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摘要：本文介绍了中国计量学院应用型本科电气专业在电机类课程方面的设置改革、内容改革、培养方式改革。全文按照电机类课程设置改革、电机实验课程改革、控制电机与特种电机课程的设置与特点、电机控制课程设计课程的设置与特点分四大部分内容逐一介绍，详细介绍了电机类三门课程的设置依据、内容特点等，相较之前的教育教学模式，更贴近实际。
关键词：应用型本科；电气专业；电机；实验；课程设计
作者简介：孙冠群（1974-），男，河北涞水人，中国计量学院现代科技学院，讲师；蔡慧（1980-），男，浙江天台人，中国计量学院机电工程学院，副教授。（浙江 杭州 310018）
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）21-0176-02
紧跟工科类专业教学改革的发展趋势，适应新形势新实际情况，应用型本科专业对实践类内容的加强是必须的。三年前，中国计量学院（以下简称“我校”）应用型本科电气专业电机类课程仅有“电机与电力拖动基础”一门课程，课内包含8学时的实验，仅此而已。近年本着加强学生的实践动手能力为指针，同时确立电机控制与现代电力电子方向为电气专业的特色方向的需要，改革了培养方案，自2009级开始，确立电机类课程有：（1）“电机与拖动基础”（含实验）；（2）“控制电机与特种电机”（含实验）；（3）“电机控制课程设计”。其中“电机与拖动基础”为主干必修课程，“控制电机与特种电机”为专业选修课程，“电机控制课程设计”为实践类必修课程。
针对新的课程，尤其是实践类课程，在教育教学中从内容的选材到教育教学的要求、方法，也多进行了有益的探索，总结了一些经验与大家分享。
一、电机类课程设置改革
毋庸置疑，“电机与拖动（基础）”（或称“电机学”）是各级各类高校电气类专业的必修主干课程，这个专业原先此课有56个学时，其中8学时实验，48学时课堂教学。改革后，这门课总计课时不变，实验学时12个，理论44个，显然是加强了实践，略微减少了理论课时。同时根据应用型本科专业教学的一些特点，因人因地施材，由我校联合其他浙江几所高校2009年共同编写出版了《电机与拖动》一书作为教材，本文作者也作为副主编参与了编写工作。
“控制电机”是众多高校电气自动化类专业的专业课程之一，也多为选修课程，随着近些年来几种特殊电机产品的发展并大量使用，如永磁无刷直流电机、永磁同步伺服电机、开关磁阻电机、直线电机等这些特种电机，我们在原“控制电机”基础上设立了“控制电机与特种电机”课程，课时扩展到40个，其中6学时安排实验内容。由于国内并无合适的中文教材，本文作者作为第一主编也于2009年编写完成了《控制电机与特种电机及其控制系统》一书，并于2011年1月已由北京大学出版社出版。
“电机控制课程设计”这门课程设计课是在没有任何经验借鉴的情况下设立的，已经开展了两届学生，目前看已经逐步的完善了，它以前面的“电机与拖动基础”、和“控制电机与特种电机”中的实验内容不同，在前面两门课程的基础上，本课程设计内容上主要是对步进电机驱动系统、无刷直流电机控制系统进行软硬件设计、制作，重在锻炼学生从基础电路做起、重在电机的外围控制上而不是专注电机本体上。根据两年的指导经历，本文作者也自编完成了《电机控制课程设计指导书》。
