摘要:为适应时代对宽口径、创新型人才的需求,同时为了配合高等教育向大众教育的转变,我们在电力拖动课程的教学内容和教学体系上一直在寻求创新,以适应培养现代化人才的需要。在课程的讲解上做到“授之以渔”,把好的学习方法传授给学生,使学生做到融会贯通。
关键词:电力拖动;自动控制系统;课程教学;教学研究
电力拖动自动控制系统是一门电气工程及其自动化专业的专业核心课程,开课时间一般为大三的第二个学期。课程内容以控制系统的原理、分析与设计为主线,应用自动控制理论解决电力拖动控制系统的分析和设计问题,论述电力拖动控制系统的静、动态性能[1]。笔者通过几年的实践教学发现该课程面临很多的问题,如:课程内容较多,学时较少,理论与实践结合不够等问题。通过认真地思考总结,提出一些教学改革思路,希望能够使学生更好地学习这门课程,为今后工作奠定基础。
1 教学内容安排
各类经典的《电力拖动自动控制系统》教材中都重点介绍了调速系统的分类;重点分析了直流调速、交流调速系统的结构、组成、工作原理;重点阐述了调速系统中相应的控制手段如PWM等。针对独立学院的层次与学生特点,在教学内容的选取和安排上还应仔细斟酌,主要注意以下几点。
1.1注意与相关专业课的衔接
“电力拖动自动控制系统”旨在将专业基础课程“电力电子技术”、“控制理论”、“电机与拖动基础”等融会贯通,教学中应该紧跟这一宗旨,与前续课程联系紧密的内容应该提醒学生温故知新。如晶闸管装置在直流电机调速中的地位和作用,如交交变频在交流调速中的地位和作用等等都应该在教学中讲解清楚,使学生解开当初单纯上专业基础课不知有何用的疑惑,对专业有更深入的认识和喜爱。另外,MATLAB在“电力拖动自动控制系统”中的应用也不容忽视,仿真技术为电力拖动自动控制系统的分析提供了崭新的方法,可以使复杂的系统分析和设计变得更加容易和有效,是学习“电力拖动自动控制系统”的重要手段,在教学中应适当穿插讲解,让学生进一步加深对课程的理解,并为以后的相关毕业设计及工作打下良好的基础。1.2.加强例题分析
对“电力拖动自动控制系统”这样的专业课而言,理论学习的最终目的是要解决实际问题。“电力拖动自动控制系统”本身综合性强,比较难学,很多教材因例题引用不够对学生深入理解造成了直接的影响,尤其对初学者来说,如果没有一个锻炼的过程,基本上都会有碰到问题无从下手的感觉。为处理好这一关键,纯理论的讲解可以适当精简,对教材涉及内容不需要面面俱到,突出重点就行。如直流调速系统的分析设计没必要一定沿用教材中复杂的解题方式,可以教学生尽量用简单实用的方法。如分析系统的工作原理,没必要长篇大论地文字叙述,采用MATLAB仿真演示,得到关键结论就可以。这样就有相对多的时间引进和分析其他经典例题,培养学生应用知识的能力和解决问题的能力。
1.3.增加实例列举
好的“电力拖动自动控制系统”教材都会花很大篇幅对各类不同的直流、交流调速系统进行详细分析,不可否认,这些都是必要的。而事实上,学生要掌握的不仅仅是系统的理论分析,更要了解每一类系统在具体工程中发挥了什么作用或者如何发挥作用,这才是专业课教学的真正目的。因此,在每节或每章结束后,可以结合实验室综合性的设备或实际系统的电气图(这些图一般可在学生生产实习并在实习单位允许的情况下进行收集整理)进行剖析,让初学者有更清晰的认识。如讲完直流调速后,我们引用了某实习单位轧钢生产线的实例让学生对实际应用的系统图有了一个全面的认识,讲完变频调速则让学生自行研究小型变频器的结构、特性、原理,从实际应用中体会电力拖动自动控制系统的真正含义,让教学更具透彻性。
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2 丰富教学手段,改善教学效果
合理的选择企业相关案例,以实际的项目为导向为学生展开知识点,使学生在实际项目中掌握知识点并形成项目设计思路,同时也为同学今后走向工作岗位打下坚实的基础。如基于单片机控制的异步电动机调压调速系统,可以通过对工厂中应用的先进方法的讲解,让同学初步建立整体系统的结构,即系统构成,硬件组成,软件设计等。通过与课本知识的结合,逐步填充各部分内容,通过框架填充内容的方法,让学生掌握调压调速的方法及其理论知识。
