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篇1

“電機與拖動基礎”是黑龍江科技大學電氣自動化、自動化專業重要的一門專業基礎課，對后續“自動控制系統”、“現代交流調速”課程的教學起承上啟下的作用，但教學效果普遍較差，有學者研究認為教學交互的信息流具有不對稱性與復雜性。在教學交互過程中，教學內容信息基本上是流向學習者的量遠遠大于流向傳者教師的量[1]。這就是典型的以教師為中心的課堂中師生信息交互的現狀，其最終結果是學生的學習興趣和積極性被大大扼殺，他們對學習感到厭煩，創造性被泯滅，培養學生的分析問題和解決實際問題的能力便無從談起[2]。另外，教學內容與實際結合不緊密，學生對課程不感興趣，課下應付考試。為了改變這一局面，我們整合黑龍江科技大學的教學資源，對該課程進行了教學改革，取得了較好的效果。

一、創新教學模式 完善平臺建設

（一）實施“翻轉課堂”教學模式

“翻轉課堂”（Flipped Classroom，也譯為“顛倒課堂”、“反轉課堂”）是在信息化環境下，課程教師提供以教學視頻為主要形式的學習資源，學生在上課前完成對教學視頻等學習資源的觀看和學習，師生在課堂上一起完成作業答疑、協作探究和互動交流等活動的一種新型的教學模式[3]。圍繞這一教學模式，我們開展了“翻轉課堂”教學設計，大力推進精品課網絡視頻平臺建設，按照“慕課”的模式將每章節的重難點內容以微課的形式展現，最終采用二微碼掃描的方式鏈接播放，學生預習章節內容時，采用PBL教學法[2]，以問題為基礎的學習，遇到問題時觀看微課，如無法解決問題則通過課堂平臺解決和微信群求助信息。

美國富蘭克林學院Robert Talbert教授經過多年反轉教學實踐總結出目前大家比較認可的翻轉課堂模型[4]，以此流程為基礎，在教學實踐中根據課程性質和教學需要摸索了一套反轉教學組織流程圖。該教學流程分為個人自主學習―平臺探究學習―課堂問題探究―學習成果匯報―總結反饋五個階段。以此課堂平臺主要是教師為組織者，學生帶著問題上課，教師收集共性問題歸納總結后給出研討內容，總結課程的重難點，在課上師生討論分析，并幫助學生解決理論與實踐的問題。

實踐平臺主要依托省級實驗示范中心和大學生創新實踐平臺，授課教師帶領學生做大綱規定的實驗，實驗內容與實驗的儀器設備是以視頻的形式出現，學生要提前觀看相關儀器的使用說明，教師根據實驗結果給出成績；實踐環節分為課內和課外實踐，課內實踐統一在省級實驗示范中心進行，在電機學課程上完后進行。課外實踐則由任課教師組織利用大學生創新實踐平臺在業余時間開展科研活動，最終在課程結束時考核。學生在實踐過程中遇到問題可以上精品課網絡視頻平臺查找資料，平臺提供了電機應用的參考文獻、成熟的電路圖及程序代碼，學生登錄去下載并參考設計，遇到問題時可以和群內教師交流，實現平臺間互動的機制，圖1所示為“翻轉課堂”教學模式的資源和平臺設計。

（二）注重多種教學手段的綜合運用

以往課堂教學中教師上課利用一個PPT，從頭讀到尾，無法吸引學生的眼球，無法滿足學生對知識運用的要求，學生普遍不會運用仿真分析，無法適應社會對復合型人才的需求；為此要求課程組教師教學中大量使用MATLAB、PSIM和虛擬等仿真軟件，通過仿真可以直觀地為學生分析特性曲線，還可以為學生展示建模的方法，例如他勵直流電動機電樞串電阻起動分析，可以搭建仿真模型講解起動過程機械特性、速度和電流變化過程，這樣既能深入地探討研究又能很好地引導學生利用MATLAB工具解決問題，如搭建他勵直流電動機電樞串電阻起動模型，可以觀測電機起動的機械特性曲線。