电机类三门课程的设置是相辅相成的，“电机与拖动基础”是基础课程，重在讲授各类通用电机的本体原理、电磁关系、拖动特性上；“控制电机与特种电机”则除了介绍通用电机之外的各类微控特种电机本体结构原理外，在理论上对多种电机的控制内容也是重点之一，这样比较贴近实际情况，比如大量的步进电机驱动系统、无刷直流电机控制系统等的应用，主要的关注点已经在系统上而不仅仅是电机本体了，所以系统控制这块必然在这门课程中要体现，实验部分主要是验证性的。而后续的“电机控制课程设计”则与前者衔接起来，要学生自己动手设计控制电路、焊接调试、通过试验测试分析结果。我们认为这种安排体系是有相当的适应性的。
二、电机实验课程改革
电机实验课分为两部分，一部分属于通用电机的特性实验部分，属于“电机与拖动基础”课程的课内实验；第二部分是“控制电机与特种电机”课程中的课内实验。
在具体实验项目的选择上，我们分必做实验项目与选作实验项目；在实验性质上，每个实验项目又对应于验证性、设计性或综合性的特点。如直流电动机的特性实验、三相异步电动机特性实验属于必做验证性实验，再如单相电容起动异步电动机、单相电容运转异步电动机等几个单相电机实验，让学生自由分组后选做其中之一，并且设计接线线路、数据记录表格、理论分析的出处等，都由学生自己来做，我们称之为设计性实验，目的是充分调动学生的主观能动性，而像验证性实验项目则一般属于经典的、基础的项目，设计性实验项目不但项目本身可以任学生在一定范围内选择，而且做到了具体实验的设计性，这些项目一般来说相对难度不是太大，线路的设计本身也是可以多种形式的，利于刚接触电机的学生进行动手训练。
到了“控制电机与特种电机”这门课内实验时，我们的三个实验项目内容完全有别于“电机与拖动基础”了，鉴于控制与特种电机的应用实际情况，这类实验项目都是控制系统的了，如步进电机驱动系统、无刷直流电动机控制系统、永磁同步伺服电动机控制系统、开关磁阻电动机控制系统等，因实验学时的限制，采用验证性实验的方式进行，主要让学生分组进行调速控制，测试其调速、机械性能，当中对控制部分有一定的熟悉并会操作。
电机类实验课就是这些，总体上说还是要求对电机本体的特性有一个全面的掌握，而电机的控制部分则开始了解，这也为后续的课程设计打下基础。
三、控制电机与特种电机课程改革
与“控制电机”不同，设置“控制电机与特种电机”课程的目的，主要是由于当前诸如永磁无刷直流电机、永磁交流同步伺服电机、开关磁阻电机、直线电机等多种不在原“电机与拖动”或“控制电机”课中的电机及其系统的大量应用，或者说这些电机及系统的讲授在以前的课程中并不是主要的内容，而这些特种电机和控制电机的共同点就是属于通用电机之外的电机种类，另外该类电机大多数对控制系统的要求较高，或者说没有专门的控制系统，电机不能很好的应用。
在两届已签工作的毕业班学生中也做过调查，统计了工作性质上直接与电机有关的三十余名学生，其中占第一位的是从事与各类微控或特种电机系统（或其装备该类电机系统）有关的工作，其次是异步电机变频系统、大型发电机系统、电机本体设计制造维护。
基于此，总结添加了一些特种电机类型到原“控制电机”课中，适当增加了课时量，尤其在教学中对步进电机、伺服电机（主要是永磁交流同步电机）、永磁无刷直流电机、开关磁阻电机等几种电机的控制系统做了详细介绍。通过一届学生的实践，我们编写了教材《控制电机与特种电机及其控制系统》一书并出版了，这本书到目前看是国内第一本同类型的高校教材，具有一定的引领意义。
四、电机控制课程设计改革
从当前电机领域的发展趋势、相关工作岗位、以及考虑学生的就业角度，已经进入了电机控制的时代，而不再是电机本体为主（当然，电机本体是基础），同时电机的品种多样化，尤其在精密工业控制、交通工具、医疗设备、航空航天等高技术领域，大量应用的是各类微特电机系统。
从高校专业改革的需要上，尤其是应用型本科电气专业学生培养的出发点上，需要大力加强学生的实践动手能力。
