电机拖动与操控原理 电机与拖动根底教学改革探析

郭殿林　姜志成　刘远义

摘 要：文章从电机与拖动根底课程“教育办法单一、学生学习爱好差”的现状动身，提出了电机与拖动根底教育变革的战略，即施行“翻转讲堂”教育办法，构建“慕课—讲堂教育—立异实践”教育渠道；完善人才培育计划，优化常识体系；加强课表里实践结合，重视学生立异实践才能的培育。

关键词：电机与拖动根底；教育变革；翻转讲堂

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）12-0005-02

“电机与拖动根底”是黑龙江科技大学电气自动化、自动化专业重要的一门专业根底课，对后续“自动操控体系”、“现代沟通调速”课程的教育起承上启下的效果，但教育效果遍及较差，有学者研讨认为教育交互的信息流具有不对称性与复杂性。在教育交互进程中，教育内容信息根本上是流向学习者的量远远大于流向传者教师的量[1]。这就是典型的以教师为中心的讲堂中师生信息交互的现状，其终究成果是学生的学习爱好和积极性被大大摧残，他们对学习感到厌烦，创造性被消灭，培育学生的剖析问题和处理实践问题的才能便无从谈起[2]。别的，教育内容与实践结合不严密，学生对课程不感爱好，课下敷衍考试。为了改动这一局势，咱们整合黑龙江科技大学的教育资源，对该课程进行了教育变革，取得了较好的效果。

一、立异教育办法 完善渠道建造

（一）施行“翻转讲堂”教育办法

“翻转讲堂”（Flipped Classroom，也译为“倒置讲堂”、“回转讲堂”）是在信息化环境下，课程教师供给以教育视频为首要办法的学习资源，学生在上课前完结对教育视频等学习资源的观看和学习，师生在讲堂上一同完结作业答疑、协作探求和互动沟通等活动的一种新式的教育办法[3]。环绕这一教育办法，咱们展开了“翻转讲堂”教育规划，大力推动精品课网络视频渠道建造，依照“慕课”的办法将每章节的重难点内容以微课的办法展现，终究选用二微码扫描的办法链接播映，学生预习章节内容时，选用PBL教育法[2]，以问题为根底的学习，遇到问题时观看微课，如无法处理问题则经过讲堂渠道处理和群发布求助信息。

美国富兰克林学院Robert Talbert教授经过多年回转教育实践总结呈现在咱们比较认可的翻转讲堂模型[4]，以此流程为根底，在教育实践中依据课程性质和教育需求探究了一套回转教育组织流程图。该教育流程分为个人自主学习—渠道探求学习—讲堂问题探求—学习效果报告—总结反应五个阶段。以此讲堂渠道首要是教师为组织者，学生带着问题上课，教师搜集共性问题概括总结后给出研讨内容，总结课程的重难点，在课上师生评论剖析，并协助学生处理理论与实践的问题。

实践渠道首要依托省级实验演示中心和大学生立异实践渠道，授课教师带领学生做纲要规则的实验，实验内容与实验的仪器设备是以视频的办法呈现，学生要提早观看相关仪器的运用阐明，教师依据实验成果给出成果；实践环节分为课内和课外实践，课内实践统一在省级实验演示中心进行，在电机学课程上完后进行。课外实践则由任课教师组织运用大学生立异实践渠道在业余时间展开科研活动，终究在课程结束时查核。学生在实践进程中遇到问题能够上精品课网络视频渠道查找资料，渠道供给了电机运用的参阅文献、老练的电路图及程序代码，学生登录去下载并参阅规划，遇到问题时能够和群内教师沟通，完结渠道间互动的机制，图1所示为“翻转讲堂”教育办法的资源和渠道规划。

（二）重视多种教育手法的归纳运用

以往讲堂教育中教师上课运用一个PPT，从头读到尾，无法招引学生的眼球，无法满意学生对常识运用的要求，学生遍及不会运用仿真剖析，无法习惯社会对复合型人才的需求；为此要求课程组教师教育中很多运用MATLAB、PSIM和虚拟等仿真软件，经过仿真能够直观地为学生剖析特性曲线，还能够为学生展现建模的办法，例如他励直流电动机电枢串电阻起动剖析，能够建立仿真模型解说起动进程机械特性、速度和电流改变进程，这样既能深化地讨论研讨又能很好地引导学生运用MATLAB东西处理问题，如建立他励直流电动机电枢串电阻起动模型，能够观测电机起动的机械特性曲线。

（三）变革查核手法

“电机与拖动根底”课程作为本专业的专业中心课程，多年以来选用期末考试一张卷作为学生成果的唯一标准，现已不能习惯学生才能的培育，咱们归纳考虑理论课、实验课与实践课，理论课占总分的60%，实验课占20%，实践课占20%，理论课查核包含预习笔记的成果和期末考试的成果，分别为30%和70%的份额。实验课查核学生完结课内实验的状况，由任课教师辅导完结；实践课查核学生完结课外科技活动的状况，环绕电机方面的实践运用规划，要求学生用实践著作演示，依据成果给出总成果，三人一个小组，内部组员决议各自得到的分值。

