“电机与拖动基础”课程是自动化、机电一体化及相近专业的一门重要的专业基础课。[1，2]从教学内容来看，该课程涉及到电学、磁学、力学等方面的概念和定律，课程具有综合性、复杂性和抽象性的特点；从整个课程体系来看，其先修课程包括“大学物理”、“电路原理”，后续课程为“电力拖动与运动控制”，这就使得该课程处于承上启下的重要环节；从本科教学实践环节来看，无论是金工实习，还是学生参加各个级别竞赛，都离不开该课程的知识作为支撑。
“电机与拖动基础”课程存在以下一些特点：
1.内容多，课时少
“电机与拖动基础”课程由原来的72学时减少到现在的56学时，但内容并没有减少。这就给课程的教学提出了更高的要求，如何用最少的时间学到最多的知识，并能理解、掌握、应用和创新，给“电机与拖动基础”的教学提出了挑战。
2.学生畏难情绪大，兴趣少
由于“电机与拖动基础”课程与大学物理和电路等知识紧密相关，这些课程内容的缺失会增大“电机与拖动基础”课程的学习难度；并且电机原理中的复杂物理知识，使得学生望而生畏，更谈不上感兴趣了。
3.学生对知识的综合应用能力差
由于第二个特点，造成学生对所学知识只知其然，而不知其所以然，难以达到灵活应用的程度。
针对以上特点，基于知识分类理论开展“电机与拖动基础”课程教学改革试验研究。
二、“电机与拖动基础”知识分类理论
信息加工心理学广义知识分类和学习阶段理论认为，[3，4]知识分为陈述性知识和程序性知识。陈述性知识回答“是什么”的问题，程序性知识回答“怎么做”的问题。陈述性知识是一种静态的知识，它的激活是输入信息的再现；而程序性知识是一种动态的知识，它的激活是信息的变形和操作。也就是陈述性知识达到的目标是“记忆”，而程序性知识达到的目标是“应用”。
对不同类型知识的学习，其达到的目标不同，因此学习活动也会相应不同，对学生需达到的能力要求也会不同。为了提高教学质量，拟采取以知识分类为前提，教学过程为主线，教学活动为载体，师生为主体的教学模式。
基于知识分类理论的教学模式包括陈述性知识的教学和程序性知识的教学。
1.陈述性知识的学习过程
陈述性知识的学习过程包括四个阶段：[4]知识的选择、知识的整合、知识的组织和知识的精加工等。在每个阶段中，教学主体（教师和学生）开展相应的教学活动。
2.程序性知识的学习过程
程序性知识的学习过程包括三个阶段：[4]知识的学习、知识的应用和知识的创新等。在每个阶段，教学主体开展相应的教学活动。其中创新是程序性知识学习过程非常重要的步骤。
我国目前普遍的大学生教学模式，对大学生的综合应用能力和创新能力培养不够，造成了大学生普遍存在的综合应用能力差、创新能力不足等问题。究其原因，一方面是学生在学习程序性知识的时候，学生能基本达到知识的简单应用，但是解决问题的能力和创新能力很难得到培养；另一方面是学生学得的知识表现为碎片化，即获得的知识单就某一知识学习效果比较好，但不够完整、系统。如何将碎片化的知识根据自己的需要进行加工整理，与原有的知识体系相互整合形成新的个人化知识体系，是面临的另一大挑战。
针对以上两个挑战，就“电机与拖动基础”课程进行教学改革初步探索。
三、“电机与拖动基础”教学改革措施
将“电机与拖动基础”教学内容中所涉及的知识分为两大类：陈述性知识和程序性知识。以直流电机的部分教学内容为例，进行教学改革措施举例。陈述性知识包括：直流电机的工作原理、结构、磁场、运行原理等。程序性知识包括：直流电机拖动系统的运动方程、机械特性、起动、制动、调速等。
1.陈述性知识的教学改革措施
以直流电机工作原理的教学为例进行说明。
在直流电机工作原理知识的教学之前，首先选择与电机知识关系比较密切的大学物理和电路中的有关电磁概念与定律进行复习，这些知识对于学生来说都属于旧知识，包括磁感应强度、磁通量、磁场强度、磁通势、磁路等物理概念，安培环路定律、磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫定律、电磁力定律、电磁感应定律等基本定律。对这些旧知识的复习，能够使学生很快产生熟悉感，消除或减弱畏难情绪，同时温故而知新，为新知识的学习打下铺垫。
接着给出直流电机的工作原理示意图，如图1所示。图1（a）是直流发电机的工作原理示意图，图1（b）是直流电动机的工作原理示意图。
直流电机的基本工作原理就是基于电磁力定律和电磁感应定律的。在直流发电机中，运动的带电线圈切割磁力线，产生感应电动势；在直流电动机中，载流线圈在磁场中受到电磁力的作用。这些都是学生已经掌握的知识，将这些旧知识用于直流电机，整合得到新知识：直流电机的工作原理。这样直流电机工作原理这个新知识点就很容易被学生接受、掌握和记忆了。
然后对所学知识进行比较和组织。对于直流发电机和直流电动机的工作原理进行比较教学。两者的相同点是主体结构基本相同；不同点是直流发电机是先有运动后有电，而直流电动机是先有电后有运动。同时引入直流电机的可逆性，也就是直流发电机和直流电动机的统一性。这样两个知识点可以合并为一个知识点，利于学生记忆和掌握。
最后完成知识的精加工。通过对直流电机工作原理的理解和总结，可以将其概括为三个词：电动生磁、磁动生电、电磁生力。学生只要记住这三个词，就能掌握直流电机的工作原理。
由此可见，通过知识选择、整合、组织和精加工，很容易就完成了对直流电机工作原理这种陈述性知识的教学。
2.程序性知识的教学改革措施
以直流电动机拖动系统调速内容的教学为例进行说明。教学分为三个阶段：知识学习、知识应用和知识创新。
在直流电动机拖动系统调速知识的学习阶段，首先创设问题情境。采用实验的方法，使学生在实验中发现问题，提出问题，解决问 题。比如，在讲述直流他励电动机调速课程之前，安排学生做直流他励电动机实验。在该实验中，直流测功机按他励发电机连接，作为直流电动机的负载，用于测量电动机的转矩和输出功率。通过调节直流电动机励磁回路中的励磁电阻来调节直流电动机的磁场，电枢回路由可调电源供电，电枢回路中串有可调电阻。实验过程中，首先起动电动机，电动机转速平稳后，分别调节励磁电阻、电枢回路电阻及电源电压，观察在不同物理量变化时，电动机转速、感应电动势、电枢电流等的变化情况，由此使学生直观了解电动机调速方法和调速过程中电动机各物理量的变化过程和特点。接着联系前面学过的直流电动机的机械特性相关知识，在验证了所学知识的正确性的同时，理解和掌握直流电动机的调速知识。另外，还可以由实验室老师给大家演示了一个他励直流电机失磁出现“飞车”的现象，然后引导学生讨论“失磁飞车”的危害，最后提示学生从电磁转矩的产生、转速特性等方面去思考飞车产生的原因，从而进一步加深了学生对直流电动机调速知识的理解。
在对直流电动机调速知识有了初步的掌握之后，教师选择一些实际应用中的相关例子，使学生对直流电动机的调速知识进一步的巩固，并能应用所学知识解决问题，从而加深对直流电动机调速知识的理解。比如给出某一型号他励直流电动机的铭牌数据，让学生根据铭牌数据回答下面的问题：降低电动机电枢电压时的瞬间转速和电枢电流是多大？降低电动机电枢电压时电动机稳定状态的电枢电流和转速是多大？在回答上面的问题中，使学生学会应用所学知识解决问题，从而对直流电动机的调速过程有更为具体的认识。