（三）改革考核手段

“電機與拖動基礎”課程作為本專業的專業核心課程，多年以來采用期末考試一張卷作為學生成績的唯一標準，已經不能適應學生能力的培養，我們綜合考慮理論課、實驗課與實踐課，理論課占總分的60%，實驗課占20%，實踐課占20%，理論課考核包括預習筆記的成績和期末考試的成績，分別為30%和70%的比例。實驗課考核學生完成課內實驗的情況，由任課教師指導完成；實踐課考核學生完成課外科技活動的情況，圍繞電機方面的實際應用設計，要求學生用實際作品演示，根據結果給出總成績，三人一個小組，內部組員決定各自得到的分值。

二、完善人才培養方案，優化知識體系

（一）強化基礎內容教學

電機學的原理從磁路入手，以介紹機電能量轉換原理為基礎，深入地闡述了變壓器、直流電機、異步電機、同步電機和特種電機的原理，課程的側重點為電機的物理本質和分析方法。由于學生沒有開設電磁場課程，因此學生在學習電機學及拖動控制時，對于提到的概念和公式不理解，學習效果不好。通過在第四學期開設電磁場課程，在第五、六學期分兩學期開設電機學與電力拖動基礎，13級學生的知識體系趨于完善，相對于12級的學生，13級學生的基礎扎實，成績提高，且具有了學習該課程的興趣，為后續課程的學習打下了堅實的基礎。

本專業開設電機方面的課程，主要目的是讓學生掌握電機原理基礎上控制電機，為此，我們對電機學內容進行了難易點、重難點劃分。我們主要從兩個方面進行教學。一是重點講授電機的工作原理、主要的電磁關系、工作特性及電機的等效電路等，對電機的繞組結構及磁動勢等部分只做簡要闡述；二是對直流電機的換向等難點進行重點講授[3]。這樣既降低了學習難度，減輕了學生的學習負擔，也不會影響教學效果。

（二）加強理論與實際的緊密聯系

隨著電力電子技術的進步和新型材料的問世，一批新型電機相繼出現并應用于實際，學生在科研活動中圍繞步進電機、直流無刷電動機、開關磁阻電動機等開展科技活動，但我們教學內容的重點在直流有刷勵磁電機、交流異步繞線電機等方面。由于資金等原因，學生在課外無法進行相關的綜合實踐活動，影響了學生的學習興趣，為此，我們合理安排教學時數，在講授傳統電機內容的基礎上增加特種電機理論，指導學生在課外開展相關的科技活動，使課上與課下的學習有機銜接，學生帶著問題上課，感覺學習不再枯燥。

在電力拖動內容教學中將重點放在電機的機械特性、電機的起動、制動和調速過程分析，物理量的變化情況及動態特性的分析上。理論聯系實際，采用案例教學與實際接軌，分析大功率直流提升系統（2800KW）應用于煤礦主井提升系統，分別對電樞串電阻起動和調壓起動進行分析；大功率交流變頻系統（540KW）應用于皮帶運輸系統，結合電力電子技術說明能耗制動時，變頻器通過電阻消耗能量的實現方式，回饋制動采用前級PWM變換器將直流電變換為交流電的方式；圍繞恒轉矩負載特性，說明變頻器基頻以下恒轉矩調速，基頻以上恒功率調速；使學生對課程前后知識點的銜接以及體系內課程知識的融會貫通起到了催化劑的作用，為后續“自動控制系統”等課程的學習打下良好的基礎。

三、加強課內外實踐結合，注重創新實踐能力培養

（一）創新實踐教學內容

為了提高學生的實踐動手能力，在第五學期學完電機學課程后，依托省級實驗示范中心，安排了電機制作實踐課程。在設定好異步電機設計要求后，給學生提供機械構件和相關材料后，由學生自主設計電機的參數，并動手制作繞組，完成繞組下線、絕緣鋪設、電機安裝、絕緣測試、空載試驗、滿載試驗等測試。通過這樣的實踐，學生一方面提高了對電機結構和原理的認識；另一方面，學生的動手能力和綜合設計能力得到了鍛煉。這一實踐活動，體現了翻轉課堂的教學模式，真正實現了學生的自主學習。

