《电机与拖动》课程教学研究与改革

2019-03-22陈娟权悦

创新创业理论研究与实践 2019年21期

陈娟，权悦

（安徽科技学院，安徽凤阳 233100）

《电机与拖动》是高等院校“电气类”专业的重要课程，具有综合性与应用性强的特点。该课程主要研究电机基本理论，并对电力拖动系统进行综合分析，在整个电气类专业的人才培养和课程体系中有重要的纽带作用。通过凝练课程特点，分析社会对人才需求的导向，对该课程的教学进行科学分析，并进行教学改革，对提高教学质量有一定意义。

1 目前《电机与拖动》教学存在的问题

1.1 理论教学研究薄弱

随着电气行业的快速发展，带动了电机控制的新技术、新研究动向、新设备的发展。但在目前的高等教育框架下,电力拖动学科难以形成良好的产、学、研相结合的运行机制, 存在课程结构不合理，理论研究明显落后于实际应用的现象[1]。

1.2 实践教学体系不完善

现有的实践教学得不到很好的重视，仍然存在设备老化、考核体系不完整的现象。同时，对实训环节缺乏实践基地，不能把社会实际应用和课程很好结合。

1.3 教学手段落后

目前各校“电机与拖动”的教学已从过去黑板加粉笔方法, 逐步改进为多媒体技术与传统教学方法相结合。但目前教学课件的制作只限于PowerPoint 形式,内容单一,教学效果不明显。

2 《电机与拖动》课程教学改革的方法与措施

2.1 加强理论研究，调整课程体系

2.1.1 优化课程结构,拓展教学内容

根据电机与拖动的课程特点教学过程中，把课程与专业特色相融合，内容与需求相融合，加强对应用能力的培养。

由此，对课程的内容进行重新整合和优化，科学修订教学大纲。在加强基本理论知识讲授的同时，合理增加科技前沿的一些新设备、新技术的内容，如无刷直流电动机、步进电动机、直线电动机等控制电机以及直接转矩控制方法，VVVF 调速、SPWM 调制、新型软启动技术等工业应用新知识，以提高学生对社会的适应能力和专业技能水平[2]。

2.1.2 凝练教学重点，整合教学顺序

《电机与拖动》课程理论繁琐，概念、公式较多。在课堂教学过程中，对理论内容进行透彻的讲解，使学生掌握理论与公式的应用，加深学生对相似的知识点区分与记忆。例如：直流电机与BLDC 的区别；变压器短路实验与负载实验高、低压侧的接线分析等。对于公式多，计算量大这一课程特点，教师在教学安排上，补充课后作业和习题课，通过“教师多讲题，学生多做题”的方式，强化难点训练。

针对电气专业的培养方案特点，教学过程中还对电机基本原理教学进行了一定的细化，加大了交流电机部分的教学力度。例如比较难理解的旋转电磁场部分，在介绍了交流电机磁场的产生、作用以及分布形态时，采用了现代化教学手段，以动画方式，形象地描述了同步磁场的形态和工作过程，取得了很好的教学效果。

2.1.3 关注学科发展，融入新型技术

近几年来，随着电力电子技术发展，带动了拖动控制技术的发展，新型电机、特种电机应用越来越广泛，如BLDC、开关磁阻式电机等。为了增强学生适应社会的能力，在授课过程中，适当增加新型电机以及现代控制技术，使教学更加适应新技术发展要求。

2.1.4 完善考核体系，量化考核标准

课程考核是教学的最终环节，科学的考核系统既能真实地反映教师的教学效果，也对学生的知识掌握程度做出客观的评定。

该课程的考核分为理论与实践两大部分。理论考核过程中，采用了建立试题库，实行教考分类制度，课程组集体阅卷的方式，并在考试结束后，采用专业软件，对考试结果进行定量与定性的分析。

实践考核采用多模块综合考评方式，包括有预习、实验纪律、操作技能、数据与分析、实验报告等指标，进行逐项评分，综合后得出实验总成绩。同时，对综合性实验，还鼓励学生撰写研究报告，作为附加分的评判依据[3]。

2.2 加强教学实践环节,开展多种实践教学形式

实践教学主要是对学生的实际动手能力和现场分析能力的训练。《电机与拖动》课程实践环节主要包括课程实验、课程设计和综合实习。

在原有实验项目基础上，减少演示性实验，增加综合性、设计性实验比例。综合性、设计性实验建立在验证性实验的基础上,一般为较复杂和大型的实验,内容经过科学设计,能够体现专业学科的知识水平,要求学生能综合应用所学专业知识和实践技能，使学生变被动的机械操作为积极主动的研究、设计和创新。

在过程上，实行预约制度，让学生先在网络平台课上进行实验预习，能够合格的完成预习习题后，在老师指导下，独立完成相关实验的设计与参数测定。通过这种预习加学习的方法，进一步锻炼学生的自主学习能力以及系统设计和操作技能[4]。

课程设计和综合实习环节是教学过程中实现对电机综合应用能力培养重要途径。借助实验室、工程训练中心，进行为期一周的有针对性的实践训练。训练过程中，通过给定设计目标，引入工程案例等多种途径，指导学生把课本的理论知识与工业现场相结合。增加了异步电机拖动系统方案设计、电机机械特性测试与仿真分析等实践内容，进一步深化了实践教学体系。与此同时，在综合训练过程中，组织学生到对口企业实习，增强学生对交直流电机结构、工业现场拖动系统的应用、拖动系统的控制方法等认识。通过专业综合实习，加深电机理论的理解，增强工程设计意识起到了十分重要的强化作用[5]。

2.3 优化教学手段，改进教学方法

先进的教学手段有利于教学，根据课程的具体特点，改变传统的单一教学手段与方法，开创以社会需求为导向的多元化教学。

2.3.1 现场教学，依托实物、模型

在进行各种电机的结构和应用讲解时，安排学生在教师指导下现场分组讲解。例如，直流电机是与三相异步电动机的结构教学，以实物模型进行拆分式对比分析；另外，还可以通过新型的三维动态仿真技术，直观地反映电机运行中的一些基本特性，加深了学生对电机的感性认识。

2.3.2 引入3D 动画技术，优化多媒体课件

多媒体课件的使用是现代教学的基本手段，但课件的质量也是影响教学质量的重要因素。我们在课程建设过程中，投入大量教学资源进行优质CAI 课件制作。在课件制作过程中，利用Flash、3DMax 技术，在课件中插入大量图片和动画，结合电视录像，很好地演示了交、直流电机的基本原理、定子、转子结构、绕组连接方式、磁场分布和变化以及起动调速运行性能等难点内容，使得在课本上单调的知识变得生动形象，帮助学生对难点的理解和掌握[6]。

2.3.3 利用网络资源，开展多元化教学

目前，具有中国特色的慕课(MOOC)在线开放课程体系已初步形成, 在线开放课程平台及服务体系初具规模。遵循以教师为主导、学生为主体的教学思路,预先设置教学目标，对教学过程进行精心设计，并根据教学过程中的实时反馈信息，动态调整教学内容。同时，融入“翻转课堂”“超星课堂”等新型教学模式，以混合式学习法进行知识点碎片化重组，展开多元化教学[7-8]。