在学生具备使用直流电动机调速知识解决简单问题的能力之后，教师引导学生对知识进行创新理解。由教师创设比较复杂问题的情境，并让学生划分小组进行讨论，同时教师指导学生选择所学知识资源，通过分析和整理，寻求问题的解决方案。在整个创新过程中，教师起引导和监督的作用。教师应在课前把要问题情境的主要内容告诉学生，以便学生在课前查阅有关资料，做好准备。通过课上讨论，既能使学生对所学内容有清晰而深刻的理解，又能培养学生的阅读能力、思辨能力和语言表达能力，是一种非常有效的教学活动。
问题情境的选择可以从实际生产或生活过程中选择，也可以从大学生科技创新项目中选择。各类科技竞赛能引起学生极强的兴趣，无论是部级诸如“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛，还是校内的“校董杯”巡线机器人大赛均在学生中有很大影响。小型直流电动机是这些竞赛中广泛应用的动力装置，在教学过程中，注重以这些竞赛题目为对象，鼓励学生参与此类竞赛，并提供指导。问题情境的创设需要考虑以下几个问题：
（1）问题情境应源于学生的现实生活。从同学们喜闻乐见的生活现象或大学生活动入手。分析生活现象，就会使学生产生浓厚兴趣，而且使学生真切地感受到直流电动机调速知识应用的广泛性和重要性。
（2）创设情境要符合学生的年龄特征。“电机与拖动基础”课程一般在大学三年级讲授，学生还有一年多的时间就要面临就业的考验。所以教师可以从已就业学生的工作中遇到的有关直流电机的问题选择问题情境，引起学生的兴趣和解决问题的欲望，从而促进学生更加积极地去开动脑筋，活跃思维，解决问题。
（3）问题情境的创设须参照学生的社会环境特征、思维活动水平和教学条件。由于不同的学生所处的社会环境不尽相同，所具备的知识背景与活动经验也各异，例如统招本科学生和自考本科学生有其自身的特点。教学中要关注所在地区的社会环境，所教学生的思维活动水平并考虑当地教学条件，创设适合学生发展，有利于学生思维训练并切合实际的问题情境，搞好电机教学。
四、结束语
通过采用基于知识分类理论的教学方法，降低了学生对该课程的畏难情绪，提高了学生的学习积极性和学习效率，同时也提高了学生参与科技创新的积极性。因此，该教学改革在活跃大学生创新思维和提高大学生对所学知识的综合应用能力、解决问题的能力上迈出了新的台阶。
参考文献：
[1]刘启新，张丽华，祁增慧，等.电机与拖动基础[M].第三版.北京：中国电力出版社，2012.
[2]钟国梁，卢帆兴，李明辉.“电机与拖动基础”核心课程教学改革与实践[J].中国电力教育，2013，（13）：63-64.
关键词：电机与拖动基础；核心课程；教改与实践
作者简介：钟国梁（1976-），男，江西赣州人，江西理工大学应用科学学院，讲师；卢帆兴（1965-），男，江西赣州人，江西理工大学应用科学学院，副教授。（江西 赣州 341000）
基金项目：本文系江西理工大学应用科学学院质量工程（项目编号：HXK201105）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）13-0063-02
“电机与拖动基础”是一门讲授电机工作的原理与特性以及如何利用电动机作为原动机来拖动生产机械按要求进行运动的课程，是自动化专业及相关电类专业课程体系中一门重要的专业基础课。[1，2]该课程以“电路”、“大学物理”为先修课程，同时开设的课程有“自动控制原理”、“电力电子”，后续课程有“电力拖动自动控制系统”等相关课程。该课程涉及多课程、多专业的交叉融合，内容丰富，专业性强。
一、课题的背景
随着我国高等教育的发展，各高校都面临不同程度的机遇和挑战，当前反映较为普遍的是“学生学习的自觉性下降”、“大班上专业课问题多”、“教师年轻没有实践经验”等。基于上述原因，江西理工大学应用科学学院确立了“质量工程”项目，对一些优势专业及其相关的核心课程立项资助，目的在于发展专业、培养教师、提高教学质量。
“电机与拖动基础”课程的授课内容是由原来的“电机学”和“电机拖动”两门课组成，[3]授课内容多，在授课过程中一些较为抽象的概念（如：“磁路”、“磁动势”、“电磁感应”）贯穿其中，大大加深了授课的难度。[4]同时，该课程具有很强的实践性，实践性教学环节有“电机与拖动基础实验”、“电力拖动自动控制系统综合课程设计”、“电力工程综合课程设计”、“毕业设计”等。
二、教学观念的改变
传统的教学中，教师是“主角”，学生是“配角”，学生围绕老师转。实践表明这种教学理念在本课程教学过程中往往会导致教师教得很累、学生不愿听，教学效果不好。在前辈老师的指点下，该课程的教学理念转变为“学生是主体、老师重引导、师生要互动、兴趣靠培养、功夫在课外”，并把该理念贯穿于大纲的制订、课件的制作、教案的设计、教学日历的安排、实验内容的选择与设计、教学实践、考核与评价等整个教学过程。
对于本课程的第一次课，主要介绍电机的分类知识。教师依据教材的内容将电机大概归类，如图1所示。由于学生首次接触“电机与拖动基础”这门课，对“电机”的概念还是处于模糊的状态。为激发同学们的学习兴趣，配合后续内容的教学，可以借助多媒体播放一些电机的图片，如大型发电机组、各类加工机床、风机、水泵、提升机等。看完图片后问问同学们平时都接触过哪些电机，试着对照图1给这些电机归类。这时大多数同学都只能说出几种平时常用的电机，归类还是很困难的。这时老师不要急于把答案告诉同学们，而是引出“电机铭牌”的概念，布置作业叫同学们把自己接触过的电机铭牌记下来，并试着看懂电机铭牌。
三、课堂教学改革与实践
课程选用的教材为林瑞光主编的《电机与拖动基础》（浙江大学出版社第3版）教材。该教材与我院的浙江大学求是公司的电机与拖动实验装置配套。
1.授课安排调整
该课程目前理论教学的安排是62学时。根据实际教学经验，调整如下：
（1）结合工科学生培养“工程计算”能力的要求以及新概念的理解与灵活运用，新增了2次习题课（共4学时）教学安排，分别安排在教材第2章《直流电机的电力拖动》和第5章《三相感应电动机的电力拖动》之后。其形式是老师布置习题，学生课堂解答，两名同学在黑板上作答，最后老师进行讲解。习题课的关键在于老师布置的习题要典型，并方便对比分析，这样才能收到好的效果。例如，出两道分别关于“电压反接制动”与“电动势反接制动”的题目，同学们通过分析、计算、对比就很容易得出两者的运行条件及特点。通过一定量的“相量计算”及“定转子折算”可以提高同学们使用计算工具及数据处理的能力并培养分析、设计能力。
（2）为配合“电力拖动综合课程设计”及“电力工程综合课程设计”实践性教学环节的需要，在教材第8章《电动机容量的选择》新增了1次（2学时）教学安排，主要介绍“电动机工作制”的概念、电动机容量选择、电动机供配电系统计算等知识点。
