吉敬華，趙文祥，劉賢興，嵇小輔，賈好來(lái)

(江蘇大學(xué) 電氣信息工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江212013)

我院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)是國(guó)家級(jí)特色專業(yè)，并入選“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”。我院在電力傳動(dòng)系統(tǒng)與控制方面已形成鮮明特色，在加強(qiáng)電機(jī)類課程群建設(shè)的過(guò)程中，開(kāi)展了基于“電氣工程工具軟件”課程的教學(xué)改革，將其作為教學(xué)主線和多門(mén)課程授課內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，取得了較好的教學(xué)效果。

1 課程群建設(shè)

從專業(yè)現(xiàn)狀角度看，隨著近年來(lái)電動(dòng)汽車和風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的快速發(fā)展，電機(jī)類課程群的建設(shè)越來(lái)越多地受到各院校的重視［1-3］。對(duì)于電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分析與控制而言，系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真建模技術(shù)受到了世界各國(guó)專家學(xué)者的重視，電氣工程領(lǐng)域常用的工具軟件用于電磁場(chǎng)計(jì)算、電機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面的分析，可以滿足實(shí)際工程需要［4，5］。這些工具軟件的掌握，有助于學(xué)生更好地理解、掌握和靈活運(yùn)用電機(jī)類課程群相關(guān)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)。

對(duì)課程群的教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)、課程設(shè)計(jì)和考核方式等環(huán)節(jié)進(jìn)行合理的優(yōu)化，不僅可使群內(nèi)各門(mén)課程內(nèi)容明確，實(shí)踐環(huán)節(jié)安排合理，而且還能夠充分利用各類教學(xué)資源，使群內(nèi)課程形成相對(duì)統(tǒng)一的理論和工程實(shí)踐體系。具體而言，電機(jī)類課程群主要包括“電磁場(chǎng)”、“電機(jī)學(xué)”、“電力拖動(dòng)基礎(chǔ)”、“微特電機(jī)”和“運(yùn)動(dòng)控制”等相關(guān)課程。它們?cè)诶碚擉w系上有著緊密聯(lián)系，在教學(xué)模式上也有諸多相似和互相可借鑒之處。但在前期開(kāi)展的各個(gè)課程改革時(shí)，只注意自身課程內(nèi)容的完整性，卻沒(méi)有綜合考慮作為課程群它們之間的緊密聯(lián)系。尤其在教學(xué)手段方面，尚缺乏一條將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)的主線。

“電氣工程工具軟件”課程的設(shè)立及其相關(guān)教學(xué)改革活動(dòng)，為電機(jī)類課程群仿真技術(shù)教學(xué)改革和平臺(tái)建設(shè)提供了可能。該課程主要講授數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)理論和基于大型仿真軟件Maxwell、Simplorer 以及Matlab 的電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仿真技術(shù)，給電機(jī)類課程群各課程采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)完成部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了連通的紐帶，它和課程群的內(nèi)在聯(lián)系如圖1所示。通過(guò)開(kāi)展“電氣工程工具軟件”課程教學(xué)改革研究，建立電機(jī)類課程仿真技術(shù)平臺(tái)，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)在教學(xué)中的作用，將課程群內(nèi)已授教學(xué)知識(shí)點(diǎn)從另外一個(gè)角度加深理解。為學(xué)生直接參與教師科研項(xiàng)目提供了和可能和便利條件。

圖1 電機(jī)課程群與電氣工具軟件的內(nèi)在聯(lián)系

2 課程實(shí)施方案

在電機(jī)類課程群建設(shè)過(guò)程中，授課教師團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)研究如何以計(jì)算機(jī)仿真建模技術(shù)為基礎(chǔ)，優(yōu)化“電氣工程工具軟件”課程教學(xué)內(nèi)容，建立教學(xué)主線。重點(diǎn)研究如何將課程中專業(yè)軟件的學(xué)習(xí)與上述課程群內(nèi)容進(jìn)行整合。最新的計(jì)算機(jī)建模技術(shù)可以在這些課程教學(xué)中建立仿真平臺(tái)。教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)和仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可幫助學(xué)生理解掌握專業(yè)知識(shí)。