由于《电力拖动自动控制系统》课程主要讲解直流,交流调压调速方法,在课程中多处涉及电机学知识,若采用多媒体教学,教学效果会更优,构建现代化教学手段,既能生动的展示课程的特征,又能调动学生的学习积极性,促使学生学习能力的提高。在教学过程中通过广泛的现代化教学手段(如计算机辅助教学CAI)等,使教学更加具体化,生动化,形象化,教学课堂更具有趣味性,提升教学效果。
3 改革课程实践教学
理论教学可以培养学生的系统观念,培养学生利用基本理论知识进行工程设计的能力,实践教学可以加深学生对理论知识的理解和掌握,提高学生的工程实践和创新能力。
实验环节,利用现有的实验环境,增加设计性实验项目,让学生主动思考,激发学生知识探索的积极性。利用Matlab软件开发该课程的虚拟实验平台,学生可以依托实验平台完成验证性、综合性、设计性以及开放性实验,通过对实验项目的验证、设计、调试、分析,在巩固所学的理论知识的同时也培养了学生分析以及工程实际能力。
课程设计环节结合课程设计大纲的要求,首先在选题时一方面要考虑题目与课程理论内容的贴合性,另一方面要考虑与实际工程的联系紧密性,实现选题的合理性;其次结合仿真技术,通过合理的仿真验证平台对设计结果进行验证分析。培养学生独立思考、工程应用和研究能力,也为后面的毕业设计做准备。
鼓励学生积极参加各种课外竞赛,注重理论和实践创新结合,也在一定程度上提高了学生的团队协作能力。
4 考核与认证
每个项目结束后,根据知识、技能和态度进行项目成绩评定,所有项目成绩加权汇总得到项目考核成绩。每个项目成绩都是从知识、技能、态度三方面考核。考核可依据提交的成果、作业、平常表现及小组互评的结果进行,考核方式可采用卷面和实操。其具体表格如下:《电机调速系统的安装与调试》课程可作为学校的“技能证书”对应的认证课程。利用一周时间对学生集体实施考核,认证考核采取随机抽题的形式,通过对电机调速系统安装与调试课程的技能考核,全面考核学生动手操作和综合应用技能。在职业技能认证考核中,根据学生安装、调试的步骤给分,其评定如下:优(90至100),态度认真,能很好地理论联系实际,运用所学知识,熟练进行电机调速系统设备的安装、接线及调试;能发现并能解决现场实际问题。良(75至89),态度认真,能较好地理论联系实际,运用所学知识,较熟练进行电机调速系统设备的安装、接线及调试;能发现和解决部分问题。及格(60至74分):态度较认真,能理论联系实际,进行电机调速系统设备的安装、接线,不能完成调试。不及格(59分以下):凡有下列情况之一者,应评为不及格:态度极其不认真;不能理论联系实际,不能完成电机调速系统设备的安装、接线和调试,不能解决相关问题;替考或存在抄袭现象。
结语:电力拖动自动控制系统普遍应用于电力系统、交通运输、工厂及煤矿等场合。电力拖动自动控制系统课程是电气工程及其自动化专业重要的方向课程,因此,学好本门课程对于电气工程及其自动化专业学生尤为重要。本文从教学内容、课堂教学、实践教学几个方面对本课教学的方式方法进行了研究。专业教师在教学实践中要不断探索和总结,进一步深化教学改革,不断提高教学质量,培养适应社会发展的具有创新能力的高素质专业人才。
参考文献
[1] 韩谷静,吴雨川,秦亮,等.“电力拖动自动控制系统”课程的教学模式研究[J].电气电子教学学报,2011(S1):125-127.
[2] 孙新柱,张浩,陈跃东.《电力拖动控制系统》虚拟实验平台的开发[J].淮北师范大学学报:自然科学版,2013,34(3):62-65.
论文作者:曾智
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/18
标签:拖动论文; 课程论文; 电力论文; 学生论文; 系统论文; 自动控制系统论文; 项目论文; 《电力设备》2018年第30期论文;