（3）一些相对较简单或在“物理”、“电路”中已经学过的内容（如：“直流电动机基本工作原理”、“变压器的基本工作原理”）依据实际情况就没有必要再作重点、重复讲解。对一些前后关联不是很强的知识点（如“直流电机的换向”）则属于了解性的内容，从以上方面可减少1次（2学时）教学安排。
（4）该课程中直流电机与感应电机的“机械特性”和“四象限运行”、变压器与感应电机的“等值电路”和“相量分析”、交流绕组的“电动势”和“磁动势”可以挖掘出一些共性的知识点进行对比讲解，这样在把重点知识点讲深、讲透的同时又能提高授课的效率。
（5）对于“电机绕组”、“旋转磁场”、“电机谐波分析”方面的知识点可放在实验室来讲，借助实物和相关的实验设备（磁通观测器、示波器、电机谐波分析仪）可大大降低课堂教学的难度。
2.授课形式的改革
以往用粉笔板书的授课形式已经很难在年轻教师中继承和发展了，借助多媒体教学已经成了教学发展的趋势。但是，该课程的多媒体教学往往会导致同学们上课注意力不集中，有时很难把握重点。该课程有几百个公式，如果将重点公式写在黑板上就能加深学生的印象，例如：
（1）
该公式及其变形公式所体现的电磁关系在本课程中的“电磁定律”、“变压器”、“感应电机”等章节中反复出现，注意把它写在黑板上进行简单的推导讲解，能够起到加深理解、突出重点的作用。
四、实验的教学改革与实践
课程安排了8个实验（共16学时），作了如下教学调整：
第一，要求同学们实验前要对照实验指导书写预习报告，把实验的目的、要求、方法在做实验前先搞清楚，保证实验效果。
第二，在实验内容的设计上减少了验证性实验的比重，增加了综合设计方面的内容。例如：在做直流他励电动机机械特性实验时，要求同学们依据实验的要求自己分析并选择适当的电阻器件。这些电阻器件的阻值要同学们自己计算并通过现有的电阻进行串并联来实现。实验内容及要求见表1。
表1 实验课内容及要求
序号 题目 目的要求
1 认识实验 学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项，认识所用的实验台，掌握交、直流仪表、电源及变阻器的使用方法，熟悉交、直流电机的接线、启动、正反转，了解电机的调速方法
2 直流并励电动机 掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性，熟悉直流并励电动机的调速方法
3 直流他励电动机机械特性 熟悉直流电动机在回馈制动、电动势反接制动、能耗制动状态时的机械特性
4 单、三相变压器 掌握空载和短路实验测定单、三相变压器的变比和参数，掌握通过负载实验，测取单、三相变压器的运行特性
5 三相鼠笼异步电动机的工作特性 掌握三相鼠笼异步电机的空载、堵转和负载试验的方法，熟悉三相鼠笼异步电动机的参数及工作特性
6 三相电动机的起动与调速 掌握鼠笼异步电动机电动机的直接起动、星形——三角形（Y-）换接起动、自耦变压器起动。掌握绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动、调速
7 异步电机的M-S曲线测绘 掌握用教学实验台的测功机转速闭环功能测绘鼠笼式异步电机、绕线式异步电动机的转矩～转差曲线，并加以比较
8 三相同步电动机 掌握三相同步电动机的异步起动方法，熟悉三相同步电动机的V形曲线、三相同步电动机的工作特性
五、考核与评价
考核与评价按综合成绩=70%（考试成绩）+20%（实验成绩）+10%（平时成绩）进行计算。考试采用闭卷考试（2个学时），偏重基础，强调工程计算（考试可以用计算器）。实验考核的是同学们的动手能力及实验报告数据处理能力，平时成绩主要体现在课堂提问、习题作业、思考及预习等方面。
六、教学效果及总结与展望
1.教学效果
同学们的学习兴趣有所提高，一定程度上消除了畏难心理及应付考试心理，将他们的注意力引向平时的学习过程。相关课程及实践环节的教学也得以顺利开展，同学们对该课程与自己所学专业的其他课程的关系更为明确，专业基础更加扎实。
2.课题总结与展望
在本课题组的共同努力下历经三年完成了教学大纲、考试大纲、实验大纲的修订，制作了多媒体课件，编写了电子教案，整理更新了试题库等相关工作。后续将从实践基地、师资队伍、教材建设、实验设备方面入手，配合专业发展的需求，将本课程的建设推向一个新的高度。
参考文献：
[1]林瑞光.电机与拖动基础[M].第3版.杭州：浙江大学出版社，
2011.
[2]李海发.电机与拖动基础[M].第3版.北京：清华大学出版社，
2005.
（巢湖学院 电子工程与电气自动化学院，安徽 巢湖 238000）
摘要：本文根据应用型本科电气工程及其自动化人才培养目标，从建立电机学科体系角度出发，对《电机与拖动基础》教学、实践等方面进行了深入探索.并根据电机学科体系的需求和发展，对教学侧重点进行规划.同时利用现有条件，增加了Maxwell的仿真实验提高教学实践环节的水平，促进应用型人才的培养.
关键词 ：电机与拖动基础；教学改进；实践改进；应用型本科
中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1673-260X（2015）02-0242-02
1 引言
《电机与拖动基础》是电气工程及其自动化专业一门主干学科，本门课程既是对“数学”、“物理学”和“电路和磁路”的继承，又是后续电力拖动自动控制系统的开启.是一门承上启下的关键性课程.电机与拖动和生产过程息息相关，是一门应用性很强的学科.如何学好《电机与拖动基础》这门课程实际上是应用型本科院校培养应用型人才的关键.
《电机与拖动基础》这门课程在一些本科院校被称为《电机学》，它主要研究基本种类的电机的内部结构和电机的运行原理[1-3].以基本的直流电机的结构和运行原理为开端，而后涉及到变压器原理、交流电机运行原理，这样一个系统既是一个新知识的学习过程也是对于后续知识学习的一个铺垫.但是《电机与拖动基础》的知识涉及到电学、磁学以及一些机械结构的学习，是一门综合性学科.《电机与拖动基础》的学习对于学生来说，还是具有一定难度和深度的.
那么如何学好《电机与拖动基础》呢？对于一所正在转型的应用型本科院校，电机与拖动的教学和方法研究是转型过程中必须做好的一门功课.怎样将电气自动化专业学生培养成应用型人才？针对电机学理论和实践难以配合的情况，国内许多高校都进行了深入的教学研究，山东大学提出了利用UG开发和制作电机爆炸图，以及建设认识实习中心来完成电机教学和实践的配合[4].扬州大学提出了使用Matlab仿真实现对电机环节的认识和学习[5].新方法和新技术的出现都对《电机与拖动基础》的教学起到了一定的支撑作用，然而建设认识中心成本过于庞大，使用仿真软件也仅仅使教学停于理论现状，难以使工科学生获得动手实践后的成就感.
