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摘要：针对“电机与拖动”课程实践教学中存在的问题，分析和研究了实践教学与课程内容的联系，确立了实践教学以课程核心内容为中心，以工程应用为重点，从实践教学的项目内容、学生实践环节选题、实践环节实施方法、实践教学考核标准等方面进行研究，提出了一系列改革方法和措施。
关键词：电机与拖动；实践教学；课程设计
作者简介：漆海霞（1969-），女，湖南醴陵人，华南农业大学工程学院，高级工程师；邹恩（1956-），女，湖南株洲人，华南农业大学工程学院，教授。（广东广州510641）
基金项目：本文系华南农业大学教改项目（项目编号：JG10065）、华南农业大学教学成果奖培育项目的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）12-0105-02
“电机与拖动”课程是自动化专业、电气工程及其自动化专业的专业核心必修课程，该课程具有很强的理论性与工程实践性，是后续学习“自动控制原理”、“电力拖动控制系统”、“交直流调速系统”等课程的基础。因此，在专业学习中，该课程具有很重要的地位。
由于本课程具有学时多、学分高、内容和公式多、概念抽象等特点，使得大部分学生在课程学习中，感觉很枯燥很难学，提不起兴趣。开展与课程配套的实践教学，可以帮助学生理解和记忆课程基本内容，掌握和熟练电机拖动特性，促进和提高课程学习效果，是课程教学的重要组成部分，是教学活动过程的关键性环节。
一、传统“电机与拖动”实践教学中存在的问题
华南农业大学（以下简称“我校”）自2001年农电专业招生开始，新增的电气专业、自动化专业、机制专业均开设了“电机与拖动”课程，在课程教学和实践教学中，存在以下问题。
1.课程内容多，但授课学时一直在压缩
“电机与拖动”课程包括“电机学”及“电力拖动”两大部分的内容，电机学部分主要介绍各种电机的结构、运行原理、电磁关系、数学模型的建立、运行特性分析，该部分内容偏向于电磁关系的分析和理论推导；电力拖动部分主要介绍各种电机应用中起动、制动、调速的方法和过程，偏向于分析各种运行情况下，机械特性的变化和特征。此外，课程还包括电力拖动系统动力学基础知识，电机调速方式与负载特性的匹配，电动机的选择。随着近年来高校教学改革，以及专业培养计划的调整，[1]课程学时一再压缩，从118学时，减到80学时，从分上下册两个学期讲授到只用一个学期讲授，增加了学生学习的难度，由于周学时为5学时，如不及时复习和完成作业，学习容易跟不上进度，往往导致失去课程学习的兴趣和信心。
由于教学内容多而授课学时少，导致存在教学内容与实践项目是否协调一致，实践教学能否围绕教学大纲开展，能否确保实践教学效果的问题。
2.实践方法单一，流于形式
本课程实践环节长期以来沿袭传统的基础实验和课程设计两个环节，但实践的方法和手段上都比较单一、陈旧，实践内容不能与课程内容紧密结合，使得实践环节的设置流于形式，不能很好地促进教学效果。
基础实验以天煌DDSZ-1型电机与拖动实验台为基础，完成各类型电机相关的特性实验，通常学生是根据实验指导书，依葫芦画瓢接线和调节特性，在2学时的实验课上，对电机的负载力矩的产生原理和调节各参数的目的不求甚解，缺乏对实验原理、实验过程、实验结果的思考和分析，不利于培养学生的积极性和创造性。[2]