微特电机一般来说电机较小，所需也是低压电源，功率等级低，以此作为学生实践的载体，比较安全。另外，控制系统的制作中所需元器件、电路板等也比较小，成本不高，易于分小组开展实践活动。
“电机控制课程设计”实为微特电机的控制系统设计，题目有几个，学生每3人一组，每组选一个题目来做。比如“四相步进电机驱动系统研制”这个题目，我们提供学生有指导书和可能用到的所有元器件，指导书中详细阐述步进电机及其驱动系统的成熟的常见的方案、形式，并开列给学生推荐的参考书或论文，学生首先要去图书馆查阅这些资料，然后应用PROTEL绘制出电路图，需要逻辑器件的话要编写程序并烧录，然后选取元器件焊接，到实验室利用一定的实验仪器进行调试、测试数据，并最后形成设计报告；除了步进电机系统外，永磁无刷直流电机系统、永磁同步伺服电机系统也是备选的题目。这方面我们也通过教学工作的开展，于2009年形成了《电机控制课程设计指导书》。
五、结束语
本专业的电机类课程教学改革是在充分的进行了可行性、可控性、适应性等的调研基础上进行的，大多数学生能适应、易于接受、能显著提高实践动手能力，近两年我校该专业的毕业生在电机方向上的学识与能力得到显著提高，每年都有毕业生考研到如浙江大学、上海大学、沈阳工业大学的电机与电器专业继续深造。浙江是中小型电机类产品的研发制造大省，近两年本专业毕业生到这类企业就业的也明显增多，而更多的毕业生到机电类企业就业后，对电机不再像很多往届生反馈的是“头疼的东西”。
参考文献：
[1]邵世凡,陈祥华,王雪洁,等.电机与拖动[M].浙江大学出版社,2009.
[2]孙冠群.电机与拖动基础实验指导书[M].杭州:中国计量学院校内讲义,2009.
[3]孙冠群,于少娟.控制电机与特种电机及其控制系统[M].北京:北京大学出版社,2011.
[4]孙冠群,孙崎岖,谢岳,等.电气专业“电力电子技术”教学改革探讨[J].北京:中国电力教育,2010,(7):98-99.
[5]杨泽斌,孙玉坤,朱熀秋等.“电机学”课程教学改革与实践[J].电气电子教学学报,2008,30(5):5-6.
（责任编辑：刘丽娜）
关键词：应用型本科；电气专业；电机；实验；课程设计
作者简介：孙冠群（1974-），男，河北涞水人，中国计量学院现代科技学院，讲师；蔡慧（1980-），男，浙江天台人，中国计量学院机电工程学院，副教授。（浙江 杭州 310018）
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）21-0176-02
紧跟工科类专业教学改革的发展趋势，适应新形势新实际情况，应用型本科专业对实践类内容的加强是必须的。三年前，中国计量学院（以下简称“我校”）应用型本科电气专业电机类课程仅有“电机与电力拖动基础”一门课程，课内包含8学时的实验，仅此而已。近年本着加强学生的实践动手能力为指针，同时确立电机控制与现代电力电子方向为电气专业的特色方向的需要，改革了培养方案，自2009级开始，确立电机类课程有：（1）“电机与拖动基础”（含实验）；（2）“控制电机与特种电机”（含实验）；（3）“电机控制课程设计”。其中“电机与拖动基础”为主干必修课程，“控制电机与特种电机”为专业选修课程，“电机控制课程设计”为实践类必修课程。
针对新的课程，尤其是实践类课程，在教育教学中从内容的选材到教育教学的要求、方法，也多进行了有益的探索，总结了一些经验与大家分享。
一、电机类课程设置改革
毋庸置疑，“电机与拖动（基础）”（或称“电机学”）是各级各类高校电气类专业的必修主干课程，这个专业原先此课有56个学时，其中8学时实验，48学时课堂教学。改革后，这门课总计课时不变，实验学时12个，理论44个，显然是加强了实践，略微减少了理论课时。同时根据应用型本科专业教学的一些特点，因人因地施材，由我校联合其他浙江几所高校2009年共同编写出版了《电机与拖动》一书作为教材，本文作者也作为副主编参与了编写工作。