2 结合课程体系，合理规划侧重点
《电机与拖动基础》不是一门独立的课程，是电力拖动自动化课程体系中的基础课程，它的教学需要满足对后续课程的指导.在建立整个课程体系过程中，为了解决转型中的不足，我院已计划将电力拖动自动控制系统——运动控制系统这门课列入2013级电气工程及其自动化专业的培养计划中.《电机与拖动基础》将变为运动控制系统这门课的前驱课程.根据《电机与拖动基础》中的最主要的直流电机、变压器、交流电机等部分，将对课程侧重点进行重新划分.
（1）直流电机部分应当加重比例.电机与拖动自动控制系统主要是围绕着电机系统自动化来设计解决的，具体包括如何实现电机的闭环控制，当电机系统突然遇到扰动时如何能够抵抗外界扰动的影响等.
虽然当代电机中以变频调速方式为主的交流电机在电机市场上取代了大部分的直流电机，直流电机渐渐淡出人们的视野.直流电机的闭环系统仍然是电机与拖动自动控制系统的基础内容同时也是重点内容，后续的交流调速和变频调速都是以直流电机闭环控制系统作为基础部分，既然直流电机闭环控制系统如此重要，当然要在《电机与拖动基础》这门前驱课程中加大直流电机部分的比例.
授课过程中应注重对直流电机的机械特性、电压平衡关系式、调速、启动、制动的讲解，使学生的认识和学习过程能够做到有的放矢.
（2）交流电机部分应作部分延伸.交流电机曾在上世纪80、90年代因其控制较为困难而只作为拖动设备，90年代后，交流电机的调速进入变频调速的时代.随着空间矢量的应用和电力电子技术的革新，交流电机已经开始走进千家万户，并且变频调速因其节能、经济，已经成为当代的主流.
除了交流电机的结构、原理、启动、制动、反转等内容外，应着重讲解交流电机的旋转磁场产生.采用启发式、案例式教学.[3]建议脱离课本数学公式推导，采用空间矢量作图方式讲解，如图1所示，三相对称绕组，在A、B、C中产生的磁动势空间矢量FS，|FS|,为其幅值，在空间复平面S位置.这种产生原理既直观，又利于学生理解.并可以由空间磁动势矢量延伸到交流电机的矢量控制技术.
（3）对多种电机进行结构分析，引导学生进行探究性学习.电机虽然主要由直流、交流两大部分组成，但是细分，还分为永磁同步、交流异步、无刷直流电机等，各种电机的结构不同，对应于控制算法或多或少仍有差异，部分学生对电机学习后可能仍有余力，能够对电机进行探究性学习，可以适当对各类电机结构和控制方法进行介绍，例如，直线电机、开关磁阻电机、球形电机等.关于电机的研究还有许多可以深入的地方，不仅可以增强学生探究能力，也能加深他们对交、直流电机的结构认识.
3 多种实践环节配合
在应用型本科中，实践环节是应用型的最大体现，应努力促进学生动手能力的提升，加深理论知识的认知过程，做到学以致用[6].然而大部分实践手段难以涵盖所有《电机与拖动基础》的实践教学.因此要将多种实践环节相结合，动手实践和仿真并举.
自2010年以来，我院对《电机与拖动基础》实践环节进行建设，购置了天煌教仪的电机与拖动试验台，此类试验台可以完成电机与拖动基础中的直流电机启动、调速、制动等环节的实验，以及三相鼠笼异步电动机的工作特性，三相异步电动机的启动与调速等实验.这部分实践的开展加深了学生对电机不同种类、特性等的直观了解.然而针对一些特定电机的结构和磁场等难以令学生理解的内容，也应通过实验手段加以实现.
因此除了基本的实验过程还拟增加Maxwell的磁场仿真实验，鉴于Maxwell的有限元分析较难实现，实验可以确定为演示实验.图2是对永磁同步电机的建模和磁场仿真，此类仿真结果既有助于学生了解电机结构，解决实验室内并无拆开电机实物的问题，又体现了仿真结果的磁场分析有助于反哺教学的特点，并能引导学生对不同电机模型进行建模分析和设计.
4 结束语
巢湖学院即将完成应用型高校转型，在工科领域，应用型的最大特点是动手实践和所学知识与社会实践相结合，因此选择必要的教学实践手段是转型的关键.通过电机学科课程体系的建立，《电机与拖动基础》作为前驱课程也变的更为重要.应加快巢湖学院《电机与拖动基础》课程的教学改进，培养出更多适应社会的应用型人才.
参考文献：
〔1〕肖金凤,朱荣辉,盛义发.电气工程及其自动化专业电机学教学改革研究[J].电力系统及其自动化学报,2003（15）:97-99.
〔2〕孙雨萍,吴敏.课堂教学与实践教学要有机结合[J].山东省农业管理干部学院学报,2002,18(3):124-125.
〔3〕张蕊萍，赵峰.项目教学在电机学教学中的研究与实践[J].自动化与仪器仪表,2012（4）:72-77.
〔4〕王秀和,孙雨萍,李光友,等.加强电机结构认识实习环节,提高电机学教学质量[J].电气电子教学学报,2006,28(6):68-69.
关键词：翻转课堂；专业基础课；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）01-0251-02
一、引言
《电机及拖动基础》是电气类、自动化类和机电类专业的一门专业基础课，具有理论性和实践性强的特点，学生通过学习电机、变压器及拖动的基础知识，为后续课程如《电机拖动自控系统》、《计算机控制技术》等课程打下基础。近年来，随着上海工程技术大学高素质应用型创新人才培养目标的逐步落实，教学培养计划不断优化，理论课程学分及学时也逐渐缩减，目前《电机及拖动基础》课程的教学计划为3学分，48学时。
由于《电机及拖动基础》课程概念多且抽象、推导复杂、知识点较多、学时减少等多种原因，使得学生畏难情绪较大，学习兴趣少。如何解决在有限的学时中完成教学内容，达到教学目标和教学效果，提高教学质量，成为授课教师必须解决的一个严峻问题[1]。基于上述原因，本文对《电机及拖动基础》的翻转课堂教学方式进行了初步探索，为进一步深化该课程的教学改革奠定基础。
二、翻转课堂初衷
翻转课堂译自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”，也可译为“颠倒课堂”，是指重新调整课堂内外时间，将学习的决定权从教师转移给学生。美国迈阿密大学教授最早在“经济学入门”课程中采用了翻转课堂的教学模式。将该教学模式引入到《电机及拖动基础》课程的初衷就是激发学生学习兴趣，克服学习过程中的畏难心理，将学生由被动接受转变为主动学习，最终达到提高教学质量的目的。
三、翻转课堂设计
与一般文史类课程或导论类课程不同，《电机及拖动基础》作为一门专业基础课，具有较强的理论性和实践性，同时具有概念抽象、推导复杂等特点[2]，在进行翻转课堂时，每一步的设计都关系到教学目标和教学效果能否顺利达成，因此翻转课堂的内容选择、课前准备、课上活动及课后讨论都必须进行细致周到的设计。
1.教学内容选择。《电机及拖动基础》课程概念抽象，内容繁多，在分析电机特性的各种数量关系时涉及到磁学、电学、热学及力学等相关知识，学生普遍反映课程枯燥，学习难度较大[3]。因此，在进行翻转课堂时，选择合理的教学内容对翻转课堂的顺利进行非常重要。
教学内容的设计要力求简明扼要、层次分明、重点突出，强调课程的应用性质，提高学生学习兴趣，增加学习的主观能动性[4]。由于《电机及拖动基础》内容较多，课时相对较少，为便于学生理解教学内容，达到教学效果，在进行翻转课堂时，主要选择可进行比对的课程内容开展教学，如直流电机结构和异步电机结构、变压器电磁过程和异步电机电磁过程、变压器等效电路和异步电机等效电路等内容，在学生已掌握的知识基础上自主开展教学活动。通过比对学习，学生对新知识既不会感到陌生，产生畏难情绪，又能够进行主动探索，发现问题，将枯燥的学习变成“大家一起来找茬”，在比对过程中，将新老知识有机结合、深刻记忆。
2.课前准备。由于翻转课堂学习的决定权从教师转移到学生，因此在教学内容确定后，学生必须根据教学目的和教学效果进行精心准备。我们通过多次《电机及拖动基础》实践教学过程总结发现，学生如做好如下准备，翻转课堂均能够达到较好的授课效果。
