn)通常由電機(jī)廠完成，變壓器的生產(chǎn)由專門的變壓器企業(yè)完成，于是我校將“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程中變壓器設(shè)計(jì)這部分內(nèi)容獨(dú)立設(shè)為一門選修課程，單獨(dú)開課授課。因此，“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)內(nèi)容是主要講解旋轉(zhuǎn)電機(jī)的設(shè)計(jì)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)的設(shè)計(jì)包括感應(yīng)電機(jī)、直流電機(jī)和同步電機(jī)三部分設(shè)計(jì)內(nèi)容。由于我校合作的企業(yè)生產(chǎn)感應(yīng)電機(jī)，所以筆者以講解感應(yīng)電機(jī)設(shè)計(jì)為主，同時(shí)兼顧直流電機(jī)和同步電機(jī)的設(shè)計(jì)。

二、“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)方式

“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)分為理論教學(xué)和課程設(shè)計(jì)兩個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，理論教學(xué)以學(xué)校任課教師的講授為主，同時(shí)聘請合作企業(yè)的設(shè)計(jì)人員配合講解感應(yīng)電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)實(shí)例，以及聘請校外專家做專題報(bào)告為輔，補(bǔ)充講解電機(jī)設(shè)計(jì)的新概念、新技術(shù)、新工藝、新材料、新發(fā)展等內(nèi)容；課程設(shè)計(jì)采取學(xué)校任課教師與企業(yè)設(shè)計(jì)人員合作，共同完成。

1.任課教師的理論教學(xué)

為了更好地完成“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)內(nèi)容，筆者與合作企業(yè)拍攝了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)過程和制造工藝教學(xué)片，先利用一次課的時(shí)間完整地播放給學(xué)生看，讓學(xué)生充分了解感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)過程和制造工藝，以及電機(jī)設(shè)計(jì)理論中所用到的基本概念；然后，在理論課程的講解過程中，再根據(jù)教學(xué)進(jìn)度的需要，任課教師有選擇地適時(shí)地播放給學(xué)生看，幫助學(xué)生深刻理解“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)內(nèi)容。這種授課方式，可以很好地將學(xué)生的感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，幫助學(xué)生很好地掌握“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程中的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。同時(shí)，任課教師還可以獲得很好的教學(xué)效果，進(jìn)而提高了教師的教學(xué)質(zhì)量。這種在教學(xué)過程中播放教學(xué)片的授課方式，在國內(nèi)其他高校還未見過，值得推廣應(yīng)用。

為了更好地完成“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)內(nèi)容，任課教師的理論教學(xué)，除了采用傳統(tǒng)的黑板板書教學(xué)外，充分利用PPT教學(xué)手段，在使用PPT的教學(xué)過程中，引入多媒體教學(xué)手段，充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的直觀性、可視性，將“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程中復(fù)雜難懂的內(nèi)容講解清楚明白，便于學(xué)生理解和掌握。例如，筆者在講解電機(jī)磁路計(jì)算時(shí)，利用動(dòng)畫的生動(dòng)性、靈活性和形象性，將電機(jī)中各磁通所走的磁路以動(dòng)畫的形式展示給學(xué)生看，幫助學(xué)生直觀地理解氣隙磁動(dòng)勢、軛部磁動(dòng)勢、齒部磁動(dòng)勢等的磁路計(jì)算。這種教學(xué)方式，學(xué)生非常喜歡，學(xué)生也很容易理解磁路計(jì)算的目的和計(jì)算公式的含義。因此，“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)得到了學(xué)生的認(rèn)可，并獲得了好評。

為了更好地完成“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)內(nèi)容，我校選擇具有多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)并多年從事電機(jī)設(shè)計(jì)方面科研工作的教師任課。由于電機(jī)設(shè)計(jì)過程中，有些參數(shù)的選取，不能通過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)得到，需要根據(jù)電機(jī)設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，給出合理的經(jīng)驗(yàn)值。這就要求任課教師具有豐富的科研經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)自身的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，傳授給學(xué)生選取合理經(jīng)驗(yàn)值的方法。這樣的授課方式，有理有據(jù)，引起學(xué)生對“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程極大的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情。

2.校外專家的理論教學(xué)

由于任課教師不是長期工作在企業(yè)，對電機(jī)廠的電機(jī)設(shè)計(jì)方法的最新動(dòng)態(tài)了解不夠及時(shí)準(zhǔn)確。為了克服這一弊病，我校聘請校外電機(jī)廠的專家指導(dǎo)理論教學(xué)。在校內(nèi)任課教師講解完三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì)實(shí)例之后，我校聘請校外專家從企業(yè)的角度講解三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的過程，以及電機(jī)設(shè)計(jì)過程中需要注意的事項(xiàng)。這種教學(xué)模式深受學(xué)生的喜愛，取得了較好的教學(xué)效果。