（二）提高學生的綜合應用能力

在綜合運用能力的培養過程中，以基本的電力拖動控制理論和電力電子技術為基礎，注重學生對實際的電力拖動系統的綜合設計應用能力方面的培養[5]。以

BUCK降壓變換器為主電路，采用STM32單片機為控制核心實現直流他勵電動機的定子串電阻起動控制系統；單片機控制的電機正反轉控制器；鼠籠異步電動機的變極調速控制器；鼠籠異步電動機的Y-起動控制器；設計了以DSP為控制器的異步電機的變頻調速系統以及開關磁阻電機控制系統、直流無刷電機控制系統等特種電機控制系統。

信息化、網絡化技術的成功應用，實現了“電機與拖動基礎”教學模式的改革和實踐，使本課程的教學水平有了很大的提高，學生們受益匪淺，理論課成績提高12%，省級科研立項比例比前幾年提高35%，電子設計大賽獲獎率比前幾年提高32%。該模式不但培養了學生自學的能力，而且提升了學生分析問題解決問題的實際應用能力，符合應用型本科大學培養的目標。同時該教學模式也促進了教師對“慕課”本土化的研究和實踐，促進了教師內在自我教學水平的提升和對教學的反思，真正實現了翻轉課堂的教學，提高了學生主動學習的意識。

參考文獻：

[1]陳迪.互動媒體支撐下的課堂教學研究[D].武漢：華中

師范大學，2012.

[2]劉璐，古繼寶.PBL教學方法的理論與實踐探討[J].教

育與現代化，2004，（2）.

[3]鐘曉流，宋述強，焦麗珍.信息化環境中基于翻轉課堂理

念的教學設計研究[J].開放教育研究，2013，（1）.

[4]Robert Talbert.Inverting the Linear Algebra

Classroom[EB/OL].http：///dz0rbkpy6tam/

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Key words： independent college；Electro Mechanics and Electric Drive course；teaching mode

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）03-0233-02

0 引言

“電機與拖動基礎”在我院自動化、電氣工程及其自動化專業的培養計劃中是屬于必修的專業基礎課程，其具有較強的理論性和實踐性。學習這門課的目的在于讓學生掌握直流、交流電機的基本結構和工作原理，能夠獨立分析直流拖動和交流拖動系統各種運行狀態，掌握有關計算方法，并在今后的應用中能合理地選擇和使用電動機。這門課的教學效果和學生的學習興趣，不僅會影響其他有關專業課程的進一步學習，而且還可能是學生今后從事電機方面有關的教學以及科研工作的基礎。為了解決“電機與拖動基礎”教學中所面臨的問題，保證良好的教學質量，我們在“電機與拖動基礎“教學方法和手段、課程評價等環節進行了一些改革與探索。

1 “電機與拖動基礎”目前教學中的問題

“電機與拖動基礎”在目前的教學過程中存在的主要問題是：一個是內容繁雜，課時有限；再一個是獨立院校學生前面基礎知識沒有夯實，理解本課程內容大多覺得困難，抽象的教學內容沖淡了學生的興趣，達不到教學效果。“電機與拖動基礎”課程內容包括了電機與變壓器的結構和原理，還包括了拖動系統和電機的運行分析，知識點多，而且比較零散，內容比較抽象。本課程大綱規定有56學時，課時安排非常少。這對于學生來說時間很有限。有限的課時也導致老師講課剛開始節奏比較快，可能學生還沒有理解就已經講完了，這對學生的上課積極性是打擊，上課效率相應的變低。

2 課程新型教學方法的幾點思考

2.1 調動學生的學習積極性 針對獨立學院學生的實際情況，其對前面數學和物理基礎知識相對不太堅實，如何提高學生的學習積極性在教學中是很關鍵的。“電機與拖動基礎”課程的入門比較難，門檻高，因此在開始講課的時候要盡量詳盡，且聯系前面的其他課程的基礎知識，爭取將學生一開始便帶入到這門課程中。

