朱凌云 孙培德 姚飞

[摘 要] 电机与拖动基础课程是自动化专业的一门专业基础课，在课程设置中具有重要地位，其教学质量也会影响许多后续课程的学习。在电机与拖动基础教学改革中，教师主要从体现现代教育思想入手，运用现代教育技术与方法，使教学具有科学性、先进性。课程内容经典与现代相交融，并把学科最新科研成果引入教学，取得了较好的教学效果。

[关键词] 教学改革;现代教育思想;电机与拖动基础;多媒体动画;开放性实验

[作者简介] 朱凌云（1962—），女，湖南郴州人，学士，副教授，硕士生导师，研究方向为电气工程及其自动化;孙培德（1961—），男，上海人，学士，副教授，硕士生导师，研究方向为电气工程及其自动化。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）35-0307-02    [收稿日期] 2019-07-27

电机与拖动基础这门课程的教学改革需要优化课程内容，利用多媒体教学手段，增强实验课程内容的技术性、综合性和探索性，开展相关的校内外实习，使课程具有基础性、研究性、前沿性。

一、优化课程内容

电机与拖动基础课程是由电机原理和电机拖动基础两部分组成，内容多，涉及面广。为适应在学时压缩情况下培养质量提高的要求，精简该课程的理论知识，形成了以磁路、机电能量传递、各种电机的工作原理、机械特性、电力拖动、各种运转状态、电动机的选择为教学主线，通过试点，教学效果较好[1]。

（一）压缩电机原理的教学内容

对于自动化专业学生，学习电机原理目的是为了应用电机，为学习电机拖动打基础，关于电机原理方面的内容够用即可。因此，对电机原理内容进行了一些压缩。例如压缩有关电机结构的内容，减少变压器和交流电机谐波问题的讲解，这些内容对电机的应用影响不大，既降低了学习难度，减轻学生的学习负担，也不影响教学效果。增加拖动的教学内容：在电机与拖动基础教学中，将重点放在各种电机的机械特性、起动、制动和调速过程中各个物理量的变化情况及稳态分析上。增加了当前广泛应用的三相异步电机变频调速等内容。详细分析三相异步电机调频系统，既分析不同频率下电机机械特性，又分析不同性质负载情况下，调频以后电机转速、电流等物理量的变化趋势。

（二）增加新型电机教学内容

随着电力电子技术发展，帶动了电机及其拖动技术发展，一批新型特种电机相继出现，并迅速在工业和民用产品中大量使用。如同步电机、直流无刷电动机、开关磁阻电动机、控制电机等，由于这些电机的机械特性与直流电机相仿，控制比三相异步电机简单，以其独特优势迅速发展，在讲课过程中适当增加这部分内容，使教学更加适应新技术发展要求。

（三）科研成果融入教学

把教师科研成果作为教学案例讲解，使学生更加深入的理解电机与拖动原理，利于培养学生工程实践能力、激发学生科技创新能力。在讲课中适时地介绍当前有关电机及拖动基础的最新科技成果及有待解决的问题，使学生了解与本课程相关的国内外先进水平和最新发展动态，培养学生的创新激情与创新思维，调动学生的学习积极性。为学生推荐相应的参考书及参考网站，以扩充学生的知识面。在讲授每一章时，将与本章内容有关的新理论、新技术介绍给学生，并引导学生利用互联网自行查找有关本课程的新理论、新技术、新进展。今年还邀请了国内高水平的电机学者和大公司研究电机控制系统的高级研究员为本专业学生做学术讲座。

二、制作和应用多媒体教学动画

电机与拖动基础课程中概念抽象，有大量的公式推导和插图，采用传统教学方法，学生理解不深刻，教学效果不是很好。因此从多媒体课件的制作方面进行了改革。课堂教学讲授与多媒体相结合，充分利用动画、图片、视频及网络资源，使课堂教学变得生动有趣，易于对电机复杂工作原理的理解。采用3D动画、VB编程技术，开发多媒体课件。在课件中插入大量动画、图片、视频，演示电机绕组连接、磁场分布和变化、电机等效电路、相量图以及起动调速运行性能等不易为学生理解的知识，使教学更加适应新技术发展要求，提高教学质量[1]。

制作的多媒体动画举例如下：借助图1动画可以理解电枢反应对电机磁场的影响，按继续键，可看到从一个线圈的磁动势和磁场强度曲线慢慢增加到多个线圈合成的磁动势和磁场强度曲线的变化。也可看到饱和及不饱和时的不同合成磁场。

图2动画可以帮助理解三相电流通入对称三相绕组后是如何建立合成磁场，定子上的线圈流方向按正弦波规律变化，合成磁场相应旋转，右边的三相电流波形随着向右移动。

三、增强实践教学

电机与拖动基础课程采用课堂教学与实验教学相结合的教学方式，通过对直流电机、变压器、交流电机、变频调速系统等设备的直观认识和动手实验，培养学生理论联系实际的能力和动手能力。引导学生将所学专业知识运用到实际工程实践中。电机与拖动基础课程实践环节主要包括课程实验和实习，在课程实验和实习两个环节都进行了改革，在培养学生的创新意识和工程能力方面，收到良好效果。课程实验是整个课程教学中的一个重要环节，学生通过实验不仅能验证理论，训练操作技能，而且在接触实际的过程中加深理解，增强记忆，激发学习兴趣，同时促进学生主动思考、探索，进一步从理论和实践中汲取知识，开拓思维，培养学生的创新能力。在实践教学中，通过开设综合性、创新性设计实验，激励学生学以致用，在实践中加深对教学内容的理解。通过教学与实验相结合、课堂理论实验室验证、创新实验设计，激发了学生学习热情的良性循环。

（一）改被动实验为主动实验

在教改中将实验教学分为常规性基础实验、创新性实验两部分。在原来必做实验基础上开发了一些创新性电机设计选做实验，让学生根据自身能力自主选择选做实验。在开放性实验中，变被动实验为主动实验，教师只提出实验目的、要求、注意事项等，不规定条条框框，实验方法、步骤由学生自己拟定，学生有充分自由度，有助于培养学生创新意识[3]。实验室在课余时间对学生开放，使学生按需进行实验，巩固了所学专业知识，提高了学习知识及运用知识的能力。

（二）增加校外实习环节

针对高等工程教育中校外实习环节有所弱化的情况，本课程特别增加了实习环节，以加强学生工程应用能力。组织学生到电机、变压器、电机控制系统研制和生产的大公司参观与实习，增强学生对电机结构、电机原理、电机控制系统的研制和生产流程的感性认识。今年组织学生到上海电气集团临港重装基地、施耐德电气中国公司上海研发中心、正泰电气集团参观和实习，了解了各种发电机、异步电机、直流电机、变压器、各种电机控制系统的生产及应用研究过程。实习结束后，很多同学在实习报告中反映，通过到公司参观与实习，眼见为实，提高了自己的动手能力，拓宽了知识面，受益匪浅。

参考文献

[1]张新华，杨泽斌，朱熀秋.《电机与拖动基础》精品课程建设改革与实践[J].中国电力教育，2008（18）：120-121.

[2]李文辉，丁守成.电机类课程教学改革的研究与实践[J].电气电子教学学报，2004（5）：18-20.

[3]杨泽斌，孙玉坤.电气工程及其自动化专业实践教学的探索与思考[J].电气电子教学学报，2007（1）：69-71.