王蕓 楊蓉

摘要：《電機(jī)拖動(dòng)》是電氣工程及自動(dòng)化領(lǐng)域一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，針對(duì)傳統(tǒng)課程理論性強(qiáng)、原理抽象、重計(jì)算輕應(yīng)用等常規(guī)授課不足，通過(guò)引入多媒體、仿真軟件、新興行業(yè)應(yīng)用案例分析等各類手段，改進(jìn)課堂教學(xué)效果，提高學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握和實(shí)際應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞：電機(jī)拖動(dòng)? ?教學(xué)手段? ?方法

電機(jī)拖動(dòng)是高等學(xué)校本科電氣、電子信息類和部分非電專業(yè)本科生在工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域的重要專業(yè)核心課程。目前，電機(jī)拖動(dòng)技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，發(fā)展非常迅速，日益滲透到新能源利用、2025先進(jìn)工業(yè)制造、機(jī)器人及人工智能等新興相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域，并發(fā)揮重要作用，對(duì)我國(guó)進(jìn)一步推進(jìn)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)有重要的意義。

《電機(jī)拖動(dòng)》課程具有很強(qiáng)的理論性、工程性、實(shí)踐性。這種“超強(qiáng)理論課”使大部分學(xué)生望而生畏，學(xué)習(xí)起來(lái)嚴(yán)重缺乏自信，導(dǎo)致教學(xué)效果偏差[1]。多年來(lái)，《電機(jī)拖動(dòng)》課程基本沿用了前蘇聯(lián)教材的課程體系，在課程教學(xué)中過(guò)于強(qiáng)調(diào)理論的系統(tǒng)性和完整性，而對(duì)電機(jī)特別是其各種工作特性和機(jī)械特性在工程實(shí)際案例中的應(yīng)用卻較少涉及[2]。單一的“理論教學(xué)+驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)模式已不能適應(yīng)社會(huì)對(duì)工程技術(shù)人員的要求。為了使學(xué)生提高興趣，更好的掌握這門(mén)課程，具備較強(qiáng)的實(shí)踐操作能力，教學(xué)改革勢(shì)在必行。

一、授課現(xiàn)狀局限性

傳統(tǒng)《電機(jī)拖動(dòng)》課程主要通過(guò)教師采用常規(guī)授課方式。學(xué)生首先進(jìn)行知識(shí)學(xué)習(xí)，然后根據(jù)學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行重復(fù)性練習(xí)（包括記憶公式、做大量習(xí)題、實(shí)驗(yàn)等），同時(shí)通過(guò)若干關(guān)于電機(jī)接線、調(diào)節(jié)的簡(jiǎn)單認(rèn)知實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)建立對(duì)實(shí)際電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的直觀認(rèn)識(shí)，最后通過(guò)考試，如果成績(jī)合格就認(rèn)為學(xué)生掌握了電機(jī)拖動(dòng)技術(shù)方面的基本理論、基本知識(shí)和基本技能。這是一個(gè)大家普遍接受的、但是錯(cuò)誤的理念，體現(xiàn)在學(xué)生對(duì)電機(jī)拖動(dòng)技術(shù)的認(rèn)識(shí)僅僅停留在理論層面，雖然經(jīng)過(guò)了大量的知識(shí)強(qiáng)化訓(xùn)練，但最后仍無(wú)法思考所學(xué)知識(shí)應(yīng)該用到何處。

常規(guī)《電機(jī)拖動(dòng)》課程授課方式的局限性突出表現(xiàn)在由于缺乏有效訓(xùn)練手段和方法，使得學(xué)生無(wú)法具備將電機(jī)拖動(dòng)基本理論、計(jì)算與實(shí)際電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析相結(jié)合的能力，如圖1所示。

二、教學(xué)手段與方法改革

（一）充分利用多媒體等工具開(kāi)展教學(xué)。例如，緒論環(huán)節(jié)增加包含短視頻、Flash動(dòng)畫(huà)等多媒體的課程內(nèi)容，同時(shí)帶領(lǐng)學(xué)生參觀新型直線或平面電機(jī)研究中心，激發(fā)學(xué)生對(duì)電機(jī)拖動(dòng)技術(shù)學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到電機(jī)拖動(dòng)這門(mén)課的重要性。

（二）大量使用MATLAB、ANSYS等電機(jī)仿真軟件。通過(guò)仿真可以直觀地為學(xué)生分析特性曲線，還可以為學(xué)生展示建模的方法，例如他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞串電阻起動(dòng)分析，可以搭建仿真模型講解起動(dòng)過(guò)程機(jī)械特性、速度和電流變化過(guò)程，這樣既深入地探討研究又很好地引導(dǎo)學(xué)生利用MATLAB 工具解決問(wèn)題，如搭建他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞串電阻起動(dòng)模型，可以觀測(cè)電機(jī)起動(dòng)的機(jī)械特性曲線。

（三）提高關(guān)于新型電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的課程內(nèi)容。近年來(lái)隨著電機(jī)拖動(dòng)技術(shù)在包括新能源利用、先進(jìn)精密儀器制造、機(jī)器人設(shè)計(jì)等朝陽(yáng)行業(yè)中得到創(chuàng)新性發(fā)展，涌現(xiàn)了一批新興的電機(jī)類型及控制調(diào)速技術(shù)，例如步進(jìn)電機(jī)、直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)等。圍繞新型電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)若干具有代表性、創(chuàng)新性的電機(jī)控制系統(tǒng)案例，通過(guò)參觀、調(diào)研等方式了解在機(jī)器人領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域、納米發(fā)電領(lǐng)域等所采用的新型電機(jī)類型、結(jié)構(gòu)、工作原理。

（四）設(shè)計(jì)一系列實(shí)際工程中電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用案例。例如理論聯(lián)系實(shí)際，采用案例教學(xué)與實(shí)際接軌，分析大功率交流異步發(fā)電系統(tǒng)（2500KW）應(yīng)用于海上風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，分別對(duì)電樞串電阻起動(dòng)和調(diào)壓?jiǎn)?dòng)進(jìn)行仿真案例設(shè)計(jì)。例如三相異步電動(dòng)機(jī)環(huán)節(jié)開(kāi)發(fā)一套關(guān)于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際工程案例，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)仿真軟件設(shè)計(jì)一套采用三相異步電動(dòng)機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的模擬系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)不同風(fēng)速、風(fēng)況下的風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)定輸出。從而使得學(xué)生深入掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的基本原理、功率和電磁轉(zhuǎn)矩關(guān)系、機(jī)械特性等。

三、結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前創(chuàng)新教育中，越來(lái)越重視對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)?！峨姍C(jī)拖動(dòng)》課程改革不僅需要通過(guò)傳統(tǒng)理論教學(xué)，更需要進(jìn)一步引入包括媒體、仿真軟件、新興行業(yè)應(yīng)用案例分析等各類手段對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)方法進(jìn)行改革，以適應(yīng)新時(shí)代學(xué)生培養(yǎng)和發(fā)展需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]厲虹，張巧杰，祁鯤.以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)的“電機(jī)與拖動(dòng)”教學(xué)改革研究[J].中國(guó)電力教育，2010，（04）：57-59.

[2]李瑞霞.新時(shí)代下電機(jī)與拖動(dòng)課程教學(xué)改革探析[J].文化創(chuàng)新比較研究，2018，（25）：129-131.

（作者單位：機(jī)電與控制工程學(xué)院，深圳大學(xué)）