江苏 田淑华
电机拖动教学改革的几点探讨
江苏 田淑华
针对目前课程教学现状,本文提出了《电机拖动》课程教学改革的几点措施:要改革课堂教学手段和方法,增强学生的兴趣,提高教学水平;改革实验教学方法,让学生自主实验,提高学生设计和应用能力。
电机拖动;教学;实验教学
电机拖动是理论与实践联系很强的电类专业课程,在机电行业中具有极高的实用价值。从多年的就业情况来看,学生对它的掌握程度直接关系到以后的继续深造或就业。然而在该门课程的教学中存在很多弊端:其一,目前使用的教材过多介绍繁琐的理论推导,复杂的理论计算,与实际应用联系不多;其二,在现行的教学模式中仍偏重理论,实践环节少;其三,理论与实践相互脱节,即理性与感性认识不相融,没有形成有机的整体。电机拖动基础理论和实践性都很强,要想在有限的时间内达到掌握理论知识并能应用到实践中去,教师讲起来确实很困难,学生学起来也非常难,结果常常是教师讲得滔滔不绝、汗水淋漓,学生却处在云里雾里。很多学生都不感兴趣,基于此,本人结合多年教学实践,在课堂理论教学的内容与方法、实验教学等方面进行了改革探索,以期培养出真正满足社会需求的实用型、技能型人才。
电机是电动机和发电机的统称,是一种能量变换的电磁装置,作为拖动装置,电动机在工农业生产及生活中应用极为广泛。了解掌握电动机的应用及其维修,必须掌握它的结构。因此在教学过程中,对目前教材中与实际应用联系不多的理论推导及计算,要根据高职学生培养目标进行删减,例如删除电力拖动系统的动力学分析与计算。与实际联系紧密的电机启动和制动如调速的电气控制线路的相关知识要大量添加,重点讲解电机的结构和工作原理和工作特性,精讲电机的启动和调速如制动控制原理。开拓学生视野、增加学生的理论分析能力,使学生能够在校门内掌握常用机床的电气控制线路知识,力求叙理简明、概念清晰、层次分明、突出重点。
在电机拖动课程教学中,一堂课的讲课时间不宜超过30分钟,其余以讨论方式进行练习,力求将所讲丰要内容在课内消化,并给学生留下思维的空间和余地。讲课主要讲方法、讲过程、讲思路,基本目的是让学生“理解”而不是“死记”教材内容。让学生“知晓”解决实际电机拖动控制工程问题的方法和思路,而不要求熟记具体的计算公式。在整本电机拖动教材中公式不少,但只要求记住其中的主要公式,对于课程中的重点问题和难点问题,在具体讲解之前就向学生明确,并在讲授过程中突出重点,善解难点。教师还可以结合课程内容使学生学会如何运用“假设”、“对比”,“联系”的方法,他们逐渐学会应用“假设”,再用“举反例”的排除法,剥掉假象,去伪存真,渐渐学会将电机拖动控制课程中的知识分层次地组织起来,联系起来,进行对比,不仅便于记忆和便于应用,通过知识的新的组合,形成新的概念和方法。
讲解电机方面的知识是自动化专业的一门重要课程。在讲授电机课程过程中引进演示型课件可以利用多媒体技术所特有的“短平快”来高效传递电机方面的信息,弥补传统教学中效率低的不足。在教学中增加动画技术,而不仅仅是一些简单的图片和文字叙述,这样就能够使教学内容更加生动起来,比起枯燥的课堂教学,这种方式更能增加学生的兴趣,提高他们的注意力。例如,在讲授直流电机拖动的内容时,可以采用动画技术生动地刻画出直流电机的转动过程、电流的流通路径以及换向过程等,从而极大地提升学生的兴趣和注意力,使原本复杂晦涩的理论简单化,加深了学生的理解力,留下深刻的印象。再比如,《电拖》课程的一个教学难点是三相异步电机旋转磁场的建立。旋转磁场是以双层短跑线圈组的合成基波磁动势来讲解的。这部分内容不但理论讲解难度大,同时四个区块的绘图会占用大量课堂时间,且彼此之间又有空间上的相对位置,教师很难把精力集中在讲解上。笔者的设计思路是:可以每点击鼠标一次,计算机自动绘制一步图,可前进可后退,使用十分灵活。经过努力终于完成了这样的功能,教学时效果正如预料的一样非常方便灵活,教师只需将精力放在原理的讲解上,学生如果哪一步不清晰,教师只需操作鼠标点击可进可退,在任意步骤处作讲解。将多媒体技术引入《电拖》实践教学,其主要目的即是利用多媒体教学的优势使得讲解分析过程更加透彻、清晰。由于动画画面精致美观,因此课堂讲授更精彩,学生的学习积极性也得到了充分的调动,同时活跃了课堂气氛。
实验教学对中职学生掌握所学课程的内容以及灵活运用所学知识解决实际问题的思想方法至关重要。电机拖动实验更是如此。但是目前许多学校的电机拖动实验室由于经费、场地不足,电机控制系统实验台的数量不够,性能不高,能开的实验种类有限。大多只能做一些验证性实验。使得学生在感性认识方面不足,也没有机会和条件独立进行电力拖动系统的设计。因此应该加强实验环节,开发能让学生进行自主实验的装置。教师只提出实验的目的、要求、注意事项等,不过细地定出条条框框、实验的方法,步骤由学生自己拟定,让学生有充分的自由度,培养学生的创新意识。另外,应设置必做实验和选做实验,在保证必做实验的基础上选做实验,让学生根据自己的能力自主选择。其中,对于能力强、选做实验多的学生如果课上时间不够,可以将实验室在课余时间对学生开放,这样既调动了学生的积极性和主动性,又培养了学生的创新精神和实践能力。比如电机实习的一项内容是拆装电机。为了使学生在实习中获得最大的收益,笔者录制了电机绕组生产、制作的录像带,要求学生观看录像时,注意绕组的结构形式、绕制方法,再根据实际电机的绕组形式,画出绕组图,最后根据自己设计的绕组下线(当然必须经教师审核)。这样通过较短的时间,就使学生掌握了绕组结构、绕制方法及下线操作。既锻炼了学生的动手能力,又学到了相关的知识,这是黑板上画绕组的课堂教学无法达到的效果。
几年来,通过对《电机与拖动》课程的教学改革,取得了较好的教学效果,学生的学习成绩和实际动手能力都有所提高。当然,教学改革是一项长期而艰巨的工作,需要坚持不懈的努。总之,要让学生学好电机拖动与控制技术课程,培养出适应时代需求的高素质的电气工程类应用型人才,教师必须创新教学方法,改进教学手段,提高实验水平,从而激发学生的学习兴趣。只有这样,才能使他们更好地掌握电机拖动与控制技术的相关理论知识,具备较高的实践能力,为继续深造或者就业打下良好的基础。
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(编辑 李艳华)
(作者单位:江苏省高港中等专业学校)