《電機與拖動》課程教學研究與改革

陳娟，權(quán)悅

（安徽科技學院，安徽鳳陽 233100）

《電機與拖動》是高等院校“電氣類”專業(yè)的重要課程，具有綜合性與應用性強的特點。該課程主要研究電機基本理論，并對電力拖動系統(tǒng)進行綜合分析，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向，對該課程的教學進行科學分析，并進行教學改革，對提高教學質(zhì)量有一定意義。

1 目前《電機與拖動》教學存在的問題

1.1 理論教學研究薄弱

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

1.2 實踐教學體系不完善

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

1.3 教學手段落后

目前各校“電機與拖動”的教學已從過去黑板加粉筆方法, 逐步改進為多媒體技術與傳統(tǒng)教學方法相結(jié)合。但目前教學課件的制作只限于PowerPoint 形式,內(nèi)容單一,教學效果不明顯。

2 《電機與拖動》課程教學改革的方法與措施

2.1 加強理論研究，調(diào)整課程體系

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

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

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

2.1.2 凝練教學重點，整合教學順序

《電機與拖動》課程理論繁瑣，概念、公式較多。在課堂教學過程中，對理論內(nèi)容進行透徹的講解，使學生掌握理論與公式的應用，加深學生對相似的知識點區(qū)分與記憶。例如：直流電機與BLDC 的區(qū)別；變壓器短路實驗與負載實驗高、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，教師在教學安排上，補充課后作業(yè)和習題課，通過“教師多講題，學生多做題”的方式，強化難點訓練。

針對電氣專業(yè)的培養(yǎng)方案特點，教學過程中還對電機基本原理教學進行了一定的細化，加大了交流電機部分的教學力度。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，取得了很好的教學效果。

2.1.3 關注學科發(fā)展，融入新型技術

近幾年來，隨著電力電子技術發(fā)展，帶動了拖動控制技術的發(fā)展，新型電機、特種電機應用越來越廣泛，如BLDC、開關磁阻式電機等。為了增強學生適應社會的能力，在授課過程中，適當增加新型電機以及現(xiàn)代控制技術，使教學更加適應新技術發(fā)展要求。

2.1.4 完善考核體系，量化考核標準

課程考核是教學的最終環(huán)節(jié)，科學的考核系統(tǒng)既能真實地反映教師的教學效果，也對學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，包括有預習、實驗紀律、操作技能、數(shù)據(jù)與分析、實驗報告等指標，進行逐項評分，綜合后得出實驗總成績。同時，對綜合性實驗，還鼓勵學生撰寫研究報告，作為附加分的評判依據(jù)[3]。

2.2 加強教學實踐環(huán)節(jié),開展多種實踐教學形式

實踐教學主要是對學生的實際動手能力和現(xiàn)場分析能力的訓練。《電機與拖動》課程實踐環(huán)節(jié)主要包括課程實驗、課程設計和綜合實習。

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

在過程上，實行預約制度，讓學生先在網(wǎng)絡平臺課上進行實驗預習，能夠合格的完成預習習題后，在老師指導下，獨立完成相關實驗的設計與參數(shù)測定。通過這種預習加學習的方法，進一步鍛煉學生的自主學習能力以及系統(tǒng)設計和操作技能[4]。

課程設計和綜合實習環(huán)節(jié)是教學過程中實現(xiàn)對電機綜合應用能力培養(yǎng)重要途徑。借助實驗室、工程訓練中心，進行為期一周的有針對性的實踐訓練。訓練過程中，通過給定設計目標，引入工程案例等多種途徑，指導學生把課本的理論知識與工業(yè)現(xiàn)場相結(jié)合。增加了異步電機拖動系統(tǒng)方案設計、電機機械特性測試與仿真分析等實踐內(nèi)容，進一步深化了實踐教學體系。與此同時，在綜合訓練過程中，組織學生到對口企業(yè)實習，增強學生對交直流電機結(jié)構(gòu)、工業(yè)現(xiàn)場拖動系統(tǒng)的應用、拖動系統(tǒng)的控制方法等認識。通過專業(yè)綜合實習，加深電機理論的理解，增強工程設計意識起到了十分重要的強化作用[5]。

2.3 優(yōu)化教學手段，改進教學方法

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

2.3.1 現(xiàn)場教學，依托實物、模型

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

2.3.2 引入3D 動畫技術，優(yōu)化多媒體課件

多媒體課件的使用是現(xiàn)代教學的基本手段，但課件的質(zhì)量也是影響教學質(zhì)量的重要因素。我們在課程建設過程中，投入大量教學資源進行優(yōu)質(zhì)CAI 課件制作。在課件制作過程中，利用Flash、3DMax 技術，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，幫助學生對難點的理解和掌握[6]。

2.3.3 利用網(wǎng)絡資源，開展多元化教學

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體系初具規(guī)模。遵循以教師為主導、學生為主體的教學思路,預先設置教學目標，對教學過程進行精心設計，并根據(jù)教學過程中的實時反饋信息，動態(tài)調(diào)整教學內(nèi)容。同時，融入“翻轉(zhuǎn)課堂”“超星課堂”等新型教學模式，以混合式學習法進行知識點碎片化重組，展開多元化教學[7-8]。

3 結(jié)語

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