發(fā)布時間:2022-11-24 06:25:28
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的電機(jī)拖動實(shí)訓(xùn)總結(jié)樣本,期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā),請盡情閱讀。
[關(guān)鍵詞]微課;翻轉(zhuǎn)課堂;電機(jī)拖動與控制;教學(xué)模式
doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.08.162
[中圖分類號]TM3-4;TM4-4;G434 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1673-0194(2017)08-0-01
1 微課概況及應(yīng)用現(xiàn)狀
微課這種教學(xué)模式通常以視頻為載體,教師將記錄有與本節(jié)課相關(guān)的精彩教學(xué)活動的視頻內(nèi)容,與學(xué)生在課堂的教學(xué)過程中進(jìn)行分享,從而幫助學(xué)生完成對本節(jié)課中知識的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。在電機(jī)拖動與控制這門課程中引入微課教學(xué),有利于幫助教師提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率,原因包括以下幾個方面:第一,微課教學(xué)的時間一般比較短,每個教學(xué)視頻的時間通常在5分鐘上下,雖然看起來里面包含的教學(xué)內(nèi)容不多,但是相對于一堂課的時間來說,已經(jīng)是相當(dāng)充裕,并且其視頻的內(nèi)容短小精煉,可以把教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題突出展現(xiàn)出來。大家在觀看視頻之后,很容易把握學(xué)習(xí)內(nèi)容的主題,比如:在學(xué)習(xí)電機(jī)拖動與控制課程中的基本電氣控制線路的相關(guān)內(nèi)容時,教師就可以利用微課的形式,向?qū)W生們講授一些常用的電動機(jī)控制線路的安裝過程。第二,師生都可以進(jìn)行自我研究,完成學(xué)習(xí)內(nèi)容的創(chuàng)作,自己制作與課程內(nèi)容相關(guān)的微視頻,例如:學(xué)生通過電機(jī)拖動與控制課程前期的學(xué)習(xí),獲得知識的積累,自己就可以將后期要學(xué)到的一些電機(jī)線路的安裝過程制作成視頻,比如:電動機(jī)常用控制線路安裝、檢查、試車通電等視頻內(nèi)容。通過大家參與視頻制作,讓每個人都成為課堂內(nèi)容的研發(fā)者,讓師生之間通過交流與合作的方式共同進(jìn)步。
2 翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施
翻轉(zhuǎn)課堂是指在教學(xué)中,利用信息化的教學(xué)方法和手段,通過師生角色的互換,把學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生,讓學(xué)生自己重新調(diào)整課內(nèi)和課余的時間,自己首先開展對知識的學(xué)習(xí),并將學(xué)習(xí)的成果在課堂上與教師進(jìn)行討論的一種教學(xué)模式。翻轉(zhuǎn)課堂這種學(xué)習(xí)模式,可以讓學(xué)生的課堂時間變得更加寶貴,因?yàn)橥ㄟ^課前的自我學(xué)習(xí),學(xué)生們會發(fā)現(xiàn)很多學(xué)習(xí)過程中遇到的問題,這會讓他們更加專注于課堂學(xué)習(xí),渴望與教師研究并解決問題,獲得對知識的深層次理解。為了進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,在翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)模式下,教師要對學(xué)生進(jìn)行及時的輔導(dǎo)和知識傳授。在電機(jī)拖動與控制這門課程中,教師會為學(xué)生提供一些電動機(jī)控制線路檢查,通電運(yùn)轉(zhuǎn)的視頻學(xué)習(xí)資源,學(xué)生在課前完成對視頻內(nèi)容的觀看和學(xué)習(xí),了解掌握課上即將學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容。通過獨(dú)立思考、查閱資料等方式,首先自己解決遇到的疑難問題,自己不能解決的問題在上課過程中與教師進(jìn)行交流討論。教師圍繞“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式,認(rèn)真開展教學(xué)設(shè)計,利用本校的網(wǎng)站和手機(jī)微信平臺,全力打造網(wǎng)絡(luò)精品教學(xué)視頻內(nèi)容,利用校內(nèi)院系的網(wǎng)絡(luò)平臺,把“電機(jī)拖動與控制”課程中的相關(guān)內(nèi)容以“慕課”的模式,教材中各章節(jié)的知識要點(diǎn)以微課的形式進(jìn)行展現(xiàn)。學(xué)生可以通過掃描書上的二維碼獲得視頻播放鏈接進(jìn)行學(xué)習(xí)。
3 電機(jī)拖動與控制課程中翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)施
以基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式與“電機(jī)拖動與控制”課程結(jié)合為例,把每節(jié)課的教學(xué)過程分為兩個階段,一個階段是課前學(xué)習(xí),另一個階段是課上學(xué)習(xí)。這里,課前學(xué)習(xí)階段包括學(xué)生觀看教學(xué)視頻,有目的地完成課前任務(wù),遇到困難問題進(jìn)行思考與反饋;課上學(xué)習(xí)包括提出預(yù)習(xí)中遇到的問題并解決問題,教師對學(xué)生學(xué)習(xí)的成果進(jìn)行測評,學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)和教師對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的總結(jié)。在電機(jī)拖動與控制的翻轉(zhuǎn)課堂上,教師要將知識的傳授過程轉(zhuǎn)移到課前,提前給學(xué)生準(zhǔn)備適量的學(xué)習(xí)資料和視頻學(xué)習(xí)資源,將提前錄制好的教學(xué)視頻提供給學(xué)生學(xué)習(xí)。教師在錄制好的演示視頻里,最好具有電機(jī)安裝接線的操作過程,還要把每個實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目里涉及的核心內(nèi)容,比如:工作原理、操作過程、檢查方法講清楚。讓學(xué)生看完視頻后,以小組合作形式,操作完成項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)視頻的內(nèi)容以及線路安裝后的自檢工作。如果學(xué)生在自我學(xué)習(xí)視頻的過程中遇到了問題,首先要進(jìn)行自我思考和小組討論,并加以記錄,然后將遇到的困難及時反饋給教師。教師在解決這些問題時,要對積極思考的小組成員給予肯定和鼓勵,并要在其平時學(xué)習(xí)的成績上進(jìn)行加分,這種做法會讓學(xué)生慢慢養(yǎng)成獨(dú)立學(xué)習(xí)的好習(xí)慣,也能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中培養(yǎng)出團(tuán)隊溝通和協(xié)調(diào)能力。
4 結(jié) 語
將電機(jī)拖動與控制課程實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的教育模式,并不是只讓學(xué)生自己觀看電機(jī)拖動教學(xué)視頻,教學(xué)重點(diǎn)在于讓學(xué)生通過視頻學(xué)習(xí),能蚍治齪駝莆盞絞悠道錟詰鬧識點(diǎn),然后結(jié)合課堂中教師對疑難問題的解答和對復(fù)雜任務(wù)的評價,提高自己學(xué)習(xí)的質(zhì)量。教師要注重結(jié)合學(xué)生動手能力強(qiáng)的特點(diǎn),改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法,利用當(dāng)前的微課平臺、網(wǎng)絡(luò)平臺等先進(jìn)教育手段,提升課程的質(zhì)量,提高學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣。
主要參考文獻(xiàn)
[1]李園園.淺議微課在中職《電機(jī)與電力拖動》課程教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 才智,2016(33).
論文摘要:通過對電力電子與自控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革,總結(jié)了北京建筑工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心實(shí)踐教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn),將課程中涉及的理論、實(shí)踐和工程實(shí)訓(xùn)進(jìn)行多層次、模塊化劃分并有機(jī)結(jié)合,提高了學(xué)生的分析問題、解決問題和創(chuàng)新能力。
論文關(guān)鍵詞:實(shí)踐教學(xué);創(chuàng)新能力;模塊化;教學(xué)體系
科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展需要基礎(chǔ)知識和專業(yè)寬厚、具備創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的高素質(zhì)人才。突出綜合素質(zhì)與能力培養(yǎng)是高等學(xué)校本科教育的目標(biāo)。教育部早在《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教育質(zhì)量的若干意見》文件中明確指出:“實(shí)踐教學(xué)對于提高學(xué)生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力具有特殊作用。”因此,高等教育必須適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對人才的需求,實(shí)踐教學(xué)始終是人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),有著其他教學(xué)過程無法替代的顯著作用。應(yīng)用型人才應(yīng)具有一定的理論基礎(chǔ)、較高的專業(yè)技能和很強(qiáng)的工程實(shí)踐應(yīng)用能力。根據(jù)北京建筑工程學(xué)院“立足首都,面向全國,依托建筑業(yè),服務(wù)城市化”努力培養(yǎng)為城市化服務(wù)的、德智體美全面發(fā)展、具有工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識的應(yīng)用型高級專門人才的辦學(xué)基本定位,針對北京地區(qū)二類學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ),結(jié)合北京建筑工程學(xué)院(以下簡稱“我院”)的辦學(xué)特色和歷屆畢業(yè)生的追蹤反饋信息及建筑生產(chǎn)企業(yè)對高校教學(xué)的要求,對“電力電子”、“電機(jī)拖動與自控系統(tǒng)”及“交流調(diào)速”課程體系進(jìn)行系列實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。
一、課程體系總體結(jié)構(gòu)
根據(jù)我院辦學(xué)定位,提出了以“工程應(yīng)用能力”培養(yǎng)為主線,專業(yè)內(nèi)容以“應(yīng)用為目的”,基礎(chǔ)理論以“夠用為尺度”的教學(xué)改革思想。通過對課程的基礎(chǔ)理論和實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整,強(qiáng)調(diào)了掌握概念、強(qiáng)化技能、培養(yǎng)工程應(yīng)用能力的教學(xué)重點(diǎn)。明確了專業(yè)課程教育目的是為北京市城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)從事建筑行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)應(yīng)用型人才。建立起了以北京重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“建筑電氣與智能化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”為核心,搭建起多層次、模塊化教學(xué)為主平臺,輔以多元化教學(xué)方式的實(shí)踐基地。
二、傳統(tǒng)課程存在的問題
目前,我國普通高等學(xué)校的教學(xué)模式普遍存在著重理論輕實(shí)踐的現(xiàn)象。由于我院電氣工程及自動化專業(yè)是由傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)自動化過渡而來的,是一個強(qiáng)電為主,強(qiáng)弱電技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)相互滲透的寬口徑專業(yè),而“電力電子”、“電機(jī)拖動與自控系統(tǒng)”及“交流調(diào)速”課程的特點(diǎn)是所涉及的基礎(chǔ)理論和知識面廣,要求基礎(chǔ)理論扎實(shí),學(xué)生要有很強(qiáng)的分析問題和解決問題能力以及實(shí)踐能力。而傳統(tǒng)課程表現(xiàn)出教材厚、內(nèi)容廣、學(xué)時多,教學(xué)過程強(qiáng)調(diào)的是知識的系統(tǒng)性和理論的完整性,缺乏工程應(yīng)用的針對性和實(shí)用性,尤其是課程所設(shè)及的內(nèi)容不能結(jié)合建筑領(lǐng)域,學(xué)生不知上述課程學(xué)完以后在建筑行業(yè)能有什么用處,學(xué)習(xí)積極性不高,這種學(xué)術(shù)型的教學(xué)模式顯然不適應(yīng)對高級應(yīng)用型人才培養(yǎng)的辦學(xué)目標(biāo),因此,對上述課程改革勢在必行,為了強(qiáng)調(diào)工程應(yīng)用能力的培養(yǎng),首先需要改革的便是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。
三、教學(xué)內(nèi)容的改革與實(shí)踐
1.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,探索新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法
近年來,我院實(shí)驗(yàn)中心在如何拓寬學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)平臺,強(qiáng)化創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等方面進(jìn)行了一系列有針對性的研究和實(shí)踐。