要建立學生的積極性，還要注意步步逼近，由淺入深，因材施教，尤其上課的幾十分鐘，一定要保證和學生的互動環節，對不同的學生要提問不同層次的問題。比如對學習相對較差的一些的學生，要提一些相對簡單的問題，像基本概念和經常重復的知識點的問題；對學習較好的同學，在提問的時候可以問一些具有一定啟發性的需要發揮的問題，并指導其思路。課堂幾十分總是老師和學生互動的最佳時間，也是對學生進行啟發鼓舞的最好時機。

例如，在上課的時候，對基礎不好的同學，在學習直流電機時要反復強調直流發電機和直流電動機的聯系和區別；在學習直流發電機和直流電動機以及后面的變壓器的電壓平衡方程式時，可以通過向基礎不太好的同學進一步提問，引導他們掌握電機中的電磁轉換規律和應用這一規律解決具體問題的能力，激發學生的學習積極性，建立學生的信心。而直流電動機啟動制動和異步電機的啟動制動是對直流電機相關知識和交流電機相關知識的綜合應用，上課時可以指引學習能力較強的學生對這兩種電機啟動制動過程進行對比分析，進一步對其啟發式提問，培養他們獨立思考的能力。

這樣，有了老師的關注和鼓勵，學生的思想上也會潛移默化的重視這么課程，隨之而來會有較強的興趣，再加上逐漸培養起來的自信，學生主動的學習這門課，這樣才能學好這門課程。

2.2 改善課程的教學方法

2.2.1 啟發和互動教學法 啟發式教學方法，是培養學生的獨立思考能力和建立學生學習積極性的必要手段。啟發式的提問是上課時每節課剛開始時可以設置課前提問環節。上一堂課結束時可以提出幾個具有針對性的問題，下一堂課時進行隨機提問。例如，在學習直流電機制動時，提問學生幾種制動的特點和應用場合，在給定條件下能用哪些制動來實現？對制動過程和制動運行的運行狀態的不同的理解。可以引導學生進行如下分析：首先要掌握的是制動過程和制動運行的狀態區別，制動過程是指減速停車時的一種狀態；而制動運行通常用于位能性負載下放重物時的一種拖動狀態。其次將各種制動的制動時物理條件記清楚，才能知道各種制動的適用范圍。通過這種分析，可以讓學生更深層次地了解直流電機制動的物理本質。總之，在上課時的提問，尤其是一些具有針對性的問題，課堂進行引導和啟發，得到學生的反饋與互動，使學生靈活應用所學知識解決具體問題。

在課堂中互動非常重要，通過互動老師可以更好的掌握學生的學習情況，學生可以將自己的真實情況反饋到老師那里。教學過程中教與學缺一不可，雖然老師的“教”起到主要作用，但學生的“學”更需要得到重視，只有這樣才能達到教學相長。獨立院校的學生本身對自己就不太自信，如何激發獨立院校的學生的自學能力是在大學階段應該培養的一項能力。老師在教學過程中講述理論知識的同時，應重視如何讓學生循序漸進，正確應用知識，注意學習方法的指引。學習知識無止境，重要的是讓學生自己形成自己的學習方法和學習體系，這樣今后對于任何新的知識，學生都可應用自己的方法去學習去解決。

2.2.2 討論研究教學法 在“電機與拖動基礎”的教學中還可以在課堂教學中引進一些與書本理論知識有聯系的實際例子或者前沿研究成果進行討論，一方面可以培養學生的創新思維能力；另一方面讓學生覺得學有所用，增加學生學習興趣。給學生舉出熟悉生活中經常見到的電機制動實際存在的例子，這種教學方法使學生認識到自己學習的知識與實際生活是息息相關的，生活中的實際問題是要用到目前所學的電機知識去解決的，從而激發了學習的積極性。再次，鼓勵和引導學生深入討論思考課堂內容，并帶出相應的研究性問題。例如，可以引入現在熱門的變頻調速問題。這種研討型的教學方法可以使學生得到實際鍛煉，對培養學生的動手能力和創新精神大有益處。