（1）参考书目：参考书目可以帮助学生多方面、多角度了解教学内容，从而达到深刻理解概念、原理和公式的目的。由于不同参考书目引入问题角度不同，学生会主动发现参考书目和教材内容的区别，带着疑问搜集相关资料进行整理，寻求解决方案。
（2）课程视频：由于翻转课堂教学内容具有比对性，学生可以通过观看课程视频进行已有知识的复习，同时对新的教学内容进行预习，在目标驱动下完成学习，克服畏难情绪，提高学习兴趣。
（3）多媒体课件：在老知识复习和新知识预习的基础上，形成对教学内容的认识和理解，通过制作多媒体课件，将所学知识进行讲解，完成从坐在下面被动学习到站在讲台上主动展示的升华。
3.课上活动。由教师组织，学生主导的翻转课堂上，学生通过自己制作的多媒体课件，开展课上教学活动。学生将教材内容与参考书目内容相结合，通过预习、比对形成自己对知识点的理解，同时，对所学内容进行讲解、讨论、归纳、总结。
以异步电动机等效电路为例的翻转课堂上，学生根据教学内容，对知识点进行分解，将授课内容分为频率归算原则、绕组归算原则、异步电动机等效电路与变压器等效电路分析讨论等内容。在讲解频率归算时，学生会主动思考频率归算的原因、频率归算的过程、归算之后的定转子之间的电磁关系等问题，达到对频率归算这个抽象问题深刻理解的目的。而在绕组归算时，学生要考虑绕组因数等问题，促使学生对变压器和异步电动机绕组归算时的不同点进行思考。最后，在得到异步电动机的等效电路后，学生要对异步电动机的空载运行、负载运行、异步电动机的启停等进行分析讨论，掌握利用等效电路分析异步电动机电磁关系和运行过程的方法。由于学生是从“学”的角度开展课堂教学，主导课堂的学生会根据自己所需进行思考，针对性强、目的明确、记忆深刻，而学生的自我讲授和课堂内容设计又提高了学生的学习兴趣，达到了学生真正对知识掌握应用的目的。
4.课后讨论。课后讨论内容根据学生兴趣围绕课程内容拟定，可以是针对所学内容的研究现状、存在问题、发展方向等宏观问题，也可以是所学内容的应用领域、性能分析、课程习题等具体问题。翻转课堂后的讨论，对学生所学知识的巩固及帮助学生增加学习兴趣具有重要作用，既是对课堂内容的延伸，同时可以进行“查缺补漏”。
四、结束语
本文对《电机及拖动基础》翻转课堂教学方法进行了初步探索，介绍了开展该课程翻转课堂的具体实施步骤。对于《电机及拖动基础》翻转课堂教学内容还有许多工作要做，这种教学模式使学生成为了课堂的主体，帮助学生主动探索知识，学会独立思考和解决问题，极大程度地发挥了学生的主观能动性，其所能达到的教学效果是传统教学方式所不能达到的，因此探索这种教学方法具有重要意义。
参考文献：
[1]迟正刚.参与式教学法在“电机与拖动基础”课程教学中的应用[J].中国电力教育，2009，（12）：98-100.
[2]杨勇.基于项目式教学的《电机及拖动基础》课程整体设计研究.教育教学论坛，2014，（7）：233-234，175.
[3]闫俊荣.“电机与拖动基础”课程教学改革的探索.电气电子教学学报，2009，（6）：112-113.
[4]赵仁德.“电机与拖动基础”课程教学改革的探索.中国电力教育，2009，（8）：65-66.
The Exploration of "Motor And Drag Foundation" for the Flipped Classroom
WANG Yu-jia，WANG Xiao-jun，SU Xiao-yu
（Shanghai University of Engineering Science，School of Electronic and Electrical Engineering，Shanghai 201620，China）
关键词 电机与拖动基础 实践教学 应用能力
中图分类号：G64文献标识码：A
0 引言
《电机与拖动基础》是电气及自动化专业的主干课程之一，是实践性较强的课程，在人才培养过程中起着非常重要的作用。①对电气及自动化专业而言，它是一门专业基础课程，也是电气类专业后续课程如《电力拖动控制系统》、《交直流调速》等基础。因此，在教学中加强理论联系实际的能力培养、强化相关教学内容的实践能力训练，对大学生能力的培养会起到事半功倍的效果。
1 《电机与拖动基础》课程实验、实践内容在教学中存在的问题
1.1 实验项目设置及安排不能激发学生的主观能动性
在以往的《电机与拖动基础》课程的实践内容中，大多为验证性实验，②即学生抱着实验指导书，机械地按照指导书中所要求的实验器材及线路搭接实验电路，并逐一地对照每一实验步骤操作，最后再将实验结果拿给指导老师去判断对与错。这样的实践过程使得学生对实验内容、目的理解不深，对实验仪器的操作熟练程度不够，对实验结果及实验中易出现的问题分析不足，当然也就更不能激发学生的主观能动性了。
1.2 实践内容与后续课程的衔接不强
学生在《电机与拖动基础》课程及实验结课后，也就基本掌握了课程的内容及相关知识，但由于没能在实践教学中充分、深刻地理解该课程的实质，这就导致了该课程与后续课程的衔接、应用效果不够理想，甚至脱节。比如说，在《电力拖动自动控制系统》的课程学习及设计中，就会要求学生对电机在各种运行状态下机械特性情况进行分析、设计，这些内容都对《电机与拖动基础》的应用能力提出了更高的要求。同样，在其他的课程设计、毕业设计，尤其像生产实习、毕业实习等诸多环节中都存在着类似的情况。
2 实践教学的改革势在必行
2.1 实验教学与理论教学同步进行
在理论教学授课的安排上，教师可依据课程的内容有选择地将某一次、某几次课的授课地点安排在实验室或实训基地进行。比如，对电机结构的讲解、认识，对电机各种工作特性曲线的绘制等。这样就能使学生更早、更快地对电机建立感性认识，验证基本理论，巩固所学的知识，获得实践应用的基本技能。这样的教学与实践活动不但能大大加快学生对新理论、新知识的掌握，而且更是激发了学生对该课程的学习热情。
2.2 工程实训教学逐步深入
学习是一个由浅到深的过程，实践活动也不例外。在《电机与拖动基础》课程的实训活动中大体可分为以下三个阶段：
（1）基础实践。安排在第4、5学期，主要是结合理论教学进度，采用讲练相结合的教学方法，完成传统的与课程内容相关的实验内容。这样，学生在验证性的实践中，通过发现及解决问题，加强对基础知识的理解、把握，为学生的创新能力打下基础。③
（2）设计类工程实践。安排在第6学期，以综合性、设计类工程实践为主，主要方式为由老师结合生产实际进行“命题”，让学生自主选择实验器材、根据实验原理作出接线图及相应的实验步骤，再进行电气系统的连接、调试、运行及结果的测试。结合理论知识，对实践结果的正误进行判断，并对可能产生的误差、干扰进行分析，以期找到最佳的实验方法、方案。
（3）综合工程实践。安排在第7、8学期。结合学生的生产实习、课程设计、毕业设计等相关内容，在实践基地进行开放式专题与研究，旨在开发学生的个人潜能、激励创新精神，加强对应用型人才的培养，真真切切地让每一个学生做到理论与实践的结合。
2.3 鼓励学生参与教师科研活动，积极开展素质教育活动
学院的很多教师都积极参与并指导大会中调研、到生产实际中解决实际问题等社会活动，更大地锻练学生的理论与实践有机结合的能力。④学校也积极开展各种专业知识技能大赛，给学生更多展示自己的舞台。
通过上述各种措施，学生从该课程学习的开始一直到完成大学学业的过程中，始终离不开与本课程相关的实践活动，巩固了学生的基础，加强了理论与实践能力的培养与提高。
3 结束语
通过多年的探索，结合我校应用型人才的培养目标，将实践教学贯穿大学四年的学业学习过程中，使得我校学生的学习热情显著提高，自主创新意识明显增强，极大地提高了学生的综合素质，提升了学生的就业竞争力。
基金项目：黑龙江科技学院教研项目（JY10-06）
注释
① 刘启新.电机与拖动基础[M].北京:中国电力出版社,2005.6.