课程设计是课程学习结束后进行的为期两周的实践活动，目的在于加深和巩固课程主要知识，训练学生解决工程实际问题的能力，培养学生具有独立思考和动手的能力，提高其分析和解决问题能力。由于“电机与拖动”课程是在电路、电子课程之后开设的专业基础课程，一般是在第四学期开设。此时很多专业课程还没有开设，要实现电机的控制和特性调节还有一定的难度。因此，一段时间以来，课程设计内容根据课程的难点展开，由于变压器绕组、三相交流电机绕组部分的内容非常抽象，通常在课程教学时对此部分内容作简单介绍，在课程设计实践教学时，让学生动手设计和绕制一个作品，以提高对课程难点的认识。但是变压器绕制和交流电机的拆装工作没有很大的技术难度，工作量也不够，重复单调的工作易使学生失去兴趣，而且往往两周的实践实际上一周就得以完成。
因此，针对我校在“电机与拖动”课程实践教学中存在的弊端，进行探索和改革尝试，势在必行。
二、“电机与拖动”课程改革
自动化专业是技术应用型专业，因此，在课程内容的安排上，应以理论知识应用为目标，突出理论知识的实践性，实践环节应突出课程的工程应用特点。本课题从以下几个方面进行改革。
1.整合实践教学内容
（1）优选基础实验内容。基础实验环节主要是验证性实验，整个教学中，需要验证的理论和特性很多，可开出的实验也很多。在基础实验的设置中，应该选择与课程大纲要求联系紧密、符合专业大纲对专业课程学习要求的教学内容。
通过对课程内容的分析，结合专业应用特点，笔者认为电机的结构、绕组展开、三相交流的电势和磁势等知识，理论性和推导过程太复杂，占用大量的学时，而对于非电机制造专业的自动化专业来说，今后这部分知识用得较少。在课程讲授时，应对这些理论性太强的知识用比较少的学时作简单介绍，通过绕线和嵌线工艺的学习，电机厂参观实习，[3]增强学生对这部分内容理解，将重点放在讲授电机的数学模型和运行特性、机械特性，及电力拖动部分的应用性知识。基础实验项目的开展应以教学重点为中心。
（2）落实基础实验环节中综合性、设计性实验的开出。在該环节教师只提出实验的目的、要求、注意事项等，实验的方法和步骤由学生自己拟定，[4]但这部分实验通常还是在实验台上完成。
（3）重构课程设计实践项目，使课程设计紧扣课程核心内容。经过多年的教学实践和不断总结，笔者认为本课程应以工程实践应用为主，着重展开以电机运行特性和机械特性的调节和分析为重点的工程应用实例的课程设计。
因此，在原来的变压器绕制、三相异步电动机的拆装项目基础上，增加了直流电动机的四象限运行，三相异步电动机的变频调速，交流电动机起动、制动、调速电路设计等项目。
2.实践项目选题措施
教学实践项目实施中，验证性、设计性基础实验是由教师统一组织完成；通常课程设计也是统一指定一个项目，整个专业同时进行一个项目，内容非常单调，学生不能自主选择课题。将教师单一指定题目方法变成由学生自己选择题目。学生可以根据自己理论学习的水平，结合自己的兴趣和想法，选择设计题目来实施。这体现了学生的学习主动性和可选择性。
3.实践项目实施方法
验证性实验课开出的实验，要求学生遵循预习→提交预习报告→进行实验和数据记录→整理数据和撰写实验报告的实验步骤，进行有准备的实验，提高实验质量。
课程设计项目实施步骤分设计和制作两步走。学生根据自己的选题，按题目要求查阅技术资料，进行方案设计，绘制电路图，进行相关的元器件的选择。由于元器件型号零散、分类多，需要学生负责人组织将所有的元器件归总、分类，再在可以器件通用的基础上，尽量将器件型号统一并进行采购。这要比事先统一购置元器件然后分发给学生照电路图制作，更能锻炼学生的独立思考问题、分析问题、解决问题等工程能力。
4.发挥指导老师作用
按照项目实施办法，将更多的自主权交给了学生，相当一部分学生在设计环节会出现难以着手设计，制订方案不合理的现象。为此在课程设计开始的第一周，要集中动员，详细地向学生说明本课程设计的目的和要求，各小组方案确定后提交给指导老师由其进行点评、提出意见。