(1)調(diào)整實(shí)踐教學(xué)計劃。在學(xué)時安排上增加了實(shí)驗(yàn)學(xué)時,壓縮了理論學(xué)時,如電力電子實(shí)驗(yàn)課由過去的6學(xué)時改為8學(xué)時,并增加了2周電力電子綜合大實(shí)驗(yàn)。將“交流調(diào)速”與“直流拖動控制系統(tǒng)”兩門課程合并,原實(shí)驗(yàn)學(xué)時不變。把原有3周直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計大實(shí)驗(yàn)改為4周交、直流調(diào)速系統(tǒng)綜合實(shí)訓(xùn)。為此,新購進(jìn)20套實(shí)驗(yàn)設(shè)備。同時為了提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率,將“電力電子”、“交流調(diào)速”、“電機(jī)拖動與自控系統(tǒng)”課程的實(shí)驗(yàn)分為不同學(xué)期,這樣可以使學(xué)生由過去的3個人一組改為2個人一組,增加了學(xué)生的動手能力。
(2)完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。在實(shí)驗(yàn)中心的正確領(lǐng)導(dǎo)下,和任課教師一起修改了實(shí)驗(yàn)教學(xué)計劃、實(shí)驗(yàn)大綱,重新編寫了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。完善了學(xué)生重修、重做一般性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計性試驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)管理制度,學(xué)生實(shí)驗(yàn)登記制度。從教學(xué)管理上督促學(xué)生從思想上重視實(shí)踐能力的培訓(xùn)。
(3)重視實(shí)驗(yàn)考核和實(shí)驗(yàn)成績。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核上,強(qiáng)調(diào)要嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和項(xiàng)目中規(guī)定的考核標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,既有實(shí)際操作技能的考試,同時增加了筆試內(nèi)容,提高實(shí)驗(yàn)成績在期末成績的比重,平時實(shí)驗(yàn)成績占期末總成績20%~30%,特別注重過程考核和綜合能力測評,以確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。對于綜合實(shí)驗(yàn),設(shè)計型大實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)課,采用單獨(dú)考試,以答辯的形式進(jìn)行考核。幾年來取得了明顯效果。
現(xiàn)在“電力電子”、“交流調(diào)速”、“電機(jī)拖動與控制系統(tǒng)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)正按照教學(xué)改革計劃制定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系有目的、有步驟地進(jìn)行和完善。從已完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來看,教學(xué)的目的性、針對性及其實(shí)際效果都有了明顯的提高。 轉(zhuǎn)貼于 2.建立多層次、模塊化教學(xué)體系
根據(jù)對人才所需知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)的要求,重新構(gòu)建了電專業(yè)教學(xué)體系,確定了由易到難循序漸進(jìn)的分層次、模塊化教學(xué)方法,強(qiáng)調(diào)了理論與實(shí)踐并重,理論為應(yīng)用服務(wù)的原則,增大實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)比重,采用“基礎(chǔ)、綜合、設(shè)計和實(shí)訓(xùn)”多層次實(shí)踐教學(xué)模式,體現(xiàn)以培養(yǎng)具有獨(dú)立思考和創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為重點(diǎn)的教育特色。
(1)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)?;A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)多以驗(yàn)證性為主,屬于培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)識實(shí)踐能力。主要對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)基本知識、基本方法、基本技能的規(guī)范性、嚴(yán)謹(jǐn)性訓(xùn)練和指導(dǎo)。通過這些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),使學(xué)生掌握常用儀器、儀表的使用,學(xué)會參數(shù)測試、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄,實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等基本實(shí)驗(yàn)技能。以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力為目的,鞏固深化理論知識。這其中安排了鋸齒波觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)、單相橋式可控整流實(shí)驗(yàn)、三相半波可控整流實(shí)驗(yàn)、三相全波可控整流實(shí)驗(yàn)、開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和三相交流調(diào)壓調(diào)速試驗(yàn)等。通過這些實(shí)驗(yàn)教學(xué),加深了學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識的理解,培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,養(yǎng)成了嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)、科學(xué)、思維開放的實(shí)驗(yàn)作風(fēng)。
(2)綜合性實(shí)驗(yàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、開發(fā)智力和創(chuàng)新意識而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。要求學(xué)生對所學(xué)的知識能靈活掌握,培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)理論知識的應(yīng)用能力,鍛煉學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)技能,積累科學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,形成具有綜合知識內(nèi)容的綜合性實(shí)驗(yàn)。主要安排了三相可控整流仿真系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)試驗(yàn)、異步電動機(jī)SPWM與電壓空間矢量變頻調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、基于DSP的矢量變換控制與直接轉(zhuǎn)矩控制變頻調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)涉及到模電、數(shù)電、電力電子、自控系統(tǒng)、電機(jī)拖動、自控理論及交流調(diào)速等課程。學(xué)生通過綜合性實(shí)驗(yàn),將這些知識有機(jī)的串聯(lián)起來,達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識和創(chuàng)新能力的目的。
(3)綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)。主要是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力、科學(xué)的研究和創(chuàng)新能力。創(chuàng)新能力是在認(rèn)識能力、應(yīng)用能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行更高層次的能力培養(yǎng)。我們在實(shí)踐教學(xué)方法中采用了開放式的實(shí)踐教學(xué)模式,學(xué)生可以隨時進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室。我們主要教學(xué)計劃是:第一,安排2周時間,通過電力電子等課程所學(xué)知識,設(shè)計制作一臺不間斷穩(wěn)壓電源;第二,安排3周時間,設(shè)計調(diào)試直流拖動雙閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)。
綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)課一改過去教師扶著學(xué)生走的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法,而讓學(xué)生自己設(shè)計原理圖、硬件電路及流程圖。并親自動手焊接、調(diào)試電路。這對學(xué)生是一種全新的實(shí)驗(yàn)方式,在這里將給學(xué)生一定的自主權(quán),使他們面對實(shí)際問題來發(fā)揮自己的聰明才智,檢驗(yàn)自己的學(xué)識水平,在解決實(shí)際問題中來提高自己分析問題和解決問題的能力。學(xué)生學(xué)會了查閱文件資料,撰寫論文,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),最后拿出自己的設(shè)計制作實(shí)驗(yàn)成果,為今后科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。
(4)工程實(shí)訓(xùn)。注重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能和動手能力,強(qiáng)化工程應(yīng)用能力和實(shí)操訓(xùn)練是工科院校教學(xué)實(shí)踐的內(nèi)容。結(jié)合我院的辦學(xué)定位和行業(yè)特色,明確了專業(yè)課程教育目的是為北京市城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)從事建筑行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)應(yīng)用型人才。為此,電信學(xué)院建立了“建筑電氣智能控制中心”實(shí)訓(xùn)基地和電力電子與電力傳動控制系統(tǒng)大興校區(qū)實(shí)訓(xùn)基地。兩個實(shí)訓(xùn)基地,可完成電梯控制系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)水泵交流變頻調(diào)速控制系統(tǒng)、空調(diào)控制系統(tǒng)、消防控制系統(tǒng)、動力和照明配電系統(tǒng)、低壓電器控制設(shè)備等內(nèi)容的實(shí)訓(xùn)。這些系統(tǒng)完全是建筑電氣領(lǐng)域中真實(shí)系統(tǒng)的微縮,完全模擬實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行的真實(shí)情況,是真實(shí)可操作的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。它突出行業(yè)特點(diǎn),整個工程實(shí)訓(xùn)過程也就是鞏固理論、擴(kuò)展知識面、增加動手能力和開拓智力的過程。它使以往所學(xué)的知識在緊張的思維設(shè)計、巧妙的具體使用中得到升華,并在解決一個又一個的難題中得到樂趣。
學(xué)生在實(shí)訓(xùn)基地中既可接受實(shí)際操作的職業(yè)素質(zhì)訓(xùn)練和職業(yè)技能訓(xùn)練,又可以對現(xiàn)代建筑中的幾大典型電氣控制系統(tǒng)建立真實(shí)的感官認(rèn)識和工程應(yīng)用技能操作訓(xùn)練,對未來所從事的行業(yè)充滿信心,可以更好地找到理論與實(shí)踐的結(jié)合點(diǎn)。
關(guān)鍵詞: 《電機(jī)與拖動基礎(chǔ)》 課程背景 改革方向
一、課程背景
《電機(jī)與拖動基礎(chǔ)》(以下簡稱:電機(jī)學(xué))是本三院校電氣工程及其自動化專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,其教學(xué)效果直接影響到后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。由于這門課程具有較強(qiáng)的理論性、系統(tǒng)性和實(shí)踐性,且課程內(nèi)容多、教學(xué)課時少、學(xué)習(xí)難度大,長期以來在教與學(xué)兩方面都存在著較大的困難。
二、改革方向
考慮到本三院校學(xué)生的基礎(chǔ)問題,以及應(yīng)用型本科教育的特點(diǎn)――同普通本科相比,更強(qiáng)調(diào)的是實(shí)踐性、應(yīng)用性和技術(shù)性;同專科相比,要求學(xué)生具有較寬廣的理論基礎(chǔ)和可供廣泛遷移的知識平臺,要使學(xué)生具備較強(qiáng)的終身學(xué)習(xí)能力,有進(jìn)一步發(fā)展的后勁,就有必要探索出一條適合這個層次學(xué)生的教學(xué)路子。具體措施如下:
1.降低理論難度
電機(jī)學(xué)的概念抽象且推導(dǎo)繁瑣,公式和結(jié)論眾多。其中,最為枯燥的莫過于繞組和磁路兩個方面:前者要求學(xué)生具有很強(qiáng)的空間想象能力和良好的幾何基礎(chǔ);后者是整個電機(jī)學(xué)的理論基礎(chǔ),它要求學(xué)生具有很好的數(shù)學(xué)分析能力、邏輯思考能力,以及較好的物理基礎(chǔ)。學(xué)生在學(xué)習(xí)這兩個方面內(nèi)容的時候,往往會感到十分困難,繼而大大減少乃至喪失繼續(xù)學(xué)習(xí)的動力。
為此,筆者認(rèn)為既然本三院校更強(qiáng)調(diào)知識的應(yīng)用性,也就是要求學(xué)生學(xué)會電機(jī)和拖動在實(shí)踐中的應(yīng)用,而不是去設(shè)計、制造電機(jī),那么就很有必要掌握好電機(jī)學(xué)的理論深度、難度――既能滿足電氣專業(yè)要求,又不至于過深、過難;既能使學(xué)生掌握好電機(jī)基本理論,又盡量貼近電機(jī)應(yīng)用的實(shí)際要求。在教學(xué)時,一些與實(shí)踐聯(lián)系較緊密的知識點(diǎn)可詳細(xì)講解,而對某些枯燥難懂的理論可只引出概念,不做詳細(xì)論證。例如,在講述直流電機(jī)的換向概念時,會涉及電磁場,非常抽象,這時可以僅對換向的電磁過程進(jìn)行簡單分析,把重點(diǎn)放在火花對電機(jī)運(yùn)行危害和如何改善換向等內(nèi)容上;在講述直流電機(jī)繞組這個知識點(diǎn)時,可以以比較簡單的4線圈繞組為例,不深究單疊、單波等繞組的連接規(guī)律,只要求記憶這兩種繞組形式下的支路對數(shù)與磁極間的關(guān)系式即可;在講述直流電機(jī)的電樞反應(yīng)時,可把重點(diǎn)放在利用氣隙磁密曲線分析電樞反應(yīng)對主磁場的影響上[2]。這樣處理所帶來的好處就是既降低了理論分析的深度,又建立了必要的知識框架;既減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),又突出了電機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)。