2.2.3 多元化教學法 隨著多媒體課件教學手段的不斷發展， “電機與拖動基礎”的教學不再停留在講述和板書上，另外上課學時的壓縮，所以采用多媒體課件進行教學成了高校教改的必然趨勢。“電機與拖動基礎”中有關電機和變壓器的內部結構等抽象內容更需要直觀教學，不然很難讓學生建立最基本的概念。因為我們在教學中提到的很多電機是學生所沒有接觸過得，不知道實物便很難引起學生學習電機知識的興趣。對課件的合理運用，可以調動學生積極性、激發學生學習興趣的作用，收到了很好的教學效果。

2.3 課程考核措施 教學評價考核是教學過程的重要組成部分，并貫穿于整個教學過程，起著調控教學活動的作用。“電機與拖動基礎”的考核我們采取了方式多樣、全過程的評價方式，對以往僅有閉卷考試作為最主要的考核方式的做法做了相應的改革，強調了過程考核，具體有以下幾種考核方式：第一，考核考勤：一方面課前進行不定時的點名，另一方面課堂上抽查提問也可以做到點名的效果，對于曠課的同學記入平時成績；第二，課后作業考核：按照課后作業的完成情況，分別記錄每次作業成績，最后做平均；第三，課堂表現考核：有課堂個人提問、分小組提問等；第四，實驗考核：這門課有相應的實驗環節，在實驗課可做小提問，實驗課后檢查實驗報告等；第五，期末考試。

3 總結

本文針對獨立院校學生的自身情況，對“電機與拖動基礎”課程教學方法，給出了幾點建議。主要給出教學過程中教師主導作用更好的發揮。給出一些具體做法并且給出實際課堂上的教學方法應用。

因此，在獨立院校正在不斷發展的同時，獨立院校教師的教育觀念、教學方法和手段，也要發生量和質的變化，才能適應電機與拖動基礎課程改革的發展。

參考文獻：

[1]楊道馳，馮根生等.對“電機及拖動基礎”課程教學方法的探討[J].南京：電氣電子教學學報，2004，26（1）：98-100.

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基金項目：本文系江西理工大學應用科學學院質量工程（項目編號：HXK201105）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）13-0063-02

“電機與拖動基礎”是一門講授電機工作的原理與特性以及如何利用電動機作為原動機來拖動生產機械按要求進行運動的課程，是自動化專業及相關電類專業課程體系中一門重要的專業基礎課。[1，2]該課程以“電路”、“大學物理”為先修課程，同時開設的課程有“自動控制原理”、“電力電子”，后續課程有“電力拖動自動控制系統”等相關課程。該課程涉及多課程、多專業的交叉融合，內容豐富，專業性強。

一、課題的背景

隨著我國高等教育的發展，各高校都面臨不同程度的機遇和挑戰，當前反映較為普遍的是“學生學習的自覺性下降”、“大班上專業課問題多”、“教師年輕沒有實踐經驗”等。基于上述原因，江西理工大學應用科學學院確立了“質量工程”項目，對一些優勢專業及其相關的核心課程立項資助，目的在于發展專業、培養教師、提高教學質量。

“電機與拖動基礎”課程的授課內容是由原來的“電機學”和“電機拖動”兩門課組成，[3]授課內容多，在授課過程中一些較為抽象的概念（如：“磁路”、“磁動勢”、“電磁感應”）貫穿其中，大大加深了授課的難度。[4]同時，該課程具有很強的實踐性，實踐性教學環節有“電機與拖動基礎實驗”、“電力拖動自動控制系統綜合課程設計”、“電力工程綜合課程設計”、“畢業設計”等。

二、教學觀念的改變

傳統的教學中，教師是“主角”，學生是“配角”，學生圍繞老師轉。實踐表明這種教學理念在本課程教學過程中往往會導致教師教得很累、學生不愿聽，教學效果不好。在前輩老師的指點下，該課程的教學理念轉變為“學生是主體、老師重引導、師生要互動、興趣靠培養、功夫在課外”，并把該理念貫穿于大綱的制訂、課件的制作、教案的設計、教學日歷的安排、實驗內容的選擇與設計、教學實踐、考核與評價等整個教學過程。

