人才培养模式下《电力拖动基础》课程改革实践

　在电力系统中，无论从电能的产生，电力等级的提高、降低，到最后电能的分配与使用都离不开发电机、变压器、电动机等电机设备，同时，大多数工业生产部门都需要用到电机作为电力拖动设备，在实际的工程设计中，如何正确选择和使用各类电机是学生需要掌握的基本专业技能之一。电力拖动基础是电气类相关专业较重要的一门专业课，学好本门课可以为学生学习今后的专业课打下良好基础。
《电力拖动基础》课程涉及到电机学和电力拖动两部分知识，其中还有电磁学、动力学学科等的相关知识，在讲授电机原理时涉及到耦合磁场分布，学生直观上看不到，所以理解起来会有一定困难。本门课的特点是理论内容涉及知识面广并且晦涩难懂，实践部分与工程实际结合紧密。传统的电力拖动基础教学更重视理论知识的传授，不能适应当前社会对工程应用型人才的需求，为了使学生更好地掌握本门课的内容，以新时期高素质工程应用型本科人才培养为目标，遵循创新创业教育的思路，对本专业的电力拖动基础课程进行教学改革与实践，旨在提高学生的学习主动性，提高学生解决工程应用问题的能力。
１　教学内容改革
１．１　１学时前沿
应用型人才显著特征是学以致用，以用为本。因此在开学第一堂课讲授绪论时，利用１学时的课时为学生讲解本课程最前沿内容和最新动态，课程中的热点问题和最新思维方法的应用情况等，在此过程中结合结合生活、生产实际中电机与拖动的应用案例展开教学，使学生了解本门课的知识主要应用到哪些方面以及如何应用最新的思维方法解决问题，这样不仅能调动学生的学习兴趣，还可以让学生在课后查阅更多的相关知识，培养学生的学习能力。
１．２　调整教学内容
应用型人才培养目标下的教学内容应更加重视实践，强调理论的应用性、技术的实际应用以及市场对相关人才的需求情况。在讲授电机等效电路时，磁场是实现机电能量转换的主要耦合介质，但磁场内容比较抽象，难以计算，需要将磁路等效为电路后进行计算分析。这部分内容需要理解的概念多，理论推导多，理论性很强，造成部分同学理解不了，产生厌学的情绪，对于这些问题采取的方式是要求学生对电机的原理必须熟练的掌握，但是对于感应电动势、电磁转矩、绕组的接法等理论计算内容要求学生了解计算的思路，并且记住最终的计算公式即可。同样，在讲解电机的拖动前需要讲解拖动的动力学基础，这部分内容也需要学生记住单轴运动方式的方程，在此基础上按照负载转矩和飞轮矩的折算原则，理解折算过程。每种电机的拖动在工程应用中经常用到，需要作为讲授的重点，尤其是电机的机械特性，以及起动、调速、制动的运行分析，结合实际生产中的电机拖动案例进行讲解，例如，在学习异步电动机变频调速的原理时可以结合变频空调省电的原理来讲解，同时还可以使学生了解变频技术在节能领域中的应用情况，充分调动学生的学习积极性。此外，对于“驱动和控制微电机”的章节可试学时的多少有所增减，若后续还有《微特电机》的课程则在本门课程中就不必细讲。
２　先进教学方法和教学手段的使用
应用型人才培养目标下的教学方法应该改变传统的以课堂为重点、教材为重点的思维方式，应更加关注行业及技术的发展动态，做到理论与实践结合，学习与实训结合，培养学生的能力更加适应市场的需求。为此，在课程改革过程中大量运用了启发式教学法、探究式教学法、比较式教学法，项目教学法等先进的教学方法，进一步强调理论知识应用于实践，实践中遇到的问题采用理论知识解决的思维方式。
２．１　先进教学方法的应用
（１）启发式教学法。启发式教学法是通过教师提出问题，启发学生思考，引导学生的思路，最终使得问题得到解决，培养学生的创造性思维。例如，在讲解３相异步电动机的电磁转矩表达式时有３种不同的形式，这时候可以向学生提出问题，这３种表达形式分别反映了何种意义？在学生思考问题时可以引导学生从表达中物理量的物理意义出发解决问题，那么可以得出结论，物理表达式反映了异步电动机的电磁转矩时如何产生的，是由主磁通和转子有功电流相互作用而产生的。参数表达式反映了电磁转矩与电源参数及电动机参数之间的关系，利用该式可以方便地分析参数变化对电磁转矩的影响和对各种人为特性的影响。实用表达式简单、便于记忆，是工程计算中经常用的形式。
（２）探究式教学法。探究式教学方法分为３个阶段：凝练问题、强化动机、分步探究，通过这种教学方法来挖掘学生的学习潜能。例如在讲解同步电机的结构时可以提出问题，为什么转子线圈产生的磁场很弱且分布在无限广阔的空间，一旦转子插入定子，定转子磁路中的磁场大大增强，且磁通基本被约束在定子外圆以内的范围？提出问题后需要学生分步探究，最后找到原因是同步电机的定子是铁磁材料，磁导率很大，转子插入定子后，一定的线圈电流在铁心磁路中激发的磁通比空气磁路中磁通大得多，所以两者的磁场都被大大增强，且磁通基本被约束在定子外圆以内的范围。