2.補(bǔ)充實(shí)際應(yīng)用知識
前文已經(jīng)提到,“應(yīng)用型”的教育特點(diǎn)決定了教師在組織教學(xué)時應(yīng)加強(qiáng)實(shí)用性知識的傳授,而實(shí)用性強(qiáng)正是本課程的一大特點(diǎn),為此,筆者認(rèn)為在課堂上應(yīng)該補(bǔ)充大量的生產(chǎn)實(shí)際中必需的基本知識。比如,電動機(jī)的選擇原則是什么,它有哪些種類、形式,額定電壓與額定轉(zhuǎn)速的選擇標(biāo)準(zhǔn)又是什么,額定功率的選擇又和哪些因素有關(guān),等等。在講述這幾個方面的內(nèi)容時,可以以同學(xué)們比較感興趣的三峽水電站或其它大型項(xiàng)目為例。又如,對電動機(jī)在運(yùn)行時必然會出現(xiàn)的各種各樣的問題與故障,教師可以簡要講述處理這些問題的大致方案。比如,對于電動機(jī)在運(yùn)行時有異聲的問題,教師可以講述產(chǎn)生這個問題的原因及其相應(yīng)的解決辦法――如果是因?yàn)槎ㄗ愚D(zhuǎn)子相擦,那就檢查軸承、轉(zhuǎn)子是否變形;如果是因?yàn)殡妱訖C(jī)兩相運(yùn)行,那就檢查相應(yīng)的接線處以及故障點(diǎn)等。這樣,就大大開拓了學(xué)生的知識面,從而為其將來的工作打下良好的基礎(chǔ)。
3.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)
就本課程而言,增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的意義是毋庸置疑的。筆者認(rèn)為,實(shí)驗(yàn)不能僅限于連連線、讀讀儀表,而應(yīng)該根據(jù)課程內(nèi)容[3],增開實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,作為課堂知識的又一補(bǔ)充。具體來講:
其一,增開電機(jī)拆裝實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。學(xué)校可以專門聘請來自生產(chǎn)一線的具有豐富現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)的技師或者由經(jīng)過培訓(xùn)的任課教師擔(dān)任指導(dǎo)教師,人手或者一個小組一臺電機(jī),從常用工具的使用開始,逐步介紹電機(jī)的拆裝步驟、工藝等,通過邊演示邊練習(xí)的形式,對碰到的問題采用個別指正與集中講解相結(jié)合的方式。如此,學(xué)生一方面加深了對課堂上所學(xué)知識的理解,另一方面鍛煉了自己的動手能力特別是解決實(shí)際問題能力,更重要的是可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
其二,增加或改革實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。電機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論教學(xué)的深化和補(bǔ)充,通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能進(jìn)一步鞏固和加深課堂所學(xué)理論知識,而且能提高學(xué)生動手、分析問題和解決問題的能力,從而為進(jìn)一步提高學(xué)生多方面的綜合能力奠定基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課總是在理論課之后,例如,在上完直流電機(jī)及直流電機(jī)的電力拖動后安排認(rèn)識電機(jī)和直流發(fā)電機(jī)、直流電動機(jī)的實(shí)驗(yàn),測試直流電機(jī)的工作特性和機(jī)械特性,以及電機(jī)的調(diào)速特性、能耗制動等;在上完變壓器一章后安排單相變壓器、三相變壓器的相關(guān)實(shí)驗(yàn)等。這樣做的好處在于,通過實(shí)驗(yàn)增加了學(xué)生對理論知識的理解,促進(jìn)了學(xué)生對理論知識的吸收。但這樣并不能解決問題,即教師在講述電機(jī)工作原理時,學(xué)生會因沒有感性的認(rèn)識而存在很大的理解困難,為此,可以嘗試改變某些實(shí)驗(yàn)教學(xué)的次序,比如在講解電動機(jī)的結(jié)構(gòu)、繞組等各部分組成前,可以先讓學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室看看實(shí)際的電機(jī),并由實(shí)驗(yàn)教師負(fù)責(zé)講解一下其物理結(jié)構(gòu),然后,回歸課堂講述原理。這樣就避免了學(xué)生被動盲目地接受理論的現(xiàn)象,使抽象的理論變得直觀易懂。在講完理論之后,可以讓學(xué)生再進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行深層次的實(shí)驗(yàn)。也就是說,完全可以形成一個從實(shí)驗(yàn)到理論再到實(shí)驗(yàn)的過程。
4.完善課堂教學(xué)
課堂教學(xué)是整個教學(xué)系統(tǒng)中最為重要的環(huán)節(jié),因而如何使課堂更為精彩、更有效率是個值得研究的課題,結(jié)合本課程的特點(diǎn),筆者認(rèn)為以下兩個方面是很有必要強(qiáng)調(diào)的:
其一,充分利用“對比教學(xué)法”。“對比法”是教師在講授眾多課程時常用的手段之一。由于本課程的內(nèi)容前后聯(lián)系較多,教師在講授時多采用“對比法”,多注重前后、上下知識的對比,往往會取得事半功倍的效果。如變壓器與異步電動機(jī)的對比,兩者都是以電磁感應(yīng)為原理進(jìn)行工作的,主要區(qū)別在于前者是靜止的,而后者是轉(zhuǎn)動的,且完全可看作是一臺有氣隙的工作在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的變壓器,二者的理論有很大的相似性,變壓器的分析方法如等效電路、相量圖、方程式幾乎都可以不加改變地推論到異步電機(jī)中;直流電機(jī)與異步電機(jī)的對比,直流電機(jī)實(shí)質(zhì)是一臺裝換向器的交流電機(jī),只是結(jié)構(gòu)比異步電機(jī)復(fù)雜,使用、維護(hù)也較難;異步電動機(jī)與同步機(jī)對比,兩者的定子相同,都是三相對稱繞組,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,只是轉(zhuǎn)子有閉合線圈與電磁裝置之區(qū)別。通過大量的對比,學(xué)生可以在輕松復(fù)習(xí)舊知識的同時掌握新知識,可謂一舉兩得。
其二,用好課件。多媒體課件具有形象生動、易于理解、直觀效果好、條理清晰的特點(diǎn),把它引入到《電機(jī)與拖動基礎(chǔ)》教學(xué)之中可以有效地解決部分教學(xué)難題[1]。例如,三相異步電動機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生,是電機(jī)學(xué)中的重點(diǎn)與難點(diǎn),對于如何確定通入三相電流產(chǎn)生的磁場方向、定子與轉(zhuǎn)子之間的關(guān)系,以及導(dǎo)體如何切割磁力線產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)等這些問題,如果一味用文字描述,學(xué)生常常難以理解。如果根據(jù)它的特點(diǎn)制作出相應(yīng)的多媒體課件,使之能通過動畫的形式形象地表示出線圈中通入電流產(chǎn)生的磁場方向、轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)變化,從而使學(xué)生感覺很抽象的感應(yīng)電勢變化的關(guān)系非常清晰地體現(xiàn)出來,學(xué)生就能夠很快地掌握電機(jī)的工作原理,并且印象深刻。此外,課件里面可以插入大量的圖片,例如,在講變壓器結(jié)構(gòu)原理時,如果教師只在課堂上講鐵心、繞組、附件,學(xué)生就很難想象里面的結(jié)構(gòu)形式,根本達(dá)不到很好的教學(xué)效果,而如果先讓學(xué)生看看變壓器的外形、結(jié)構(gòu)等相關(guān)圖片,再對著圖片來講解各部分的結(jié)構(gòu)、功能等,學(xué)生就會很直觀地對變壓器各部分產(chǎn)生很直接的認(rèn)識,從而達(dá)到良好的教學(xué)效果??偠灾梢酝ㄟ^多媒體手段,使學(xué)生在眼動、口動、腦動,以及合作、交流、討論等愉快的情境中完成整個教學(xué)內(nèi)容,這樣會大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效率。
三、結(jié)語
通過以上的教學(xué)改革的討論并將其付諸實(shí)踐,在本課程的教學(xué)方面產(chǎn)生了不錯的效果,不僅增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了學(xué)習(xí)效率,而且實(shí)際動手能力也得到了很大鍛煉。當(dāng)然,《電機(jī)與拖動基礎(chǔ)》的教學(xué)是個長期的、細(xì)致的、綜合性的系統(tǒng)工程,只有不斷改進(jìn)、不斷總結(jié),才能不斷完善,最終達(dá)到良好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
[1]趙真.淺談《電機(jī)與變壓器》的多媒體教學(xué).職業(yè)教育研究,2006.3.
[關(guān)鍵詞]卓越工程師;電機(jī)學(xué);教學(xué)改革;實(shí)踐教學(xué)
[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437(2017)01-0077-03
一、引言
2014年西南石油大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)被列入四川省普通本科高等學(xué)校卓越工程師教育培養(yǎng)計劃試點(diǎn)專業(yè)?;凇懊嫦蚬こ獭捇A(chǔ)、強(qiáng)能力、重應(yīng)用”的卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo),以學(xué)生為主體,遵循工程知識能力培養(yǎng)的教育規(guī)律,采用多元化教學(xué)模式的改革思路,構(gòu)建將實(shí)用性理論課程教學(xué)、開放型實(shí)踐教學(xué)和具有行業(yè)特色的科研訓(xùn)練三方面結(jié)合的課程體系是我校電氣工程專業(yè)開展卓越工程師教學(xué)培養(yǎng)計劃工作的重點(diǎn)。
電機(jī)學(xué)課程作為電氣工程專業(yè)學(xué)生從公共基礎(chǔ)課過渡到專業(yè)技術(shù)課程之間的橋梁,在教學(xué)環(huán)節(jié)中具有舉足輕重的地位。本文圍繞卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo),在工程教育背景下理解電機(jī)類課程的內(nèi)涵,找差距、轉(zhuǎn)理念、抓實(shí)踐,探索其課程建設(shè)與改革的措施。
二、電機(jī)學(xué)課程改革措施
(一)優(yōu)化課程內(nèi)容
我校電氣工程及其自動化專業(yè)于2014年啟動人才培養(yǎng)方案優(yōu)化工作,并于2015年開展工程教育認(rèn)證申請工作。以此為契機(jī),在充分體現(xiàn)“夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)知識,加強(qiáng)工程技能訓(xùn)練,凸顯工程特色”的課程體系構(gòu)建原則基礎(chǔ)上,我們對電機(jī)學(xué)課程內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整。
在教學(xué)內(nèi)容方面的改革,突出內(nèi)容要“精而新”,實(shí)用性要強(qiáng)?!熬斌w現(xiàn)在在專業(yè)課學(xué)時被壓縮的情況下,我們認(rèn)真梳理電機(jī)學(xué)系列課程的教學(xué)內(nèi)容,克服以往各課程內(nèi)容自我封閉、課程間存在教學(xué)內(nèi)容重復(fù)、缺乏系統(tǒng)性等缺陷,將系列課程進(jìn)行必要的重組和優(yōu)化。在2015版卓越工程人才培養(yǎng)計劃中,課程組將原來單獨(dú)開設(shè)的電機(jī)學(xué)、電力拖動基礎(chǔ)和控制電機(jī)三門課程進(jìn)行了整合,教學(xué)內(nèi)容劃分為6個單元:電機(jī)學(xué)基礎(chǔ)知識、變壓器、直流電機(jī)、異步電機(jī)、同步電機(jī)、電動機(jī)的選擇與特種電機(jī)。需要強(qiáng)調(diào)的是,教學(xué)內(nèi)容上的精不是一味地通過刪除、壓縮原有教學(xué)內(nèi)容,電機(jī)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容依然要把握變壓器、直流電機(jī)、異步電機(jī)和同步電機(jī)這條主線,系統(tǒng)講解四類主要電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、電磁關(guān)系、運(yùn)行特性、控制方法、相關(guān)設(shè)計計算方法,適當(dāng)弱化學(xué)生難理解的理論分析和與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系不多的計算推導(dǎo)等環(huán)節(jié)內(nèi)容。在編寫教學(xué)大綱時,我們將每個章節(jié)和知識點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化,并與卓越人才培養(yǎng)和工程認(rèn)證要求的指標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行了對應(yīng),使電機(jī)學(xué)課程內(nèi)容既具有獨(dú)立特點(diǎn),同時又具有關(guān)聯(lián)性。
“新”體現(xiàn)在要摒棄過時的內(nèi)容,緊跟科學(xué)技術(shù)的最新發(fā)展,反映科學(xué)前沿技術(shù)成果。要選擇合適的教材,同時在授課內(nèi)容上要突破教材編排的框架,通過多媒體手段引入與課堂授課內(nèi)容相關(guān)的工程實(shí)例及科研項(xiàng)目。當(dāng)然,這需注意理論和項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度,要根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)、理解力等去設(shè)置和開展,否則會引起學(xué)生的恐懼和厭學(xué)心理。