“控制电机”是众多高校电气自动化类专业的专业课程之一，也多为选修课程，随着近些年来几种特殊电机产品的发展并大量使用，如永磁无刷直流电机、永磁同步伺服电机、开关磁阻电机、直线电机等这些特种电机，我们在原“控制电机”基础上设立了“控制电机与特种电机”课程，课时扩展到40个，其中6学时安排实验内容。由于国内并无合适的中文教材，本文作者作为第一主编也于2009年编写完成了《控制电机与特种电机及其控制系统》一书，并于2011年1月已由北京大学出版社出版。
“电机控制课程设计”这门课程设计课是在没有任何经验借鉴的情况下设立的，已经开展了两届学生，目前看已经逐步的完善了，它以前面的“电机与拖动基础”、和“控制电机与特种电机”中的实验内容不同，在前面两门课程的基础上，本课程设计内容上主要是对步进电机驱动系统、无刷直流电机控制系统进行软硬件设计、制作，重在锻炼学生从基础电路做起、重在电机的外围控制上而不是专注电机本体上。根据两年的指导经历，本文作者也自编完成了《电机控制课程设计指导书》。
电机类三门课程的设置是相辅相成的，“电机与拖动基础”是基础课程，重在讲授各类通用电机的本体原理、电磁关系、拖动特性上；“控制电机与特种电机”则除了介绍通用电机之外的各类微控特种电机本体结构原理外，在理论上对多种电机的控制内容也是重点之一，这样比较贴近实际情况，比如大量的步进电机驱动系统、无刷直流电机控制系统等的应用，主要的关注点已经在系统上而不仅仅是电机本体了，所以系统控制这块必然在这门课程中要体现，实验部分主要是验证性的。而后续的“电机控制课程设计”则与前者衔接起来，要学生自己动手设计控制电路、焊接调试、通过试验测试分析结果。我们认为这种安排体系是有相当的适应性的。
二、电机实验课程改革
电机实验课分为两部分，一部分属于通用电机的特性实验部分，属于“电机与拖动基础”课程的课内实验；第二部分是“控制电机与特种电机”课程中的课内实验。
在具体实验项目的选择上，我们分必做实验项目与选作实验项目；在实验性质上，每个实验项目又对应于验证性、设计性或综合性的特点。如直流电动机的特性实验、三相异步电动机特性实验属于必做验证性实验，再如单相电容起动异步电动机、单相电容运转异步电动机等几个单相电机实验，让学生自由分组后选做其中之一，并且设计接线线路、数据记录表格、理论分析的出处等，都由学生自己来做，我们称之为设计性实验，目的是充分调动学生的主观能动性，而像验证性实验项目则一般属于经典的、基础的项目，设计性实验项目不但项目本身可以任学生在一定范围内选择，而且做到了具体实验的设计性，这些项目一般来说相对难度不是太大，线路的设计本身也是可以多种形式的，利于刚接触电机的学生进行动手训练。
到了“控制电机与特种电机”这门课内实验时，我们的三个实验项目内容完全有别于“电机与拖动基础”了，鉴于控制与特种电机的应用实际情况，这类实验项目都是控制系统的了，如步进电机驱动系统、无刷直流电动机控制系统、永磁同步伺服电动机控制系统、开关磁阻电动机控制系统等，因实验学时的限制，采用验证性实验的方式进行，主要让学生分组进行调速控制，测试其调速、机械性能，当中对控制部分有一定的熟悉并会操作。
电机类实验课就是这些，总体上说还是要求对电机本体的特性有一个全面的掌握，而电机的控制部分则开始了解，这也为后续的课程设计打下基础。
三、控制电机与特种电机课程改革
