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《电气传动技术课程群的系统化教学》

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于飞,杨锋,魏永清

（海军工程大学电气工程系,湖北武汉430033）

摘要：本文从电气传动技术课程群的总体培养目标出发,从系统的角度对课程群中各个课程的课程设置、课时规划、教学内容等进行了统筹规划,提高了教学效率和教学效果.

关键词：电气传动技术；课程群；系统化教学；统筹规划

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）27-0156-02

基金项目：海军工程大学教育科研基金（NUE2015119）

作者简介：于飞（1974-）,男（汉族）,辽宁大连人,博士,副教授,研究方向：电气传动控制技术.

一、引言

电气传动技术课程群是电气工程及其自动化本科专业的课程主线之一,其课程包括“电机学”、“电力拖动基础”、“电力电子技术”、“电气数字控制技术”、“电气传动控制技术”等.课程的数量多、相互衔接和耦合紧密,因此对课程群中各门课程的所需基础、课程内容、掌握程度、时间安排和实践方式方法等都需要合理设计、规划和实施,否则出现一个环节不合理,就会影响整个教育质量.

目前,高校的教学改革主要针对两个方面：一个是宏观层次,即研究某一专业的课程规划和设置,以该专业学生在毕业之后应具备的素质和能力为牵引,提出全周期的总体课程规划和时间安排.例如,文献[1] 讨论了电气工程及其自动化专业的总体培养目标及毕业后的服务对象,对专业四年中应当学习的公共基础类课程和专业技术类课程进行规划设置,但没有考虑课程的具体内容和统筹衔接.另一个是微观层次,即针对某一门具体的课程,提出相应的课程内容改革、教学方法改革等,如文献[2]、[3]等分别讨论了“电机学”、“电力电子技术”等课程的改革和教学方法,这些研究都是从课程自身建设的角度出发,都没有考虑该门课程和其他课程之间的接口关系.而课程群是处于二者之间的一种课程体系,它既讲究内容安排,又讲究衔接关系,集系统性和个体性于一体.现有的教育科研对电气工程专业的课程群系统教学方法鲜有研究.因此需要针对电气工程及其自动化专业本科学生的最终培养目标,对课程群中的各个课程的课程内容和授课时序等进行统筹安排,才能在达到良好教学效果的同时提高教学效率.

二、电气传动技术课程群的培养目标和课程设置

电气工程及其自动化专业学生的培养目标是要求学生在掌握电气工程学科基础理论、基本知识和学科研究方法的基础上,系统地掌握电气工程专业的专业理论,具有较强的实践实作、工程计算、仿真建模等方面的能力,能够综合运用所学知识分析解决工程技术实际问题.同时具有归纳、评估、处理各种资料信息并加以利用的能力.

电气传动技术课程群作为电气工程及其自动化专业的重要分支方向必然要配合专业的人才培养要求实现高素质人才的培养.结合电气工程及其自动化专业的总体人才培养目标以及电气传动技术课程群方向的实际情况,可制定电气传动技术课程群的分培养目标为：在掌握电路、电子技术基础、自动控制原理、数字信号处理等专业基础课程基本知识与实践方法的基础上,能够系统深入地掌握电机学、电力电子技术、电气传动控制技术的理论基础以及对电气传动系统进行数字控制的编程基础；能够综合运用所学的各门专业知识实现对电气传动系统的分析、计算与仿真,最终完成电气传动系统的软件、硬件设计与制作.

上述培养目标决定了电气传动技术课程群融合了电机学、电力电子技术、现代交直流电气传动技术以及数字控制技术等多个方向的理论知识与实践知识,在有限的教学周期内需要多门课程的理论教学与实践教学统筹规划才能更好地完成.

三、电气传动技术课程群教学内容统筹规划

在传统的教学方法中,课程群中的各个课程和课时虽然安排比较多,但是,一方面各个课程内容上交叉重复较多,另一方面仍然缺少电气传动技术所亟需的一些教学内容,因此需要进行合理的梳理和统筹规划,以提高教学效率和效果.为此采用以下措施.