此外,優(yōu)化電機(jī)學(xué)課程內(nèi)容,還需要密切關(guān)注電機(jī)學(xué)關(guān)聯(lián)性課程體系的建設(shè)和發(fā)展。電機(jī)學(xué)在學(xué)習(xí)分析過程中需要應(yīng)用電路、工程電磁場等學(xué)科知識去掌握電機(jī)分析理論和方法,電機(jī)在工程中的應(yīng)用則需要配合電機(jī)拖動自動控制系統(tǒng)、電力電子技術(shù)、新能源發(fā)電技術(shù)等專業(yè)課程,電機(jī)學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)的開展需要學(xué)習(xí)掌握例如ANSOFT、MATLAB及LabVIEW等軟件。本專業(yè)在制定第二課堂教學(xué)計劃時,已將上述內(nèi)容融入學(xué)生認(rèn)知能力的不同階段,同時配套完成了電機(jī)學(xué)關(guān)聯(lián)性課程多樣化理論和實(shí)踐教材建設(shè)的撰寫。
(二)改革教學(xué)方式
教學(xué)內(nèi)容的拓展需要配合多樣的課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)方式開展。要轉(zhuǎn)變學(xué)生對理論性強(qiáng)、概念抽象的電機(jī)學(xué)學(xué)習(xí)興趣不高,以記憶為終結(jié)多,以理解實(shí)踐為結(jié)果少、效果差的情況,課程教學(xué)方式改革是關(guān)鍵。
目前,基于以教師為主體的LBL教學(xué)模式,以學(xué)生為主體的PBL、PjBL教學(xué)模式被廣泛討論。其中LBL教學(xué)方式可充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用,利用其專業(yè)素養(yǎng)對課程知識作全面和系統(tǒng)的分析講解,保證知識傳授環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確性、連貫性。通過現(xiàn)代教學(xué)手段豐富課堂內(nèi)容和表現(xiàn)形式,有利于學(xué)生的理解,但是不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)自和積極性,不利于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力。
PBL教學(xué)方式注重學(xué)生思維方法和實(shí)際能力的訓(xùn)練,以真實(shí)開放性的問題為學(xué)習(xí)載體,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與解決問題的能力。PjBL是以完成項(xiàng)目為學(xué)習(xí)載體,強(qiáng)調(diào)以學(xué)生以團(tuán)隊為主體,進(jìn)行學(xué)科交叉、協(xié)作學(xué)習(xí),自主探究。上述兩者都是基于CDIO教育理念構(gòu)建人才培養(yǎng)模式的具體措施,是一種基于過程的學(xué)習(xí)模式。過程式課程模式需遵循工程生命周期,依據(jù)學(xué)生在不同年級以簡單工程、中等工程到復(fù)雜工程的學(xué)習(xí)順序形成螺旋上升的課程體系。[1][2]現(xiàn)階段該類方法在教學(xué)環(huán)節(jié)中全面實(shí)施的難度較大,且若只是階段性開展,往往會讓學(xué)生將注意力集中到具體問題和項(xiàng)目的處理上,從而忽略知識的系統(tǒng)性,造成學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握不扎實(shí)。
基于上述分析及電機(jī)學(xué)課程的特點(diǎn),筆者認(rèn)為電機(jī)學(xué)教學(xué)要能夠動靜相宜。所謂“靜”,即教師作為引導(dǎo)者,要嚴(yán)格把握培養(yǎng)目標(biāo)和課程知識構(gòu)架間的嚴(yán)謹(jǐn)與統(tǒng)一,實(shí)質(zhì)關(guān)系是靜態(tài)的,但絕不是封閉的。所謂“動”,即對應(yīng)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程、教學(xué)空間是動態(tài)的,開放的。教學(xué)內(nèi)容不拘泥于教材,教學(xué)過程不以掌握結(jié)論為目的,教學(xué)空間不局限在校內(nèi)的三尺講臺。
他們間的結(jié)合具體可采用以下方式。每次授課前,教師先給學(xué)生提供課前自學(xué)提綱、問題及要求(自學(xué)內(nèi)容可以是書本的知識點(diǎn),也可以是基于知識點(diǎn)引出的問題或者相關(guān)科研項(xiàng)目),要求學(xué)生查閱資料,完成課前作業(yè)。
在課堂上抽出部分時間由學(xué)生進(jìn)行討論,教師對學(xué)生自學(xué)情況的反饋進(jìn)行點(diǎn)評。在此基礎(chǔ)上,教師采用板書、教具和現(xiàn)代教育技術(shù)相結(jié)合的手段進(jìn)行重點(diǎn)和難點(diǎn)知識點(diǎn)的講解和梳理。例如在講解電機(jī)復(fù)雜電磁關(guān)系時,通過板書教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生思維、控制節(jié)奏;講解電機(jī)結(jié)時,需充分利用模型教具和多媒體課件,直觀展現(xiàn)電機(jī)外形,內(nèi)部結(jié)構(gòu)等,使抽象的內(nèi)容變得具體。講解電機(jī)工作特性時,應(yīng)配合電機(jī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺,將實(shí)驗(yàn)帶入課堂,現(xiàn)場通過實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷臉?gòu)建、參數(shù)的調(diào)整等觀察特性曲線的變化,直觀地觀察電機(jī)運(yùn)行時的狀態(tài)。同時,教師要注意知識引導(dǎo)和凝練,讓學(xué)生在課堂上有溫故而知新的效果,有意味深長的感覺。
課后學(xué)生通過作業(yè)、虛擬仿真及實(shí)物實(shí)驗(yàn)等多種方式完成自學(xué)和課堂內(nèi)容的總結(jié)報告,并進(jìn)行考核,計入成績綜合評定系統(tǒng)。
通過學(xué)生課前自學(xué)、課堂教師精講和課外拓展這一不同形式組合的動態(tài)學(xué)習(xí)過程,能調(diào)動學(xué)生的主動性。自學(xué)過程培養(yǎng)了學(xué)生借助各種手段獲取知識的能力以及分析和思考問題的能力。課堂上師生間信息的互動與反饋,建立了學(xué)習(xí)效果閉環(huán)反饋系統(tǒng),可以讓教師及時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況,優(yōu)化課程內(nèi)容,進(jìn)行有針對性的知識傳授。課后,借助于各種實(shí)踐平臺,學(xué)生可以讓將理論知識滲透在實(shí)踐過程和科研訓(xùn)練中,這拓展了學(xué)生電機(jī)學(xué)知識的領(lǐng)域。
(三)構(gòu)建電機(jī)學(xué)多層次實(shí)踐教學(xué)體系
上述教學(xué)方案的實(shí)施需要學(xué)生具有較強(qiáng)的自學(xué)能力和思維能力,經(jīng)過卓越班層層選拔的學(xué)生具有這樣的基本素質(zhì)。同時,在整個教學(xué)計劃實(shí)施的環(huán)節(jié)中,教師都需要結(jié)合教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo),構(gòu)建多層面的實(shí)踐教學(xué)體系,提供良好的教學(xué)環(huán)境,配合教學(xué)內(nèi)容,強(qiáng)化學(xué)生的工程意識、工程素養(yǎng),鍛煉學(xué)生的工程能力。
目前,我校電機(jī)學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系主要包含課程綜合實(shí)踐、創(chuàng)新型實(shí)踐和校企聯(lián)合的生產(chǎn)實(shí)踐三部分。
1.課程綜合實(shí)踐
課程綜合實(shí)踐目前主要基于電機(jī)及控制實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行。為加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際動手能力,我校單獨(dú)開設(shè)了電力拖動綜合實(shí)驗(yàn)課程,并對實(shí)驗(yàn)資源進(jìn)行了整合,調(diào)整了基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計型實(shí)驗(yàn)的比例。該實(shí)踐環(huán)節(jié)遵循從簡單驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)出發(fā)到綜合設(shè)計型實(shí)驗(yàn)的過渡,實(shí)現(xiàn)了實(shí)踐教學(xué)從簡單到復(fù)雜,從定性分析到定量優(yōu)化,從學(xué)生實(shí)驗(yàn)技巧的培養(yǎng)到學(xué)生設(shè)計創(chuàng)新能力提升的過渡。
2.創(chuàng)新型實(shí)踐
創(chuàng)新型實(shí)踐環(huán)節(jié)是卓越工程師人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)中的重點(diǎn),學(xué)生們通過第二課堂、開放性實(shí)驗(yàn)、各種設(shè)計大賽等實(shí)踐活動,從大一起就開始接受工程實(shí)踐的熏陶。就電機(jī)學(xué)相關(guān)創(chuàng)新型實(shí)踐活動而言,我校建立了電機(jī)學(xué)系列課程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺,該平臺提供了基于ANSOFT等仿真軟件構(gòu)建的電機(jī)模型,學(xué)生可以通過三維動畫等直觀了解各種電機(jī)本身的結(jié)構(gòu)特征,可以通過加載相關(guān)運(yùn)行參數(shù),直接觀察電磁場的分布狀況和分布特點(diǎn)等?;贛atlab軟件構(gòu)建的電機(jī)學(xué)課程實(shí)驗(yàn)平臺,可以使學(xué)生通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)操作或自己設(shè)計搭建實(shí)驗(yàn)電路,掌握電機(jī)運(yùn)行控制原理、控制策略和各類電機(jī)的動態(tài)運(yùn)行性能等。
虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計內(nèi)容由淺入深,采用虛擬仿真與硬件實(shí)物相結(jié)合的教學(xué)方法,可實(shí)現(xiàn)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置、技術(shù)指標(biāo)、原理方案設(shè)計、系統(tǒng)模擬仿真、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析計算、系統(tǒng)分析改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目總結(jié)報告等一系列完整的工程化訓(xùn)練。該虛擬實(shí)驗(yàn)平臺擺脫了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室空間和時間的限制,為學(xué)生在電機(jī)學(xué)等基礎(chǔ)性學(xué)習(xí)與工程探究性學(xué)習(xí)中提供互動、啟發(fā)、探究式的研學(xué)輔助手段與工具。
根據(jù)卓越工程師人才培養(yǎng)方案要求,本專業(yè)還增設(shè)了工程實(shí)踐與科技創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)。該實(shí)踐環(huán)節(jié)項(xiàng)目旨在依托電氣學(xué)科優(yōu)勢和學(xué)校石油專業(yè)特色,充分利用校企資源,結(jié)合教師和企業(yè)科研項(xiàng)目引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行綜合性工程實(shí)踐項(xiàng)目,建立實(shí)踐教學(xué)與科學(xué)研究的聯(lián)系。[3]實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目包含采用變頻調(diào)速等技術(shù)對油田廣泛使用的抽油機(jī)、注水泵等大型耗能設(shè)計進(jìn)行技術(shù)改造,油田用變壓器故障檢測及判斷,太陽能充電背包設(shè)計,感應(yīng)電動機(jī)矢量控制系統(tǒng)設(shè)計,新能源發(fā)電與并網(wǎng)系統(tǒng)的建模與仿真等從實(shí)際工程項(xiàng)目及有工程背景的科學(xué)研究中提煉出的內(nèi)容。
該實(shí)踐環(huán)節(jié)要求學(xué)生在遵循科學(xué)性、可行性和創(chuàng)新性的原則下完成從項(xiàng)目設(shè)計構(gòu)思、方案論證到調(diào)試、撰寫總結(jié)報告的全過程。通過實(shí)訓(xùn)和考核,實(shí)現(xiàn)學(xué)生對前一階段理論學(xué)習(xí)的深化和實(shí)踐能力培養(yǎng)的升華,充分檢驗(yàn)學(xué)生綜合素質(zhì)、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)效果。
3.校企聯(lián)合的生產(chǎn)實(shí)踐
面向卓越工程師培養(yǎng)的電機(jī)學(xué)生產(chǎn)實(shí)踐環(huán)節(jié),主要利用校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地和長期固定的校企合作實(shí)習(xí)基地,使學(xué)生真正接觸到電機(jī)實(shí)物,讓學(xué)生了解電機(jī)在實(shí)際工業(yè)過程中運(yùn)行、檢修、維護(hù)、研發(fā)等環(huán)節(jié)。同時積極邀請川開電氣、東方電機(jī)、四川電力公司、青峰嶺教學(xué)電廠等企業(yè)的相關(guān)技術(shù)人員開展技術(shù)講座,并建立企業(yè)工程師和校內(nèi)教師的雙導(dǎo)師制,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)工程實(shí)踐項(xiàng)目,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、工程意識和工程素養(yǎng)。
三、總結(jié)
電機(jī)學(xué)課程改革之路任重而道遠(yuǎn),在卓越工程師人才培養(yǎng)計劃指導(dǎo)下,以學(xué)生為中心,構(gòu)建科學(xué)合理的電機(jī)學(xué)課程體系,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、豐富教學(xué)手段、強(qiáng)化多層次的實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè),進(jìn)一步理解并實(shí)現(xiàn)電機(jī)學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)中課程理論與工程實(shí)踐,知識體系與能力培養(yǎng)之間的有機(jī)融合,我們還需不斷學(xué)習(xí)和探索。改革的目標(biāo)是為了學(xué)生,教師應(yīng)該結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況因材施教,這樣才能達(dá)到改革的最佳效果。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 李茂國,朱正偉.面向工程過程的課程體系研究[J].高等工程教育研究,2014(4):1-5.