二、完善人才培育计划，优化常识体系

（一）强化根底内容教育

电机学的原理从磁路下手，以介绍机电能量转化原理为根底，深化地论述了变压器、直流电机、异步电机、同步电机和特种电机的原理，课程的侧要点为电机的物理实质和剖析办法。因为学生没有开设电磁场课程，因而学生在学习电机学及拖动操控时，关于说到的概念和公式不理解，学习效果欠好。经过在第四学期开设电磁场课程，在第五、六学期分两学期开设电机学与电力拖动根底，13级学生的常识体系趋于完善，相关于12级的学生，13级学生的根底厚实，成果前进，且具有了学习该课程的爱好，为后续课程的学习打下了坚实的根底。

本专业开设电机方面的课程，首要意图是让学生把握电机原理根底上操控电机，为此，咱们对电机学内容进行了难易点、重难点区分。咱们首要从两个方面进行教育。一是要点教育电机的作业原理、首要的电磁联系、作业特性及电机的等效电路等，对电机的绕组结构及磁动势等部分只做扼要论述；二是对直流电机的换向等难点进行要点教育[3]。这样既降低了学习难度，减轻了学生的学习担负，也不会影响教育效果。

（二）加强理论与实践的严密联系

跟着电力电子技能的前进和新式资料的面世，一批新式电机相继呈现并运用于实践，学生在科研活动中环绕步进电机、直流无刷电动机、开关磁阻电动机等展开科技活动，但咱们教育内容的要点在直流有刷励磁电机、沟通异步绕线电机等方面。因为资金等原因，学生在课外无法进行相关的归纳实践活动，影响了学生的学习爱好，为此，咱们合理组织教育时数，在教育传统电机内容的根底上添加特种电机理论，辅导学生在课外展开相关的科技活动，使课上与课下的学习有机联接，学生带着问题上课，感觉学习不再单调。

在电力拖动内容教育中将要点放在电机的机械特性、电机的起动、制动和调速进程剖析，物理量的改变状况及动态特性的剖析上。理论联系实践，选用事例教育与实践接轨，剖析大功率直流进步体系（2800KW）运用于煤矿主井进步体系，分别对电枢串电阻起动和调压起动进行剖析；大功率沟通变频体系（540KW）运用于皮带运输体系，结合电力电子技能阐明能耗制动时，变频器经过电阻耗费能量的完结办法，回馈制动选用前级PWM变换器将直流电变换为沟通电的办法；环绕恒转矩负载特性，阐明变频器基频以下恒转矩调速，基频以上恒功率调速；使学生对课程前后常识点的联接以及体系内课程常识的融会贯通起到了催化剂的效果，为后续“自动操控体系”等课程的学习打下杰出的根底。

三、加强课表里实践结合，重视立异实践才能培育

（一）立异实践教育内容

为了前进学生的实践着手才能，在第五学期学完电机学课程后，依托省级实验演示中心，组织了电机制造实践课程。在设定好异步电机规划要求后，给学生供给机械构件和相关资料后，由学生自主规划电机的参数，并着手制造绕组，完结绕组下线、绝缘铺设、电机装置、绝缘测验、空载实验、满载实验等测验。经过这样的实践，学生一方面前进了对电机结构和原理的知道；另一方面，学生的着手才能和归纳规划才能得到了训练。这一实践活动，表现了翻转讲堂的教育办法，真实完结了学生的自主学习。

（二）前进学生的归纳运用才能

在归纳运用才能的培育进程中，以根本的电力拖动操控理论和电力电子技能为根底，重视学生对实践的电力拖动体系的归纳规划运用才能方面的培育[5]。以

BUCK降压变换器为主电路，选用STM32单片机为操控中心完结直流他励电动机的定子串电阻起动操控体系；单片机操控的电机正回转操控器；鼠笼异步电动机的变极调速操控器；鼠笼异步电动机的Y-△起动操控器；规划了以DSP为操控器的异步电机的变频调速体系以及开关磁阻电机操控体系、直流无刷电机操控体系等特种电机操控体系。

信息化、网络化技能的成功运用，完结了“电机与拖动根底”教育办法的变革和实践，使本课程的教育水平有了很大的前进，学生们收获颇丰，理论课成果前进12%，省级科研立项份额比前几年前进35%，电子规划大赛获奖率比前几年前进32%。该办法不光培育了学生自学的才能，并且进步了学生剖析问题处理问题的实践运用才能，契合运用型本科大学培育的方针。一起该教育办法也促进了教师对“慕课”本土化的研讨和实践，促进了教师内涵自我教育水平的进步和对教育的反思，真实完结了翻转讲堂的教育，前进了学生自动学习的认识。

参阅文献：

[1]陈迪.互动媒体支撑下的讲堂教育研讨[D].武汉：华中

师范大学，2012.

[2]刘璐，古继宝.PBL教育办法的理论与实践讨论[J].教

育与现代化，2004，（2）.

[3]钟晓流，宋述强，焦丽珍.信息化环境中根据翻转讲堂理

念的教育规划研讨[J].敞开教育研讨，2013，（1）.

[4]Robert Talbert.Inverting the Linear Algebra

Classroom[EB/OL].http：//prezi.com/dz0rbkpy6tam/

inverting-the-linear-algebra-classroom.

[5]朱正伟，刘东燕，何敏.加强高校实践教育的探究与实践

[J].我国大学教育，2007，（1）.