吳學(xué)娟

摘 要：《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》是一門理論性與實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，知識體系覆蓋面廣，是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的核心課程。該文對電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)課程的教學(xué)現(xiàn)狀以及教學(xué)中存在的問題進(jìn)行分析，結(jié)合課程特點(diǎn)及筆者幾年具體的教學(xué)實(shí)踐，從多方面探討課程教學(xué)改革路徑，注重理論與工程實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的適應(yīng)能力。

關(guān)鍵詞：電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 教學(xué)改革 工程實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）10（a）-0100-02

電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)是一門電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)核心課程，開課時(shí)間一般為大三的第二個(gè)學(xué)期。課程內(nèi)容以控制系統(tǒng)的原理、分析與設(shè)計(jì)為主線，應(yīng)用自動(dòng)控制理論解決電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)問題，論述電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能[1]。筆者通過幾年的實(shí)踐教學(xué)發(fā)現(xiàn)該課程面臨很多的問題，如：課程內(nèi)容較多，學(xué)時(shí)較少，理論與實(shí)踐結(jié)合不夠等問題。通過認(rèn)真地思考總結(jié)，提出一些教學(xué)改革思路，希望能夠使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)這門課程，為今后工作奠定基礎(chǔ)。

1 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)教學(xué)中存在的主要問題

1.1 課程現(xiàn)狀及特點(diǎn)

電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)課程是自筆者所在學(xué)校2009年申辦電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)以來就一直開設(shè)的課程，選用的課程教材是由上海大學(xué)陳伯時(shí)主編、機(jī)械工業(yè)出版社出版的《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)-運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》（第3版），理論學(xué)時(shí)56學(xué)時(shí)，同時(shí)設(shè)置6學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)及兩周的課程設(shè)計(jì)。電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)主要介紹電機(jī)的控制，以轉(zhuǎn)速控制作為主要控制對象，調(diào)速系統(tǒng)是最基本電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)，在總體內(nèi)容上，分為直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)和交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分[2]。通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠充分了解和認(rèn)識該課程及其相關(guān)課程的發(fā)展現(xiàn)狀、專業(yè)知識體系特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用基本理論方法進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的能力，使學(xué)生建立起系統(tǒng)觀念、工程觀念、創(chuàng)新觀念等觀念，提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和實(shí)際應(yīng)用能力[3-4]，為今后的學(xué)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)做鋪墊，在社會飛速發(fā)展的大環(huán)境下，使學(xué)生能夠更好地實(shí)現(xiàn)就業(yè)，適應(yīng)社會。

該課程的教學(xué)目標(biāo)是：結(jié)合皖西學(xué)院建設(shè)應(yīng)用型本科高校的背景及電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的培養(yǎng)方案，在課程設(shè)置過程中，通過理論教學(xué)，使學(xué)生掌握理論知識，強(qiáng)化學(xué)生對基本分析方法、設(shè)計(jì)方法的理解和應(yīng)用，結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用基本理論知識解決實(shí)際問題的能力，不斷提高學(xué)生的工程能力。

1.2 目前教學(xué)面臨的主要問題

圍繞該課程的教學(xué)，通過幾年的教學(xué)實(shí)踐，目前該課程在具體的教學(xué)過程中主要存在的問題可以總結(jié)為四點(diǎn)。

（1）課程學(xué)時(shí)少，理論內(nèi)容較多，難點(diǎn)多，公式多，計(jì)算多。

該課程是多門專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的綜合應(yīng)用，知識面很廣，系統(tǒng)性強(qiáng)，因此，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)難以理解消化課程內(nèi)容，學(xué)起來困難較多。知識和課程內(nèi)容更新速度快，在課堂教學(xué)中，直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)部分和交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)部分的學(xué)時(shí)分配沒有進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。另外，傳統(tǒng)的教學(xué)方法是以枯燥的理論分析為主，講述各種直流、交流調(diào)速系統(tǒng)，按照介紹系統(tǒng)組成，分析各組成單元的作用，講解系統(tǒng)工作原理，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和參數(shù)計(jì)算等順序進(jìn)行教學(xué)，提升不了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不能促進(jìn)學(xué)生在課后主動(dòng)鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容。

