城市轨道电力牵引系列教学环节建设的探讨

师蔚?郑树彬?方宇

摘要：城市轨道车辆电力牵引系列课程是城市轨道车辆工程专业培养计划中的重要组成部分，在整个专业课程体系中具有重要的地位和作用。介绍了该系列课程内容及相关能力培养要求，根据其数学模型复杂、理论性强的特点，通过课内专业基础实验、集中专业实验、企业实习三个层次的实践教学环节建设，有利地补充了理论课程的不足，取得了一定的成绩。

关键词：城市轨道；电力牵引；实践教学

作者简介：师蔚（1981-），女，新疆伊宁人，上海工程技术大学城市轨道交通学院，讲师；郑树彬（1979-），男，广东揭阳人，上海工程技术大学城市轨道交通学院，副教授。（上海?201620）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）20-0076-01

上海工程技术大学城市轨道交通车辆工程专业，以城市轨道交通车辆工程为背景，培养具有城市轨道交通车辆工程基础知识与应用能力、能面向工程实际，从事城市轨道交通车辆运行保障及维护、故障诊断及维修并可延伸至整个轨道交通领域等方面工作的高级工程技术人才。该专业获批成为教育部首批试点“卓越工程师”专业。

该专业重视知识、能力与工程实践的融合，注重理论联系实际，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。采用产学合作、工学交替，学科链、专业链对接产业链的特色培养方式，在该专业培养的课程体系中注重机械与电气课程体系的交叉。城市轨道电力牵引系列教学环节是城市轨道车辆工程专业培养中的重要组成部分，主要由城市轨道电力牵引系列理论课程及相关实践教学环节组成，近几年来不断教学实践，充分利用学校培养及企业实践的资源优势，着力建设，取得了一定的成果。

一、城市轨道电力牵引系列理论课程介绍

城市轨道电力牵引系列理论课程主要包括专业基础课程“电机及拖动”、“电力电子技术”以及专业特色课程“城市轨道车辆电力牵引与控制”。

其中“电机及拖动”课程主要介绍交、直流电机及变压器等基本结构与工作原理，以及交、直流两大电力拖动系统的运行性能和主要特点。该课程的学习，使学生掌握扎实的电机与拖动的基本知识，具备独立分析电力拖动系统各种运行状态，掌握有关的定量计算方法，能够合理地选择和使用电动机，为后续专业课的学习打下良好的理论和技能基础，为从事专业技术工作做好基本培养和锻炼。

“电力电子课程”主要讲授电力电子学的基本理论，各类变流电路包括整流电路、斩波电路、逆变电路的原理，电路输出波形分析和基本参数的计算等。该课程的目的和任务是使学生了解电力电子技术的发展概况、技术动向和新的应用领域；熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；掌握各种电力电子电路的结构、工作原理、控制方法、设计的基本计算方法；熟悉各种电力电子装置的应用范围及技术经济指标。

“城市轨道车辆电力牵引与控制”课程主要介绍城市轨道交通直流及交流电力牵引的基本组成、调速原理及基本控制方法，车辆主回路及控制回路的原理及组成。该课程的目的和任务是使学生掌握城市轨道交通车辆直流及交流传动调速及控制系统的基本组成及原理，理解一些典型的传动及控制系统实例，掌握城市轨道主电路及控制电路的识读及分析能力。

上述课程中的专业基础课程“电机及拖动”、“电力电子技术”数学模型复杂，抽象不易理解；而专业特色课程“城市轨道车辆电力牵引与控制”具有涉及知识领域广、实践性强等特点，如果完全进行理论教学，则教学效果不理想，必须配备相应的实践环节进行教学补充，从而完善教学内容，提高教学质量。[1]

二、城市轨道电力牵引系列实践教学环节建设

城市轨道电力牵引系列实践环节是理论课程的重要补充，不仅能够验证理论教学环节内容，加深对理论环节教学内容的理解，同时通过设计综合实验，学生提高了在城市轨道电力牵引方面综合分析及解决问题的能力。建设根据其课程体系及培养目标，确定三个层次。第一个层次为课内专业基础实验，第二个层次为专业实验，第三个层次为企业实践环节。