3.校外專家的專題報(bào)告

“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程的課堂教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)時(shí)間是有限的，為了開拓學(xué)生的視野，讓學(xué)生及時(shí)了解目前電機(jī)的發(fā)展趨勢、新機(jī)型、新應(yīng)用、新材料、新工藝、新技術(shù)等內(nèi)容，我校特別聘請了校外電機(jī)廠的專家走進(jìn)校園，以專題報(bào)告的形式將這些內(nèi)容講授給學(xué)生。比如，我校在2013年安排了兩場專題報(bào)告，一場主題為“關(guān)于家電市場中電機(jī)使用的現(xiàn)狀分析”，另一場為“新能源電動(dòng)汽車中驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)展”。這兩場專題報(bào)告內(nèi)容豐富，緊密聯(lián)系電機(jī)市場現(xiàn)狀和發(fā)展前景，專家講解得生動(dòng)有趣，深深地吸引著每一位學(xué)生。其中“關(guān)于家電市場中電機(jī)使用的現(xiàn)狀分析”這場報(bào)告中，校外專家特別講解了發(fā)展前景樂觀的永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)，由于其具有效率高、噪聲小、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小、調(diào)速范圍廣、便于控制等優(yōu)點(diǎn)，在家用電器領(lǐng)域中得到了日益廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，稀土永磁材料性能的提高價(jià)格的降低，永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用范圍必將更加寬廣。校外專家對永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)深入的講解，給學(xué)生們留下了深刻的印象。在2013年底的人才招聘會(huì)上，我校學(xué)生去應(yīng)聘，用人單位對永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)和實(shí)際使用中需要注意的問題等方面內(nèi)容進(jìn)行提問，由于我校的學(xué)生聽過這個(gè)報(bào)告，很自信地把問題回答出來，令企業(yè)招聘人員非常滿意，并現(xiàn)場簽下就業(yè)協(xié)議。這個(gè)事情說明，一場好的專題報(bào)告對學(xué)生的就業(yè)也是很有幫助的。

4.校企合作下的課程設(shè)計(jì)

“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程的課程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)屬于實(shí)踐教學(xué)，由學(xué)校的任課教師與合作企業(yè)的設(shè)計(jì)人員共同完成，以提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。[4]

（1）任課教師與合作企業(yè)的設(shè)計(jì)人員共同協(xié)商，確定“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容為中小型三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)。

（2）將學(xué)生分組，每組學(xué)生安排一名學(xué)校教師和一名企業(yè)電機(jī)設(shè)計(jì)人員共同指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)。

（3）由企業(yè)設(shè)計(jì)人員安排學(xué)生和教師在企業(yè)電機(jī)設(shè)計(jì)室進(jìn)行電機(jī)設(shè)計(jì)。企業(yè)設(shè)計(jì)人員負(fù)責(zé)安排學(xué)生到現(xiàn)場學(xué)習(xí)電機(jī)生產(chǎn)過程和生產(chǎn)工藝，以及指導(dǎo)學(xué)生到現(xiàn)場對照電機(jī)實(shí)體識圖。

（4）學(xué)生根據(jù)給定的電機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，參照電機(jī)實(shí)物，完成手算的電機(jī)電磁計(jì)算。這部分內(nèi)容的目的是讓學(xué)生深刻理解電機(jī)中各參數(shù)之間的關(guān)系及其相互影響情況，為后面的工作打基礎(chǔ)。實(shí)際上，企業(yè)里電機(jī)設(shè)計(jì)常常采用類比法，試確定電機(jī)參數(shù)。

（5）企業(yè)設(shè)計(jì)人員安排學(xué)生利用目前比較流行的電機(jī)設(shè)計(jì)軟件——Ansoft軟件（目前電機(jī)設(shè)計(jì)軟件很多，筆者聯(lián)系的企業(yè)使用這個(gè)軟件，其他企業(yè)不一定使用）中的RMxprt模塊即旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)計(jì)模塊，將前面手算的電磁設(shè)計(jì)結(jié)果輸入到軟件中，進(jìn)行電機(jī)的設(shè)計(jì)及其性能仿真。學(xué)生可以根據(jù)軟件得到的電機(jī)性能進(jìn)行分析，通過調(diào)整電機(jī)參數(shù)，最終得到優(yōu)化的電機(jī)設(shè)計(jì)方案。這部分工作既可以鍛煉學(xué)生使用軟件的能力，又考查了學(xué)生使用專業(yè)知識進(jìn)行電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)的綜合能力。

（6）根據(jù)電磁設(shè)計(jì)結(jié)果，學(xué)生利用AutoCAD繪圖軟件繪制電機(jī)制造圖紙。

三、結(jié)論

校企合作形式的“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)，在我校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)電機(jī)及其控制方向2009級和2010級學(xué)生中進(jìn)行。這種授課方式對學(xué)生、教師和企業(yè)都是有益的。

第一，校企合作形式的“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)，有利于學(xué)生理解“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，得到了學(xué)生的喜歡和好評，有利于提高教師的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

第二，由于“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程的課程設(shè)計(jì)選擇在企業(yè)進(jìn)行，任課教師與企業(yè)設(shè)計(jì)人員共同對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，實(shí)際上完成了電機(jī)廠對一名新畢業(yè)大學(xué)生培訓(xùn)的基本過程，不僅完成了對學(xué)生就業(yè)的崗前培訓(xùn)，也提高了學(xué)生的就業(yè)競爭力。這樣的學(xué)生企業(yè)是歡迎的，也希望學(xué)生畢業(yè)來企業(yè)工作，解決了學(xué)生的就業(yè)問題。對于企業(yè)來說，他們可以縮短新員工的培訓(xùn)周期，并節(jié)約培訓(xùn)費(fèi)用。

第三，在“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)過程中，任課教師與企業(yè)聯(lián)系緊密，這也增加了教師的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，尤其解決了青年教師的生產(chǎn)實(shí)踐鍛煉，為今后的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

總之，校企合作形式的“電機(jī)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)，既解決了學(xué)生的就業(yè)問題，也滿足了企業(yè)對人才的渴望，更提高了教師的工程實(shí)踐能力，對提高教師的教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量起到促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

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[4]周勇，張強(qiáng).電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革探討[J].中國電力教育，2013，（36）：107-108.

（責(zé)任編輯：王意琴）