APP下载

“磁悬浮与直线驱动”课程教学改革与实践
——以西安铁路职业技术学院为例

2021-01-11朱慧勇李益民任瑞琪

无线互联科技 2020年22期
关键词:超高速磁悬浮直线

朱慧勇,李益民,张 笛,付 娟,任瑞琪

(西安铁路职业技术学院,陕西 西安 710026)

0 引言

目前,磁浮技术在中国发展如火如荼,代表了轨道交通领域产业升级的新业态。中国目前正在运营的有上海磁浮示范线、长沙磁浮快线与北京首条磁浮铁路中低速磁浮交通示范线S1线;清远磁浮旅游专线预计于2020年10月全线通车;中车青岛四方研制的时速600千米的磁浮试验样车2019年5月下线;西南交通大学牵头建设的“多台耦合轨道交通动模试验平台”计划2023年建成。磁浮技术目前正在打造中国制造、中国技术自信名片(见图1)。

图1 长沙磁浮快线

“磁悬浮与直线驱动”(见图2)[2]是西安铁路职业技术学院在全国首家高职院校开设的关于磁浮铁路的课程,目前有配套的教材与实验实训室(见图3)。

图2 教材

图3 磁浮列车模型

本文将从课程设置、课程设计、教学实施、教学资源、教学效果、课程特色与改革思路7个方面进行论述[1]。

1 课程设置

在铁道机车专业人才培养方案中该课程属于专业拓展必修课,先修课程有“电力机车总体与走行部”“电力机车控制系统”,后续课程有“机车新技术”。课程的知识目标:通过本课程的学习,使学生了解世界三大磁浮铁路技术(德国常导超高速磁浮铁路技术、日本超导超高速磁浮铁路技术与日本中低速磁浮铁路技术)以及我国磁浮铁路研究、发展与实践。该课程的技能目标:培养学生信息检索、自主观察、分析和总结的能力,培养学生动手实验的能力,培养学生对实验数据进行挖掘分析的能力。课程的素质目标:通过德国磁悬浮实例,使学生感受“工匠精神”的基本内涵之 “创新、专注”;通过实例,使学生的自主探究思维能力得到提升;通过小组讨论、分组辩论比赛等活动,提升学生的团队合作意识。

2 课程设计

2.1 结合时事新闻,课程育人贯穿始终

中车青岛四方时速600千米的磁浮列车、西南交通大学建设的“多态耦合轨道交通动模试验平台”,这些时事新闻能够很好地融入课程,不仅开拓学生的视野,还能厚植爱国主义情怀。

深度挖掘课本,工匠精神融入课堂。在讲到直线电机基本原理时,直线电机由旋转电机剖开而成,这里体现了思维的创新;在讲到德国常导超高速磁浮列车的发展历程时,1966年开始,历经三次大的技术变革,1991年才被证实技术成熟,这里体现了专注。创新与专注是工匠精神的基本内涵。

2.2 采用实验、动画与视频来演示

课本中重难点有铁路分类、磁浮铁路分类、磁浮列车的工作原理、磁浮列车的分类;直线电机的基本结构、直线电机的工作原理、直线电机的分类;日本超导超高速磁浮铁路技术的山梨试验线概况、基本原理、车辆及列车编组、供电及控制;德国常导超高速磁浮铁路技术的基本原理、列车与车辆、线路、供电与运行控制、安全性能、环保性能;中国上海磁浮示范线的概述、线路设计、轨道结构;日本中低速磁浮 HSST 系统的概述、工作原理、HSST试验线、车辆、轨道、供电系统、安全与救援措施;磁浮技术在中国的研究及发展概况,我国已建成的磁浮铁路线,我国在建或拟建的磁浮铁路线等。针对这些重难点内容要采用实验、动画与视频进行突破。

3 教学实施

课前分为新知预习与课前测试,目的是对学生进行摸底,调整教学策略,实行因材施教。课中采用任务驱动法,以学生为中心,通过观看动画视频、小组讨论、职教云投票、动手实验、挖掘实验数据、进行辩论赛、完善活页式教材,引导学生探究式学习。课后学生完成活页式教材的任务与在职教云平台完成作业。通过职教云平台能够做到课前、课中与课后对学生进行快速的考核,及时掌握情况,调整教学策略。

4 教学资源

教学团队具有教授1名,副教授1名,讲师1名,助教2名。教师对电磁学与电力机车都比较熟悉。

学校目前建有磁浮列车模型实验室(高职院校首家),拥有磁悬浮球仪器两套和丰富的教学视频资源。

建设铁道机车省级在线教学资源库,课程有全套PPT、教案、磁浮列车的视频,以及国内磁悬浮现场调研照片与视频等。2018年8月,牵引动力学院派教师在株洲市参加铁道机车行指委培训时,考察了中国中车的磁悬浮列车生产线以及成品车与株洲市动力谷磁悬浮列车模型;2018年12月,西安铁路职业技术学院教师前往长沙磁浮快线调研考察;2019年1月,牵引动力学院派教师前往西南交通大学电气工程学院进行磁悬浮列车模型调研考察(见图4)。

图4 西南交通大学调研

5 教学效果

本课程涉及的磁浮铁路技术在网络上有大量相关的文章与视频,通过布置一些作业,能够让学生更新专业知识,提高信息技术应用能力。磁浮列车的三大基本原理都可以用简单的试验来验证,给学生深刻的学习与实践体验。学生对课程普遍满意,认为开拓了自己的视野。同行认为课程的开设走到时代的前沿,与时俱进。

6 课程特色

本课程是全国首家高职院校开设的课程,及时反映了轨道交通领域产业升级的新技术、新工艺。磁浮铁路又可划分为高温超导磁浮和低温超导磁浮两类,日本超导超高速磁浮铁路技术采用的是低温超导磁浮技术,德国常导超高速磁浮铁路技术采用的是高温超导磁浮技术。磁浮列车与轮轨列车最大的区别就是靠电磁系统取代轮轨系统,没有车轮,车体和轨道不接触,没有摩擦,因此也没有振动,噪声非常小。

7 改革思路

目前该课程内容只包括磁浮铁路技术,面对全国各地如火如荼的修建磁浮铁路,仅仅这些是不够的,比如磁浮铁路的乘务作业、磁浮铁路的检修作业都没有涉及,还要加大力度完善相关课程的建设。

8 结语

西安铁路职业技术学院于2018年开设“磁悬浮与直线驱动”课程,经历了前期教材编写,中期现场调研(西南交通大学实验室与长沙磁浮快线),后期建成实验实训室。殷切希望广大高职院校来西安铁路职业技术学院考察,并开设相应的课程。

猜你喜欢

超高速磁悬浮直线
第二章 磁悬浮装置
画直线
中国风投行业迎来超高速发展
采用超高速离心铸造技术开发耐磨薄壁铸管
神奇的磁悬浮
两条直线 变变变
画直线
基于ST-SRCKF的超高速强机动目标跟踪算法
IR推出坚固可靠的超高速1400V IGBT为感应加热和软开关应用作出优化
走直线等