“电气工程工具软件”课程的改革

吉敬华，赵文祥，刘贤兴，嵇小辅，贾好来

(江苏大学 电气信息工程学院，江苏 镇江212013)

我院电气工程及其自动化专业是国家级特色专业，并入选“卓越工程师教育培养计划”。我院在电力传动系统与控制方面已形成鲜明特色，在加强电机类课程群建设的过程中，开展了基于“电气工程工具软件”课程的教学改革，将其作为教学主线和多门课程授课内容进行有机结合，取得了较好的教学效果。

1 课程群建设

从专业现状角度看，随着近年来电动汽车和风力发电事业的快速发展，电机类课程群的建设越来越多地受到各院校的重视［1-3］。对于电机及其驱动系统的分析与控制而言，系统计算机仿真建模技术受到了世界各国专家学者的重视，电气工程领域常用的工具软件用于电磁场计算、电机控制和驱动拓扑结构方面的分析，可以满足实际工程需要［4，5］。这些工具软件的掌握，有助于学生更好地理解、掌握和灵活运用电机类课程群相关教学知识点。

对课程群的教学大纲、教学内容、实践教学、课程设计和考核方式等环节进行合理的优化，不仅可使群内各门课程内容明确，实践环节安排合理，而且还能够充分利用各类教学资源，使群内课程形成相对统一的理论和工程实践体系。具体而言，电机类课程群主要包括“电磁场”、“电机学”、“电力拖动基础”、“微特电机”和“运动控制”等相关课程。它们在理论体系上有着紧密联系，在教学模式上也有诸多相似和互相可借鉴之处。但在前期开展的各个课程改革时，只注意自身课程内容的完整性，却没有综合考虑作为课程群它们之间的紧密联系。尤其在教学手段方面，尚缺乏一条将相关知识点串联起来的主线。

“电气工程工具软件”课程的设立及其相关教学改革活动，为电机类课程群仿真技术教学改革和平台建设提供了可能。该课程主要讲授数值计算的基础理论和基于大型仿真软件Maxwell、Simplorer 以及Matlab 的电机及其驱动系统仿真技术，给电机类课程群各课程采用计算机仿真技术完成部分实验教学提供了连通的纽带，它和课程群的内在联系如图1所示。通过开展“电气工程工具软件”课程教学改革研究，建立电机类课程仿真技术平台，充分发挥计算机在教学中的作用，将课程群内已授教学知识点从另外一个角度加深理解。为学生直接参与教师科研项目提供了和可能和便利条件。

图1 电机课程群与电气工具软件的内在联系

2 课程实施方案

在电机类课程群建设过程中，授课教师团队重点研究如何以计算机仿真建模技术为基础，优化“电气工程工具软件”课程教学内容，建立教学主线。重点研究如何将课程中专业软件的学习与上述课程群内容进行整合。最新的计算机建模技术可以在这些课程教学中建立仿真平台。教学内容设计和仿真实验设计可帮助学生理解掌握专业知识。

表1所示为本课程的课程内容设置与课时分配。本课程总学时30 学时，其中上机实践20 学时。通过实践性环节的增加，合理分配教师课堂授课与学生实际动手两种教学方式的关系，学生可以自己动手建模与分析，发挥学生在学习中的主体作用。

表1 课程内容设置与课时分配

此外，课程考核采用口试方式，教师结合学生平时成绩和提交的电机系统仿真模型，重点考察学生在软件应用的基础上对所涉及到知识点的整体掌握情况。此外，教师利用现有科研和项目成果资源，让学生直面真实工程训练，发挥他们在参与科研项目中的作用。

授课教师在课程群建设和课题研究结合过程中，主要采用文献资料法、案例研究法、行为研究法和理论提升法来提高教学质量。我们通过查阅文献资料，借助网络搜集与课题相关资料，分类整理和对比分析后指导课题研究，此为文献资料法;借鉴其它高校类似软件类课程的教学方法，指导课题研究与实践，此为案例研究法;通过调研和师生座谈积累第一手资料，及时总结改进，此为行为研究法;在项目研究与实践过程中不断学习探索，将思路、做法与体会等进行总结，在理论上有提升，此为理论提升法。上述四种方法的引入，可以提高教学质量。

3 结语

“电气工程工具软件”课程是电气专业本科生教学阶段非常重要的实践性教学环节，旨在让学生了解本专业领域内的常用工具软件，熟悉这些软件的功能，学习掌握Maxwell、Simplorer 和Matlab 等本专业最常用工具软件，并将其与相关专业知识融汇贯通，提高学生的动手能力，拓展学生的视野，为以后的学习和工作打下坚实的实践基础。同时，电机类课程群的建设与探讨是我院当前教学改革发展的一个重要内容，本项目的有效实施，将创建以创新和适应能力为主要特征的新课程群体系，有望大幅度提高电机相关领域的人才培养水平。此外，本项目所开展的教学内容、课程体系和教学方法等进行综合性改革研究与实践内容，对其他课程亦有一定的借鉴作用。

［1］ 樊英，程明. 电气工程专业“电动汽车新技术”课程设置思考［J］. 南京:电气电子教学学报，2011，33(S1):110-111

［2］ 张鹏飞，张鹏，张子亮，等. 微型风力发电演示仪［J］. 吉林:大学物理实验，2011，24(3):70-72.

［3］ 吉敬华，赵文祥，刘国海. 基于DSP 的永磁电机控制系统实验教学平台［J］. 上海:实验室研究与探索，2011，30(10):217-219.

［4］ 费德成，孙玉坤，朱熀秋. Ansoft 软件在电机教学中的应用［J］. 南京:电气电子教学学报，2009，31(5):95-97.

［5］ 刘桂英，粟时平. 电力电子技术的Matlab/Simulink 教学仿真实践［J］. 南京:电气电子教学学报，2011，33(1):87-89