一二四人才培養(yǎng)模式下的“電機與拖動”課程建設(shè)探索

摘要：在一二四人才培養(yǎng)模式指導(dǎo)下，對“電機與拖動”從教學(xué)環(huán)節(jié)、師資隊伍和教材三方面進行了建設(shè)，培養(yǎng)了學(xué)生的工程觀，使學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)得到了進一步提高，教學(xué)水平和質(zhì)量也得到了提升。

關(guān)鍵詞：電機與拖動；教學(xué)環(huán)節(jié)；師資隊伍；教材

中圖分類號：G642.3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）12-0063-02

在近幾年的教學(xué)改革中，煙臺南山學(xué)院省級自動化特色專業(yè)以社會需求和就業(yè)為導(dǎo)向，結(jié)合行業(yè)特點，構(gòu)建了“一個目標(biāo)、二類證書、四個體系”的現(xiàn)場應(yīng)用工程師人才培養(yǎng)模式。一個目標(biāo)是指培養(yǎng)學(xué)生大工程觀；二類證書是畢業(yè)證書和職業(yè)技能證書；四個體系是“理論/新技術(shù)/應(yīng)用”的課程結(jié)構(gòu)體系、“課程實驗/綜合實踐/職業(yè)技能培訓(xùn)”的實踐教學(xué)體系、與培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的新型的職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)體系和以學(xué)生為中心的專業(yè)指導(dǎo)教師體系。在此人才培養(yǎng)模式的指導(dǎo)下，從教學(xué)環(huán)節(jié)、師資隊伍和教材三方面對該專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課“電機與拖動”進行了建設(shè)與改革。

一、在一二四人才培養(yǎng)模式框架下對教學(xué)環(huán)節(jié)的改革

電機與電力拖動學(xué)的好壞直接關(guān)系到后續(xù)專業(yè)課，如自動控制原理、運動控制等課程的學(xué)習(xí)，同時該課程所講內(nèi)容也是自動化專業(yè)的學(xué)生走向相關(guān)工作崗位所必需具備的知識。[1]因此，這門課在自動化專業(yè)培養(yǎng)計劃中占有非常重要的地位，其教學(xué)環(huán)節(jié)處理得是否得當(dāng)將直接影響到教學(xué)效果和質(zhì)量。[2]

1.教學(xué)內(nèi)容的選取

自動化專業(yè)開設(shè)這門課的主要目的是讓學(xué)生掌握如何應(yīng)用電動機拖動生產(chǎn)機械滿足生產(chǎn)實際的要求，因此對與電動機和電力拖動無關(guān)的，如直流和交流發(fā)電機等內(nèi)容進行了刪除；直流電動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修困難，在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用正在逐漸減少，因此壓縮了直流電動機的課時，舍棄了學(xué)生理解起來非常困難而實際生產(chǎn)應(yīng)用較少的內(nèi)容，如不再分析直流電機換向過程和電樞反應(yīng)產(chǎn)生的原因，只要求學(xué)生了解換向的危害、改善換向的方法及電樞反應(yīng)對直流電機的影響，注重課程內(nèi)容的結(jié)論性和應(yīng)用性；在二類證書的指導(dǎo)下，與電機修理高級工和高級維修電工培訓(xùn)大綱相結(jié)合，把電機繞組相關(guān)知識放到實訓(xùn)環(huán)節(jié)，在電機實訓(xùn)室結(jié)合實際電機來講解，這樣學(xué)生學(xué)習(xí)起來直觀易懂；淡化電機內(nèi)部電磁場理論，刪減了與生產(chǎn)應(yīng)用聯(lián)系不多的計算推導(dǎo)，如只要求掌握電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)方程，對其推導(dǎo)過程不作要求。

