“電機與拖動基礎”課程教學的改革與實踐

李 瑾

南昌工程學院機械與電氣工程學院副教授，主要從事電力電子方面的研究。

0 引言

作為自動化專業的專業必修課，《電機與拖動基礎》課程（以下簡稱電拖課程）涉及的基礎理論和知識面較廣，專業性特征明顯，理論性與實踐性都很強。目前很多院校在該課程教學中還是始終面臨著教師難教、學生難學的“兩難”問題，主要原因如下：

（1）電拖課程概念多且抽象，公式多，具有專業性特征明顯、理論性強、理論與實踐結合強的特點，是一門集電學、磁學、力學、熱學、機械學于一體的綜合實用性課程，要學好這門課程，必須要具備較強的數學與物理理論基礎[1]。可見由于課程本身的性質和特點造成該課程難教難學，尤其是對于數學與物理基礎薄弱的學生，難度更大，使很多學生有畏難情緒。

（2）目前，該課程的很多教材運用了大量的數學公式和煩瑣的理論推導，這使學生在課程學習中感覺到枯燥乏味，而教材內容對電機近年來的先進控制技術、工程應用等介紹甚少，教材內容陳舊、脫離工程實踐，使學生覺得該課程“學而無用、學后不知所用”[2]，不利于課程教學中對學生工程實踐應用能力的培育。

（3）課程多采用課堂講授這種傳統教學方法，學生完全依賴于教師教學，只能被動地接受知識，課堂教學氛圍枯燥，造成學習興趣低落，嚴重影響了教學效果[3]。

面對電拖課程難教難學的現狀，本課程教學團隊根據2018 版自動化專業培養方案中“培養具有創新精神、工程實踐能力和持續學習能力的應用型工程技術人才”的指導思想，結合課程本身的特點，以我校自動化本科專業學生作為研究對象，探索符合應用型工程技術人才培養目標的《電機與拖動基礎》課程建設方案，通過優化教學內容，改革教學方法和教學手段，構建網絡化教學平臺等對該課程進行了教學改革的研究和實踐，以期增強學生的學習興趣，提高該課程教學質量，以更好地實現應用型人才的培養目標。

1 教學內容改革

自動化專業為我校的校級重點建設專業，《電機與拖動基礎》課程是該專業的核心課程，通過本課程的學習，使學生掌握電機的基本結構、原理及相關計算，會分析電力拖動系統各種運行狀態，能合理選擇和使用電機，為學習《運動控制》《現代控制理論》等后續專業課程打下堅實的基礎，為從事專業技術工作做好基本培養和鍛煉。課程重點：直流電機、變壓器和三相異步電機的原理及特性。課程難點：變壓器的并聯運行、交流電機旋轉磁場概念和電機內部的電磁關系、三相感應電動機的電壓方程和等效電路。

考慮到該課程內容多而學時相對偏少，且為了提高學生對課程實驗的重視程度，在2018 版自動化專業培養方案中我們將原電拖課程共48 個學時中的6 個實驗學時全部改為理論學時，另增加一門8 個學時單獨開課的實驗課，并根據應用型人才的培養目標對教學體系進行了如下改革：

（1）對課程內容作適當刪減以高效利用相對較少的學時。比如將重點放在變壓器和交流電機部分，且交流電機中側重于拖動部分即異步電動機的起動、調速與制動。

（2）新的課程教學大綱中增加了6 個理論學時，因此增加了直線電機、伺服電動機、步進電動機和無刷直流電機等應用型內容，使課程教學體現先進性、方向性和創新性。

（3）把與課程相關的PLC、運動控制、DSP 等的實驗和實訓環節引入電拖課程教學中，以加強相關知識的融合，更好地實現應用型人才的培養目標[4]。

從2018 級學生開始實施的電拖教學大綱中，學時一共48個全部為理論學時，內容分為七個知識模塊，使用許曉峰主編的高教版《電機與拖動》教材，實驗部分為8 個學時，單獨設課。實驗教學強調以掌握概念、強化應用、突出能力、鼓勵創新為主，使學生掌握電機及其拖動系統的基本理論及計算，培養學生分析和解決問題的能力。課程具體學時安排和實驗項目安排分別如表1 和表2 所示。

2 教學方法改革

教學方法上，加強對較難知識點的講解，教學過程中更注重師生互動，不斷對教學方法作出及時調整以保證教學效果。在教學手段上，充分利用現有的國家精品課程資源，加強對學生課前預習環節的管理，課堂時間主要用于講解重點和難點內容。對個別學習不認真的同學加強輔導與督促。在教學資源上，完善課程教學大綱、教案、多媒體課件、習題集等。通過建設課程網站，采用網絡形式進行輔助教學以加強師生互動，從而更好地發揮學生學習的積極自主性，提高其工程實踐能力和創新能力。始終堅持以學生為中心的教學理念：課前下發老師整理的預習資料，并督促學生做好預習；課堂上對學生預習環節以及前面學習的知識點進行抽檢，了解學生的學習效果，然后針對學習預習過程中普遍存在的難點知識進行講授，并提煉重點知識和督促學生學習；課后由老師提供復習資料和練習題并收集整理易錯題目，給出供拓展閱讀的中英文文獻，并組織答疑、討論和小組活動、工程知識拓展等以幫助學生進一步復習所學知識從而更好地掌握課程內容。

表1 《電機與拖動基礎實驗》項目安排

表2 《電機與拖動基礎》課程學時安排

3 結語

目前電拖課程教學團隊正以申報線上線下混合式“金課”建設項目為契機，努力探索一種有效的課程教學模式，真正讓學生忙起來，讓老師強起來。通過上述的一系列課程教學改革，使教學內容及大綱更好地體現了高階性、創新性、挑戰度，在線資源的建設更好地體現了方向性、創新性等，線下教學更好地體現了以學生為中心，從而提升學生的知識、能力與素質的綜合水平，真正增強學生的創新和探索能力。