论文部分内容阅读
摘要：文章对应用型本科“电机与拖动”课程的课程体系、课程内容、实践环节和教材建设等方面进行了探讨与实践，通过教学实践证明，教学改革取得了较好的效果。
关键词：课程体系；课程内容；实践环节；教材建设
作者简介：沈霞（1981-），女，四川彭州人，西南石油大学电气信息学院，讲师；许瑾（1980-），女，陕西商南人，西南石油大学电气信息学院，讲师。（四川成都610500）
基金项目：本文系电气工程及其自动化四川省高校本科特色专业建设项目（川教函[2008]422 号）、四川省教学改革项目“以电工与电气信息实验教学中心为平台的实践教学体系的建设与改革”（川教[2009]288 号）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）06-0072-02
传统的“电机与拖动”系列课程包括“电机学”、“电力拖动基础”、“控制电机”以及“电力拖动自动控制系统”等几门课程，是电气工程专业和自动化专业的重要专业课程，理论性、实践性和综合性都很强。在传统的教学过程中对知识的系统性和理论的系统性强调较多，但对知识如何应用到实际中强调较少，难以适应一般高校的应用型人才培养目标，加上课程本身内容比较抽象，学生普遍反映学习难度较大。为了提高学生的兴趣，满足人才培养目标，“电机与拖动”系列课程改革势在必行。
结合西南石油大学电气工程及其自动化省级特色专业的建设和教学改革，从课程内容、教学方法和教材建设几个方面进行研究和改革，教学建设和改革已经取得一定的成效。
一、建立与应用型人才培养目标相适应的课程体系
根据应用型本科院校对人才所需知识、能力和素质结构的要求，重新构建了“电机与拖动”的课程体系，强调了理论与实践并重，理论为应用服务的原则。
有的学校把“电机学”、“电力拖动”和“控制电机”三门课程内容结合到一起，形成电力拖动课程，但根据西南石油大学的实际情况，毕业学生主要进入油田工作，对电机及其控制要求比较高，因此，我们非常强调学生对这部分知识的掌握，把“电机学”、“电力拖动基础”、“控制电机”作为分开的三门课程开设。特别是“电力拖动基础”课程自20世纪60年代以来一直是电气工程及其自动化、自动化等电类专业的必修专业基础课程，它主要介绍交、直流电动机的运行特性（包括机械特性和起动、制动、调速性能分析及电动机的选择等），是后续专业课程“电力拖动自动控制系统”的基础。
二、结合实际，提高学生的学习兴趣
“电机与拖动”系列课程内容比较抽象，学生如果认识不到课程的重要性，对课程完全不感兴趣，很难投入精力，就不能全面掌握电机拖动课程的内容。
通常我们在做入学新生专业教育，让学生认识自己专业是干什么的时候，就非常强调“电机与控制”系列课程的重要性，学生在刚接触该课程的时候也是比较积极的，所以要争取在这时努力培养学生的学习兴趣。
上好绪论课非常重要，普通的电机外面有一个外壳，看不到内容结构，为了增强学生的感性认识，特别购置了外壳是透明的直流电机模型和交流电机模型，学生可以清楚地看到电机的内部世界：交流电机内部由哪些部分构成，绕线都是怎么绕的。同时结合模型向学生说明各个部分在电机中起到的作用。电机内部变成了一个看得见，摸得着的东西，学生们的兴趣也就在这样的过程中慢慢地建立起来了。在后面的课程中，也多注意加入学生感兴趣的实例，例如油田中常用的抽油机是什么电机，有什么特性，因为和将来的工作对象息息相关，学生学习动力也就更足了。
三、重视实验环节，使理论和实践相结合
电力拖动类课程只学理论，不动手实践是学不好的，通过实验，不仅能够培养学生分析问题和解决问题的能力，验证所学理论，而且对所学内容能够提出一些新的见解。通过实验，可以活跃学生的学术思想，全面提高学生的综合素质，为提高学生的创新能力打下坚实的基础。