在刪除和壓縮一部分內(nèi)容的同時又增加了與實際應(yīng)用相關(guān)的內(nèi)容：一是增加講授電動機在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，如洗衣機、電風(fēng)扇和電冰箱等電氣設(shè)備所用電動機的結(jié)構(gòu)和典型控制方法；二是增加電動機維護修理等現(xiàn)場應(yīng)用知識，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識。

教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整結(jié)合了自動化行業(yè)的新發(fā)展需求，突出實用性，弱化理論分析，注重學(xué)生的專業(yè)發(fā)展和就業(yè)需求。

2.教學(xué)方法的采用

“電機與拖動”涉及到電、磁、動和熱等很多方面的知識，概念多，公式多，學(xué)生學(xué)習(xí)起來很抽象。因此在教學(xué)中針對不同的內(nèi)容采用了不同教學(xué)方法，加深學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解，逐步培養(yǎng)起學(xué)生用所學(xué)知識解決實際問題的能力。

電機中電和磁是相互聯(lián)系不可分割的兩類基本物質(zhì)。自動化專業(yè)的學(xué)生對電路相關(guān)知識比較熟悉，而對磁路的內(nèi)容則很難理解，因此在講磁路時將其性質(zhì)、物理量和定律與電路進行了對比，加深學(xué)生對磁路的理解，為后續(xù)內(nèi)容學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗，大部分學(xué)生認為直流電動機和變壓器好學(xué)，對三相異步電動機卻很難打開思路，因此在講完相關(guān)內(nèi)容進行總結(jié)時，將直流電機和三相異步電動機從結(jié)構(gòu)、工作原理、啟動、制動和調(diào)速方面進行了對比。通過采用對比法教學(xué)理順了學(xué)生的思路，提高了教學(xué)質(zhì)量。

針對有的內(nèi)容還采用了實例教學(xué)方法。例如在講完異步電動機的工作原理后，讓學(xué)生通過上網(wǎng)、觀察生活和去圖書館等方法查找資料，找出異步電動機在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用的實例，結(jié)合學(xué)生找出的實例，講解了異步電動機的起動、制動和調(diào)速原理。通過這種方式，使學(xué)生“動”起來，培養(yǎng)了學(xué)生查閱文獻和自主學(xué)習(xí)的能力；使教學(xué)“活”起來，學(xué)生體會到學(xué)有所用的樂趣，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。

此外還采取了如探究式教學(xué)、項目教學(xué)等多種教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生從多角度、多層次，采用多手段獲取知識，引導(dǎo)學(xué)生建立起大工程觀。

3.教學(xué)手段的調(diào)整

現(xiàn)代計算機的發(fā)展，給教學(xué)手段的多樣化提供了條件。在講不同內(nèi)容時，采取了板書、多媒體和教具等多種教學(xué)手段相結(jié)合的方式。這門課的公式和相關(guān)計算比較多，如果利用課件來講，則速度相對比較快，好像是節(jié)約了時間，但學(xué)生卻喪失了思維的主動性。對這些內(nèi)容采用板書的方式進行講解，可有效地對學(xué)生的思維進行引導(dǎo)，教師比較容易控制住教學(xué)節(jié)奏，有助于學(xué)生對知識點的理解和把握。

要講解清楚電機結(jié)構(gòu)和工作原理，單純靠某一種教學(xué)手段是很難達到預(yù)期學(xué)習(xí)效果的，因此在電子課件中插入動畫演示，再結(jié)合透明教具來講解，最后觀看國家勞動部制作的電機相關(guān)視頻，通過采用豐富的教學(xué)手段使教學(xué)內(nèi)容由抽象變直觀，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

