《電機(jī)與拖動》課程教學(xué)研究與改革

陳娟，權(quán)悅

（安徽科技學(xué)院，安徽鳳陽 233100）

《電機(jī)與拖動》是高等院?！半姎忸悺睂I(yè)的重要課程，具有綜合性與應(yīng)用性強(qiáng)的特點。該課程主要研究電機(jī)基本理論，并對電力拖動系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析，在整個電氣類專業(yè)的人才培養(yǎng)和課程體系中有重要的紐帶作用。通過凝練課程特點，分析社會對人才需求的導(dǎo)向，對該課程的教學(xué)進(jìn)行科學(xué)分析，并進(jìn)行教學(xué)改革，對提高教學(xué)質(zhì)量有一定意義。

1 目前《電機(jī)與拖動》教學(xué)存在的問題

1.1 理論教學(xué)研究薄弱

隨著電氣行業(yè)的快速發(fā)展，帶動了電機(jī)控制的新技術(shù)、新研究動向、新設(shè)備的發(fā)展。但在目前的高等教育框架下,電力拖動學(xué)科難以形成良好的產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的運行機(jī)制, 存在課程結(jié)構(gòu)不合理，理論研究明顯落后于實際應(yīng)用的現(xiàn)象[1]。

1.2 實踐教學(xué)體系不完善

現(xiàn)有的實踐教學(xué)得不到很好的重視，仍然存在設(shè)備老化、考核體系不完整的現(xiàn)象。同時，對實訓(xùn)環(huán)節(jié)缺乏實踐基地，不能把社會實際應(yīng)用和課程很好結(jié)合。

1.3 教學(xué)手段落后

目前各?！半姍C(jī)與拖動”的教學(xué)已從過去黑板加粉筆方法, 逐步改進(jìn)為多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合。但目前教學(xué)課件的制作只限于PowerPoint 形式,內(nèi)容單一,教學(xué)效果不明顯。

2 《電機(jī)與拖動》課程教學(xué)改革的方法與措施

2.1 加強(qiáng)理論研究，調(diào)整課程體系

2.1.1 優(yōu)化課程結(jié)構(gòu),拓展教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)電機(jī)與拖動的課程特點教學(xué)過程中，把課程與專業(yè)特色相融合，內(nèi)容與需求相融合，加強(qiáng)對應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

由此，對課程的內(nèi)容進(jìn)行重新整合和優(yōu)化，科學(xué)修訂教學(xué)大綱。在加強(qiáng)基本理論知識講授的同時，合理增加科技前沿的一些新設(shè)備、新技術(shù)的內(nèi)容，如無刷直流電動機(jī)、步進(jìn)電動機(jī)、直線電動機(jī)等控制電機(jī)以及直接轉(zhuǎn)矩控制方法，VVVF 調(diào)速、SPWM 調(diào)制、新型軟啟動技術(shù)等工業(yè)應(yīng)用新知識，以提高學(xué)生對社會的適應(yīng)能力和專業(yè)技能水平[2]。

2.1.2 凝練教學(xué)重點，整合教學(xué)順序

《電機(jī)與拖動》課程理論繁瑣，概念、公式較多。在課堂教學(xué)過程中，對理論內(nèi)容進(jìn)行透徹的講解，使學(xué)生掌握理論與公式的應(yīng)用，加深學(xué)生對相似的知識點區(qū)分與記憶。例如：直流電機(jī)與BLDC 的區(qū)別；變壓器短路實驗與負(fù)載實驗高、低壓側(cè)的接線分析等。對于公式多，計算量大這一課程特點，教師在教學(xué)安排上，補(bǔ)充課后作業(yè)和習(xí)題課，通過“教師多講題，學(xué)生多做題”的方式，強(qiáng)化難點訓(xùn)練。

針對電氣專業(yè)的培養(yǎng)方案特點，教學(xué)過程中還對電機(jī)基本原理教學(xué)進(jìn)行了一定的細(xì)化，加大了交流電機(jī)部分的教學(xué)力度。例如比較難理解的旋轉(zhuǎn)電磁場部分，在介紹了交流電機(jī)磁場的產(chǎn)生、作用以及分布形態(tài)時，采用了現(xiàn)代化教學(xué)手段，以動畫方式，形象地描述了同步磁場的形態(tài)和工作過程，取得了很好的教學(xué)效果。

2.1.3 關(guān)注學(xué)科發(fā)展，融入新型技術(shù)

近幾年來，隨著電力電子技術(shù)發(fā)展，帶動了拖動控制技術(shù)的發(fā)展，新型電機(jī)、特種電機(jī)應(yīng)用越來越廣泛，如BLDC、開關(guān)磁阻式電機(jī)等。為了增強(qiáng)學(xué)生適應(yīng)社會的能力，在授課過程中，適當(dāng)增加新型電機(jī)以及現(xiàn)代控制技術(shù)，使教學(xué)更加適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展要求。

2.1.4 完善考核體系，量化考核標(biāo)準(zhǔn)

課程考核是教學(xué)的最終環(huán)節(jié)，科學(xué)的考核系統(tǒng)既能真實地反映教師的教學(xué)效果，也對學(xué)生的知識掌握程度做出客觀的評定。

該課程的考核分為理論與實踐兩大部分。理論考核過程中，采用了建立試題庫，實行教考分類制度，課程組集體閱卷的方式，并在考試結(jié)束后，采用專業(yè)軟件，對考試結(jié)果進(jìn)行定量與定性的分析。

實踐考核采用多模塊綜合考評方式，包括有預(yù)習(xí)、實驗紀(jì)律、操作技能、數(shù)據(jù)與分析、實驗報告等指標(biāo)，進(jìn)行逐項評分，綜合后得出實驗總成績。同時，對綜合性實驗，還鼓勵學(xué)生撰寫研究報告，作為附加分的評判依據(jù)[3]。