为了适应教学改革的需要，在实验室建设方面的指导思想是：将传统的模拟实验与仿真实验相结合，将基础理论验证类实验与自主型、综合型、设计型实验相结合，将基本实验与创新实验相结合，将现实场景实验与虚拟场景实验相结合，建立一个立体化的实验教学体系，从而满足不同阶段实践教学的需要，为激发学生的创新意识提供硬件平台。
为了让学生有更多的动手机会，我们专门开设了一门电力拖动综合实验的课程。这门实验课内容涵盖电力电子技术、电机学、电力拖动基础和控制电机，使这几门课程有机结合，要求学生综合应用知识验证或是设计一些实验。鼓励学生应用MATLAB仿真软件，通过软件可以轻松方便地建立各种电机的模型，测试特性。特别是做设计性实验之前，要求学生要先用仿真软件仿真出波形，例如设计一个双闭环调速系统，老师给定控制对象，规定超调量，调速范围等参数，要求学生先把设计好的系统在MATLAB上仿真，调整控制参数，满足控制要求以后，再到实验室做实验，验证设计的系统的正确性，这大大激发了学生的学习兴趣，也为学生将来毕业设计奠定了基础。
四、重视教材建设，积极编写教材
在整个课程建设中，教材建设是非常重要的一个环节，我们精心比较和挑选，尽量选择国家级规划教材，但有的教材可选择的范围很小，例如“电力拖动基础”课程的教材，近20年没有新的版本。这是由于近20余年来，由于教学改革的不断深入，特别是随着科学技术的迅速发展，可开课程和需开课程及教学内容不断增多，很多高校不得不整合课程，不再单独开设“电力拖动基础”课程，而是把它与电机学结合起来，组成“电机与拖动基础”或者类似的课程。但课程组老师都认为，不管电力拖动系统新技术怎样发展，“电力拖动基础”课程作为经典课程，特别是在高等教育大众化的背景下，对于主要承担培养应用型人才的一般普通高等学校的电气工程及其自动化和自动化等专业，单独开设“电力拖动基础”这样的具有传统特色的课程仍然非常有必要，也会逐渐得到人们的共识。为了满足课程建设的需要，课程组王洪诚教授在自己多年从事电气传动与控制科研与教学、讲授电力拖动基础课程讲稿的基础上，结合电力拖动技术的新特点编写了最新版《电力拖动基础》，并于2011年10月由四川大学出版社正式出版，教材具有诸多特点，很适合于当前普通高等学校和高职高专学校电气工程及其自动化、自动化等相关专业选用。
《电力拖动基础》教材充分体现了作者“与时俱进 突出特色 强化实践 方便教学”的编写思想。这也是我们整个课程建设的思想，
首先，教材在绪论部分增加了“拖动与电力拖动系统”，使学生明确地知道，拖动系统绝不仅仅只有电动机的拖动系统，还有其它拖动形式，以免引起概念上的错误。
其次，教材在第1章将多轴系统的转动惯量和力矩折算问题，单独编写为1节“复杂系统运动方程及其参数计算”，这不仅使教学思路更加清晰，而且强调了这一部分内容的重点难点地位。
第三，教材在第1章第4节“在电力拖动系统中的典型负载特性”中，把沿袭多年的“恒转矩特性负载”和“恒功率特性负载”定义为“转矩不变型负载”和“功率不变型负载”，使概念更加准确，“恒”是永恒的，没有条件的，而“不变”是相对的，有条件的。
第四，教材在第2章第1节“直流电动机的特点”中，对直流电动机的磁路特点、电压平衡方程、功率平衡方程和转矩平衡方程进行了专门介绍，使学生对直流电动机有一个系统的掌握，把先前所学课程“电机学”与本章内容的知识链联系起来，起到了承前启后、便于教学的目的。同样在第3章交流电力拖动也采用了类似的安排。
第五，教材在第3章交流电力拖动系统的调速部分，紧密结合电力拖动技术的最新发展，一改以往各种同类教材中对交流电动机调速只介绍变极调速、转（定）子电路串电阻调速和定子调压调速等常规性调速方法，而对变频调速一提而过的编写方法，教材把交流电动机调速分成为“交流电动机的一般性调速”（第5节）和“交流电动机的变频调速”（第6节），而且重点放在交流电动机的变频调速上，这体现了与时俱进的特点，同时教材对一些过于繁琐而且对于一般工程应用技术没有太大意义的内容，例如电动机在动态过程中的能量损失计算等，则尽量精减，这也是教学改革的必然要求。