在整个课程设计环节，教师应全程指导，充分发挥指导教师的作用，既要避免所有学生方案一致，学生缺乏主动性、能动性，又要在已有专业课的基础上尽量启发学生创新思考。
同时，注重教师技术能力提高，教师不但要有较全面的理论知识，还要有较丰富的实践经验；教师要通过不断地学习，了解本学科的前沿技术与发展动态，[5]同时要参与科研，拓宽视野，并且组织专业老师进行一些相关技术培训，如定期到有关工厂去锻炼，与企业开展产学研合作。通过提高教师的工程实践能力和科研能力，更好地指导学生实践活动。
5.合理细分考核标准
实行多元化综合考评制度，合理细分考核标准，科学、准确、客观地评价学生的实践成绩。成绩评定由课程设计期间表现、方案及作品制作、作品演示、课程设计报告四部分构成，分别占总成绩的20%、30%、20%、30%。学生在实践课程中，参与程度、出勤率、方案的合理性、作品制作的质量、调试演示的结果、答辩时对问题的解答情况、设计报告的撰写质量，都将全面准确地反映学生在实践环节的努力和成绩。由于考核标准细化，学生在每一环节都认真对待，积极参与，充分调动了学生的参与实践活动的积极性。
6.整理归档实践资料
制订统一的课程设计报告撰写标准，分为：封面、目录、题目、方案、电路图、方案说明、元器件列表、调试及演示、运行特性分析、收获与心得、小组分工、参考文献。对于已完成的实践环节，建立统一的档案管理，除了按班收取纸质的报告外，还按班将所有电子报告收齐归档。评出1～2个好的作品予以保存。
7.增设综合设计环节
经过验证实验和课程设计两个教学实践环节的学习，学生对“电机与拖动”课程的核心内容应有较深地理解，但对电机的控制技术和应用，还需要学习“电力拖动控制系统”、“电力电子技术”课程之后才能开展，因此，有必要在整个专业教学培养计划中，增设“自动控制（运动控制）系统综合设计”实践课程，进一步加深学生对专业课程知识的融会贯通、理解和应用的能力。由于受设备、场地等诸多客观因素的限制，[6]电力拖动综合设计开展是很困难的。经过教学研讨，在综合设计环节，以直流电机为对象，以自动控制理论分析和设计为基础，以MATLAB软件为基础平台，构建直流电机双闭环控制仿真系统，实现对电机的仿真控制与性能调节。
三、结论
经过一系列改革措施后，课程以工程应用为主，实践教学以促进教学效果为目的，通过划分教学重点和难点，整合教学和实验内容，教学实践紧密结合教学大纲，实践教学突出课程的技术特点；实践性教学各环节的内容设置上具有连贯性、阶递渐近性；实践教学中，以学生为主体，发挥学生的主动性、积极性；实践教学注重科学、合理的多元化管理方法，形成完善的课程实践教学规范体系。
通过实践证明，改革后的“电机与拖动”课程实践教学，增强了实践课程的学习效果，提高了学生的实际动手能力，并将理论与实际结合起来，提高学生的分析问题与解决问题的能力，进一步培养学生科学研究能力及严谨的科学态度，为今后更好地服务社会打下坚实的基础。
参考文献：
[1]陈亚爱,于苏华,周京华,等.“电机及拖动基础”课程教学研究与探索[J].电气电子教学学报,2010,(S1):95-98.
[2]黄飞江,刘光灿,陈威兵.应用型本科通信工程专业实践教学研究——以长沙学院电子通信工程专业为例[J].教育理论与实践,2011,31(5):
6-8.
[3]杨秀丽,魏玉.《电机学》课程教学改革探究[J].中国现代教育装备,2007,(6):63-65.
[4]杨泽斌,孙玉坤,朱秋,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.
[5]厉虹,张巧杰,祁锟.以创新能力培养为目标的“电机与拖动”教学改革研究[J].中國电力教育,2010,(4):57-59.