(一)课程设置调整

取消“电力拖动基础”课程,把课程中的传统电力拖动部分的内容并入到“电机学”中进行讲授.把“现代交直流调速控制技术”课程调整为“电气传动控制技术”课程,课时由60学时调整为40学时,并新增40学时的“电气传动控制技术综合设计及实践”课程,以强化学员的综合分析、设计和实践能力.新增40学时的“电气数字控制技术”课程,使学员掌握电气传动控制所需要的单片机、PLC等方面的数字控制知识.

(二)课时及课程内容安排

“电机学”的课时由122学时调整为110学时,精简合并有关直流电机特性、特殊用途的直流电机、变压器的并联运行和不对称运行、非正弦分布磁场下绕组电动势中的高次谐波及削弱方法等部分内容,强化直流电动机的电力拖动和交流异步电动机电力拖动部分的教学内容,使得被取消了的“电气传动”课程中与传动电力拖动控制相关的内容在电机学中进行了补充.

“电力电子技术”作为电气工程专业的专业基础课程,除了为电气传动技术课程群服务之外,还要为电力系统自动化课程群服务,因此其教学时数保持60学时不变,但是对教学内容进行调整,删减部分基于晶闸管器件的教学内容,增补电气传动控制技术所需要的SVPWM、多电平控制、间接直流变换等内容.对于四大基本变流器以及PWM控制技术的内容仍然作为重点在“电力电子技术”课程中讲授.

调整后的“电气传动控制技术”变为40学时,删减PWM控制和变流技术部分的内容,该部分内容由“电力电子技术课程”统一讲授.

(三)教材调整

由于课程及课程内容进行了调整,因此对各个课程的教材也进行调整：

“电机学”的教材改为自编教材《船用电机学》；“电力电子技术”课程的教材改为王兆安编《电力电子技术》第5版；“现代交直流调速技术”课程调整为“电气传动控制技术”后,选用的教材为阮毅、陈伯时编写的《电力拖动自动控制系统》第4版；“电气数字控制技术”课选用的教材为：韩俊峰等编写的《单片机原理及应用》和王阿根等编写的《电气可编程控制原理与应用》.

(四)课程时序安排

课程群中的各个课程,既相对独立,又相互联系,有的课程需要其他的课程作为基础,因此在开课顺序上要合理安排,否则在授课和学习上都会造成困难.电气传动技术课程群的各个课程中,“电气传动控制技术”及其综合实践应当是终极课程,其他课程都是为该课程服务并作为该课程的基础,因此应在其他课程之后开课.此外,“电机学”是所有其他课程的基础,应当在课程群中最先开课.因此在课程时序安排中,应当把握以上基本原则.

四、结语

电气传动技术课程群是电气工程及其自动化本科专业的一组主体课程,其专业基础课程及专业课程主要包括“电机学”、“电力拖动基础”、“电力电子技术”、“电气数字控制技术”、“电气传动控制技术”.课程群的培养目标是系统深入地掌握电机学、电力电子技术、电气传动控制技术的理论基础以及对电气传动系统进行数字控制的编程基础,并最终综合运用所学的各门专业知识实现对电气传动系统的分析、计算与仿真,最终完成电气传动系统的软件、硬件设计与制作.

课程群中的各个课程内容既有衔接,又有重叠,相互结合紧密,因此需要从系统的角度,对课程群中的各个课程进行统筹规划,才能在有限的课时内达到良好的教学效果.本文针对我校电气工程及其自动化专业电气传动技术课程群的实际情况,从课程设置、课时及课程内容调整、课程教材调整、课程时序调整、课程实验内容统筹规划等多个方面进行了系统设计和规划,并在教学改革中进行应用,取得了良好的教学效果.

参考文献：

[1]黄肇,罗庆跃,袁旭龙.电气工程及其自动化专业人才培养模式的研究与实践[J].中国电力教育,2012,（04）.

[2]翟庆志,张筱慧“. 电机学”课程教学的改革与实践[J].中国电力教育,2012,（03）.

[3]韩晞春.《电力电子技术》课程的教学改革与实践[J].南京工程学院学报（社会科学版）,2004,（12）.

[4]马鸿文.交流电机磁场定向矢量控制调速原理教学实践[J].实验室科学.2013,（05）.

[5]林立.变频调速仿真模型在实验教学中的应用[J].电力系统及其自动化学报,2006,（01）.

[6]王超,丁向荣.《电机与电气控制技术》课程考试方法的改革[J].机械职业教育,2008,（09）.

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