“電機與拖動”課程是自動化專業(yè)中一門承上啟下的技術(shù)課程，是學(xué)生公認的大學(xué)里最難學(xué)的一門課，很多知識點需要學(xué)生課后再學(xué)習(xí)。[3]為了方便學(xué)生課后學(xué)習(xí)以及和老師進行交流，建立了基于Moodle平臺的“電機與拖動”數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)課程。該數(shù)字化課程采用的是自主式模式，學(xué)生可以根據(jù)自己的情況，靈活選擇學(xué)習(xí)的內(nèi)容，實現(xiàn)個別化學(xué)習(xí)，可在線和老師、同學(xué)就相關(guān)問題進行討論。針對每節(jié)課內(nèi)容都有在線測試，學(xué)生可在此模塊檢測自己的學(xué)習(xí)效果，對沒掌握的內(nèi)容通過觀看跟名師學(xué)視頻或在線答疑、討論方式，最終把疑難問題都理解掌握。通過該平臺將傳統(tǒng)教室學(xué)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)結(jié)合起來實現(xiàn)優(yōu)勢互補，為學(xué)生的課后學(xué)習(xí)提供了豐富的資源和活動，加強了師生課后的教學(xué)互動，達到了更優(yōu)的教學(xué)效果。

4.實踐教學(xué)的改革

在一二四人才培養(yǎng)模式下，除對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段進行調(diào)整外，還對實踐教學(xué)模式進行了改革，把實踐教學(xué)分為驗證實驗、虛擬實驗和電機維修實訓(xùn)三部分。

雖然“電機與拖動”的課時在壓縮，但依然保留了部分驗證性實驗。通過實驗加深學(xué)生對各類電機基本工作原理的理解；有助于掌握各類電機的機械特性；學(xué)會選擇、使用和調(diào)試各類儀器儀表及電氣設(shè)備；掌握安全用電知識；通過對實驗結(jié)果和實驗過程所出現(xiàn)現(xiàn)象的分析，提高學(xué)生分析和解決實際問題的能力。為學(xué)生日后從事自動化及相關(guān)崗位的設(shè)備運行、調(diào)試和維護打下堅實的基礎(chǔ)。

在“電機與拖動”實驗室里可以較好地測試與觀察電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)定運行狀態(tài)，但電動機的動態(tài)過渡時間短且含有很多非線性因素，很難使用實驗室中的儀器儀表進行觀察和測試。因此采用了計算機可視化仿真軟件MATLAB/SIMULINK和POWER工具箱中的模塊，搭建電機拖動系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，編寫程序、調(diào)試和運行，通過SCOPE（示波器）模塊觀察電機啟動、制動和調(diào)速等過程中電機轉(zhuǎn)速、電磁轉(zhuǎn)矩和電流等參數(shù)的變化過程；同時還比較容易觀察到磁飽和引起的電流畸變等現(xiàn)象。這些虛擬實驗突破了傳統(tǒng)實驗的時間和空間限制，不再依賴于昂貴的儀器與設(shè)備。教師可以利用多媒體在上課時演示給學(xué)生看，學(xué)生也可以在課后利用上機進行實驗。通過使用Matlab/Simulink仿真軟件設(shè)計實驗，有助于學(xué)生理解和掌握課程中的難點，對教學(xué)內(nèi)容不再感到抽象，同時學(xué)生也能夠熟悉和應(yīng)用Matlab，為后面課程的應(yīng)用和畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)。

為了建立“課程實驗/綜合實踐/職業(yè)技能培訓(xùn)”的實踐教學(xué)體系，學(xué)校與南山集團企業(yè)聯(lián)合出資建立了電機修理工實訓(xùn)室，聘請企業(yè)實踐經(jīng)驗豐富的高級工程師共同制訂了電機修理工的培訓(xùn)計劃和大綱，由現(xiàn)場經(jīng)驗豐富的老師對學(xué)生進行現(xiàn)場教學(xué)。在教學(xué)過程中密切聯(lián)系電機行業(yè)的發(fā)展，讓學(xué)生從電機的拆卸與裝配中學(xué)習(xí)其結(jié)構(gòu)、從繞線和嵌線規(guī)律中學(xué)習(xí)電機繞組的相關(guān)知識。將理論授課所減少的關(guān)于繞組等內(nèi)容在實訓(xùn)中以實際操作的方式進行學(xué)習(xí)，使學(xué)生直接面對電機維修生產(chǎn)實際，教學(xué)更加具體和生動?，F(xiàn)場教學(xué)不只是培訓(xùn)學(xué)生的動手能力，還要與課堂教學(xué)結(jié)合起來，形成了理論-實踐-理論的教學(xué)體系，突出講練結(jié)合，培養(yǎng)了學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力和動手能力，達到了良好的教學(xué)效果。