[6]木合亚提·伊克山.“电力拖动自动控制系统”课程实验的改革[J].实验室研究与探索,2010,29(12):131-133.
（责任编辑：宋秀丽）
关键词：电机与拖动；实践教学；课程设计
作者简介：漆海霞（1969-），女，湖南醴陵人，华南农业大学工程学院，高级工程师；邹恩（1956-），女，湖南株洲人，华南农业大学工程学院，教授。（广东广州510641）
基金项目：本文系华南农业大学教改项目（项目编号：JG10065）、华南农业大学教学成果奖培育项目的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）12-0105-02
“电机与拖动”课程是自动化专业、电气工程及其自动化专业的专业核心必修课程，该课程具有很强的理论性与工程实践性，是后续学习“自动控制原理”、“电力拖动控制系统”、“交直流调速系统”等课程的基础。因此，在专业学习中，该课程具有很重要的地位。
由于本课程具有学时多、学分高、内容和公式多、概念抽象等特点，使得大部分学生在课程学习中，感觉很枯燥很难学，提不起兴趣。开展与课程配套的实践教学，可以帮助学生理解和记忆课程基本内容，掌握和熟练电机拖动特性，促进和提高课程学习效果，是课程教学的重要组成部分，是教学活动过程的关键性环节。
一、传统“电机与拖动”实践教学中存在的问题
华南农业大学（以下简称“我校”）自2001年农电专业招生开始，新增的电气专业、自动化专业、机制专业均开设了“电机与拖动”课程，在课程教学和实践教学中，存在以下问题。
1.课程内容多，但授课学时一直在压缩
“电机与拖动”课程包括“电机学”及“电力拖动”两大部分的内容，电机学部分主要介绍各种电机的结构、运行原理、电磁关系、数学模型的建立、运行特性分析，该部分内容偏向于电磁关系的分析和理论推导；电力拖动部分主要介绍各种电机应用中起动、制动、调速的方法和过程，偏向于分析各种运行情况下，机械特性的变化和特征。此外，课程还包括电力拖动系统动力学基础知识，电机调速方式与负载特性的匹配，电动机的选择。随着近年来高校教学改革，以及专业培养计划的调整，[1]课程学时一再压缩，从118学时，减到80学时，从分上下册两个学期讲授到只用一个学期讲授，增加了学生学习的难度，由于周学时为5学时，如不及时复习和完成作业，学习容易跟不上进度，往往导致失去课程学习的兴趣和信心。
由于教学内容多而授课学时少，导致存在教学内容与实践项目是否协调一致，实践教学能否围绕教学大纲开展，能否确保实践教学效果的问题。
2.实践方法单一，流于形式
本课程实践环节长期以来沿袭传统的基础实验和课程设计两个环节，但实践的方法和手段上都比较单一、陈旧，实践内容不能与课程内容紧密结合，使得实践环节的设置流于形式，不能很好地促进教学效果。
基础实验以天煌DDSZ-1型电机与拖动实验台为基础，完成各类型电机相关的特性实验，通常学生是根据实验指导书，依葫芦画瓢接线和调节特性，在2学时的实验课上，对电机的负载力矩的产生原理和调节各参数的目的不求甚解，缺乏对实验原理、实验过程、实验结果的思考和分析，不利于培养学生的积极性和创造性。[2]
课程设计是课程学习结束后进行的为期两周的实践活动，目的在于加深和巩固课程主要知识，训练学生解决工程实际问题的能力，培养学生具有独立思考和动手的能力，提高其分析和解决问题能力。由于“电机与拖动”课程是在电路、电子课程之后开设的专业基础课程，一般是在第四学期开设。此时很多专业课程还没有开设，要实现电机的控制和特性调节还有一定的难度。因此，一段时间以来，课程设计内容根据课程的难点展开，由于变压器绕组、三相交流电机绕组部分的内容非常抽象，通常在课程教学时对此部分内容作简单介绍，在课程设计实践教学时，让学生动手设计和绕制一个作品，以提高对课程难点的认识。但是变压器绕制和交流电机的拆装工作没有很大的技术难度，工作量也不够，重复单调的工作易使学生失去兴趣，而且往往两周的实践实际上一周就得以完成。