② 付家才.电机工程实践技术[M].北京:化工出版社,2003.
“电力拖动”课程对机电专业人才培养的重要作用
电气传动类课程在机电专业中发挥着十分重要的作用，与其他课程有着密切的联系，在机电专业课程体系中起着承前启后的作用。学生通过学习该课程，一方面可以强化学生的电路基础知识，提升学生在电气技术方面的素养，锻炼学生的抽象思维能力与分析能力；另一方面，学生要掌握电机这种特殊机械装置，必须掌握磁路结构（铁芯）、电路结构（绕组）及电动机的运行特性，还要具备机械和力学知识。通过学习“电力拖动”课程，可以培养学生空间分析能力和构思能力。
高职机电类专业课程体系存在的问题
高职院校制定机电类专业教学计划过程中，参照了本科或专科院校机电类专业的“电力拖动”课程体系。如高职院校的自动化专业开设“电机与电力拖动”课程，数控、设备维修与管理、机电一体化专业开设“电机与电气控制技术”课程，这些课的先修课是“电路基础”、“电力电子技术”等，后续课是“可编程逻辑控制原理与应用”、“机电一体化系统与设计”等。高职院校机电类专业开设的“电机与电力拖动”、“电机与电气控制技术”课程内容主要又以电机学和电力拖动的传统内容为主。由此可见，高职机电类专业的课程体系、课程内容、教学顺序与普通大学机电类专业课程开设方式差异较小。这对高职机电类专业教学带来一定的问题。一方面，由于教学课时较少和教学内容繁多，学生很难熟练掌握电机与电力拖动的课程的主要内容；另一方面，课程体系中较少涉及电气传动方面的新技术，这不利于培养社会急缺的机电专业高端技能型人才。
高职“电力拖动”课程体系改革
在信息技术快速发展的背景下，如何改革高职“电力拖动”课程体系，仁者见仁，智者见智。笔者认为，要培养高端技能型机电专业人才，首先应加强专业技能训练，以培养学生的技术应用能力为主旨，突出人才培养的“技能型”特征。其次，在电气传动技术方面，首先要巩固传统核心知识的教学，再以企业实际要求为依据，适当提高知识层级，补充新内容，以突出培养“高端”技能人才的高职教育特征。
当前编写的高职《电力拖动》类教科书，似乎遵循淡化理论突出实践环节的教学要求，大刀阔斧地破旧立新，实际上这只是传统教材的压缩饼干。如很多《电机与电气控制技术》教材，将传统的《电机学》、《电力拖动》、《电气控制基础及机床电气控制技术》拼凑在一起，又要求在一学期内完成教学任务，并且还要安排大量的实习，实际理论教学课时不足以前的三分之一。在这种教学安排下，教师不可能深入浅出地讲授教学内容，为了完成教学任务，很难顾及教学效果。在学生文化基础知识薄弱和教学进度快的情况下，学生能够学习和掌握多少知识可想而知。笔者认为，在学时少和教学效果打折扣的要求下，要整合教学内容，必须明确两点：一是整合知识内容不是简单地堆砌和拼凑；二是压缩课程也不是把教材中的相关性较小的内容和公式推导简单地删掉。教材编写者必须在充分理解课程设置的目的、功能及课程之间的内在联系的基础上，以达到的教学目的为依据，对相应知识内容重新“熔化”和“铸造”。在整合课程中应该做到两点：一是必须突出核心、主干内容，突出课程的知识主体，也就是要保留传统教材中的经典和精华内容，不能因为某些重要内容的公式较多、论证较繁复，而以“淡化理论”为由将其删除；二是在整合那些相对独立的教学内容时，不能为了整合和压缩，把本无关联关系的教学内容生拉硬扯地凑合在一起。目前，“电力拖动”类的“电机与电气控制技术”课程的许多教科书和一些学校制定的课程标准都出现了“多、杂、散”的问题，把多门课程的内容全部纳入一门课程，课程内容面面俱到，十分庞杂；大部分教材中融入了机床电气控制的知识，牵强附会，课程内容之间缺乏内在逻辑关系。笔者认为“电力拖动”基础教学应侧重于电机及其拖动性质和整体运行特征，只须简单介绍拖动与电气控制之间的关系，没有必要介绍具体的设备电气控制系统。因此“电机与电气控制技术”课程的电气控制章节只须介绍低压电器、基本继电接触控制单元的内容就可以了，甚至可以不介绍电气控制的内容，可以把这些内容纳入其他的课程之中。
关键词 MATLAB；电力拖动；自动控制系统
中图分类号：G642.0 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2016）10-0014-02
1 前言
电力拖动自动控制系统是电气工程及其自动化和农业电气化与自动化专业的一门重要的专业骨干课，涉及电机学、电力电子技术、自动控制原理、信号与系统、单片机原理及应用等众多的专业基础课程，属于一门综合性很强的课程，具有很强的理论性和实践性。该课程以机械运动的驱动设备――电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论指导下研究电力拖动系统的自动控制。鉴于该课程在专业课程体系中的综合性和重要性，对该课程的教学改革非常有必要，通过引入MATLAB仿真软件，将理论教学和实践教学相结合，增强课程的教学效果。
2 该课程传统教学存在的不足
该课程理论性强，涉及的专业基础知识多，传统教学中缺少教学互动，大部分是教师讲，学生被动地学习。该课程涉及大量的公式推导，所以在传统教学中，教师借助板书和多媒体讲解公式时非常单调，学生根本没兴趣学习。还有该课程实践性很强，大量的理论知识要结合实际的电力拖动系统进行讲解。在传统教学中，教师基本都是根据教材中的电力拖动示意图来讲，或者通过课件展示的图来讲解电力拖动系统的结构、组成和工作原理等，学生听课太单一。关键是学生头脑中缺乏电力拖动生产实践的影子，对一些工程原理和过程还是无法深入理解。特别是该课程教学中经常要分析电力拖动系统的动态变化，在传统的教学中靠板书画图太繁琐，课堂学时有限，所以无法展示动态变化。这样学生无法理解系统的动态过程，只能看到系统局部的变化，无法宏观上理解电力拖动系统，只能结合教材中的图片和文字说明加深记忆，没有从根本上深入理解电力拖动的工作内涵。
