基于MATLAB仿真的電機與電力拖動交互式課堂教學模式探究

夏華鳳許等

摘要：《電機與電力拖動》作為電氣、機電及自動化專業的一門專業課程，涉及的知識面寬、概念抽象、實踐性和工程性較強。為提高課堂教學質量，進行了基于MATLAB仿真的《電機與電力拖動》交互式課堂教學模式研究，在課堂教學中實時穿插虛擬實驗，讓學生參與實驗的操作，并根據所講內容的需要自行修改一些數據觀察結果，實現理論聯系實踐，加深學生對學習內容的認識與理解，充分調動學生學習的主動性和積極性，培養學生的動手能力和創新能力。

關鍵詞：電機與電力拖動；交互式課堂教學模式；MATLAB仿真；虛擬實驗；

中圖分類號：G64文獻標識碼：A文章編號：10054634（2015）05007004

《電機與電力拖動》作為電氣、機電及自動化類專業的一門專業課程，涉及電學、磁學、電磁學、動力學、熱學及機械等學科知識，公式推導繁瑣，與工程實踐聯系緊密，教師的講解和學生的學習都存在一定的困難。實驗教學在于化抽象為具體，將課堂上靠語言、公式描述的抽象概念轉化為實物及其各種運行狀態。傳統灌輸式實驗教學雖然完成了教學任務，培養了學生最基本的實驗技能，但無法達到實驗課的要求，沒有發揮學生的主觀能動性，不能開拓學生的創造性思維，起不到提高動手能力和運用理論知識去分析、解決問題的能力。虛擬實驗技術應運而生，即利用計算機技術及其圖形功能，用虛擬模型來仿真實際的物理實驗過程以達到實驗目的的應用系統。作為一種全新的教學手段，虛擬實驗的仿真系統可以根據實驗者的操作給出和真實環境中完全一樣的實驗響應，給實驗者身臨其境的逼真感，突破了時空限制，具有開放性和經濟實用性等特點，而且可以彌補傳統實驗存在的空白，比如電機的過載和堵轉。本課程的虛擬實驗室建設已成為國內外研究的熱點。

文章進行基于MATLAB仿真的《電機與電力拖動》交互式課堂教學模式的研究，在課堂教學中實時穿插虛擬實驗，將理論與實踐相聯系；采用教師講授與學生主動參與實驗操作的交互式課堂教學模式，從而加深學生對所學內容的認識與理解，提高學生學習的主觀能動性、創造性及動手能力。

1交互式課堂教學模式設計

基于MATLAB仿真的《電機與電力拖動》課程交互式課堂教學模式的研究，依據課程教學大綱要求，結合電機拖動基礎的課程特點，通過MATLAB/Simulink仿真軟件建立典型對象（變壓器、交直流電機及其拖動系統等）的M文件及仿真模型庫，每個實驗配有詳細的說明，實驗結果包括關鍵參數的實時監測、實驗數據和曲線顯示及動態變化過程的觀察，形象而直觀；然后，將建立的M文件和仿真模型合理超鏈接到理論教學的PPT中，教師在進行理論講解的過程中，實時調入虛擬實驗或者演示或者讓學生上臺操作，理論緊密聯系實踐，使理論得以及時消化，同時調動了學生學習的興趣，達到事半功倍的效果；最后，將構建的習題仿真模型庫和教學PPT一起共享給學生，讓大家自行學習實踐，從而更好地理解和掌握所學知識，實現學中做和做中學，提高動手能力和創新能力。

以項目驅動法設計每次課的PPT，將虛擬仿真實驗合理地嵌入到理論教學中，保證課堂教學效果。交互式課堂教學模式如圖1所示。