關(guān)鍵詞:PLC;一體化;教學(xué)模式;初探
中圖分類號:G64
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
文章編號:1672-3198(2010)04-0226-02
一體化教學(xué)是將實(shí)訓(xùn)與理論有機(jī)結(jié)合起來,讓師生在實(shí)訓(xùn)中心圍繞實(shí)踐任務(wù)的完成進(jìn)行邊教、邊學(xué)、邊做來完成某一教學(xué)任務(wù)。這種方法改變了傳統(tǒng)的理論教學(xué)和實(shí)踐相分離的教學(xué)形式,使學(xué)生在學(xué)完理論知識后,能很快通過實(shí)踐進(jìn)行鞏固和提高。既讓老師教得開心,又讓學(xué)生學(xué)得有興趣。
在現(xiàn)行的職教體系中,大多數(shù)專業(yè)還是把理論與技能訓(xùn)練分開進(jìn)行,造成理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié),難以保證技能訓(xùn)練教學(xué)的主導(dǎo)性。而職業(yè)教育最終目的是培養(yǎng)高技能人才,在較短時間內(nèi),使學(xué)生熟練掌握一門技能,這對師生都是一個挑戰(zhàn)。實(shí)行傳統(tǒng)教育模式,使學(xué)生與老師在教學(xué)上出現(xiàn)矛盾。老師在課堂上拼命教授,學(xué)生在下面無動于衷,提不起興趣?!疤铠喪健苯虒W(xué)讓老師越來越難教,學(xué)生越來越怕學(xué)。為了改變這一現(xiàn)狀,我從本專業(yè)所授課程PLC入手,探索研究理論與實(shí)踐一體化教學(xué)模式,得到很多的體會。
PLC這門課程可以說在電氣專業(yè)中是最適合進(jìn)行一體化教學(xué)的學(xué)科。因?yàn)樗脑O(shè)備裝置比較集中,同時配套的電腦、調(diào)試設(shè)備體積比較小,只要有一間合適的教室即可在里面完成理論與實(shí)訓(xùn)等內(nèi)容。下面就將PLC一體化教學(xué)實(shí)施過程做簡單的敘述。
先根據(jù)國家中等職業(yè)教材為藍(lán)本,在電氣專業(yè)教學(xué)大綱的指導(dǎo)下,將PLC控制技術(shù)教材劃分為九個模塊:(1)低壓電器的認(rèn)識;(2)電力拖動概述;(3)PLC基礎(chǔ)知識;(4)PLC基本指令;(5)PLC基本功能指令;(6)PLC步進(jìn)和順序控制指令;(7)PLC傳輸指令;(8)PLC高級指令;(9)綜合應(yīng)用。同一模塊中,又可根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)情況劃分為初級、中級、高級三個子模塊,在每個子模塊下按技能要素確定若干課題,采取適合學(xué)生的分層教育。在講授過程中,先講授電力拖動知識,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)其發(fā)展到現(xiàn)在存在的缺點(diǎn),然后引入PLC,讓學(xué)生對比兩者,便有一個深刻認(rèn)識。對于簡單電路,可以讓學(xué)生自己先接電工板,使其對課題工作原理有一個清晰的思路后,然后用PLC進(jìn)行操作。經(jīng)過反復(fù)練習(xí)實(shí)踐,不斷強(qiáng)化概念,將理論與實(shí)踐穿叉進(jìn)行講課,實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐一體化教學(xué),從而實(shí)現(xiàn)理論指導(dǎo)實(shí)踐,實(shí)踐檢驗(yàn)理論的目的。
在PLC實(shí)際操作訓(xùn)練中,對于電力拖動部分,又按照電力拖動設(shè)計特點(diǎn)分為幾個模塊:(1)全壓啟動;(2)降壓啟動;(3)順序控制;(4)位置控制;(5)制動;(6)調(diào)速。在實(shí)施這些模塊中,有意將PLC與電力拖動進(jìn)行比較,使學(xué)生了解PLC優(yōu)于電力拖動的地方在哪里。例如,在講授接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)電路與雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)電路時,我將兩種電路的區(qū)別做了說明,并分別用PLC和繼電器控制兩種方法對電路進(jìn)行改變,通過實(shí)操訓(xùn)練,讓學(xué)生真正認(rèn)識到PLC靈活性好的優(yōu)點(diǎn)。而當(dāng)學(xué)生先進(jìn)行電力拖動訓(xùn)練后,再來進(jìn)行PLC方法調(diào)試時體會更深刻。
在幾個模塊訓(xùn)練過程中,我利用現(xiàn)有的設(shè)備裝置,對學(xué)生進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練,一個課題用不同方法進(jìn)行設(shè)計,讓學(xué)生自己去比較各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。在設(shè)計交通燈程序時,先讓同學(xué)訓(xùn)練教材中的程序,然后讓學(xué)生自己來設(shè)計,最后我又給大家一個設(shè)計程序。那么在一個課題的訓(xùn)練中,既讓學(xué)生把理論知識鞏固了一遍,又讓他們對許多新指令、新方法進(jìn)行了研究,可謂一舉兩得。
PLC技術(shù)在一體化教學(xué)中,可以更充分把時間應(yīng)用于實(shí)操訓(xùn)練中。在傳統(tǒng)教學(xué)中,通常是上學(xué)期把理論講完,然后下學(xué)期進(jìn)行實(shí)際操作,并且實(shí)訓(xùn)時間也不長,這樣理論與實(shí)踐之間時間拉長,導(dǎo)致在上實(shí)操課時,既要補(bǔ)理論知識又要忙于訓(xùn)練,使實(shí)訓(xùn)時間大大縮短,影響學(xué)生技能的培訓(xùn)。實(shí)行一體化教學(xué)后,課程上做了一定調(diào)整,有的理論知識開始不一定講,到實(shí)訓(xùn)后需要時再講,使理論時間縮短了。當(dāng)實(shí)作時間增多后,對學(xué)生的技能訓(xùn)練是非常有利的。這種邊學(xué)邊用,要用就學(xué)的方式,使學(xué)生拋棄了一些深奧的理論,能夠有重點(diǎn)、有目的的進(jìn)行學(xué)習(xí)。
在PLC技術(shù)在一體化教學(xué)中,我不斷改進(jìn)教學(xué)方法,不斷改變操作模式,使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣越來越濃厚,在每個課題完成后,我會根據(jù)課題要求給學(xué)生留一個擴(kuò)展課題,使其編程能力不斷提高,在調(diào)試程序的過程中,我向?qū)W生提問,主要是課題中涉及到的理論知識。在PLC改造電力拖動線路中,每一個課題就是一個理論與實(shí)際緊密結(jié)合的完美體現(xiàn)。例如,在設(shè)計Y-降壓啟動控制回路中,我會問學(xué)生有關(guān)電動機(jī)降壓啟動的定義、方法及Y-之間的電流電壓關(guān)系。對于同學(xué)來說,一次提問相當(dāng)于又將理論知識學(xué)了一遍。同學(xué)知道檢查時會提問,在上課時就會更加集中精力聽課。而在課題結(jié)束后,我會做一個課題總結(jié),對同學(xué)在調(diào)試過程中,或是在回答問題的過程中出現(xiàn)的情況作一個小結(jié),對學(xué)生的表現(xiàn)提出改進(jìn)意見,不斷鞏固。所以這一個過程就是一個邊做、邊學(xué),學(xué)完就做,做完又學(xué)的一個循序漸進(jìn)的過程。
在實(shí)施一體化教學(xué)的過程中,我運(yùn)用到幾種教學(xué)方法。結(jié)合這些教學(xué)方法,能更好的實(shí)行一體化教學(xué)。比如任務(wù)驅(qū)動法。“任務(wù)驅(qū)動法”就是在學(xué)習(xí)的過程中,學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,緊緊圍繞一個共同的任務(wù)活動中心,在強(qiáng)烈的問題動機(jī)的驅(qū)動下,通過對學(xué)習(xí)資源的積極主動應(yīng)用,進(jìn)行自主探索和互動協(xié)作的學(xué)習(xí),并在完成既定任務(wù)的同時,引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生一種學(xué)習(xí)實(shí)踐活動?!叭蝿?wù)驅(qū)動法”符合探究式教學(xué)模式,適用于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。將所要學(xué)習(xí)的新知識隱含在一個或幾個任務(wù)之中,學(xué)生通過對所提的任務(wù)進(jìn)行分析討論,明確它大體涉及哪些知識,并找出哪些是需要復(fù)習(xí)的知識,哪些是需要探索的新知識,在教師的指導(dǎo)下找出解決問題的方法,通過任務(wù)的完成而實(shí)現(xiàn)對所學(xué)知識的意義建構(gòu)。在PLC實(shí)訓(xùn)中,老師布置任務(wù),學(xué)生來完成這個任務(wù).一個課題就是一個任務(wù),它的控制要求就是要實(shí)現(xiàn)的結(jié)果.學(xué)生根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計,完成它的動作過程.在設(shè)計中,不斷修改,不斷詢問,最終得到一個結(jié)果。
另外,還有模塊式教學(xué)。模塊式教學(xué)就是在職業(yè)技術(shù)教育中,以技能訓(xùn)練為核心,確定某項(xiàng)技能所需要的知識內(nèi)容,按照技能的特點(diǎn)和分類,建立若干個教學(xué)功能模塊,將理論教學(xué)和技能訓(xùn)練有機(jī)地結(jié)合在一起。充分利用現(xiàn)代教育技術(shù),將理論、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)等教學(xué)內(nèi)容一體化設(shè)置;講授、聽課與實(shí)驗(yàn)、操作等教學(xué)形式一體化實(shí)施;教室、實(shí)驗(yàn)室與實(shí)訓(xùn)場地等教學(xué)條件一體化配置;知識、技能與素質(zhì)等職業(yè)要求一體化訓(xùn)練,由此形成融知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育于一體的一體化教學(xué)模式。象文中所說,把PLC結(jié)合電力拖動分成幾個模塊,再根據(jù)模塊不斷完善理論知識,使學(xué)生學(xué)得清楚明白。
在PLC技術(shù)在一體化教學(xué)中,還可采用分層教學(xué)法。“分層教學(xué)法”是教師根據(jù)學(xué)生在基礎(chǔ)知識、基本技能,思維定勢、興趣特長等方面的差異,把學(xué)生分成幾個層次,從學(xué)生具體情況出發(fā),有區(qū)別、有針對性地進(jìn)行教學(xué)活動,以達(dá)到全面提高的目的。不一定要求學(xué)生都學(xué)習(xí)一樣的內(nèi)容,對于一些聰明好學(xué)、一點(diǎn)就會的優(yōu)等生,可采用督促學(xué)習(xí),增加難度,不斷提問,使其提高。別人完成一個課題,可要求他完成兩個甚至多個,多學(xué)多得;對于一般生,只要他能達(dá)到基本編程要求就可以了。對于差等生,可降低難度,要求其能完成課題某一部分功能就行了,逐步提高。分層教學(xué)實(shí)施后,優(yōu)等生在編程水平上進(jìn)步很快,而且主動性很高,一個課題未完,他就來要下一個課題進(jìn)行操練,并且思路也比較開闊,一般生在基本完成設(shè)計后,也會主動要求新的設(shè)計,差等生則逐漸迎頭趕上。由此,班內(nèi)出現(xiàn)你追我趕、主動積極的學(xué)習(xí)氛圍。
實(shí)施一體化教學(xué)兩年來,我有很深的感受和體會:(1)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中將理論與實(shí)做作更加緊密結(jié)合,使其理性認(rèn)識與感性認(rèn)識同步提高;(2)學(xué)生在學(xué)習(xí)中,可以將理論知識與實(shí)際反復(fù)對比理解,這種方法直觀、明白,學(xué)生看得見摸的著,可以更方便理論知識的記憶;(3)理論與實(shí)作反復(fù)交叉進(jìn)行,你中有我,我中有你,改變過去相互脫節(jié),各自為政的現(xiàn)象,使學(xué)生感覺課堂氣氛不呆板,也沒有空談;(4)理論與實(shí)作一體化教學(xué)增加了師生的直接接觸,老師能夠直觀掌握其進(jìn)度,對授課內(nèi)容及指導(dǎo)方法不斷改善,不斷提高,達(dá)到雙贏。
參考文獻(xiàn)
[1]高欽和.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計實(shí)例[M].北京:人民郵電出版社,2004.