因此，针对我校在“电机与拖动”课程实践教学中存在的弊端，进行探索和改革尝试，势在必行。
二、“电机与拖动”课程改革
自动化专业是技术应用型专业，因此，在课程内容的安排上，应以理论知识应用为目标，突出理论知识的实践性，实践环节应突出课程的工程应用特点。本课题从以下几个方面进行改革。
1.整合实践教学内容
（1）优选基础实验内容。基础实验环节主要是验证性实验，整个教学中，需要验证的理论和特性很多，可开出的实验也很多。在基础实验的设置中，应该选择与课程大纲要求联系紧密、符合专业大纲对专业课程学习要求的教学内容。
通过对课程内容的分析，结合专业应用特点，笔者认为电机的结构、绕组展开、三相交流的电势和磁势等知识，理论性和推导过程太复杂，占用大量的学时，而对于非电机制造专业的自动化专业来说，今后这部分知识用得较少。在课程讲授时，应对这些理论性太强的知识用比较少的学时作简单介绍，通过绕线和嵌线工艺的学习，电机厂参观实习，[3]增强学生对这部分内容理解，将重点放在讲授电机的数学模型和运行特性、机械特性，及电力拖动部分的应用性知识。基础实验项目的开展应以教学重点为中心。
（2）落实基础实验环节中综合性、设计性实验的开出。在該环节教师只提出实验的目的、要求、注意事项等，实验的方法和步骤由学生自己拟定，[4]但这部分实验通常还是在实验台上完成。
（3）重构课程设计实践项目，使课程设计紧扣课程核心内容。经过多年的教学实践和不断总结，笔者认为本课程应以工程实践应用为主，着重展开以电机运行特性和机械特性的调节和分析为重点的工程应用实例的课程设计。
因此，在原来的变压器绕制、三相异步电动机的拆装项目基础上，增加了直流电动机的四象限运行，三相异步电动机的变频调速，交流电动机起动、制动、调速电路设计等项目。
2.实践项目选题措施
教学实践项目实施中，验证性、设计性基础实验是由教师统一组织完成；通常课程设计也是统一指定一个项目，整个专业同时进行一个项目，内容非常单调，学生不能自主选择课题。将教师单一指定题目方法变成由学生自己选择题目。学生可以根据自己理论学习的水平，结合自己的兴趣和想法，选择设计题目来实施。这体现了学生的学习主动性和可选择性。
3.实践项目实施方法
验证性实验课开出的实验，要求学生遵循预习→提交预习报告→进行实验和数据记录→整理数据和撰写实验报告的实验步骤，进行有准备的实验，提高实验质量。
课程设计项目实施步骤分设计和制作两步走。学生根据自己的选题，按题目要求查阅技术资料，进行方案设计，绘制电路图，进行相关的元器件的选择。由于元器件型号零散、分类多，需要学生负责人组织将所有的元器件归总、分类，再在可以器件通用的基础上，尽量将器件型号统一并进行采购。这要比事先统一购置元器件然后分发给学生照电路图制作，更能锻炼学生的独立思考问题、分析问题、解决问题等工程能力。
4.发挥指导老师作用
按照项目实施办法，将更多的自主权交给了学生，相当一部分学生在设计环节会出现难以着手设计，制订方案不合理的现象。为此在课程设计开始的第一周，要集中动员，详细地向学生说明本课程设计的目的和要求，各小组方案确定后提交给指导老师由其进行点评、提出意见。
在整个课程设计环节，教师应全程指导，充分发挥指导教师的作用，既要避免所有学生方案一致，学生缺乏主动性、能动性，又要在已有专业课的基础上尽量启发学生创新思考。
