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【摘要】《電機與拖動基礎》課程是自動化專業(yè)的專業(yè)基礎課程之一，是一門集理論與實踐于一身的課程。這門課程需要電磁學、微積分、電工技術等多門學科為基礎，內(nèi)容抽象，對理論與實踐均要求較高，是一門既難教又難學的課程。本文從本校教學實際出發(fā)，分析《電機與拖動基礎》課程教學過程中存在的問題，對教學內(nèi)容、教學方法以及實踐應用等方面進行改革，開展“模塊化”教學，取得了良好的效果。

【關鍵詞】電機與拖動基礎；教學改革；模塊化教學；任務驅動

近年來，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才已成為各個高校培養(yǎng)人才的方向，各個專業(yè)增開涉及到新技術、新理論的各類課程，多門專業(yè)基礎課和專業(yè)課程的學時被壓縮，學時少、任務重是日常教學中必須解決的矛盾。如何在有限的學時內(nèi)，高質量地教，高質量地學，是當前教學過程必須解決的問題。

1教學中面臨的問題

《電機與拖動基礎》在自動化專業(yè)的課程中，是一門既難學又難教的課程，具有以下幾個特點：1.1內(nèi)容多而學時少。《電機與拖動基礎》課程內(nèi)容包含電機學、電力拖動兩方面內(nèi)容，概念繁多，公式種類紛繁復雜。本校教學學時為40學時，包含8個學時的實驗。如何更好地利用這40個學時，使學生對電機、電力拖動這兩大模塊知識具有基礎理論與基本的實踐操作技能，是這門課教學過程中急需解決的問題。1.2內(nèi)容抽象而實踐性強。《電機與拖動機車》課程是以《高等數(shù)學》中的微積分運算、《大學物理》中的電磁學、《電路理論》中的基本概念、元件等知識點為基礎。需要學生對上述知識點熟練掌握，理解透徹，否則會對本課程的學習產(chǎn)生畏難情緒，甚至影響學習效果。實踐上包含電機的啟動、工作特性與機械特性的測定、調速與制動等電機運行的幾個環(huán)節(jié)，需要了解電機結構、掌握電機工作原理以及運行性能，才能夠更好地理解實驗目的、分析實驗結果。

2《電機與拖動基礎》模塊化劃分

從電機與拖動基礎課程的教學實際出發(fā)，結合教學中遇到的問題，對該課程教學內(nèi)容進行模塊化劃分，開展教學改革研究與實踐。該課程的知識點主要包括直流電機、變壓器、交流電機的工作原理與基本結構；直交流電動機的運行特性和實驗；電力拖動系統(tǒng)的運行性能和分析計算方法；各種電機的啟動、制動與調速。從電機角度進行分類，可以將知識分為直流電機知識、交流電機知識以及變壓器知識。那么，我們將教學內(nèi)容分為三個模塊：直流電機、交流電機與變壓器。模塊一：直流電機直流電機模塊包括直流電機基本工作原理、結構、繞組、電磁特性、穩(wěn)態(tài)運行時電壓平衡方程式、機械特性、工作特性、過渡過程以及啟動、調速與制動。模塊二：變壓器變壓器模塊包含變壓器基本工作原理、結構、空載運行與負載運行、等效電路、參數(shù)測定以及連接組別。模塊三：交流異步電動機交流異步電動機模塊包含異步電動機工作原理、等效電路、功率與轉矩、機械特性、啟動制動與調速。