1.课内专业基础实验建设

第一个层次的课内专业基础实践安排在课程“电机及拖动”及“电力电子技术”中进行，实验地点安排在学校专业实验室进行。其中“电机及拖动”课内实验主要包括直流电动机的机械特性及调速实验，异步电动机的机械特性及调速实验，主要进行理论教学内容的验证，注重加深在“电机及拖动”理论教学中的重点内容的直观理解及巩固理论教学内容。“电力电子技术”课内实验主要包括电力电子器件参数及特性测量，整流电路、斩波电路、逆变电路实验，通过实验注重培养和提高学生的在电力电子技术方面的动手能力、分析和解决相关电力电子技术变流电路方面的能力。

该环节实验为专业基础课程内的实验，因此城市轨道车辆工程专业的实验建设中，注重对学生电机及电力电子技术基础知识的认知，具有与其他电气专业通用的教学内容与实验配套内容，强调专业基础知识认知的广泛性。[2]

2.专业实验建设

第二个层次的专业实验，主要由集中实践环节“城市轨道车辆电力牵引与控制综合实验”完成，实验地点安排在学校专业实验室进行。该实验环节在理论课程“电机及拖动”、“电力电子技术”、“城市轨道车辆电力牵引与控制”后进行的一门综合实验，包括牵引及调速验证实验、牵引系统排故实验、城市轨道车辆电力牵引主回路与控制回路示教实验。

通过本实验的学习，学生能够直观地进行城市轨道车辆电力牵引与控制方面的学习，验证牵引及调速系统的构成及工作原理，能进行一些牵引系统的排除故障判断及操作。目的在于培养轨道交通车辆工程专业学生具备分析电力牵引系统调速及控制方法的能力；了解城市轨道交通车辆电力牵引主回路及控制回路的基本结构、控制逻辑；具备分析城市轨道车辆电力牵引主回路及控制回路的能力；提高学生在电力电子与电力牵引方面的综合应用能力。

该环节的实验主要作用是将专业基础科学在专业特色中的应用环节，是完成企业无法提供的实践条件，是连接学校与企业实践的重要纽带，即注重学科的基本应用，又有车辆工程实际应用的切入点。因此该实验在一般电力牵引与控制调速实验的基础上，侧重应用于城市轨道交通车辆电力牵引方向的应用特点，使学生在具备分析电力拖动、电力电子及电力牵引系统的调速及控制方法能力的基础上，能够对城市轨道交通的电力牵引与控制方法有深入的了解。[3]

3.企业实践环节建设

第三个层次主要为企业实践环节，该环节在“城市轨道车辆生产实习”中完成。该层次内的实践地点为企业，由企业和学校双导师指导。车辆电力牵引系统的部件拆装与检修则是“城市轨道车辆生产实习”的重要组成。通过现场实习，学生能了解车辆电力牵引系统拆装的基本任务、要求、手段；掌握城市轨道交通车辆电力牵引系统常见故障的诊断分析和处理方法；掌握轨道车辆各种维修工艺、设备及相关维修管理知识，了解轨道车辆维修、维护领域的标准和规范，注重电力牵引及控制系统学习在企业的应用。

该部分实践环节在整个城市轨道电力牵引系列课程中的作用偏重于企业的实际应用，将企业规范、工艺流程、设备等工程知识融入知识体系中，主要培养学生在电力牵引与控制领域的工程应用能力。

三、结论

城市轨道车辆专业以企业需求为导向，根据“卓越工程师”培养要求，确定了培养计划中的电力牵引部分培养目标，并以此进行了相应课程体系建设。通过系列理论课程配合三个层次的实践环节建设，达到了培养计划中关于城市轨道电力牵引部分的培养目标要求，取得了一定的成果。

参考文献：

[1]陈文辉,覃永新,罗文广,等.以电子技术应用为目的的实践教学改革与探讨[J].实验室科学,2010,13(1):35-37.

[2]聂宏展,蔡国伟,崔实,等.电类技术基础课程实验教学体系改革与设想[J].东北电力学院学报,2003,23(3):57-60.

[3]谢志远,尚秋峰,李新叶.电子信息科学与技术专业创新人才培养课程体系优化与培养模式研究实践[J].中国电力教育,2005,(S1):109-111.

（责任编辑：宋秀丽）