（2）理論結(jié)合實(shí)踐，應(yīng)用于實(shí)踐的力度不夠。

該課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的工程實(shí)用性課程，實(shí)踐教學(xué)在課程體系中占據(jù)重要的地位，目前主要的實(shí)踐環(huán)節(jié)是實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。

在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，存在如下三個(gè)問題：首先該校電氣及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生人數(shù)較多，而實(shí)驗(yàn)設(shè)備有些不足；其次實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)有限，設(shè)置6個(gè)學(xué)時(shí)，完成3個(gè)實(shí)驗(yàn)；最后主要以綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為主，缺乏設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生不能夠根據(jù)所學(xué)理論知識按照要求去自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。這些問題導(dǎo)致學(xué)生不能夠做到很好地將理論應(yīng)用于實(shí)踐，無法取得在有限學(xué)時(shí)下的實(shí)驗(yàn)效率和效果，也使得很多學(xué)生對實(shí)驗(yàn)失去興趣和熱情。

課程設(shè)計(jì)能夠提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，理清系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路和方法。在課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，安排課程設(shè)計(jì)的時(shí)間為兩周，布置基本貼合工程應(yīng)用的課題，每2個(gè)學(xué)生組成一組，進(jìn)行自由選題，每組課題不同。要求每組學(xué)生在兩周時(shí)間內(nèi)完成所選課題的具體分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，具體課程設(shè)計(jì)工作內(nèi)容包括：根據(jù)所選課題及相應(yīng)任務(wù)書，進(jìn)行相關(guān)的文獻(xiàn)資料的查閱；給出相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的比較、論證；系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)；系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)；仿真并對結(jié)果進(jìn)行分析。由于條件的限制以及學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握程度等各種因素的影響，目前的課程設(shè)計(jì)還是以理論設(shè)計(jì)為主，難以驗(yàn)證設(shè)計(jì)成果。

（3）教學(xué)方法比較單一。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式以“教師”為中心，目前采用的仍然是這樣的教學(xué)模式。在課程教學(xué)中，教師一味地對課程內(nèi)容進(jìn)行抽象的理論分析以及推導(dǎo)，學(xué)生不易理解，難以熟練掌握，導(dǎo)致很多學(xué)生對這門課程失去學(xué)習(xí)信心，不能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性以及主動(dòng)性。

（4）考核模式陳舊。

該課程目前采用的考核模式仍是以期末純粹的理論課考試為主，考核辦法為作業(yè)和平時(shí)成績占總成績的30%，期末考試成績占總成績的70%。這種考核模式只注重理論知識的考核，沒有強(qiáng)調(diào)對實(shí)踐能力的考核。由于學(xué)生沒有實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)，對課程理論知識的認(rèn)識比較模糊，因此很難清楚地認(rèn)識到該課程的真實(shí)目的，僅以應(yīng)付考試的心態(tài)去對待這門課程，不能發(fā)自內(nèi)心地喜歡這門課程，也就難以實(shí)現(xiàn)真正掌握這門課程內(nèi)容，將其很好地應(yīng)用于以后的學(xué)習(xí)、工作或生活中。

2 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)課程改革方案探討

為了使教學(xué)質(zhì)量能夠得到進(jìn)一步提高，同時(shí)為了適應(yīng)學(xué)校努力培養(yǎng)面向基層，服務(wù)一線，德智體美全面發(fā)展，地方用得上、留得住，具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的應(yīng)用型高級專門人才的需要，滿足社會發(fā)展的需求，結(jié)合課程現(xiàn)狀、特點(diǎn)以及實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐，從前面所分析的教學(xué)過程中面臨的主要問題入手，探討這門課程的教學(xué)改革方案。

2.1 改革課程理論教學(xué)

為了適應(yīng)技術(shù)的進(jìn)步，對于教學(xué)內(nèi)容，要求教師在備課過程中注意及時(shí)將最新的信息內(nèi)容引進(jìn)課堂，另外現(xiàn)階段該課程理論學(xué)時(shí)不斷減少，而社會和技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步，導(dǎo)致實(shí)際教學(xué)過程中需要講的內(nèi)容是越來越多，這就要求教師在理論教學(xué)過程中不僅要注意新內(nèi)容的引進(jìn)，更要注意整合原來的教學(xué)內(nèi)容。這樣才能比較合理地完成規(guī)定學(xué)時(shí)內(nèi)的理論內(nèi)容教學(xué)。