第六，教材在第5章专门编写了“电力拖动基本控制线路”，对控制线路基础知识和实际工作中常见的控制线路进行了介绍，这是普通高等教育大众化背景新形势下的实际要求，体现了作者“实用”、“易学”和多层次需要的编写思想，便于学生学以致用，满足工作需要。
最后，作者在附录中以浙江天煌科技实业有限公司生产的DZSZ-1型电机及电气技术实验装置作为依托，编写了“电力拖动基础课程基本实验”，介绍了课程的一些常规性实验，供教师参考，体现了作者对实践教学的重视和方便教材使用，这是工科培养目标的共同要求和特色。
总之，通过以上的改革与实践，学生的学习兴趣得到了提高，学习效果较好，特别是通过设计性实验，学生自己动手查找资料，设计参数，仿真调试到最后在试验台上得到实验结果，学生普遍反映很有收获。从已经工作的学生反馈的信息看，“电机与拖动”系列课程和他们实际工作紧密结合，为今后的发展奠定了坚实的基础。
参考文献：
[1]王洪诚,谌海云,罗小华.抵近市场合理定位培养应用人才[C].第二届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集,南京:东南大学,2004.
[2]王洪诚,谌海云,胡泽.夯实基础注重素质培养受社会广泛欢迎的电气工程专业技术人才[C].第四届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集,北京:华北电力大学,2007.
[3]张安安,王洪诚,李红伟.创新型特色电气工程专业建设的探索与实践[J].中国电力教育,2010,(35):28-29.
[4]李忠明.电气信息类专业本科大类培养模式探讨[C].第七届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集,2010.
（责任编辑：刘辉）
关键词：课程体系；课程内容；实践环节；教材建设
作者简介：沈霞（1981-），女，四川彭州人，西南石油大学电气信息学院，讲师；许瑾（1980-），女，陕西商南人，西南石油大学电气信息学院，讲师。（四川成都610500）
基金项目：本文系电气工程及其自动化四川省高校本科特色专业建设项目（川教函[2008]422 号）、四川省教学改革项目“以电工与电气信息实验教学中心为平台的实践教学体系的建设与改革”（川教[2009]288 号）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）06-0072-02
传统的“电机与拖动”系列课程包括“电机学”、“电力拖动基础”、“控制电机”以及“电力拖动自动控制系统”等几门课程，是电气工程专业和自动化专业的重要专业课程，理论性、实践性和综合性都很强。在传统的教学过程中对知识的系统性和理论的系统性强调较多，但对知识如何应用到实际中强调较少，难以适应一般高校的应用型人才培养目标，加上课程本身内容比较抽象，学生普遍反映学习难度较大。为了提高学生的兴趣，满足人才培养目标，“电机与拖动”系列课程改革势在必行。
结合西南石油大学电气工程及其自动化省级特色专业的建设和教学改革，从课程内容、教学方法和教材建设几个方面进行研究和改革，教学建设和改革已经取得一定的成效。
一、建立与应用型人才培养目标相适应的课程体系
根据应用型本科院校对人才所需知识、能力和素质结构的要求，重新构建了“电机与拖动”的课程体系，强调了理论与实践并重，理论为应用服务的原则。