對于本課程的第一次課，主要介紹電機的分類知識。教師依據教材的內容將電機大概歸類，如圖1所示。由于學生首次接觸“電機與拖動基礎”這門課，對“電機”的概念還是處于模糊的狀態。為激發同學們的學習興趣，配合后續內容的教學，可以借助多媒體播放一些電機的圖片，如大型發電機組、各類加工機床、風機、水泵、提升機等。看完圖片后問問同學們平時都接觸過哪些電機，試著對照圖1給這些電機歸類。這時大多數同學都只能說出幾種平時常用的電機，歸類還是很困難的。這時老師不要急于把答案告訴同學們，而是引出“電機銘牌”的概念，布置作業叫同學們把自己接觸過的電機銘牌記下來，并試著看懂電機銘牌。

三、課堂教學改革與實踐

課程選用的教材為林瑞光主編的《電機與拖動基礎》（浙江大學出版社第3版）教材。該教材與我院的浙江大學求是公司的電機與拖動實驗裝置配套。

1.授課安排調整

該課程目前理論教學的安排是62學時。根據實際教學經驗，調整如下：

（1）結合工科學生培養“工程計算”能力的要求以及新概念的理解與靈活運用，新增了2次習題課（共4學時）教學安排，分別安排在教材第2章《直流電機的電力拖動》和第5章《三相感應電動機的電力拖動》之后。其形式是老師布置習題，學生課堂解答，兩名同學在黑板上作答，最后老師進行講解。習題課的關鍵在于老師布置的習題要典型，并方便對比分析，這樣才能收到好的效果。例如，出兩道分別關于“電壓反接制動”與“電動勢反接制動”的題目，同學們通過分析、計算、對比就很容易得出兩者的運行條件及特點。通過一定量的“相量計算”及“定轉子折算”可以提高同學們使用計算工具及數據處理的能力并培養分析、設計能力。

（2）為配合“電力拖動綜合課程設計”及“電力工程綜合課程設計”實踐性教學環節的需要，在教材第8章《電動機容量的選擇》新增了1次（2學時）教學安排，主要介紹“電動機工作制”的概念、電動機容量選擇、電動機供配電系統計算等知識點。

（3）一些相對較簡單或在“物理”、“電路”中已經學過的內容（如：“直流電動機基本工作原理”、“變壓器的基本工作原理”）依據實際情況就沒有必要再作重點、重復講解。對一些前后關聯不是很強的知識點（如“直流電機的換向”）則屬于了解性的內容，從以上方面可減少1次（2學時）教學安排。

（4）該課程中直流電機與感應電機的“機械特性”和“四象限運行”、變壓器與感應電機的“等值電路”和“相量分析”、交流繞組的“電動勢”和“磁動勢”可以挖掘出一些共性的知識點進行對比講解，這樣在把重點知識點講深、講透的同時又能提高授課的效率。

（5）對于“電機繞組”、“旋轉磁場”、“電機諧波分析”方面的知識點可放在實驗室來講，借助實物和相關的實驗設備（磁通觀測器、示波器、電機諧波分析儀）可大大降低課堂教學的難度。

2.授課形式的改革

以往用粉筆板書的授課形式已經很難在年輕教師中繼承和發展了，借助多媒體教學已經成了教學發展的趨勢。但是，該課程的多媒體教學往往會導致同學們上課注意力不集中，有時很難把握重點。該課程有幾百個公式，如果將重點公式寫在黑板上就能加深學生的印象，例如：

（1）

該公式及其變形公式所體現的電磁關系在本課程中的“電磁定律”、“變壓器”、“感應電機”等章節中反復出現，注意把它寫在黑板上進行簡單的推導講解，能夠起到加深理解、突出重點的作用。

四、實驗的教學改革與實踐

課程安排了8個實驗（共16學時），作了如下教學調整：

第一，要求同學們實驗前要對照實驗指導書寫預習報告，把實驗的目的、要求、方法在做實驗前先搞清楚，保證實驗效果。

第二，在實驗內容的設計上減少了驗證性實驗的比重，增加了綜合設計方面的內容。例如：在做直流他勵電動機機械特性實驗時，要求同學們依據實驗的要求自己分析并選擇適當的電阻器件。這些電阻器件的阻值要同學們自己計算并通過現有的電阻進行串并聯來實現。實驗內容及要求見表1。