在理論教學(xué)過程中要避免單純的理論分析，淡化具體的理論推導(dǎo)過程，注重結(jié)果的運(yùn)用。要結(jié)合電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的相關(guān)背景，適當(dāng)?shù)丶尤胍恍┬蜗蟮膭?dòng)畫演示進(jìn)行講解，從而讓學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容有一個(gè)直觀的認(rèn)識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

為了更好地實(shí)現(xiàn)在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)完成較多的理論內(nèi)容教學(xué)，提高教學(xué)效果，適時(shí)引入新的輔助教學(xué)手段，在原有的多媒體教學(xué)基礎(chǔ)上，引入仿真技術(shù)教學(xué)。仿真技術(shù)可以設(shè)計(jì)不同條件的運(yùn)行狀況，采用仿真軟件Matlab可以為教學(xué)內(nèi)容提供形象直觀的分析工具，不僅能夠?yàn)樗v的典型電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)容提供驗(yàn)證，也能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行過程和參數(shù)變化對系統(tǒng)的影響進(jìn)行分析，加深學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)互動(dòng)，轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了先理論分析，其次構(gòu)建仿真模型，最后進(jìn)行仿真結(jié)果分析總結(jié)這樣的教學(xué)體系。通過原有的和新引入的輔助教學(xué)手段的應(yīng)用，增強(qiáng)了課堂教學(xué)的感染力以及學(xué)生的自我學(xué)習(xí)的認(rèn)知過程。

2.2 改革課程實(shí)踐教學(xué)

理論教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)觀念，培養(yǎng)學(xué)生利用基本理論知識進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的能力，實(shí)踐教學(xué)可以加深學(xué)生對理論知識的理解和掌握，提高學(xué)生的工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力。

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生主動(dòng)思考，激發(fā)學(xué)生知識探索的積極性。利用Matlab軟件開發(fā)該課程的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺，學(xué)生可以依托實(shí)驗(yàn)平臺完成驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性以及開放性實(shí)驗(yàn)，通過對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的驗(yàn)證、設(shè)計(jì)、調(diào)試、分析，在鞏固所學(xué)的理論知識的同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生分析以及工程實(shí)際能力。

課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)結(jié)合課程設(shè)計(jì)大綱的要求，首先在選題時(shí)一方面要考慮題目與課程理論內(nèi)容的貼合性，另一方面要考慮與實(shí)際工程的聯(lián)系緊密性，實(shí)現(xiàn)選題的合理性；其次結(jié)合仿真技術(shù)，通過合理的仿真驗(yàn)證平臺對設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證分析。培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、工程應(yīng)用和研究能力，也為后面的畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。

鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各種課外競賽，注重理論和實(shí)踐創(chuàng)新結(jié)合，也在一定程度上提高了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

2.3 改革考核模式

課程考核增加實(shí)踐考核模塊，采用理論考試和項(xiàng)目考核的形式進(jìn)行，兩部分成績各占總成績的50%。通過這樣的考核模式評定不同學(xué)生的課程成績，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)精神。在項(xiàng)目考核模塊，給出1個(gè)綜合性較強(qiáng)的項(xiàng)目課題，依據(jù)前面所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識進(jìn)行專題劃分，學(xué)生自由選擇課題中自己感興趣的專題，然后自主分組，在整個(gè)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，各個(gè)專題組相互合作共同去完成這個(gè)項(xiàng)目課題。項(xiàng)目考核以項(xiàng)目報(bào)告、項(xiàng)目調(diào)試、答辯的方式評定成績。

3 結(jié)語

該文從電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)課程的特點(diǎn)和當(dāng)前的課程教學(xué)現(xiàn)狀出發(fā)，總結(jié)目前教學(xué)面臨的主要問題，從課程理論教學(xué)、課程實(shí)踐教學(xué)、考核模式三大模塊對該課程教學(xué)改革進(jìn)行探討，希望能夠?qū)@門課程的改革有所推動(dòng)，能夠改善教學(xué)效果，提高學(xué)生理論分析和工程實(shí)踐的能力，為學(xué)生從事工程應(yīng)用和科學(xué)研究工作打下基礎(chǔ)。

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