与“控制电机”不同，设置“控制电机与特种电机”课程的目的，主要是由于当前诸如永磁无刷直流电机、永磁交流同步伺服电机、开关磁阻电机、直线电机等多种不在原“电机与拖动”或“控制电机”课中的电机及其系统的大量应用，或者说这些电机及系统的讲授在以前的课程中并不是主要的内容，而这些特种电机和控制电机的共同点就是属于通用电机之外的电机种类，另外该类电机大多数对控制系统的要求较高，或者说没有专门的控制系统，电机不能很好的应用。
在两届已签工作的毕业班学生中也做过调查，统计了工作性质上直接与电机有关的三十余名学生，其中占第一位的是从事与各类微控或特种电机系统（或其装备该类电机系统）有关的工作，其次是异步电机变频系统、大型发电机系统、电机本体设计制造维护。
基于此，总结添加了一些特种电机类型到原“控制电机”课中，适当增加了课时量，尤其在教学中对步进电机、伺服电机（主要是永磁交流同步电机）、永磁无刷直流电机、开关磁阻电机等几种电机的控制系统做了详细介绍。通过一届学生的实践，我们编写了教材《控制电机与特种电机及其控制系统》一书并出版了，这本书到目前看是国内第一本同类型的高校教材，具有一定的引领意义。
四、电机控制课程设计改革
从当前电机领域的发展趋势、相关工作岗位、以及考虑学生的就业角度，已经进入了电机控制的时代，而不再是电机本体为主（当然，电机本体是基础），同时电机的品种多样化，尤其在精密工业控制、交通工具、医疗设备、航空航天等高技术领域，大量应用的是各类微特电机系统。
从高校专业改革的需要上，尤其是应用型本科电气专业学生培养的出发点上，需要大力加强学生的实践动手能力。
微特电机一般来说电机较小，所需也是低压电源，功率等级低，以此作为学生实践的载体，比较安全。另外，控制系统的制作中所需元器件、电路板等也比较小，成本不高，易于分小组开展实践活动。
“电机控制课程设计”实为微特电机的控制系统设计，题目有几个，学生每3人一组，每组选一个题目来做。比如“四相步进电机驱动系统研制”这个题目，我们提供学生有指导书和可能用到的所有元器件，指导书中详细阐述步进电机及其驱动系统的成熟的常见的方案、形式，并开列给学生推荐的参考书或论文，学生首先要去图书馆查阅这些资料，然后应用PROTEL绘制出电路图，需要逻辑器件的话要编写程序并烧录，然后选取元器件焊接，到实验室利用一定的实验仪器进行调试、测试数据，并最后形成设计报告；除了步进电机系统外，永磁无刷直流电机系统、永磁同步伺服电机系统也是备选的题目。这方面我们也通过教学工作的开展，于2009年形成了《电机控制课程设计指导书》。
五、结束语
本专业的电机类课程教学改革是在充分的进行了可行性、可控性、适应性等的调研基础上进行的，大多数学生能适应、易于接受、能显著提高实践动手能力，近两年我校该专业的毕业生在电机方向上的学识与能力得到显著提高，每年都有毕业生考研到如浙江大学、上海大学、沈阳工业大学的电机与电器专业继续深造。浙江是中小型电机类产品的研发制造大省，近两年本专业毕业生到这类企业就业的也明显增多，而更多的毕业生到机电类企业就业后，对电机不再像很多往届生反馈的是“头疼的东西”。
参考文献：
[1]邵世凡,陈祥华,王雪洁,等.电机与拖动[M].浙江大学出版社,2009.
[2]孙冠群.电机与拖动基础实验指导书[M].杭州:中国计量学院校内讲义,2009.
[3]孙冠群,于少娟.控制电机与特种电机及其控制系统[M].北京:北京大学出版社,2011.
[4]孙冠群,孙崎岖,谢岳,等.电气专业“电力电子技术”教学改革探讨[J].北京:中国电力教育,2010,(7):98-99.
[5]杨泽斌,孙玉坤,朱熀秋等.“电机学”课程教学改革与实践[J].电气电子教学学报,2008,30(5):5-6.
（责任编辑：刘丽娜）