2.2 加強(qiáng)教學(xué)實踐環(huán)節(jié),開展多種實踐教學(xué)形式

實踐教學(xué)主要是對學(xué)生的實際動手能力和現(xiàn)場分析能力的訓(xùn)練?！峨姍C(jī)與拖動》課程實踐環(huán)節(jié)主要包括課程實驗、課程設(shè)計和綜合實習(xí)。

在原有實驗項目基礎(chǔ)上，減少演示性實驗，增加綜合性、設(shè)計性實驗比例。綜合性、設(shè)計性實驗建立在驗證性實驗的基礎(chǔ)上,一般為較復(fù)雜和大型的實驗,內(nèi)容經(jīng)過科學(xué)設(shè)計,能夠體現(xiàn)專業(yè)學(xué)科的知識水平,要求學(xué)生能綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識和實踐技能，使學(xué)生變被動的機(jī)械操作為積極主動的研究、設(shè)計和創(chuàng)新。

在過程上，實行預(yù)約制度，讓學(xué)生先在網(wǎng)絡(luò)平臺課上進(jìn)行實驗預(yù)習(xí)，能夠合格的完成預(yù)習(xí)習(xí)題后，在老師指導(dǎo)下，獨立完成相關(guān)實驗的設(shè)計與參數(shù)測定。通過這種預(yù)習(xí)加學(xué)習(xí)的方法，進(jìn)一步鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力以及系統(tǒng)設(shè)計和操作技能[4]。

課程設(shè)計和綜合實習(xí)環(huán)節(jié)是教學(xué)過程中實現(xiàn)對電機(jī)綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)重要途徑。借助實驗室、工程訓(xùn)練中心，進(jìn)行為期一周的有針對性的實踐訓(xùn)練。訓(xùn)練過程中，通過給定設(shè)計目標(biāo)，引入工程案例等多種途徑，指導(dǎo)學(xué)生把課本的理論知識與工業(yè)現(xiàn)場相結(jié)合。增加了異步電機(jī)拖動系統(tǒng)方案設(shè)計、電機(jī)機(jī)械特性測試與仿真分析等實踐內(nèi)容，進(jìn)一步深化了實踐教學(xué)體系。與此同時，在綜合訓(xùn)練過程中，組織學(xué)生到對口企業(yè)實習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生對交直流電機(jī)結(jié)構(gòu)、工業(yè)現(xiàn)場拖動系統(tǒng)的應(yīng)用、拖動系統(tǒng)的控制方法等認(rèn)識。通過專業(yè)綜合實習(xí)，加深電機(jī)理論的理解，增強(qiáng)工程設(shè)計意識起到了十分重要的強(qiáng)化作用[5]。

2.3 優(yōu)化教學(xué)手段，改進(jìn)教學(xué)方法

先進(jìn)的教學(xué)手段有利于教學(xué)，根據(jù)課程的具體特點，改變傳統(tǒng)的單一教學(xué)手段與方法，開創(chuàng)以社會需求為導(dǎo)向的多元化教學(xué)。

2.3.1 現(xiàn)場教學(xué)，依托實物、模型

在進(jìn)行各種電機(jī)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用講解時，安排學(xué)生在教師指導(dǎo)下現(xiàn)場分組講解。例如，直流電機(jī)是與三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)教學(xué)，以實物模型進(jìn)行拆分式對比分析；另外，還可以通過新型的三維動態(tài)仿真技術(shù)，直觀地反映電機(jī)運行中的一些基本特性，加深了學(xué)生對電機(jī)的感性認(rèn)識。

2.3.2 引入3D 動畫技術(shù)，優(yōu)化多媒體課件

多媒體課件的使用是現(xiàn)代教學(xué)的基本手段，但課件的質(zhì)量也是影響教學(xué)質(zhì)量的重要因素。我們在課程建設(shè)過程中，投入大量教學(xué)資源進(jìn)行優(yōu)質(zhì)CAI 課件制作。在課件制作過程中，利用Flash、3DMax 技術(shù)，在課件中插入大量圖片和動畫，結(jié)合電視錄像，很好地演示了交、直流電機(jī)的基本原理、定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、繞組連接方式、磁場分布和變化以及起動調(diào)速運行性能等難點內(nèi)容，使得在課本上單調(diào)的知識變得生動形象，幫助學(xué)生對難點的理解和掌握[6]。

2.3.3 利用網(wǎng)絡(luò)資源，開展多元化教學(xué)

目前，具有中國特色的慕課(MOOC)在線開放課程體系已初步形成, 在線開放課程平臺及服務(wù)體系初具規(guī)模。遵循以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)思路,預(yù)先設(shè)置教學(xué)目標(biāo)，對教學(xué)過程進(jìn)行精心設(shè)計，并根據(jù)教學(xué)過程中的實時反饋信息，動態(tài)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。同時，融入“翻轉(zhuǎn)課堂”“超星課堂”等新型教學(xué)模式，以混合式學(xué)習(xí)法進(jìn)行知識點碎片化重組，展開多元化教學(xué)[7-8]。

3 結(jié)語

教學(xué)研究與改革是一項長期而艱巨的任務(wù)，在改革的同時,既要考慮到教學(xué)的可操作性、連續(xù)性和社會發(fā)展變化的需要，也要兼顧到科學(xué)合理性。通過對電機(jī)與拖動課程的教學(xué)改革，提高了教學(xué)質(zhì)量，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新意識和應(yīng)用能力，取得了較滿意的教學(xué)效果。