在该课程的实验教学中，传统的实验教学都属于验证性实验，综合性和设计性实验基本没有，学生就是在实验台上机械地进行接线，按部就班地完成实验步骤，然后记录实验数据，分析实验结果，简单地验证课本所学的理论知识。这种实验教学过于简单，学生不需要太多思考，就是简单的接线、测数据、分析结果，无法锻炼学生的创新思考能力，所以学生兴趣不足，学习的主动性差，大部分学生都是应付实验，实验效果差。再加上实验设备数量有限，学生人数多，每组实验人数较多，实际实验过程中，真正动手做实验的学生较少，学生的实验动手能力无法得到有效提高，导致实验教学效果不理想。
鉴于电力拖动自动控制系统课程在传统教学中存在的不足，引入MATLAB计算机软件辅助教学，通过计算机仿真将该课程与实践紧密结合，给学生建立更多的生产实践的影子，让学生在课堂上和实验中把课程理论知识和实践通过MATLAB仿真串联起来，提高学生的学习兴趣和主动性，提高该课程的教学质量。
3 基于MATLAB仿真教学改革
理论教学改革 结合电气类专业人才培养方案的不断修订，电力拖动自动控制系统课程的学时不断压缩。目前，塔里木大学该课程总学时48，理论学时42，实验学时6。考虑到该课程的理论性和实践性较强，必须既重视理论教学，又重视实验，在有限的学时内尽可能提高学生的理论知识水平和实验技能，必须精选教学内容。
该课程主要介绍直流拖动系统和交流拖动系统两大部分，先介绍直流电力拖动，再介绍交流电力拖动。讲课中，把直流电力拖动作为基础理论来重点讲，因此，这是整个电力拖动的理论基础，为后续的交流拖动打基础。所以在教学中，对于直流拖动，重点给学生介绍拖动系统的基本概念，分析思路，进行拖动系统组成、工作原理的分析等。要简化公式的推导，对于一些与实践系统紧密结合的知识点，为了加深学生的理解和记忆，要采用MATLAB仿真，课堂中利用多媒体教学，通过对实际系统建立仿真模型，利用多媒体课件，将仿真模型在课堂上给学生展示，介绍系统的结构、组成和工作原理等。把实践中的系统通过MATLAB仿真在课件中展示，使学生在听课过程中脑海里始终有实际系统的影子，听课中不会脱离实际系统，这样听课学习效果很好。
另外，通过仿真软件，还可以展示系统的动态变化。比如，利用MATLAB建立一个实际的直流电力拖动系统仿真模型，然后利用软件给仿真系统加入不同的输入量，通过仿真可以观察到系统输出量的数值变化或者图形曲线变化。这样学生通过仿真系统学习理论知识非常直观，更容易加深理解和记忆，能增强课堂学习效果。所以，对于交流电力拖动，要结合MATLAB仿真，精选典型的教学内容，选取典型的电力拖动实例，使学生通过日常生活中常见的典型拖动系统来学习课程的基础知识，学生印象更加深刻。
对于另一部分交流电力拖动，其基本的拖动理论知识与直流拖动系统类似，区别就在于所用的电动机不同，用交流电动机取代了直流电动机。考虑到目前大部分的电力拖动都采用性能更好的交流拖动，由于学时有限，对于交流拖动系统，重点给学生介绍交流电力拖动的实际应用。对于其理论知识要简单介绍，因为其理论与直流拖动类似。交流电力拖动系统中，要结合MATLAB仿真，精选实际中典型的一些交流拖动实例进行分析仿真，结合仿真系统来进行讲解，加深学生的理解。
实验教学改革 考虑到该课程的实验学时较少，只有6个学时，再考虑实验教学中除了让学生在实验台动手接线，也要让学生在实验期间利用电脑做MATLAB仿真实验，让学生学会用MATLAB仿真软件进行电力拖动自动控制系统的仿真，把实验内容搬到仿真软件里，改变传统实验教学中单一的学生单纯接线验证实验，提高学生的实验技能，也给学生普及MATLAB仿真软件，让学生学会用仿真软件来辅助学习。考虑到只有6学时实验，精选三个实验，分别是直流电动机的启动和调速、直流电动机的反转和制动、异步电动机的接触器联锁正反转控制。这三个实验学生既要在电力拖动实验台进行动手接线操作，又要在电脑上用MATLAB进行仿真实验，这样实验教学非常饱满，既锻炼了学生的动手能力，也提高了学生的仿真软件应用能力，对于学生实验技能的提高非常重要。
学生技能训练改革 考虑到该课程实践性强的特点，必须重视学生的技能训练。传统的课程技能训练，大部分是教师通过布置教材中相关的习题作为课后作业，通过作业情况来检验学生的学习效果。这种训练过于单一，只注重了学生的理论知识，不能引起学生的普遍重视，他们还是简单地照搬课本理论知识来完成作业，思考度不够，对创新思考能力不能充分挖掘。
教师应该要既重视理论知识的巩固，也要考虑培养学生的思考能力和实际动手能力。教师在课堂和实验教学中，应用MATLAB进行大量的仿真实例演示，学生对MATLAB仿真软件也有了基本了解。因此，教师在该课程中为了提高学生的知识技能，可以结合教学内容给学生布置一些以MATLAB为基础的电力拖动仿真作业，让学生把课堂学到的仿真知识得以应用，加深对仿真软件的学习。教师可以设置一个电力拖动控制目标和要求，让学生自己确定设计方案，自行确定系统结构，自行计算系统中的元器件参数，然后利用MATLAB仿真软件建立系统模型，观察系统的仿真运行结果。
这样的技能训练，既让学生对电力拖动理论知识加以巩固，又使学生学会了用MATLAB仿真软件建模，也对该软件进一步学习，关键是学生把课堂学到的仿真分析方法得以实际应用，提高了创新能力和动手能力。
4 结束语
将MATLAB仿真软件引入电力拖动自动控制系统课程教学中，使得在有限的学时下提高了课程教学信息量，同时使课程的理论与实践相结合。通过仿真软件的演示，给学生营造良好的教学环境，实现教与学良好互动的课堂氛围，使学生更容易理解课程内容，加深学习印象，提高学习兴趣。因此，该课程引入MATLAB仿真辅助教学后，可以增强教学效果，提高该课程的教学质量。
参考文献
[1]陈霞.电力拖动自动控制系统原理与设计方法[M].北京：中国电力出版社，2010.