有的学校把“电机学”、“电力拖动”和“控制电机”三门课程内容结合到一起，形成电力拖动课程，但根据西南石油大学的实际情况，毕业学生主要进入油田工作，对电机及其控制要求比较高，因此，我们非常强调学生对这部分知识的掌握，把“电机学”、“电力拖动基础”、“控制电机”作为分开的三门课程开设。特别是“电力拖动基础”课程自20世纪60年代以来一直是电气工程及其自动化、自动化等电类专业的必修专业基础课程，它主要介绍交、直流电动机的运行特性（包括机械特性和起动、制动、调速性能分析及电动机的选择等），是后续专业课程“电力拖动自动控制系统”的基础。
二、结合实际，提高学生的学习兴趣
“电机与拖动”系列课程内容比较抽象，学生如果认识不到课程的重要性，对课程完全不感兴趣，很难投入精力，就不能全面掌握电机拖动课程的内容。
通常我们在做入学新生专业教育，让学生认识自己专业是干什么的时候，就非常强调“电机与控制”系列课程的重要性，学生在刚接触该课程的时候也是比较积极的，所以要争取在这时努力培养学生的学习兴趣。
上好绪论课非常重要，普通的电机外面有一个外壳，看不到内容结构，为了增强学生的感性认识，特别购置了外壳是透明的直流电机模型和交流电机模型，学生可以清楚地看到电机的内部世界：交流电机内部由哪些部分构成，绕线都是怎么绕的。同时结合模型向学生说明各个部分在电机中起到的作用。电机内部变成了一个看得见，摸得着的东西，学生们的兴趣也就在这样的过程中慢慢地建立起来了。在后面的课程中，也多注意加入学生感兴趣的实例，例如油田中常用的抽油机是什么电机，有什么特性，因为和将来的工作对象息息相关，学生学习动力也就更足了。
三、重视实验环节，使理论和实践相结合
电力拖动类课程只学理论，不动手实践是学不好的，通过实验，不仅能够培养学生分析问题和解决问题的能力，验证所学理论，而且对所学内容能够提出一些新的见解。通过实验，可以活跃学生的学术思想，全面提高学生的综合素质，为提高学生的创新能力打下坚实的基础。
为了适应教学改革的需要，在实验室建设方面的指导思想是：将传统的模拟实验与仿真实验相结合，将基础理论验证类实验与自主型、综合型、设计型实验相结合，将基本实验与创新实验相结合，将现实场景实验与虚拟场景实验相结合，建立一个立体化的实验教学体系，从而满足不同阶段实践教学的需要，为激发学生的创新意识提供硬件平台。
为了让学生有更多的动手机会，我们专门开设了一门电力拖动综合实验的课程。这门实验课内容涵盖电力电子技术、电机学、电力拖动基础和控制电机，使这几门课程有机结合，要求学生综合应用知识验证或是设计一些实验。鼓励学生应用MATLAB仿真软件，通过软件可以轻松方便地建立各种电机的模型，测试特性。特别是做设计性实验之前，要求学生要先用仿真软件仿真出波形，例如设计一个双闭环调速系统，老师给定控制对象，规定超调量，调速范围等参数，要求学生先把设计好的系统在MATLAB上仿真，调整控制参数，满足控制要求以后，再到实验室做实验，验证设计的系统的正确性，这大大激发了学生的学习兴趣，也为学生将来毕业设计奠定了基础。
四、重视教材建设，积极编写教材
在整个课程建设中，教材建设是非常重要的一个环节，我们精心比较和挑选，尽量选择国家级规划教材，但有的教材可选择的范围很小，例如“电力拖动基础”课程的教材，近20年没有新的版本。这是由于近20余年来，由于教学改革的不断深入，特别是随着科学技术的迅速发展，可开课程和需开课程及教学内容不断增多，很多高校不得不整合课程，不再单独开设“电力拖动基础”课程，而是把它与电机学结合起来，组成“电机与拖动基础”或者类似的课程。但课程组老师都认为，不管电力拖动系统新技术怎样发展，“电力拖动基础”课程作为经典课程，特别是在高等教育大众化的背景下，对于主要承担培养应用型人才的一般普通高等学校的电气工程及其自动化和自动化等专业，单独开设“电力拖动基础”这样的具有传统特色的课程仍然非常有必要，也会逐渐得到人们的共识。为了满足课程建设的需要，课程组王洪诚教授在自己多年从事电气传动与控制科研与教学、讲授电力拖动基础课程讲稿的基础上，结合电力拖动技术的新特点编写了最新版《电力拖动基础》，并于2011年10月由四川大学出版社正式出版，教材具有诸多特点，很适合于当前普通高等学校和高职高专学校电气工程及其自动化、自动化等相关专业选用。
