《电机拖动》教学手段与方法改革研究

王芸 杨蓉

摘要：《电机拖动》是电气工程及自动化领域一门重要的专业基础课程，针对传统课程理论性强、原理抽象、重计算轻应用等常规授课不足，通过引入多媒体、仿真软件、新兴行业应用案例分析等各类手段，改进课堂教学效果，提高学生对理论知识的掌握和实际应用能力。

关键词：电机拖动   教学手段   方法

电机拖动是高等学校本科电气、电子信息类和部分非电专业本科生在工业自动化应用领域的重要专业核心课程。目前，电机拖动技术应用十分广泛，发展非常迅速，日益渗透到新能源利用、2025先进工业制造、机器人及人工智能等新兴相关学科领域，并发挥重要作用，对我国进一步推进社会主义现代化建设有重要的意义。

《电机拖动》课程具有很强的理论性、工程性、实践性。这种“超强理论课”使大部分学生望而生畏，学习起来严重缺乏自信，导致教学效果偏差[1]。多年来，《电机拖动》课程基本沿用了前苏联教材的课程体系，在课程教学中过于强调理论的系统性和完整性，而对电机特别是其各种工作特性和机械特性在工程实际案例中的应用却较少涉及[2]。单一的“理论教学+验证实验”的教学模式已不能适应社会对工程技术人员的要求。为了使学生提高兴趣，更好的掌握这门课程，具备较强的实践操作能力，教学改革势在必行。

一、授课现状局限性

传统《电机拖动》课程主要通过教师采用常规授课方式。学生首先进行知识学习，然后根据学习的内容进行重复性练习（包括记忆公式、做大量习题、实验等），同时通过若干关于电机接线、调节的简单认知实验环节建立对实际电机拖动系统的直观认识，最后通过考试，如果成绩合格就认为学生掌握了电机拖动技术方面的基本理论、基本知识和基本技能。这是一个大家普遍接受的、但是错误的理念，体现在学生对电机拖动技术的认识仅仅停留在理论层面，虽然经过了大量的知识强化训练，但最后仍无法思考所学知识应该用到何处。

常规《电机拖动》课程授课方式的局限性突出表现在由于缺乏有效训练手段和方法，使得学生无法具备将电机拖动基本理论、计算与实际电机控制系统设计、分析相结合的能力，如图1所示。

二、教学手段与方法改革

（一）充分利用多媒体等工具开展教学。例如，绪论环节增加包含短视频、Flash动画等多媒体的课程内容，同时带领学生参观新型直线或平面电机研究中心，激发学生对电机拖动技术学习的兴趣，使学生充分认识到电机拖动这门课的重要性。

（二）大量使用MATLAB、ANSYS等电机仿真软件。通过仿真可以直观地为学生分析特性曲线，还可以为学生展示建模的方法，例如他励直流电动机电枢串电阻起动分析，可以搭建仿真模型讲解起动过程机械特性、速度和电流变化过程，这样既深入地探讨研究又很好地引导学生利用MATLAB 工具解决问题，如搭建他励直流电动机电枢串电阻起动模型，可以观测电机起动的机械特性曲线。

（三）提高关于新型电机拖动系统的课程内容。近年来随着电机拖动技术在包括新能源利用、先进精密仪器制造、机器人设计等朝阳行业中得到创新性发展，涌现了一批新兴的电机类型及控制调速技术，例如步进电机、直流无刷电动机、开关磁阻电动机等。围绕新型电机拖动系统，设计若干具有代表性、创新性的电机控制系统案例，通过参观、调研等方式了解在机器人领域、航空航天领域、纳米发电领域等所采用的新型电机类型、结构、工作原理。

（四）设计一系列实际工程中电机拖动系统的应用案例。例如理论联系实际，采用案例教学与实际接轨，分析大功率交流异步发电系统（2500KW）应用于海上风力发电系统，分别对电枢串电阻起动和调压启动进行仿真案例设计。例如三相异步电动机环节开发一套关于风力发电系统的实际工程案例，引导学生通过仿真软件设计一套采用三相异步电动机将风能转化为电能的模拟系统，并实现不同风速、风况下的风力发电的稳定输出。从而使得学生深入掌握三相异步电动机的基本原理、功率和电磁转矩关系、机械特性等。

三、结语

当前创新教育中，越來越重视对学生自主学习能力的培养。《电机拖动》课程改革不仅需要通过传统理论教学，更需要进一步引入包括媒体、仿真软件、新兴行业应用案例分析等各类手段对现有的教学方法进行改革，以适应新时代学生培养和发展需求。

参考文献：

[1]厉虹，张巧杰，祁鲲.以创新能力培养为目标的“电机与拖动”教学改革研究[J].中国电力教育，2010，（04）：57-59.

[2]李瑞霞.新时代下电机与拖动课程教学改革探析[J].文化创新比较研究，2018，（25）：129-131.

（作者单位：机电与控制工程学院，深圳大学）