[2]陈小玲，范娟，李海华，等.基于Matlab的《电力拖动自动控制系统》课程教学改革[J].科技与创新，2015（21）：
112-113.
[3]高宁宇.基于MATLAB 的电力拖动虚拟实验室设计[J].中国教育技术装备，2015（18）：42-44.
[4]陈冲.基于MATLAB 的“电力拖动控制系统”仿真教学研究[J].潍坊工程职业学院学报，2014（1）：91-93.
关键词：电力拖动；PLC；有机结合；教学实施
电力拖动是中等职业学校电气类专业的一门集理论与技能训练为一体的专业课程，是讲述满足生产机械运动要求的电动机控制线路工作原理及其安装检修的一门学科。传统的电力拖动采用继电器、接触器控制方式。随着科技的发展，可编程序控制器即PLC代替继电器控制系统成为工业自动化的重要组成部分。可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程的存储器，用来在其内部存储、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。现代企业对电气专业的学生要求越来越高，传统的继电器、接触器控制已远远达不到时代的要求。PLC课要以电力拖动课为基础，因此，对于电气专业的学生，学好这两门课都非常重要。
现在中职学校电力拖动与PLC是两门课，每门课有些学校还把理论与技能分开来教。中职学生文化基础偏弱，对专业课的学习，特别是理论部分的学习困难较大。因此，在教学中将理论与技能结合，将电力拖动与PLC相关内容有机结合，将两门课放到一起进行教学，可以降低学习难度，激发学生学习兴趣，提高学习效率，取得好的学习效果。
一、电力拖动、PLC课程教学中发现的问题
电力拖动的教学中学生会有以下困难：电气识图困难、控制原理的理解困难、技能训练时线路图与实际元件对应不准确、不能独立安装检修控制线路。造成这样结果的主要原因是中职学生基础差，学习能力弱；还是教学方法不当，有些学校理论与技能还在分开教学，理论与技能由不同的教师担任，在不同的时间上课。理论讲解与技能训练脱节，理论不能很好地指导实践，实践不能很好促进对理论的理解，使学生学习遇到困难。
PLC的学习，因为不是实际的继电器，看不到触头与导线连接方式，学生同样遇到学习困难，对PLC的内含理解不透、编程语言与编程方法不熟练、不会画I/O图、接线不准确等。
如何化难为易，帮助学生理解两门课的理论内容，理解PLC的内含，同时掌握电力拖动控制线路的安装检修，掌握PLC编程方法、I/O图的画法、接线的连接、程序写入与运行等，教师应勇于探索，尝试更加有效的教学模式。
二、教学中具体的措施
1.电力拖动课理论与技能的有机结合，即进行一体化教学
理论与技能训练由同一教师担任，采用《电力拖动控制线路与技能训练》（劳动版第四版）一体化教材进行教学。方法是教师讲中练，练中讲。如，“低压电器”这一单元的教学，教师用实际的元器件结合多媒体进行教学，讲解各电器的结构、原理、参数、安装注意事项等，之后马上让学生分组拆装电器元件。学生通过动手拆装，直接观察，可以很好地理解元器件的结构、工作原理。又如，基本控制线路的教学，教师借助多媒体讲解线路控制原理，利用多媒体的动画效果，帮助学生理解原理。讲解原理后，马上结合实际的控制盘讲解布线方法，布线工艺要求，学生进行配盘技能训练。这其中要求每个学生要复述控制线路的原理，之后再在纸上结合接线图设计合理布线通道与各接点的连接方式，然后按工艺要求进行实际布线，完成后检查接线正确即可通电试车。这样学生通过理论、技能一体化的学习实践，加深了对理论知识的理解，降低了学习的难度，同时用理论指导技能训练，提高了学生的识图能力与正确接线的能力。
2.电力拖动与PLC有机结合
电力拖动主要讲解电动机基本控制线路和生产机械的控制线路，它的控制依赖于继电器和接触器来完成。技术的发展，PLC的控制取代了传统的控制方式，它是利用存储程序来控制各种类型机械或生产过程。虽然控制方式不同，但两者控制思路相似，PLC 本身是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的，梯形图是PLC使用得最多的编程语言，梯形图与继电器控制系统的电路图很相似，所以将电动机控制线路转换为PLC控制是电力拖动课的合理延伸。两门课的相关内容有机地组合，即以电力拖动教学为主线，把PLC的一些内容结合进电力拖动教学中，将每一个电力拖动基本控制线路与对应的PLC控制作为一个课题进行一体化教学。
具体教学过程的实施，以三相异步电动机正反转控制这一课题为例说明。首先电力拖动进行原理的讲解与技能的训练一体化教学，之后延伸到PLC的教学，也实行一体化教学。PLC一体化教学具体为：（1）讲解所需PLC相关知识，如，输入、输出继电器，编程指令，梯形图编程方法等。（2）项目实施，第一步是分析控制要求，分配输入点和输出点，写出I/O通道地址分配表；第二步是画出PLC接线图，即I/O接线图；第三步是程序设计；第四步是在计算机上进行程序输入及仿真运行；第五部是程序下载到PLC；第六步是线路安装；第七部是通电调试。其他课题以此为例进行。
3.继电器―接触器逻辑控制系统与PLC控制系统比较
学生观察PLC控制效果与电力拖动控制效果一样。采用电力拖动与PLC组合的教学方式，学生可以对继电器―接触器逻辑控制系统与PLC控制系统进行比较，看到它们的不同点有：（1）组成器件不同。继电器―接触器逻辑控制系统是由许多硬件继电器和接触器组成，而PLC则是由许多“软继电器”组成。传统的继电器―接触器逻辑控制系统由于使用了大量的机械触点，使系统可靠性大大降低。而PLC采用无机械触点的逻辑运算微电子技术，复杂的控制由PLC内部运算器完成，故寿命长，可靠性高。（2）触点的数量不同，继电器和接触器的触点少，而PLC内部的“软继电器”可供编程的触点数是无限的。（3）控制方式不同，继电器―接触器逻辑控制系统是通过原件之间的硬件接线来实现，而PLC控制系统是通过软件编程实现控制功能的。（4）工作方式不同，继电器―接触器逻辑控制系统中，当电源接通时，各继电器都处于受制约状态。在PLC中，各“软继电器”都处于周期性循环扫描接通中，每个“软继电器”受制约接通的时间是极其短暂的。
采用电力拖动与PLC的组合的教学模式，帮助学生理解了PLC控制的内含，使学生从电力拖动学习自然地过渡到PLC的学习，降低了PLC的教学难度。
三、采用电力拖动与PLC组合教学模式的效果
1.优化课程结构
将电力拖动与PLC有机结合，进行统一规划，形成课程体系，既加强了两门课之间的内在联系，又减少了不必要的重复，使课程设置更加精练。
2.激发学生的学习兴趣
降低了PLC的入门难度，学生很好地掌握电力拖动控制线路转换为PLC控制的方法，提高PLC编程与接线的能力，为复杂的PLC控制的设计、编程、实施控制奠定了一个很好的基础。
3.强化实践教学，提高教学效率，推动课程体系整体优化有利于培养具有实践能力和创新精神的优秀人才
总之，电力拖动与PLC的结合的教学是提高学生能力与素质的有效教学模式，在教学中可以进一步加以探索，完善教学内容与方法，培养更多的优秀的职专生。
参考文献：
购物车(0)