關(guān)鍵詞 電氣控制 應(yīng)用型本科 實(shí)踐教學(xué)
中圖分類號:G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2016.11.042
0 引言
“電氣控制綜合實(shí)訓(xùn)”課程,作為電氣相關(guān)專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課,教學(xué)計劃在大學(xué)二年級開始教授,作為初學(xué)者,掌握電路的讀圖、電路的連接、電路的設(shè)計、結(jié)合實(shí)際情況改造電路等方面,對以后的學(xué)習(xí)、實(shí)踐及具體的工程應(yīng)用顯得尤為重要。
我校重視學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng),突出實(shí)踐教學(xué),加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè),努力為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。應(yīng)用型人才的培養(yǎng),就是要以能力為中心,以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型專門人才為目標(biāo)的。
本文首先介紹課程的關(guān)聯(lián)引申,在此基礎(chǔ)上介紹課程改革的內(nèi)容,再結(jié)合實(shí)際課程教學(xué)過程中的問題如何解決,最后進(jìn)行小結(jié)。
1 電氣控制綜合實(shí)訓(xùn)關(guān)聯(lián)課程引申
在學(xué)習(xí)“電氣控制綜合實(shí)訓(xùn)”課程之前,學(xué)生已經(jīng)開始學(xué)習(xí)綜合電子技術(shù),電路等基礎(chǔ)專業(yè)課程,這門課程在應(yīng)用型本科院校中開展,為以后學(xué)生考取相關(guān)證書做好鋪墊。畢業(yè)生在走上工作崗位前,適當(dāng)?shù)目既I(yè)相關(guān)職業(yè)資格證書,是很有必要的。
1.1 基礎(chǔ)課程安排
“電工實(shí)習(xí)”課程作為學(xué)生在專業(yè)課程開始前的基礎(chǔ),具體安排如下:首先通過視頻介紹電工學(xué)相關(guān)應(yīng)用場合;其次講解日常生活中電路的基本構(gòu)成;第三介紹基本電路元件,通過各種電阻、電感、電容及電位器等元件的實(shí)物,引入元件的測量及基本電路檢修方法;第四介紹烙鐵的焊接工藝,通過實(shí)際焊接練習(xí),對基本工藝要求進(jìn)行考核;第五通過合適的電路連接,驗(yàn)證單刀雙擲開關(guān)控制的兩地及多地?zé)艟呖刂齐娐罚坏诹偨Y(jié)前五部分,讓學(xué)生在完成以上內(nèi)容后,總結(jié)個人實(shí)踐后的體會。
1.2 專業(yè)課程安排
在完成基礎(chǔ)課程的教學(xué)任務(wù)后,“電路”、“綜合電子技術(shù)――模擬電子”、“綜合電子技術(shù)――數(shù)字電子”等專業(yè)課程的順利開展,“電機(jī)學(xué)”也同樣作為專業(yè)課的入門級課程,在二年級上展開,這門課程為將來學(xué)習(xí)“電氣控制”、“運(yùn)動控制”、“可編程控制器技術(shù)”、“變頻控制技術(shù)”及“現(xiàn)代調(diào)速系統(tǒng)與拖動”等專業(yè)性較強(qiáng)的課程,是很好的鋪墊,特別是在將來的就業(yè)與擇業(yè)過程中,學(xué)生對于不同類型的電機(jī),如何根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場條件實(shí)施有針對性的控制,這些內(nèi)容可以很好地檢驗(yàn)學(xué)生所掌握的專業(yè)知識及實(shí)踐應(yīng)用能力。
1.3 后續(xù)課程引申
在學(xué)完以上專業(yè)課程后,“可編程控制器PLC”、“智能電器及其控制”、“電氣控制與PLC控制技術(shù)”“電力電子與電機(jī)拖動”、“現(xiàn)代運(yùn)動控制系統(tǒng)”等專業(yè)性較強(qiáng)的課程,隨之展開,這些課程對前期的知識掌握,提出了更高的要求,在就業(yè)崗位上如沒有掌握相關(guān)知識,在結(jié)合實(shí)際問題解決問題過程當(dāng)中,很容易出問題。
2 課程教學(xué)的改革措施與實(shí)踐
本科應(yīng)用型是本科層次教育,既有普通本科教育的共性,又有區(qū)分于普通本科自身的特點(diǎn),它更加強(qiáng)調(diào)的是注重實(shí)踐、應(yīng)用和創(chuàng)新,簡單說來就是培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。
這門課程,對于其應(yīng)用型本科教學(xué)過程,我們也在不斷探索。如何有效地通過課程教學(xué)、實(shí)踐操作、知識鞏固、解決問題、實(shí)際應(yīng)用等方式,在有限的時間內(nèi),最大限度的完成課程教學(xué)內(nèi)容。
2.1 教學(xué)學(xué)時問題
在課程教學(xué)過程中,結(jié)合學(xué)生得實(shí)際情況,對課程內(nèi)容進(jìn)行精簡,該課程分48學(xué)時(主要上課課時)與32學(xué)時(試行調(diào)整課時)兩種教學(xué)進(jìn)度。
在48學(xué)時的教學(xué)過程當(dāng)中,后16學(xué)時是進(jìn)行PLC相關(guān)內(nèi)容教學(xué),此部分與接下來學(xué)期的“可編程控制器”課程內(nèi)容有重復(fù),同時在有限的16學(xué)時中,要讓學(xué)生掌握基本編程、案例分析、實(shí)踐操作及順序功能圖編程等內(nèi)容,顯得非常緊湊,教學(xué)效果一般。
在32學(xué)時的教學(xué)過程當(dāng)中,有針對性的講解相關(guān)低壓電器內(nèi)容,實(shí)踐基本電工工藝操作;對正反轉(zhuǎn)及Y―降壓啟動控制電路,詳細(xì)講解電路圖組成及原理后,進(jìn)行實(shí)操練習(xí),再結(jié)合8至10種常用的電氣控制線路,由簡單到復(fù)雜的對4到5種典型電路,進(jìn)行元件檢測、網(wǎng)孔板安裝、線路連接、檢測調(diào)試、通電測試、考核評分,這種少學(xué)時的教學(xué)方法,在實(shí)踐教學(xué)過程中,效果良好。
2.2 教學(xué)方法的調(diào)整
在原先48教學(xué)學(xué)時環(huán)境下,除了進(jìn)行課程內(nèi)容講解外,安排4次綜合實(shí)訓(xùn)課程,占16課時,緊接著進(jìn)行PLC方面的課程教學(xué),在所學(xué)內(nèi)容上沒有交集,學(xué)生在理解上會一時接受不了,什么是可編程控制器,什么是語句表等等,前半段的學(xué)習(xí)情況才有所成效,又引申出一個不懂的新內(nèi)容,在教學(xué)效果上不盡如人意。
在32學(xué)時的教學(xué)環(huán)境下,盡可能的少講多做,16+16構(gòu)成基本的學(xué)時,講課實(shí)踐對半分,但側(cè)重點(diǎn)在于實(shí)踐能力培養(yǎng),前期講解低壓電器,接著講解基本控制電路,隨后講解基本故障的檢查及排除方法,最后通過幾個實(shí)際安裝電路,檢驗(yàn)前期所學(xué)內(nèi)容,進(jìn)行實(shí)踐考核,這樣一來不會出現(xiàn)新的無交集內(nèi)容,對之前所講的內(nèi)容也可以通過自查,得出相應(yīng)結(jié)論,實(shí)在解決不了的問題,指導(dǎo)老師也不會直接給出答案,而是通過啟發(fā)式教學(xué)方法,指引學(xué)生通過看、聽、摸、測、排的方法,獨(dú)立解決問題。
2.3 教改后的基本情況
通過近兩年的實(shí)際教學(xué),學(xué)生普遍感覺這門課程不單單是進(jìn)行理論教學(xué),在學(xué)習(xí)理論的同時,對于電路圖的識圖與讀圖、實(shí)際控制電路的安裝、安裝完成后的實(shí)際測試等問題,都需要花時間進(jìn)行鞏固,利于提高個人的綜合素質(zhì)。
對于學(xué)生個人來說,提高了個人解決實(shí)際問題的能力。在學(xué)懂低壓電器原理的過程中,穿行控制電路的講解,講完后隨即進(jìn)行階段實(shí)操,自己的電路自己測,最后通電測試,一次通過就有取得優(yōu)秀的可能,再通過平時的考勤、作業(yè)及平時小測試的內(nèi)容,給出綜合評定成績,學(xué)生對于這種做法非常認(rèn)同。
對于教學(xué)的老師來說,除了在講課過程中進(jìn)行基礎(chǔ)理論教學(xué)外,實(shí)操過程中對于各種問題的解答,也是十分考驗(yàn)教師教學(xué)藝術(shù)的。問題的出現(xiàn)各種各樣,指導(dǎo)教師在學(xué)生提出問題時,會給出各種引導(dǎo)學(xué)生的問題,隨著問題的提出與解答,答案漸漸明了。學(xué)生在問題解答的過程中,也逐漸了解了問題如何一一解決,在這個過程中,對于學(xué)生能力的提高,很考驗(yàn)指導(dǎo)教師。
2.4 結(jié)合課程教學(xué),提高實(shí)踐創(chuàng)新能力
學(xué)生綜合創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng),除了要加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐課程的安排,對于動手能力的實(shí)踐操作,學(xué)校還建立了一套適合于應(yīng)用型本科的相對完整的實(shí)踐教學(xué)體系,同時還申報了建成了省級示范實(shí)驗(yàn)中心,作為實(shí)踐教學(xué)平臺的有力支撐。
電氣信息綜合實(shí)驗(yàn)中心整合了三江學(xué)院優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源,它包含“SIEMENS自動化示范實(shí)驗(yàn)室”、“飛思卡爾MCU/DSP實(shí)驗(yàn)室”、“微電子實(shí)驗(yàn)室”、“網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室”、“通信技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)室”和“電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室”六個重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;其他實(shí)驗(yàn)室如: PLC自動化實(shí)驗(yàn)室、高頻信號實(shí)驗(yàn)室、EDA實(shí)訓(xùn)室、計算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)室、電氣實(shí)訓(xùn)基地、ASEA測試中心、西門子示范實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)室等,為實(shí)踐教學(xué)的開展及學(xué)生動手能力的培養(yǎng),提供了一個良好的硬件環(huán)境。
學(xué)院通過與南京市勞動局的積極聯(lián)系與合作,建立了南京市勞動局三江職業(yè)技能鑒定站,該鑒定站可以對電子、電氣、機(jī)械專業(yè)的在校生進(jìn)行中高級維修電工培訓(xùn),近幾年,還與南京市勞動局聯(lián)合舉辦了省市級的技能競賽,與南京地鐵公司、中煙南京卷煙廠等單位合作開展了相關(guān)行業(yè)技能競賽,目前具有維修電工的國家職業(yè)技能鑒定考評員、高級考評員12人,組織學(xué)生參加職業(yè)資格考試3000多人次,指導(dǎo)學(xué)生考取職業(yè)資格證書通過率達(dá)96%以上。
學(xué)生在校學(xué)習(xí)過程中,教學(xué)計劃會根據(jù)不同學(xué)期,適時安排基礎(chǔ)實(shí)踐環(huán)節(jié)、綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)、與簽署生產(chǎn)實(shí)習(xí)的相關(guān)企業(yè),結(jié)合產(chǎn)、學(xué)、研組織參觀實(shí)習(xí)、定崗實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)。
學(xué)生在熟練掌握基礎(chǔ)實(shí)踐能力的同時,學(xué)院適時安排學(xué)生參加各種技能競賽,組織學(xué)生參加全國三菱自動化競賽,亞龍杯全國大學(xué)生智能樓宇競賽,全國大學(xué)生電子競賽,全國大學(xué)生(飛思卡爾)“恩智浦”競賽等,技能競賽的訓(xùn)練是提高大學(xué)生動手能力的一個有效方式。
學(xué)校在每年也會組織學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目計劃,創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目的開展能使參與的學(xué)生,在電路設(shè)計、電子CAD、機(jī)械加工、PLC編程及應(yīng)用、電氣控制等方面得到較大的提高,它不僅可以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析與解決實(shí)際問題的能力,也可以培養(yǎng)學(xué)生在以團(tuán)隊完成具體的創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目時,如何在有限時間內(nèi),各自分工完成任務(wù),相互溝通修改完成項(xiàng)目的分歧,最終通過現(xiàn)場測試驗(yàn)收的方式,完成項(xiàng)目的結(jié)題工作。通過創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目,加強(qiáng)了學(xué)生在具體解決實(shí)際工程項(xiàng)目的能力,鍛煉其創(chuàng)新思維的養(yǎng)成,為其以后走上相應(yīng)對口工作崗位積累了必要的經(jīng)驗(yàn)。
3 結(jié)束語
電氣控制綜合實(shí)訓(xùn)課,是電氣信息類專業(yè)及機(jī)械電氣自動化專業(yè),非常重要的基礎(chǔ)實(shí)踐課程,其所W內(nèi)容應(yīng)用廣泛,實(shí)踐性及應(yīng)用性強(qiáng),如何教好對應(yīng)專業(yè)的學(xué)生,是我們每位實(shí)踐教師要面臨解決的問題。
我校的電氣控制綜合實(shí)訓(xùn)課程教學(xué),就根據(jù)學(xué)校的辦學(xué)理念與特色,適時的調(diào)整教學(xué)計劃及課時,結(jié)合學(xué)生在學(xué)習(xí)課程的實(shí)際情況,因材施教分流培養(yǎng),以培養(yǎng)學(xué)生能力為主線,采用合適的實(shí)踐教學(xué)方式,取得了較好的成績。
參考文獻(xiàn)
[1] 葉瑩.淺談電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)的改革.才智,2013.2.