同时，注重教师技术能力提高，教师不但要有较全面的理论知识，还要有较丰富的实践经验；教师要通过不断地学习，了解本学科的前沿技术与发展动态，[5]同时要参与科研，拓宽视野，并且组织专业老师进行一些相关技术培训，如定期到有关工厂去锻炼，与企业开展产学研合作。通过提高教师的工程实践能力和科研能力，更好地指导学生实践活动。
5.合理细分考核标准
实行多元化综合考评制度，合理细分考核标准，科学、准确、客观地评价学生的实践成绩。成绩评定由课程设计期间表现、方案及作品制作、作品演示、课程设计报告四部分构成，分别占总成绩的20%、30%、20%、30%。学生在实践课程中，参与程度、出勤率、方案的合理性、作品制作的质量、调试演示的结果、答辩时对问题的解答情况、设计报告的撰写质量，都将全面准确地反映学生在实践环节的努力和成绩。由于考核标准细化，学生在每一环节都认真对待，积极参与，充分调动了学生的参与实践活动的积极性。
6.整理归档实践资料
制订统一的课程设计报告撰写标准，分为：封面、目录、题目、方案、电路图、方案说明、元器件列表、调试及演示、运行特性分析、收获与心得、小组分工、参考文献。对于已完成的实践环节，建立统一的档案管理，除了按班收取纸质的报告外，还按班将所有电子报告收齐归档。评出1～2个好的作品予以保存。
7.增设综合设计环节
经过验证实验和课程设计两个教学实践环节的学习，学生对“电机与拖动”课程的核心内容应有较深地理解，但对电机的控制技术和应用，还需要学习“电力拖动控制系统”、“电力电子技术”课程之后才能开展，因此，有必要在整个专业教学培养计划中，增设“自动控制（运动控制）系统综合设计”实践课程，进一步加深学生对专业课程知识的融会贯通、理解和应用的能力。由于受设备、场地等诸多客观因素的限制，[6]电力拖动综合设计开展是很困难的。经过教学研讨，在综合设计环节，以直流电机为对象，以自动控制理论分析和设计为基础，以MATLAB软件为基础平台，构建直流电机双闭环控制仿真系统，实现对电机的仿真控制与性能调节。
三、结论
经过一系列改革措施后，课程以工程应用为主，实践教学以促进教学效果为目的，通过划分教学重点和难点，整合教学和实验内容，教学实践紧密结合教学大纲，实践教学突出课程的技术特点；实践性教学各环节的内容设置上具有连贯性、阶递渐近性；实践教学中，以学生为主体，发挥学生的主动性、积极性；实践教学注重科学、合理的多元化管理方法，形成完善的课程实践教学规范体系。
通过实践证明，改革后的“电机与拖动”课程实践教学，增强了实践课程的学习效果，提高了学生的实际动手能力，并将理论与实际结合起来，提高学生的分析问题与解决问题的能力，进一步培养学生科学研究能力及严谨的科学态度，为今后更好地服务社会打下坚实的基础。
参考文献：
[1]陈亚爱,于苏华,周京华,等.“电机及拖动基础”课程教学研究与探索[J].电气电子教学学报,2010,(S1):95-98.
[2]黄飞江,刘光灿,陈威兵.应用型本科通信工程专业实践教学研究——以长沙学院电子通信工程专业为例[J].教育理论与实践,2011,31(5):
6-8.
[3]杨秀丽,魏玉.《电机学》课程教学改革探究[J].中国现代教育装备,2007,(6):63-65.
[4]杨泽斌,孙玉坤,朱秋,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.
[5]厉虹,张巧杰,祁锟.以创新能力培养为目标的“电机与拖动”教学改革研究[J].中國电力教育,2010,(4):57-59.
[6]木合亚提·伊克山.“电力拖动自动控制系统”课程实验的改革[J].实验室研究与探索,2010,29(12):131-133.
（责任编辑：宋秀丽）