夏益辉，张 维，高 嵬，赵镜红

（海军工程大学电气工程学院 湖北 武汉 430033）

在很长一段时间里，青年教员对科研与教学之间的关系存在两大误区：一是认为作为新入学的教员，缺乏授课经验，应该将大量时间和精力用在查阅教学资料、备课、上课等方面，“教学为主，科研为辅”，甚至不搞科学研究，造成教学与科研脱节，最终导致理论授课与实际脱节，只能采用“灌输式”的教学方法，照本宣科，教学效果不理想[1]；一种是青年教员沿袭研究生阶段思想，过于强调科研，而对处于中心地位的教学工作重视不够，导致教学质量下降，学生培养质量不佳[2]。目前，学者们对教学与科研之间关系的认识越来越客观全面，科研反哺教学，教学支撑科研，两者相辅相成，实现了两者有机统一和协调发展[3]。“科研反哺教学”在不同课程教学改革与实践中得到应用，并取得了较好的教学效果。辽宁大学孟醒以“民事诉讼法”课程为例，指出科研反哺教学理念的根本目的是让学生获取科研思维，并将这一理念用于课程建设与实践中[4]。湖北经济学院陈洁等强调科研反哺教学可以优化教学内容、更新前沿知识以及改进教学方法，同时也有利于提升学生创新思维和实践能力[5]。中南林业科技大学欧阳帅等人针对生态学本科教学现状和不足，提出将科研思维用于教学、将科研成果引入课堂及开展科研实验、科研课题等方式，以改善学员培养质量，提升其综合能力素质，并从三个方面对教学方法改革提出了具体建议[6]。广州医科大学黄炯周等人针对科研反哺教学法对临床医学专业本科生提高沟通能力的应用效果与传统教授方式进行了对比，得出该方法有助于提高该专业本科生的沟通能力[7]。

“科研反哺教学”作为一种新型人才培养理念[8]，能实现高校科研与教学二者共同发展，特别是在科研实力和创新活力较强的院校中更应该重视和推广应用这一理念。海军工程大学电气工程学科在教育部组织的第四轮全国学科专业评估中，评估结果为A-，表明该学科已经进入国内顶级学科行列。近四十年来，海军工程大学电气学科在马伟明院士的带领下，在电磁发射和综合电力系统等技术领域取得了集群式的突破和大量创新成果，特别是在电磁发射和全电力推进领域更是位列国内船舶动力平台前列，全电力推进和电磁发射的控制对象均是电动机，而围绕电机控制所开设的“现代电机控制技术”课程，对于培养学员了解和掌握电机控制基础理论和实践应用发挥着极其重要的作用。

1 以提升能力素质为牵引，制订合理可行的教学目标

综合电力系统作为船舶的一种新型动力平台，创新应用了大量新技术新装备，是为高能装备如电磁发射装置、雷达、激光武器等提供能量应运而生的。而电机作为综合电力系统和电磁发射技术的核心设备之一，如何实现对其安全可靠高效的控制长期以来都是电力传动领域的研究课题，而夯实学员现代电机控制理论基础的课程是“现代电机控制技术”，是后续开展船舶电力推进和电磁发射科研创新的技术保障。因此，本课程将结合综合电力系统和电磁发射技术相关的科研成果，以提升学员能力素质为牵引，对“现代电机控制技术”课程的教学目标进行调整。以胜任岗位任职和培养创新能力为目标，通过本课程的学习，使学员了解现代电机（多相整流发电机、多相感应电机、多相永磁同步电机、直线感应电机等）的结构特点及基本控制技术，掌握现代电机及其控制系统建模与分析的基本理论和方法，提高对现代电机控制系统的认知和应用能力；通过课程思政改革，培养学生敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神，以及服务于国家和军队的责任感。

2 以培养德才兼备的高素质、专业化新型人才为牵引，优化设计课程体系

综合电力系统涉及的电机包括十二相整流发电机以及多相推进电机，电磁发射技术中的核心设备之一是直线感应电动机。当然，永磁同步电机、三相感应电机等在船舶电力推进和辅机系统中也有所应用。因此，“现代电机控制技术”课程主要围绕十二相整流发电机、多相推进电机（感应电机和永磁同步电机）以及直线感应电机等进行电机及其系统的电磁参数、控制特性以及控制方法的学习。