關(guān)鍵詞:繞組 短路 過載 溫升 鐵芯 軸承
一、電動機(jī)電氣常見故障的分析和處理
電動機(jī)電氣故障一般出現(xiàn)在定子和轉(zhuǎn)子部分。
1.電動機(jī)接通電源起動,電動機(jī)不轉(zhuǎn)但有嗡嗡聲音??赡茉颍孩儆捎陔娫吹慕油▎栴},造成單相運(yùn)轉(zhuǎn);②電動機(jī)的運(yùn)載量超載;③被拖動機(jī)械卡??;④繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路開路成斷線;⑤定子內(nèi)部首端位置接錯,或有斷線、短路。處理方法:第一種情況需檢查電源線,主要檢查電動機(jī)的接線與熔斷器,是否有線路損壞現(xiàn)象;第二種情況將電機(jī)卸載后空載或半載起動;第三種情況估計是由于被拖動器械的故障,從被拖動器械上找故障;第四種情況檢查電刷,滑環(huán)和起動電阻各個接觸器的接觸情況;第五種情況需重新判定三相的首尾端,并檢查三相繞組是否有斷線和短路。繞組短路檢查方法:a、外部觀察法。觀察接線盒、繞組端部有無燒焦,繞組過熱后留下深褐色,并有臭味。b、探溫檢查法??蛰d運(yùn)行20分鐘(發(fā)現(xiàn)異常時應(yīng)馬上停止),用手背摸繞組各部分是否超過正常溫度。c、通電實(shí)驗(yàn)法。用電流表測量,若某相電流過大,說明該相有短路處。d、電橋檢查。測量個繞組直流電阻,一般相差不應(yīng)超過5%以上,如超過,則電阻小的一相有短路故障。e、短路偵察器法。被測繞組有短路,則鋼片就會產(chǎn)生振動。f、萬用表或兆歐表法。測任意兩相繞組相間的絕緣電阻,若讀數(shù)極小或?yàn)榱悖f明該二相繞組相間短路。
2.電動機(jī)啟動后溫度超過溫升標(biāo)準(zhǔn)或冒煙。可能原因:①電源電壓達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),電動機(jī)在額定負(fù)載下升溫過快;②電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境的影響,如濕度高等原因;③電動機(jī)過載或單相運(yùn)行;④電動機(jī)啟動故障,正反轉(zhuǎn)過多。處理方法:第一種情況調(diào)整電動機(jī)電網(wǎng)電壓;第二種情況檢查風(fēng)扇運(yùn)行情況,加強(qiáng)對環(huán)境的檢查,保證環(huán)境的適宜;第三種情況檢查電動機(jī)啟動電流,發(fā)現(xiàn)問題及時處理;第四種情況減少電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的次數(shù),及時更換適應(yīng)正反轉(zhuǎn)的電動機(jī)。
3.絕緣電阻低??赡茉颍孩匐妱訖C(jī)內(nèi)部進(jìn)水,受潮;②繞組內(nèi)有雜物,粉塵影響;③電動機(jī)內(nèi)部繞組老化。處理方法:第一種情況電動機(jī)內(nèi)部烘干處理;第二種情況處理電動機(jī)內(nèi)部雜物;第三種情況及時檢查繞組老化情況,及時更換繞組。
4.電動機(jī)外殼帶電。可能原因:①電動機(jī)引出線的絕緣或接線盒絕緣線板;②繞組端蓋接觸電動機(jī)機(jī)殼;③電動機(jī)接地問題。處理方法:第一種情況恢復(fù)電動機(jī)引出線的絕緣或更換接線盒絕緣板;第二種情況如卸下端蓋后接地現(xiàn)象即消失,可在繞組端部加絕緣后再裝端蓋;第三種情況按規(guī)定重新接地。電動機(jī)外殼帶電檢查方法: a、觀察法。通過目測繞組端部及線槽內(nèi)絕緣物,觀察有無損傷和焦黑的痕跡,如有就是接地點(diǎn)。b、萬用表檢查法。用萬用表低阻檔檢查,讀數(shù)很小,則為接地。c、兆歐表法。根據(jù)不同的等級選用不同的兆歐表測量每個繞組電阻的絕緣電阻,若讀數(shù)為零,則表示該項(xiàng)繞組接地,但對電機(jī)絕緣受潮或因事故而擊穿,需依據(jù)經(jīng)驗(yàn)判定,一般說來指針在“0”處搖擺不定時,可認(rèn)為其具有一定的電阻值。d、試燈法。如果試燈亮,說明繞組接地,若發(fā)現(xiàn)某處伴有火花或冒煙,則該處為繞組接地故障點(diǎn)。若燈微亮則絕緣有接地?fù)舸?。若燈不亮,但測試棒接地時也出現(xiàn)火花,說明繞組尚未擊穿,只是嚴(yán)重受潮。也可用硬木在外殼的止口邊緣輕敲,敲到某一處等一滅一亮?xí)r,說明電流時通時斷,則該處就是接地點(diǎn)。e、電流法。用一臺調(diào)壓變壓器,接上電源后,接地點(diǎn)很快發(fā)熱,絕緣物冒煙處即為接地點(diǎn)。應(yīng)特別注意小型電機(jī)不得超過額定電流的兩倍,時間不超過半分鐘;大電機(jī)為額定電流的20%-50%或逐步增大電流,到接地點(diǎn)剛冒煙時立即斷電。f、分組淘汰法。對于接地點(diǎn)在鐵芯心里面且燒灼比較厲害,燒損的銅線與鐵芯熔在一起。采用的方法是把接地的一相繞組分成兩半,依此類推,最后找出接地點(diǎn)。
5.電動機(jī)運(yùn)行時聲音不正常。可能原因①電動機(jī)內(nèi)部連接錯誤,造成接地或短路,電流不穩(wěn)引起噪音;②電動機(jī)內(nèi)部軸承年久失修,或內(nèi)部有雜物。處理方法:第一種情況需打開進(jìn)行全面檢查;第二種情況可以處理軸承雜物或更換軸承。
6.電動機(jī)振動??赡茉颍孩匐妱訖C(jī)安裝的地面不平;②電動機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)子不穩(wěn)定;③皮帶輪或聯(lián)軸器不平衡;④內(nèi)部轉(zhuǎn)頭的彎曲;⑤電動機(jī)風(fēng)扇問題。處理方法:第一種需將電動機(jī)安裝平穩(wěn)底座,保證平衡性;第二種情況需校對轉(zhuǎn)子平衡;第三種情況需進(jìn)行皮帶輪或聯(lián)軸器校平衡;第四種情況需校直轉(zhuǎn)軸;第五種情況對風(fēng)扇校正。
二、電動機(jī)機(jī)械部分常見故障的分析和處理
1.定、轉(zhuǎn)子鐵芯故障檢修。定、轉(zhuǎn)子都是由相互絕緣的硅鋼片疊成,是電動機(jī)的磁路部分。定、轉(zhuǎn)子鐵芯的故障原因主要有以下幾點(diǎn)。①軸承使用時間久,過度的磨損,造成定、轉(zhuǎn)子相擦,使鐵芯表面損傷,進(jìn)而造成硅鋼片間短路,電動機(jī)鐵損增加,使電動機(jī)溫升過高,這時應(yīng)用細(xì)銼等工具去除毛刺,消除硅鋼片短接,清除干凈后涂上絕緣漆,并加熱烘干。②拆除舊繞組時用力過大,使倒槽歪斜向外張開。此時應(yīng)用小嘴鉗、木榔頭等工具予以修整,使齒槽復(fù)位,并在不好復(fù)位的有縫隙的硅鋼片間加入青殼紙、膠木板等硬質(zhì)絕緣材料。③因受潮等原因造成鐵芯表面銹蝕,此時需用砂紙打磨干凈,清理后涂上絕緣漆。④因繞組接地產(chǎn)生高熱燒毀鐵芯或齒部??捎描徸踊蚬蔚兜裙ぞ邔⑷鄯e物剔除干凈,涂上絕緣漆烘干。⑤鐵芯與機(jī)座之間的固定螺釘松動,可重新固定。如果定位螺釘不能再用,就重新進(jìn)行定位,旋緊定位螺釘。
2.電機(jī)軸承故障檢修。轉(zhuǎn)軸通過軸承支撐轉(zhuǎn)動,是負(fù)載最重的部分,又是容易磨損的部件。1、運(yùn)行中檢查:滾動軸承少油時,可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷聲音是否正常,如果聲音不正??赡苁禽S承斷裂的原因。如果軸承中存在了沙子等雜物,就會出現(xiàn)雜音的現(xiàn)象。拆卸后檢查:檢查軸承是否有磨損的痕跡,然后用手捏住軸承內(nèi)圈,并使軸承擺平,另一只手用力推外鋼圈,如果軸承良好,外鋼圈應(yīng)轉(zhuǎn)動平穩(wěn),轉(zhuǎn)動中無振動和明顯的卡滯現(xiàn)象,在軸承停轉(zhuǎn)后沒有倒退的現(xiàn)象,表明軸承已經(jīng)報廢了,需要及時的更換。左手卡住外圈,右手捏住內(nèi)鋼圈,然后推動軸承,如果很輕松就能轉(zhuǎn)動,就是磨損嚴(yán)重。2、修理故障軸承表面的銹斑。用砂布進(jìn)行處理,然后可以用汽油涂抹;或軸承出現(xiàn)裂痕或者出現(xiàn)過度的磨損的時候,要及時更換新的軸承。更換新軸承時,要確保新的軸承型號符合要求。
3.轉(zhuǎn)軸故障檢修。1、軸彎曲。如果彎曲的程度不大,可以采用打磨的辦法進(jìn)行修整;若彎曲超過0.2mm,可以借用壓力機(jī)進(jìn)行修整,修正后將表面磨光,恢復(fù)原樣即可;如果彎曲度過大,無法修整時,要及時更換。2、軸頸磨損。軸頸磨損不大時,可在軸頸上鍍一層鉻,然后打磨到需要尺寸;磨損較嚴(yán)重時,可以先采用堆焊,然后再用車窗修整到標(biāo)準(zhǔn)尺寸;當(dāng)軸頸磨損達(dá)到無法修整的地步,則要考慮更換。3、軸裂紋。軸裂紋或斷裂軸的橫向裂紋深度不超過軸直徑的10%~15%,縱向裂紋不超過軸長的10%時,可以先進(jìn)行堆焊,再進(jìn)行修整,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。如果斷裂和裂紋過于嚴(yán)重,就考慮更換。
4.機(jī)殼和端蓋的檢修。機(jī)殼和端蓋間的縫隙過大可通過堆焊然后修整的方法,如軸承端蓋配合過松,可以使用沖子進(jìn)行修整,然后將軸承打入端蓋,針對大功率的電動機(jī),可以使用電鍍等方式進(jìn)行修整。
三、電動機(jī)日常維護(hù)和檢查
日常維護(hù)對減少和避免電機(jī)在運(yùn)行中發(fā)生故障是相當(dāng)重要的,其中最重要的環(huán)節(jié)是加強(qiáng)巡回檢查和及時排除任何不正?,F(xiàn)象的引發(fā)根源。出現(xiàn)事故后認(rèn)真進(jìn)行事故分析,采取對策,則是減少事故次數(shù)、降低檢修工作量,提高電機(jī)運(yùn)行效率必不可少的技術(shù)工作。電動機(jī)的維護(hù)和保養(yǎng)的十分重要,只有加強(qiáng)電動機(jī)的日常維修和保養(yǎng)才能夠經(jīng)濟(jì)、安全地為企業(yè)創(chuàng)造更多的財富。以上是本人在教學(xué)實(shí)踐中總結(jié)出來的一些方法和經(jīng)驗(yàn),比較粗淺,不太成熟,希望各位專家和老師多提寶貴意見。
參考文獻(xiàn):
[1] 勞動部培訓(xùn)司編 維修電工生產(chǎn)實(shí)習(xí) 中國勞動出版社 1988.4
[2] 黃幼桐編 電機(jī)維修及計算 廣東科技出版社 1997.4
[3] 遼寧省電力行業(yè)協(xié)會組編 進(jìn)網(wǎng)作業(yè)電工培訓(xùn)統(tǒng)編教材 遼寧大學(xué)出版社2003.7
關(guān)鍵詞:電機(jī)學(xué) 教學(xué) 改革
電機(jī)與工業(yè)的發(fā)展是分割不開的,也是廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘I畹?。從電能的產(chǎn)生、變配到驅(qū)動礦山機(jī)械、輕工機(jī)械、農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械,包括家用電器和醫(yī)療器械等,均有電機(jī)的存在。電機(jī)學(xué)的學(xué)習(xí)具有很強(qiáng)的實(shí)用性。同時,電機(jī)學(xué)又是電氣工程及其自動化專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,在專業(yè)課程設(shè)置中占有關(guān)鍵性的地位。但是,電機(jī)學(xué)理論中的電量和磁量很抽象,隨時間和空間變化又是非線性的[1-3],課程內(nèi)容難以理解,常使初學(xué)者頭痛。另外,在全國高等教育改革的背景下,各學(xué)校均存在課時壓縮、實(shí)驗(yàn)設(shè)備套數(shù)有限等問題。怎樣使學(xué)生在有限的時間內(nèi)掌握電機(jī)學(xué)的基本理論,提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果,培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,是一個值得探討的問題。本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及實(shí)驗(yàn)教學(xué)幾方面探索電機(jī)學(xué)教學(xué)改革。