（３）比较式教学法。在讲解磁场中的基本物理量和基本定律时可以对比学过的电路的基本物理量和基本定律，二者有很强的相似性，便于学生的理解和记忆。在讲解变压器的等效电路和三相异步电动机的等效电路时，很多概念和思路也都是类似的，这些都可以归纳整理在一起对比学习，有助于学生更好地掌握知识点。
（４）项目教学法。项目教学法是学生分组组队，完成教师指定的项目。该类项目通常要求学生通过电机来实现一定的功能，例如通过改变变压器的分接头来对一个用电元件合理的改变电压，模拟洗衣机的频繁正反转等，在此过程中发现的问题均有小组成员共同解决，锻炼学生发现问题、解决问题以及团队协作的能力。
以上几种教学方法在课堂教学过程中视讲解的内容合理运用，使抽象的概念易于理解，相似的公式易于记忆，理论与实践联系的更加紧密，提高学生的学习兴趣。
２．２　教学手段多样化
目前本专业的电力拖到基础课程全部字多媒体教室上课，ＰＰＴ课件加大了授课信息量，对于电机复杂的内部结构可以结合图片、教具等使学生获得更加直观的认识。对于抽象的理论，例如三相异步电动机里的磁场是如何产生的，通过理论推导学生很难想象，这时可以通过视频、动画等模拟单相电流时产生的脉振磁场和三相对称电流时产生的旋转磁场情况，将抽象的理论具体化。对于公式的推导、等效电路的分析等内容还是要结合传统的板书讲解，加深学生的理解。
３　实验教学方式的改革
区别于擅长理论的学术型人才和擅长操作的技能型人才，工程应用型人才注重的是将理论知识应用于实际。传统的电力拖动基础实验多数是验证性实验，例如电机的接线方式、直流电动机的起动、调速、制动等，这种培养方式更倾向于技能型人才。开放性实验更加能激发学生进行实验的主观能动性，学生个人或者自行组队挑选实验教师拟好的项目，自行查找相关资料，拟定实验方案，与实验教师预约实验时间，最终完成实验报告。这种实验方式打破了传统的封闭式实验课模式，更具活力，更能培养学生的实践创新能力。
４　构建形成性评价体系
形成性评价是对学生学习过程中不同阶段、各种学习活动效果的评价，再配合终结性评价，可相对全面评价学生的学习效果，促进学生自主学习，提高学生综合素质和能力。
形成性评价主要包括记分作业、教学实践活动、课堂评价、专题讨论、小组学习、学习笔记、文献调查、网络答疑、阶段性测验等形式，并兼顾学生学习态度、学习内容、学习方式和学习效果４个方面的考核。
（１）记分作业。记分作业可分为记分平时作业和专门设计的综合性作业两种。①记分平时作业。根据课程教学安排和学习测评的要求，指定部分平时作业为记分平时作业，教师依据学生完成记分作业的次数和质量进行成绩评定。②专门设计的综合性作业。根据课程阶段性学习测评需要而为形成性评价专门设计的综合性作业，上课教师根据学生完成作业的次数和质量评定成绩。
（２）教学实践活动。指学生运用知识进行理论验证的活动。上课教师可根据学生在教学实践活动中的综合表现，通过观察学生掌握基本理论、基本知识的情况，以及运用知识的程度，动手的能力等进行成绩评定。课程教学大纲规定必须安排的教学实践活动，其考核成绩占综合成绩一定的比例，如学生不参加教学实践活动或考核成绩不合格则不能参加期末考试。
（３）课堂评价。指教师在按照课程授课方案对学生进行的必要集中指导、集中授课时，根据学生出勤情况和课堂表现情况给予的成绩评定。
（４）专题讨论。指教学过程中，要求学生在指定时间对课程的重点、难点内容集中进行的课堂或网上讨论。上课教师可根据学生的参加、发言、发言提纲记录等情况评定成绩。
（５）小组学习。指根据教学安排，要求学生若干人组成一个学习组，有计划有目的地进行学习的活动。小组学习要有参加人员、学习时间、学习内容、学习效果等记录。上课教师根据学习记录，抽查学生掌握知识、运用知识程度，进行成绩的评定。
（６）学习笔记、文献调查。指要求学生通过阅读文献、上网检索等手段进行学习，记录学习时间、学习内容、学习方式、掌握知识程度，对难点、重点以及疑难问题的理解等，这是考核学生自主学习的一种主要形式。上课教师根据学习记录，了解学生的学习情况，给予学习指导，并进行成绩的评定。
（７）阶段性测验。阶段性测验是在完成一个完整的教学内容后，考察学生掌握基本知识和基本技能的程度。教师可通过学校考易网络题库与考试评价系统开展此项活动，使学生能及时了解评价结果。
５　结语
经过多年的改革与实践，尤其是形成性考核的实施，学生在课堂更愿意与教师互动，主动回答问题并参加讨论，学习兴趣和主动性都有所提高。课后小组学习也取得较好的效果，课后作业质量、阶段测验、期末考试成绩都有所提高。锻炼了学生将理论应用于实践，解决实践中遇到问题的能力，更加满足社会发展对应用型人才的需要。