《电力拖动基础》教材充分体现了作者“与时俱进 突出特色 强化实践 方便教学”的编写思想。这也是我们整个课程建设的思想，
首先，教材在绪论部分增加了“拖动与电力拖动系统”，使学生明确地知道，拖动系统绝不仅仅只有电动机的拖动系统，还有其它拖动形式，以免引起概念上的错误。
其次，教材在第1章将多轴系统的转动惯量和力矩折算问题，单独编写为1节“复杂系统运动方程及其参数计算”，这不仅使教学思路更加清晰，而且强调了这一部分内容的重点难点地位。
第三，教材在第1章第4节“在电力拖动系统中的典型负载特性”中，把沿袭多年的“恒转矩特性负载”和“恒功率特性负载”定义为“转矩不变型负载”和“功率不变型负载”，使概念更加准确，“恒”是永恒的，没有条件的，而“不变”是相对的，有条件的。
第四，教材在第2章第1节“直流电动机的特点”中，对直流电动机的磁路特点、电压平衡方程、功率平衡方程和转矩平衡方程进行了专门介绍，使学生对直流电动机有一个系统的掌握，把先前所学课程“电机学”与本章内容的知识链联系起来，起到了承前启后、便于教学的目的。同样在第3章交流电力拖动也采用了类似的安排。
第五，教材在第3章交流电力拖动系统的调速部分，紧密结合电力拖动技术的最新发展，一改以往各种同类教材中对交流电动机调速只介绍变极调速、转（定）子电路串电阻调速和定子调压调速等常规性调速方法，而对变频调速一提而过的编写方法，教材把交流电动机调速分成为“交流电动机的一般性调速”（第5节）和“交流电动机的变频调速”（第6节），而且重点放在交流电动机的变频调速上，这体现了与时俱进的特点，同时教材对一些过于繁琐而且对于一般工程应用技术没有太大意义的内容，例如电动机在动态过程中的能量损失计算等，则尽量精减，这也是教学改革的必然要求。
第六，教材在第5章专门编写了“电力拖动基本控制线路”，对控制线路基础知识和实际工作中常见的控制线路进行了介绍，这是普通高等教育大众化背景新形势下的实际要求，体现了作者“实用”、“易学”和多层次需要的编写思想，便于学生学以致用，满足工作需要。
最后，作者在附录中以浙江天煌科技实业有限公司生产的DZSZ-1型电机及电气技术实验装置作为依托，编写了“电力拖动基础课程基本实验”，介绍了课程的一些常规性实验，供教师参考，体现了作者对实践教学的重视和方便教材使用，这是工科培养目标的共同要求和特色。
总之，通过以上的改革与实践，学生的学习兴趣得到了提高，学习效果较好，特别是通过设计性实验，学生自己动手查找资料，设计参数，仿真调试到最后在试验台上得到实验结果，学生普遍反映很有收获。从已经工作的学生反馈的信息看，“电机与拖动”系列课程和他们实际工作紧密结合，为今后的发展奠定了坚实的基础。
参考文献：
[1]王洪诚,谌海云,罗小华.抵近市场合理定位培养应用人才[C].第二届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集,南京:东南大学,2004.
[2]王洪诚,谌海云,胡泽.夯实基础注重素质培养受社会广泛欢迎的电气工程专业技术人才[C].第四届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集,北京:华北电力大学,2007.
[3]张安安,王洪诚,李红伟.创新型特色电气工程专业建设的探索与实践[J].中国电力教育,2010,(35):28-29.
[4]李忠明.电气信息类专业本科大类培养模式探讨[C].第七届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集,2010.
（责任编辑：刘辉）