1 教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整
我校2010年新使用的人才培養(yǎng)方案中,電氣工程及其自動化專業(yè)培養(yǎng)計劃中電機(jī)學(xué)的總學(xué)時壓縮為64學(xué)時,其中講課58學(xué)時,實(shí)驗(yàn)6學(xué)時。為了適應(yīng)新形勢下人才培養(yǎng)的需要,必須精簡教材中的部分內(nèi)容,同時向?qū)W生傳授一些書中沒有的新知識。在教學(xué)實(shí)踐中做了以下幾方面的調(diào)整:
(1)略去關(guān)于“磁路”基礎(chǔ)知識的講解??紤]到大二下半學(xué)期的學(xué)生已經(jīng)學(xué)過大學(xué)物理、電路的前修課程。對于磁和磁路的知識,學(xué)生已有基礎(chǔ)。另外,在同一學(xué)期學(xué)院開設(shè)有電磁場選修課,因此在電機(jī)學(xué)的教學(xué)中可以略去磁和磁路基礎(chǔ)知識的講解。
(2)減少直流電機(jī)所占學(xué)時。與交流電機(jī)相比,直流電機(jī)的原理、分析和計算相對簡單,沒有相位、不用相量知識,沒有功率因數(shù)等問題。復(fù)雜的部分是換向問題,直流電機(jī)換向有火花,不易高速化和大容量化。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,直流電動機(jī)有被無換向器電機(jī)取代的趨勢,因此,換向部分可以略講,直流電機(jī)課時可以壓縮。但直流電機(jī)的機(jī)械特性好,調(diào)速系統(tǒng)簡單,在實(shí)際生產(chǎn)中常作為拖動的主要設(shè)備,直流電機(jī)也可作為小容量同步發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)。在很多方面,直流電機(jī)的內(nèi)容又是交流電機(jī)的基礎(chǔ),所以,不可將直流電機(jī)的課時壓縮過多。
(3)將部分不重要的知識等變?yōu)閷W(xué)生自學(xué)內(nèi)容。如變壓器的暫態(tài)運(yùn)行、同步發(fā)電機(jī)不對稱運(yùn)行和暫態(tài)過程及電動機(jī)發(fā)熱和冷卻過程。
2 適當(dāng)增加相關(guān)知識
在削減部分內(nèi)容的同時,增加有關(guān)電機(jī)學(xué)發(fā)展史的知識。從奧斯特發(fā)現(xiàn)電生磁,法拉第的電磁回轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn),電磁感應(yīng),格拉姆發(fā)明直流電機(jī),特斯拉發(fā)明交流電機(jī),19世紀(jì)末美國出現(xiàn)電動機(jī)床到伏特汽車公司裝配流水線,沿著電機(jī)發(fā)展的“線”,介紹工業(yè)的變革。讓學(xué)生了解電機(jī)發(fā)展的來龍去脈以及電機(jī)在工業(yè)發(fā)展中的重要作用。同時介紹中國電機(jī)工業(yè)發(fā)展史,通過學(xué)習(xí)和比較,從思想上教育學(xué)生,使他們充分認(rèn)識到學(xué)習(xí)電機(jī)學(xué)的必要性和重要性,同時還能培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感。
另外,為了適應(yīng)計算機(jī)的不斷發(fā)展,教學(xué)中適當(dāng)增加有關(guān)Matlab/Simulink的相關(guān)知識,運(yùn)用到電機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)上,該軟件能幫助學(xué)生更好地理解電機(jī)學(xué)中參數(shù)變化等現(xiàn)象。
3 采用多種教學(xué)手段提高教學(xué)質(zhì)量
合理利用多種教學(xué)手段授課,對讓學(xué)生學(xué)好電機(jī)學(xué),提高教學(xué)質(zhì)量起到非常重要的作用。
3.1 充分利用多媒體這個平臺,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
人的認(rèn)識多是從感性到理性。電機(jī)學(xué)與工程實(shí)際聯(lián)系比較緊密。在講解每一種電機(jī)時,利用多媒體教學(xué)平臺,播放該種電機(jī)的實(shí)際應(yīng)用場所以及電機(jī)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、繞線、組裝過程及電機(jī)運(yùn)行等錄像,讓學(xué)生充分掌握電機(jī)實(shí)際結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。有了第一步的感性認(rèn)知,才能進(jìn)一步講解相關(guān)理論。對于類似“磁場”“電場”這些實(shí)際看不見的概念,可以利用模型、動畫或演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行講解。如,旋轉(zhuǎn)磁場就可以利用模型實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生親眼看見在三相異步電機(jī)模型繞組中通入三相交流電后,小鐵球會跟隨著旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)。小實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生探究的興趣,有了這些基礎(chǔ),再從數(shù)學(xué)的角度講解,效果將會提高很多。對于電機(jī)的電流、磁場、轉(zhuǎn)矩等隨時間和空間的變化情況可以通過仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行描述。讓學(xué)生從不同角度全方位地加深對電機(jī)的了解與認(rèn)識,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅實(shí)基礎(chǔ)。
3.2 教學(xué)中充分利用比較和總結(jié)法
直流電機(jī)、三相異步機(jī)和同步電機(jī)均有定、轉(zhuǎn)子,但它們的結(jié)構(gòu)和性能有相似處也有不同點(diǎn),利用比較法可以使學(xué)生更加清楚地了解它們的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。表1列出了部分比較項(xiàng)目。另外,對于初學(xué)者來說有很多的物理量要記、公式要背,考試和練習(xí)中常常搞混。若抓住某一規(guī)律就能起到事半功倍之效。如,所有電機(jī)無論是直流電機(jī)、交流異步機(jī)還是交流的同步電機(jī),額定功率均指輸出功率。發(fā)電狀態(tài)不乘效率,電動狀態(tài)須乘效率;對于額定功率還有:直流電機(jī)不存在功率因數(shù),交流電機(jī)一定不能忘記有功率因數(shù)和相數(shù)問題;交流電機(jī)的電勢平衡方程、功率平衡及機(jī)械特性等相關(guān)公式復(fù)雜、難記,但要依靠等效電路和相量圖就會顯得非常簡單。
3.3 教學(xué)以多媒體電子課件為主,板書為輔的方式進(jìn)行
多媒體教學(xué)的特點(diǎn)是:進(jìn)程快,單位時間內(nèi)信息量大,在相同的時間內(nèi)可以講授更多的知識。為了適應(yīng)學(xué)生掌握知識和反應(yīng)思考的過程,課件的放映盡量使用動畫,一步一步地演示,循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生,達(dá)到較好的教學(xué)效果。針對公式推導(dǎo)較多的內(nèi)容或需要比對的知識點(diǎn),則采用傳統(tǒng)的“板書”方式,板書教學(xué)在公式推導(dǎo)及分析等方面能更好地引導(dǎo)學(xué)生跟著教師的思路,師生之間形成更好的互動效果。但在作圖方面,板書需要花大量時間,要么需提前準(zhǔn)備掛圖。在專業(yè)圖像上,尤其是在三維圖像上“板書”又幾乎難以適合現(xiàn)代教學(xué)的要求。教學(xué)中兩種方式交替使用更符合人對事物認(rèn)識和學(xué)習(xí)過程的需要,有利于提高教學(xué)效果。
4 改革實(shí)踐教學(xué)
電機(jī)學(xué)課程的理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)。實(shí)踐教學(xué)是對理論教學(xué)的鞏固、補(bǔ)充和深化。行之有效的實(shí)踐教學(xué),能把理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來,提升學(xué)生分析和解決問題的能力,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力及綜合能力。實(shí)際實(shí)驗(yàn)中存在這樣一些問題:設(shè)備套數(shù)有限,陳舊、維修滯后等因素影響實(shí)驗(yàn)效果;有些實(shí)驗(yàn)是采用掛件結(jié)構(gòu)或?qū)嶒?yàn)箱來完成的,實(shí)驗(yàn)電路和系統(tǒng)都是封閉式的,學(xué)生能夠觀測的參數(shù)有限,實(shí)驗(yàn)過程可操作的靈活性不夠,對理論教學(xué)的輔助有局限性。實(shí)驗(yàn)中若設(shè)備或連線稍有問題,學(xué)生就不能獨(dú)立分析和解決問題。實(shí)踐中引入軟件仿真[4],結(jié)果證明:仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)茏稣鎸?shí)設(shè)備不能做(或不允許做,因?yàn)橛行?shí)驗(yàn)會造成人員的安全問題)的實(shí)驗(yàn);仿真實(shí)驗(yàn)更能清楚地觀測一些參數(shù)的暫態(tài)變化過程,如觀測電機(jī)的啟動電流、轉(zhuǎn)速的超調(diào)等;仿真實(shí)驗(yàn)的接線、調(diào)試、觀測點(diǎn)以及在實(shí)驗(yàn)時間上都很靈活,幾乎無耗材;如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果有問題,查找原因也很便利。仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生更快、更靈活地掌握所學(xué)內(nèi)容,有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新能力,提高教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1] 閻治安,崔新藝,蘇少平.電機(jī)學(xué)[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,2006.
[2] 王愛霞,王蕾.電機(jī)原理及實(shí)訓(xùn)[M].北京:中國出版社,2011.