结合船舶电力传动实际应用情况、未来发展趋势以及我校在该领域取得的科研成果，并将最新研究成果及时融入课程教学体系中，“现代电机控制技术”课程内容主要分为三个篇章进行学习：多相整流发电机系统、交流电动机、交流电动机控制技术。其中，多相整流发电机系统的学习主要针对综合电力系统中多相整流发电机系统所取得的科研成果，多相整流发电机的电磁关系及参数、励磁控制系统以及多相整流发电机运行特性。交流电动机主要围绕三相、多相感应电动机、永磁同步电动机以及三相直线感应电机等的电磁关系及参数、运行特性等进行分析，具体来讲，感应电机讲述内容包括交流电机回路的电磁关系、交流电机回路的自感系数和互感系数、单个线圈产生的气隙磁场及其电感系数、电机定子、转子回路（间）的电感系数、饱和对参数的影响、漏磁场引起的电感系数、交流电机电磁转矩和转子运动方程、单相异步电机的参数和性能分析等；同步电机讲述内容包括同步电机坐标系统的转换、同步电机的稳态两相短路及负序阻抗、同步电机的突然两相短路、同步电机与电容相联系统的分析、同步电机带整流负载系统的分析、同步电机的静态稳定和励磁调节对静态稳定的影响等。交流电动机控制技术主要围绕矢量控制、直接转矩控制以及无速度控制等方法在三相、多相感应电动机、永磁同步电动机以及三相直线感应电动机中的应用进行学习。优化后的课程体系简洁清晰，且各个篇章内容与我校科研成果紧密相关，教学内容是对其具体应用情况的复现和进一步深化学习与研究，让同学们站在一个高起点上开展学习，有助于其对现代电机控制技术的现状和未来发展趋势有更加准确和深入的认识与了解，对于其开展论文研究具有一定的指导和借鉴意义。

3 以学员为中心，融入思政元素，开展教学模式改革与实践

“现代电机控制技术”课程是为学员夯实现代电机控制技术的基础和论文研究而开设的专业必修课，涵盖电机、电力电子技术和控制等理论内容，对于学员科研创新能力具有极其重要的作用和意义。为了能够尽可能夯实学员现代电机控制相关的理论基础和积累一定的实践经验，课程组以学员为中心，融入思政元素，开展教学模式改革与实践。研究生学员具有良好的专业基础和一定的分析与解决问题的能力，非常适合采用研讨式和翻转式以及任务式等教学方法。

针对“现代电机控制技术”课程特点以及教学目标要求，第一篇章多相整流发电机系统中的电磁关系及参数由教员讲授，并结合多相整流发电机系统研制历程和取得的成就，引导学员树立专业自豪感和培养学员的自主创新意识，而励磁控制系统设计以及多相整流发电机系统运行特性由学员课下完成学习，并在课堂上进行讨论，讲授其设计方法以及系统运行特性；第二篇章为交流电动机，结合我校在电机设计方面所取得的科研成果，对于三相、多相感应电机、直线感应电机的电磁关系及参数如自感系数和互感系数，气隙磁场及其电感系数，磁路饱和对参数的影响等由教员讲授，而对于漏磁场引起的电感系数，交流电机电磁转矩和转子运动方程，单相异步电机的参数和性能分析等采用翻转式教学方法，由学员对其消化理解后进行讲授，同步电机的基本电磁关系、基本关系式、标幺值系统、突然三相短路和瞬变参数、稳态小值振荡和转矩系数等基础理论由教员讲授，而同步电机的稳态两相短路及负序阻抗、突然两相短路、同步电机的静态稳定和励磁调节对静态稳定的影响等内容通过研讨、翻转等方法开展教学实践。教员在课堂讲述过程中可以融入思政元素，向同学们介绍张盖凡老先生、马伟明院士等前辈刻苦钻研、呕心沥血，数十年如一日坚持自主设计、自主研发，形成我国船舶多相整流发电机系统、推进电机、电磁弹射直线电机等自主品牌。对于第三篇章内容，参考前两篇章融入思政元素开展教学改革与实践。研讨式和翻转式教学方法可以以任务驱动形式，学员通过发现问题、查阅文献、总结归纳、实验设计、组织实施和科研表达等全程参与课程教学，而这一过程本身就是科研表达能力培养的过程。教员要结合电机及其控制领域最新研究进展，及时提出工程实践中过去、当前和未来可能遇到的科学问题，组织学员研讨。在课程学习中训练学员的科研能力，不断感受科研的氛围，培养科研素养，使其站在高起点上开始科研工作，提高科研质量和促进更多成果产出。

4 结语

本文针对“科研反哺教学”如何助力研究生培养质量提高，从制定合理可行的教学目标、优化课程体系以及融入思政元素开展课程改革与实践三个方面进行了论述，并结合我院承担的“现代电机控制”博士研究生课程开展了具体分析与探讨，实践结果表明，将最新科研成果结合思政教育融入课程教学，并开展任务式、研讨式等教学方法改革与实践，能够有效提升研究生的科研素养和道德情操，有助于实现高素质专业化人才培养目标。