3教學改革措施

3.1理論教學中的改革措施。各個知識模塊之間既相互關聯(lián)，又相對獨立，因此在教學過程中，啟發(fā)學生思考各個模塊知識的共性，同時對比各個模塊知識的個性，從而更好地理解各個模塊知識的基礎理論，加深理解各種電機的實踐應用。電機的工作原理是基于物理學的電磁感應定律，涉及到電生磁、磁生電、電磁力等，電機的運行涉及到電壓平衡、受力平衡、功率守恒等物理規(guī)律，因此在講授直流電機工作原理之前，先對電磁感應定律、基爾霍夫典雅與電流定律、安培環(huán)路定則以及受力平衡等物理規(guī)律進行回顧。然后，進行直流電機、變壓器與交流電機理論內(nèi)容的講授。在講授過程中，注重啟發(fā)式教學。比如，講解直流發(fā)電機原理時，請同學們利用運動導體在磁場中運動產(chǎn)生電來分析電能的產(chǎn)生，然后利用整流的方式獲得直流電，從而引申出直流電機結構上的特殊性——換向器的存在。在講解三相異步電動機的工作原理時，引入三相交流電產(chǎn)生旋轉磁場，啟發(fā)學生思考磁場與定子之間的相對運動、磁場與轉子之間的相對運動、轉子與定子之間的相對運動，從而理解同步轉速、轉子轉速與轉差率之間的關系。在講授過程中，注重知識點的對比，從而啟發(fā)學生主動思考。比如，在直流發(fā)電機和直流電動機的工作原理教學過程中，引導學生對比這兩種電機能量轉換的方向以及電樞電流進出電機的方向，從而加深對這兩種電機工作原理的理解；在講授交流電機原理時，注意與直流電機原理進行對比，加深對異步交流電機工作原理的理解。由于各種電機既有其共性，也有其個性，因此在教學過程中，引導學生總結共性，對比個性。在講授三相異步電動機的等效電路時，引導學生與變壓器的等效電路進行對比。3.2實踐教學的改革措施。電機與拖動基礎課程是一門實踐性強的課程，而教學過程中受限于實驗條件以及學時等因素，不可能將每個環(huán)節(jié)都進行實踐教學，因此我們充分利用動畫展示以及MATLAB軟件仿真，將抽象的電機運行展示出來。利用動畫展示直流電動機的能耗制動、電壓反接制動、倒拉反轉制動以及回饋制動過程，使用MATLAB軟件仿真直流電機的制動方法，學生可以選擇電機的負載、修改各種電氣參數(shù)，來觀察電機的機械特性，分析電機的功率分配關系。在學習直流電動機啟動時，將電樞回路串電阻啟動作為一個項目，采用項目驅動的教學方式，將理論學習與工程實踐結合起來，使學生掌握理論知識的同時，熟悉工程實踐中的基本安全操作章程以及直流電動機的啟動方法在具體工程中的應用，做到學以致用。首先通過仿真，觀察直流電動機直接啟動的電樞電流（如圖1所示）；然后設計電樞回路串電阻分級（3級）啟動的電路，并用MATLAB軟件仿真驗證可行性仿真結果如圖2所示；最后在實驗臺上操作，驗證電樞回路串電阻啟動的可行性。實驗結束后，分析電樞回路串電阻的可行性以及還可以通過什么方法啟動直流電動機。從仿真結果可以看出，直流電機直接啟動時，啟動電流最大值接近45A，比額定電流3A大得多，而采用串電阻分級啟動，最大電流只有6A左右，啟動電流在直流電動機容許通過的最大電流之內(nèi)，因此可以采用串電阻分級方法啟動直流電動機。3.3教學管理。采用雨課堂教學軟件對教學過程進行管理，比如出勤率、作業(yè)正確率以及常錯題等?？己松希⒅仄綍r過程管理，將作業(yè)、實驗、項目實施與完成納入考核范圍，平時成績占比40%，期末試卷占比40%，課程過程中的測驗占比20%。

4結論

通過將課程內(nèi)容模塊化處理，教學過程中注意知識點的比對，加深了學生對基本原理的理解，調動了學生主動思考、主動參與課堂教學；采用任務驅動式教學，使學生主動將理論付諸于實踐，在實驗中主動動手的學生增多了；教學管理上，更多地關注學生的平時學習過程，夯實了學生的基礎理論，提高了學生的實踐操作能力。

參考文獻

[1]許俊杰,林木泉,鄭洪慶.淺談應用型本科院校電機與拖動技術課程改革[J].輕工科技,2019,35(5):175-176.

[2]原菊梅.基于能力培養(yǎng)的“電機及拖動基礎”課程改革[J].電氣電子教學學報,2019,41(3):45-47.

[3]高寧宇,羌予踐.任務驅動法在“電力拖動”課程教學中的應用[J].電氣電子教學學報,2019,41(5):98-100.

[4]朱益利.基于Bb網(wǎng)絡教學平臺的電機原理與拖動教學研究與實踐[J].高教學刊,2018(1):84-86.

作者:樊春霞 周穎 萬佑紅 單位:南京郵電大學自動化學院