王愛元
摘 要:控制電機是本科電氣工程自動化專業(yè)及其相關(guān)專業(yè)的重要課程,近年來控制電機的技術(shù)含量高,材料、加工和使用要求高。文章在分析控制電機課程教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,從教學(xué)內(nèi)容和體系、教學(xué)方法和手段、實驗教學(xué)幾個方面對本科課程教學(xué)進行實踐探索,以促進卓越工程師培養(yǎng)和工程教育專業(yè)認(rèn)證工作的有序推進。
關(guān)鍵詞:控制電機;教學(xué)改革;實踐教學(xué)
中圖分類號:G642文獻標(biāo)識碼:A
一、課程定位緊密結(jié)合技術(shù)本科教育
技術(shù)本科教育是在本科教育層次為進入應(yīng)用科學(xué)和現(xiàn)代化技術(shù)領(lǐng)域就業(yè)的學(xué)生提供為期四年的學(xué)術(shù)和職業(yè)準(zhǔn)備的教育方式。電氣工程及其自動化本科專業(yè)的人才培養(yǎng)定位為培養(yǎng)技術(shù)本科人才,要求培養(yǎng)的學(xué)生具有較扎實的基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識、豐富的專業(yè)知識,更要具有較強的實踐能力、工程能力和創(chuàng)新意識,畢業(yè)走上工作崗位能較快地適應(yīng)和勝任技術(shù)應(yīng)用與技術(shù)管理工作。因此,技術(shù)本科控制電機課程建設(shè)也應(yīng)定位為技術(shù)本科課程建設(shè),應(yīng)始終堅持和落實科學(xué)發(fā)展觀,以學(xué)生為本,注重強化基礎(chǔ),注重技術(shù)和工程素質(zhì)的培養(yǎng),著力培養(yǎng)學(xué)生在控制電機領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用、技術(shù)開發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新能力和素養(yǎng)。
控制電機的教學(xué)內(nèi)容必須密切聯(lián)系本科電氣工程及其自動化專業(yè)的課程體系。自動控制系統(tǒng)和它所用到的控制電機的關(guān)系是整體和局部的關(guān)系,一方面控制電機的性能和作用要服從于整個系統(tǒng)對它的要求,其性能好壞要看它能不能滿足系統(tǒng)的要求;另一方面,控制電機的性能又直接影響并決定了整個控制系統(tǒng)的性能,如果性能不好或者使用不恰當(dāng),整個控制系統(tǒng)的性能就無法提高。鑒于上述特征,這門課的講解要圍繞電機與拖動基礎(chǔ)、自動控制原理、運動控制系統(tǒng)等先修課程來講解,在講清控制電機結(jié)構(gòu)原理的基礎(chǔ)上,重點是講解電機的運行特性、性能要求和工程應(yīng)用。
二、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)重點密切聯(lián)系先修課程
考慮到與先修課程電機與拖動基礎(chǔ)等部分重復(fù)的教學(xué)內(nèi)容,理論教學(xué)中重點突出了自整角機、旋轉(zhuǎn)變壓器、交流伺服電動機等章節(jié),壓縮或刪減直流測速發(fā)電機、直流伺服電動機和變壓器等基礎(chǔ)性章節(jié),增加無刷直流電動機、步進電動機、開關(guān)磁阻電機等章節(jié)的介紹。
對于課程中有大量概念和公式的理論推導(dǎo)過程,講授的重點放在公式中物理量的意義、電機性能的影響和解決工程實際問題的方法;而對于有關(guān)公式的理論推導(dǎo)過程要求學(xué)生課后自學(xué),教師答疑,并在練習(xí)和測驗中有一定體現(xiàn)。
三、教學(xué)方法注重實際效果
由于控制電機種類多,結(jié)構(gòu)和原理復(fù)雜, 每一種電機都有一定數(shù)量概念、公式和結(jié)論需要掌握和理解, 而且各章節(jié)內(nèi)容在教材編寫上聯(lián)系性不強,因此,講解時就需要教師的引導(dǎo)、歸納, 把各章節(jié)的知識點聯(lián)系起來。例如,把交流伺服電動機和直流伺服電動機及交流異步測速發(fā)電機和直流測速發(fā)電機聯(lián)系起來進行對比講解;自整角機和旋轉(zhuǎn)變壓器在原理和結(jié)構(gòu)上有許多相似之處,也可以聯(lián)系起來進行對比講解。
為突出教學(xué)內(nèi)容的先進性和適應(yīng)性,力求反映科技發(fā)展的新產(chǎn)品、新工藝和新技術(shù), 教學(xué)中適時刪減了實際中較少應(yīng)用的理論內(nèi)容和落后技術(shù)的講述,補充了控制電機發(fā)展中的新原理、新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝等。
四、加強實踐性教學(xué)
控制電機作為一門工程性和實踐性很強的專業(yè)課,應(yīng)該從各個方面加強實踐性教學(xué)。
第一,要設(shè)置一定數(shù)量的實驗課。實驗課是架設(shè)在理論知識與生產(chǎn)過程兩者之間的橋梁,其目的不僅僅是驗證理論并顯示理論和實際情況間的誤差,以此增強學(xué)生的動手能力,重要的是通過一定的設(shè)計性實驗,培養(yǎng)學(xué)生運用理論解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力。
第二,控制電機的實踐教學(xué)與學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計緊密地聯(lián)系起來,課后應(yīng)盡可能地組織學(xué)生參與控制電機的科研、學(xué)術(shù)討論會、產(chǎn)品展覽會和工業(yè)現(xiàn)場參觀等活動,不斷提高職業(yè)能力。
控制電機的課程教學(xué)以技術(shù)本科教育確定課程定位,通過不斷的教學(xué)實踐,善于在教學(xué)過程中不斷改進,總結(jié)經(jīng)驗,才能提高教學(xué)質(zhì)量,實現(xiàn)卓越工程師的培養(yǎng),達到工程教育認(rèn)證的考核要求。
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