表1 實驗課內容及要求

序號 題目 目的要求

1 認識實驗 學習電機實驗的基本要求與安全操作注意事項，認識所用的實驗臺，掌握交、直流儀表、電源及變阻器的使用方法，熟悉交、直流電機的接線、啟動、正反轉，了解電機的調速方法

2 直流并勵電動機 掌握用實驗方法測取直流并勵電動機的工作特性和機械特性，熟悉直流并勵電動機的調速方法

3 直流他勵電動機機械特性 熟悉直流電動機在回饋制動、電動勢反接制動、能耗制動狀態時的機械特性

4 單、三相變壓器 掌握空載和短路實驗測定單、三相變壓器的變比和參數，掌握通過負載實驗，測取單、三相變壓器的運行特性

5 三相鼠籠異步電動機的工作特性 掌握三相鼠籠異步電機的空載、堵轉和負載試驗的方法，熟悉三相鼠籠異步電動機的參數及工作特性

6 三相電動機的起動與調速 掌握鼠籠異步電動機電動機的直接起動、星形——三角形（Y-）換接起動、自耦變壓器起動。掌握繞線式異步電動機轉子繞組串入可變電阻器起動、調速

7 異步電機的M-S曲線測繪 掌握用教學實驗臺的測功機轉速閉環功能測繪鼠籠式異步電機、繞線式異步電動機的轉矩～轉差曲線，并加以比較

8 三相同步電動機 掌握三相同步電動機的異步起動方法，熟悉三相同步電動機的V形曲線、三相同步電動機的工作特性

五、考核與評價

考核與評價按綜合成績=70%（考試成績）+20%（實驗成績）+10%（平時成績）進行計算。考試采用閉卷考試（2個學時），偏重基礎，強調工程計算（考試可以用計算器）。實驗考核的是同學們的動手能力及實驗報告數據處理能力，平時成績主要體現在課堂提問、習題作業、思考及預習等方面。

六、教學效果及總結與展望

1.教學效果

同學們的學習興趣有所提高，一定程度上消除了畏難心理及應付考試心理，將他們的注意力引向平時的學習過程。相關課程及實踐環節的教學也得以順利開展，同學們對該課程與自己所學專業的其他課程的關系更為明確，專業基礎更加扎實。

2.課題總結與展望

在本課題組的共同努力下歷經三年完成了教學大綱、考試大綱、實驗大綱的修訂，制作了多媒體課件，編寫了電子教案，整理更新了試題庫等相關工作。后續將從實踐基地、師資隊伍、教材建設、實驗設備方面入手，配合專業發展的需求，將本課程的建設推向一個新的高度。

參考文獻：

[1]林瑞光.電機與拖動基礎[M].第3版.杭州：浙江大學出版社，

2011.

[2]李海發.電機與拖動基礎[M].第3版.北京：清華大學出版社，

篇4

我們十分重視實驗教學環節，并努力形成自動化專業鮮明的教學特色和自己的執教風格，實施“厚素質底蘊，強專業基礎，重實踐能力”的培養理念。我們堅信沒有高水平的實驗教學，就沒有高水平的教學質量，十分重視實驗教學在人才培養中的重要作用。努力建設、健全與實驗教學相適應的儀器設備和較先進的自動化專業實驗室，并開出了許多與自動化專業相關的實驗課程，把理論教學與實驗教學緊密地結合起來，使其相輔相成。

結合本學期的期中教學檢查，配合學院重點對實驗室設備、實驗教學及其各方面進行的全面細致檢查，并以此為動力，不斷強化實驗教學，不斷積淀和加強實驗教學的理念和作風，進一步切實提高實驗教學質量。本文總結過去指導《電機與拖動基礎》課程實驗教學的經驗，主要體會有以下幾點。