表1所示為本課程的課程內(nèi)容設(shè)置與課時(shí)分配。本課程總學(xué)時(shí)30 學(xué)時(shí)，其中上機(jī)實(shí)踐20 學(xué)時(shí)。通過(guò)實(shí)踐性環(huán)節(jié)的增加，合理分配教師課堂授課與學(xué)生實(shí)際動(dòng)手兩種教學(xué)方式的關(guān)系，學(xué)生可以自己動(dòng)手建模與分析，發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用。

表1 課程內(nèi)容設(shè)置與課時(shí)分配

此外，課程考核采用口試方式，教師結(jié)合學(xué)生平時(shí)成績(jī)和提交的電機(jī)系統(tǒng)仿真模型，重點(diǎn)考察學(xué)生在軟件應(yīng)用的基礎(chǔ)上對(duì)所涉及到知識(shí)點(diǎn)的整體掌握情況。此外，教師利用現(xiàn)有科研和項(xiàng)目成果資源，讓學(xué)生直面真實(shí)工程訓(xùn)練，發(fā)揮他們?cè)趨⑴c科研項(xiàng)目中的作用。

授課教師在課程群建設(shè)和課題研究結(jié)合過(guò)程中，主要采用文獻(xiàn)資料法、案例研究法、行為研究法和理論提升法來(lái)提高教學(xué)質(zhì)量。我們通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料，借助網(wǎng)絡(luò)搜集與課題相關(guān)資料，分類整理和對(duì)比分析后指導(dǎo)課題研究，此為文獻(xiàn)資料法;借鑒其它高校類似軟件類課程的教學(xué)方法，指導(dǎo)課題研究與實(shí)踐，此為案例研究法;通過(guò)調(diào)研和師生座談積累第一手資料，及時(shí)總結(jié)改進(jìn)，此為行為研究法;在項(xiàng)目研究與實(shí)踐過(guò)程中不斷學(xué)習(xí)探索，將思路、做法與體會(huì)等進(jìn)行總結(jié)，在理論上有提升，此為理論提升法。上述四種方法的引入，可以提高教學(xué)質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

“電氣工程工具軟件”課程是電氣專業(yè)本科生教學(xué)階段非常重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，旨在讓學(xué)生了解本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的常用工具軟件，熟悉這些軟件的功能，學(xué)習(xí)掌握Maxwell、Simplorer 和Matlab 等本專業(yè)最常用工具軟件，并將其與相關(guān)專業(yè)知識(shí)融匯貫通，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，拓展學(xué)生的視野，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)。同時(shí)，電機(jī)類課程群的建設(shè)與探討是我院當(dāng)前教學(xué)改革發(fā)展的一個(gè)重要內(nèi)容，本項(xiàng)目的有效實(shí)施，將創(chuàng)建以創(chuàng)新和適應(yīng)能力為主要特征的新課程群體系，有望大幅度提高電機(jī)相關(guān)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)水平。此外，本項(xiàng)目所開(kāi)展的教學(xué)內(nèi)容、課程體系和教學(xué)方法等進(jìn)行綜合性改革研究與實(shí)踐內(nèi)容，對(duì)其他課程亦有一定的借鑒作用。

［1］ 樊英，程明. 電氣工程專業(yè)“電動(dòng)汽車新技術(shù)”課程設(shè)置思考［J］. 南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2011，33(S1):110-111

［2］ 張鵬飛，張鵬，張子亮，等. 微型風(fēng)力發(fā)電演示儀［J］. 吉林:大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2011，24(3):70-72.

［3］ 吉敬華，趙文祥，劉國(guó)海. 基于DSP 的永磁電機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)［J］. 上海:實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，30(10):217-219.

［4］ 費(fèi)德成，孫玉坤，朱熀秋. Ansoft 軟件在電機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用［J］. 南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2009，31(5):95-97.

［5］ 劉桂英，粟時(shí)平. 電力電子技術(shù)的Matlab/Simulink 教學(xué)仿真實(shí)踐［J］. 南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2011，33(1):87-89