“电机及拖动基础”课程教学改革研究

李红利， 修春波， 马 欣

(天津工业大学 电气工程与自动化学院， 天津 300387)

“电机及拖动基础”课程教学改革研究

李红利， 修春波， 马 欣

(天津工业大学 电气工程与自动化学院， 天津 300387)

本文分析了“电机及拖动基础”课程教学中存在的问题，针对该课程理论教学学时有限，课程内容抽象，课程理论与实践紧密结合的特点，对教学内容、教学方法和实验教学等进行了改革与探索。通过将虚拟仿真实验教学平台与实物实验教学相结合的方法以及建立网络辅助教学平台手段，提高了教学效果，满足高质量人才培养的需求。

电机及拖动基础；虚拟仿真实验教学；网络辅助教学平台

0 引言

“电机及拖动基础”课程是自动化专业的专业基础课，主要传授交直流电机原理、电力拖动系统、变压器原理以及控制电机控制原理等方面的知识。本课程在专业学习中起着承上启下的作用，具有非常重要的地位。学好该门课程，会为学习后续的“电气传动”、“运动控制”等课程打下必要的理论基础[1]。本课程不仅理论性很强，同时涉及到大量生产实践内容[2]。例如，其中的交直流电机磁动势的分析，以及电力拖动系统运行性能的分析与计算部分，内容抽象，公式推导多，学生很难理解；加之受实验学时和实验室资源的限制，学生在实验学时内很难完成全部实验内容，无法通过实验深入理解理论知识。

针对以上情况，本文在教师如何改变传统的教学模式，提高学生学习的主动性，从理论教学、实验教学等方面进行了改革与探讨。在教学过程中，建立了网络辅助教学平台，实现课堂教学与网络教学的互补。采用虚拟仿真实验教学平台与实物实验教学相结合的方法，依托虚拟现实、多媒体等信息化技术构建高度仿真的虚拟实验环境，开展实验实践教学，对现有实验实践教学进行补充和拓展促进教学质量的提升。

1 提高学生的学习兴趣

兴趣是学生学习最重要的动力，提高学生对本课程的兴趣，培养学生学习的主动性，首先要上好“电机及拖动基础”的第一节绪论课。绪论课介绍电机及电力施动技术的发展概况、课程的主要内容和特点、课程的性质和任务。为使绪论课上得生动活泼不枯燥，可以利用一些图片、视频资料，这些信息可以让学生更加清楚地了解本门课程所学的内容；此外，还需向学生介绍与本课程相关的后续课程，明确课程所起的作用和重要性。为了提高学生的兴趣，绪论课甚至可以在实验室里上，给学生展示电机实体并结合分析实际问题，让学生体会运用工程思维和工程方法来解决问题的乐趣。

为了提高教学质量与教学效果，我们开发了多媒体网络课件，改革传统的教学思想观念、教学方法、教学手段和教学管理，充分利用现代教育技术提升本科教学效果。通过强有力的实践教学环节设计，增强学生的工程意识、操作技能、专业综合素质。在该课程的教学中，采用课堂讲解与实际动手相结合，抽象的理论与具体的事物相对照，以充分调动学生积极性为目的。

2 简化原理分析，突出重点

“电机及拖动基础”所学的内容繁多，教学学时从90学时压缩到了60学时，根据自动化专业的特点和实际情况来选择合理的教学内容至关重要。根据多年的教学经验和后续课程的需要，以及考虑到工厂中的实际应用，我校教研组教师对原使用的参考教材进行了精简和改编，最后编写了《电机及拖动基础》精简教材供教学使用[3,4]。

课堂教学中，以课程知识应用为目标，采用启发式教学、鼓励学生自学、培养学生的自学能力。贯彻少而精的原则，精选教学内容，精讲多练。教材中的电机的基本结构中，电机绕组是非常难理解的，但它却是理解电机工作原理的基础。因此，针对此章内容，特别通过短片视频的方法，用实物动态模型来增加学生的感性认识。对于交流电动机，由于和变压器的原理有很多相似的内容，可以与变压器结合起来讲授。在具体教学过程中，注重师生的互动，让学生的学习与教师的科研内容紧密联系起来[5,6]。教师结合科研项目，将更多具体的实践知识带入课堂教学，提升学生对本课程的兴趣，鼓励学生将所学知识运用到科研实践中去，实现理论与实践相结合的教学理念。