二、在一二四人才培養(yǎng)模式框架下師資隊伍的建設(shè)

要實現(xiàn)一個目標(biāo)、獲得兩個證書和建成四個體系，就必須要抓好師資隊伍建設(shè)；另外隨著“電機與拖動”教學(xué)的改革，實踐教學(xué)所占比例越來越大，傳授給學(xué)生的是理論聯(lián)系實際的應(yīng)用性技能，因此對師資隊伍也提出了比較高的要求。即課程組教師應(yīng)具有扎實的理論基礎(chǔ)，同時還應(yīng)具有現(xiàn)場教學(xué)的實踐能力，所以課程組采取了多種措施來進行師資隊伍建設(shè)。

課程組現(xiàn)有教授1名，副教授1名，高級工程師2名，講師1名，實驗師1名，助教2名。其中獲博士學(xué)位者1人，碩士學(xué)位者5人；碩士生導(dǎo)師2人。在課程組中青年教師占到了50%，都是從學(xué)校到學(xué)校，理論基礎(chǔ)沒有問題，但都缺乏在生產(chǎn)一線工作的經(jīng)歷。因此學(xué)院積極組織和協(xié)調(diào)，采取了一系列措施鼓勵老師掛職下廠深入生產(chǎn)現(xiàn)場，提升教師現(xiàn)場教學(xué)指導(dǎo)能力，培養(yǎng)了一批雙師型教師。一是學(xué)院采用輪換制，每學(xué)期安排一名到兩名課程組老師脫產(chǎn)到南山集團一線接受實踐鍛煉，強化維修電機的動手操作能力和實驗實訓(xùn)課的教學(xué)能力。二是制訂了一系列的鼓勵政策，如到企業(yè)實踐鍛煉的教師在評優(yōu)、職稱評審和崗位聘任等方面都有優(yōu)先權(quán)；教師下廠實踐鍛煉每天按2.5學(xué)時計算教學(xué)工作量；安排好教師的食宿等政策激勵教師切身參與到生產(chǎn)一線。引導(dǎo)教師轉(zhuǎn)變觀念，積極主動地要求提升自身的實踐教學(xué)能力。

課程組年資高的教師在師資隊伍建設(shè)中起到了重要的作用。每個老教師帶一名青年教師，通過授課示范、說課、指導(dǎo)備課和上課等方式幫助青年教師在教學(xué)實踐中豐富教學(xué)經(jīng)驗。積極鼓勵青年教師參加南山杯青年教師水平大賽，以比賽促青年教師發(fā)現(xiàn)自身存在的問題與不足，提高其教學(xué)水平，促使青年教師全面成長。嚴(yán)格執(zhí)行聽課制度，加強成員間的經(jīng)驗交流，進行互相評價，提出中肯的建議，互相幫助提高業(yè)務(wù)素質(zhì)。

在師資隊伍中除了專職教師，還聘請了有著豐富維修電機經(jīng)驗的工程技術(shù)人員參與到現(xiàn)場教學(xué)中，對電機維修的教學(xué)內(nèi)容提出建議，指導(dǎo)學(xué)生實踐。工程技術(shù)人員結(jié)合工程實際講解對學(xué)生更有吸引力，保證了電機維修的教學(xué)質(zhì)量。