3 建立虚拟仿真实验教学平台

“电机及拖动基础” 课程十分注重理论与实际相结合，因此要通过实验加强学生的实践能力。本课程的实验教学环节共有8个学时，4个实验，基本能满足本课程的实验教学需要。实验由任课教师和实验教师共同负责。实验教学是在理论的指导下，通过引导学生主动实践、验证所学知识，达到提高综合素质的教学目的，因此，实验教学将实验分为基础验证性实验和综合设计性实验二个层次。

在学生实验的过程中，发现存在部分学生实验预习不够充分的问题，对于综合设计性实验，部分学生并不能在规定的2个学时内完成实验。为了解决这一问题。教研组建立了“电机及拖动基础”虚拟仿真实验教学平台，通过平台提供的虚拟设备，模拟实验室设备环境。学生可使用个人电脑，通过该平台完成面向生产实际且体现专业先进技术的综合性实验，达到代替学生实物实验的效果，提升了学生在工业生产控制及相关领域的实践和创新应用能力。实现校内教学与生产现场的“无缝连接”，平台具有开拓学生思维、开发学生能力和探索未知的功能，为培养具有创新能力的高素质专业人才提供实践训练条件。该虚拟仿真实验教学平台如图1所示。

图1 “电机及拖动基础”虚拟仿真实验教学平台

4 建立课程网络教学辅助平台

采用网络技术手段，实现网络教学与课堂教学互补，建立了“电机及拖动基础”课程网络教学平台如图2所示。

图2 “电机及拖动基础”网络教学平台

教师将教学大纲、电子教案、配套实验、多媒体课件、配套练习、参考资料、课堂作业等电子资源上传到网络平台，方便学生下载学习。通过网络聊天室可完成师生、学生互动，实现了网络讨论和答疑等功能。通过该网络教学辅助平台，为学生学习“电机及拖动基础”课程提供了更充裕的时间和空间。

5 结语

近5年来，通过在“电机及拖动基础”课程教学

过程中进行的探索和改革，我们收获了良好的教学效果。这些探索与改革以学生为中心，推动了学生进行由基础到提高，再到创新能力的培养过程。

“电机及拖动基础”课程的教学改革的下一步还需将理论与实践进一步有机结合，针对专业的特点增加与专业密切相关的综合实验，让学生更早更多的接触到实际生产过程，提高学生解决复杂工程问题的能力。

[1] 孙静, 雷鹏. 电机拖动系统的虚拟动态展示设计与实现[J]. 南京:电气电子教学学报, 2013, 35(1):93-95

[2] 史敬灼. “电机智能控制”课程的实例教学探索[J]. 南京:电气电子教学学报, 2012, 34(1):21-22

[3] 顾绳谷主编. 电机及拖动基础(第4版)[M]. 北京: 机械工业出版社, 2007年10月

[4] 修春波, 陈亚光主编. 电机及拖动基础[M]. 北京: 中国电力出版社, 2015年9月

[5] 秦海鸿，王晓琳，黄文新，朱学忠. “电机学”课程教学改革研究[J]. 南京:电气电子教学学报, 2014, 36(4):36-38

[6] 张 辉，邓先明，严正藩. “电机与拖动基础”课程教学改革探索[J]. 南京:电气电子教学学报, 2016, 38(1):32-35

Research on the Teaching Reform of Electric Machines and Drives Course

LI Hong-li, XIU Chun-bo, MA Xin

(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300387,China)

In this paper, the problems in the teaching of Electric Machines and Drives course are analyzed. With features of restricted class hours, abstract course contents and close relation between theory and practice, the reform and research are carried out with respect to teaching contents of the course, teaching methods and experimental teaching. The teaching effects are improved by the combination of virtual simulation experiment teaching and object experimental teaching, along with network-aided teaching platform. The need of high quality talent cultivation is met.

electric machines and drives; virtual simulation experiment teaching; network aided teaching platform

2016-09-12;

2016-11- 21

李红利(1978-)，男，博士，副教授，主要从事电机及拖动基础教学、神经信息的非线性动力学分析研究工作，E-mail：lihongliln@163.com

G642.0

A

1008-0686(2017)04-0073-03