經(jīng)過多年的建設(shè)與發(fā)展，“電機與拖動”這門課已建成一支團結(jié)向上、教師隊伍結(jié)構(gòu)合理、教學(xué)梯隊健康發(fā)展和具有高學(xué)歷特點的教學(xué)團隊。在學(xué)生的評教和督學(xué)的評價中優(yōu)良率達100%，從未發(fā)生教學(xué)事故。

三、在一二四人才培養(yǎng)模式框架下教材的建設(shè)

教學(xué)的主要依據(jù)是教材，在一二四人才培養(yǎng)模式下，高質(zhì)量的教材應(yīng)同時包含：理論和應(yīng)用內(nèi)容；反映電機與拖動發(fā)展的新技術(shù)、新原理和新方法。

1.教材的選擇

結(jié)合自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方案的特點，現(xiàn)所選教材為唐介主編的由高等教育出版社出版，為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。該教材在降低理論深度的同時保證了基礎(chǔ)知識，加強了工程應(yīng)用，并隨著電機與拖動的發(fā)展更新了內(nèi)容和結(jié)構(gòu)體系，包含理論教學(xué)和實驗教學(xué)；該教材給教師的教學(xué)和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了比較完整的教學(xué)資源，有配套的學(xué)習(xí)指導(dǎo)書、習(xí)題答案和多媒體光盤，形成了較完整的立體化學(xué)習(xí)體系。

2.電機維修校本教材的開發(fā)

“電機與拖動”作為自動化省級特色專業(yè)的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，為了實現(xiàn)現(xiàn)場應(yīng)用工程師人才培養(yǎng)目標(biāo)，課程組在分析調(diào)查相關(guān)職業(yè)崗位能力要求的基礎(chǔ)上，認真研究了高級維修電工和電機維修工考試大綱，聯(lián)合電機維修工程技術(shù)人員開發(fā)了電機維修實訓(xùn)校本教材。在編寫時立足于實際應(yīng)用，將實踐教學(xué)與理論教學(xué)有效地融合，實現(xiàn)在做中學(xué)；打破學(xué)科框架，以電機在生產(chǎn)生活中的使用、維護和維修實際應(yīng)用案例來組織教材內(nèi)容，將理論知識轉(zhuǎn)化為職業(yè)能力；把發(fā)展比較成熟的新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝引入教材；編寫時注意培養(yǎng)學(xué)生的合作意識、溝通能力和決策能力，為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

該校本教材經(jīng)過一年多的使用獲得了教師的好評和學(xué)生的喜愛，符合學(xué)校提出的一二四人才培養(yǎng)模式的發(fā)展要求。

四、結(jié)論

針對省級自動化特色專業(yè)建設(shè)，結(jié)合學(xué)校培養(yǎng)應(yīng)用型工程技術(shù)人才的目標(biāo)，在一二四人才培養(yǎng)模式下對“電機與拖動”課程從教學(xué)環(huán)節(jié)、師資隊伍和教材方面進行了建設(shè)，建成了集多媒體教學(xué)平臺、Moodle數(shù)字化平臺和多層次實踐教學(xué)平臺于一體的課內(nèi)外結(jié)合的立體化教學(xué)環(huán)境，培養(yǎng)了學(xué)生現(xiàn)場應(yīng)用能力，提升了教學(xué)水平和質(zhì)量。

參考文獻：

[1]王冰峰.關(guān)于《電機與拖動》課程教學(xué)的幾點思考[J].高等教育研究，2002，18（4）：82-84.

[2]張鷹.基于“教實一體化”的“電機拖動”課程教學(xué)設(shè)計[J].中國電力教育，2010，（18）：77-78.

[3]姜南.高職院校校本教材建設(shè)的現(xiàn)狀與策略[J].職業(yè)教育研究，2010，（7）：42-43.

[4]王曉雪，隋榕生.關(guān)于電機拖動教學(xué)的探討[J].實驗室研究與探索，2004，23（10）：64-65.

（責(zé)任編輯：王意琴）