一、實驗教學目的明確

教學實踐表明，僅靠課堂的理論教學，很難能夠培養出學生的獨立解決問題的能力，更談不上創造性地解決實際問題，只有把理論教學與實驗、實踐教學恰當的有機結合起來，才能使教學質量逐步提高。簡言之：書本得來終覺淺，實驗實踐出真知。《電機與拖動基礎》課程實驗教學有明確的目標：通過實驗驗證和研究《電機與拖動基礎》課程的理論，使學生掌握各類電機實驗的基本方法和基本技能；培養學生嚴謹認真和實事求是的科學作風。我們會結合學生將來的就業情況加以分析，工科專業的畢業生因為工作崗位的不同，其從事的技術工作領域會有所不同，如可以擔任運行、制造、設計、研究等工作，既要看到這些工作有所區別，又要看到這些區別也是相對反映這幾項工作的互相聯系，不能截然分開與嚴格區分。應該強調的是，這些工作都是與生產實際緊密聯系的，只有具備較強的實驗實踐能力才能推動生產技術的發展與進步，個人的技術水平才能得以不斷地提高。我們對《電機與拖動基礎》課程的理論和實驗教學在自動化專業教學中的重要地位認識清楚，它是一門重要的專業基礎課，它支持著《運動控制》和《工廠供電》兩門課程。我們把上述認識及對專業的情趣滲透給學生，感染著學生，只有學生對《電機與拖動基礎》課程實驗的重要性認識清楚，才能激發其濃厚的實驗興趣，并認真完成每一項實驗內容。

二、實驗內容充實，教師指導有力

當實驗內容充實時，教師就可以為學生提供盡可能多的動手機會，讓學生在兩個小時的實驗中，始終處在比較緊張的狀態。首先學生要認真聽講實驗內容和要求，到學生自己動手時，需要認真連接線路、記錄數據和繪制曲線，絲毫不能懈怠，讓同學們感到兩個小時過得很充實，每次下課時都有個別組來不及完成全部實驗項目，所以他們就都能自覺做完余下的內容，之后才肯離開實驗室。當然這也與我們對學生的嚴格要求有關，只有這樣，同學們才能在實驗中受到良好的訓練。另外，充實的實驗內容也是必不可少的，例如：直流發電機實驗包括：他勵直流發電機：測空載特性、外特性、調節特性；并勵直流發電機：觀察自勵過程、測外特性等；單相變壓器實驗包括：測變比、空載特性、短路特性、負載特性等；三相鼠籠異步電動機的實驗包括：日光燈法測電機的轉差率，測量定子三相繞組的冷態電阻，測定定子繞組的首末端、空載實驗、負載實驗等。

為使學生有更大的收獲，在實驗過程中，教師會針對隨時出現的問題、現象，或者對實驗內容進行提問，引導學生積極地思考，若經過思考，尚且不能準確回答的問題，老師會給予正確的指點，并系統的加以分析。對實驗結果的分析，讓學生應用所學理論，自己得出結論或與同學們開展談論得出結論。通過啟發學生積極地思考，或指點學生思考的路徑，最后師生均會受益，即“善學者，師逸而功倍；不善學者，師勤而功半”。對實驗中動手機會較多的線路連接，要求學生遵循如下原則。

1.先串聯主電路，再并聯支路。即由電源開關開始，連接主要的串聯電路，如電樞回路；如變三相，則三根線一齊往下接；如變單相或直流，則從相線或正極性端出發，逐一經過主回路各段儀表、設備，再返回到另一端。

2.要根據電壓和電流的大小和交、直流類型，選擇電流表或功率表電流圈的量程，并聯支路則接電壓表及功率表的電壓圈，經過幾次實驗的訓練，多數學生都能達到較熟練的程度。對起、停電機的注意事項，在特別指出后，報警或燒斷熔斷器的現象明顯減少。

3.讀取數據應力求準確，一般一個同學讀數后，另一個同學應加以校正，并指導學生對讀取的實驗數據進行分析，是否與預測的實驗結果大致吻合，若不吻合要分析其原因。通過實驗要真正達到教學目的，讓學生親身感受到完成一次實驗，絕不是走進實驗室，連一下電路，讀一些數據而已。在每年的實驗教學中，都有學生向老師表示，很愿意做實驗，在實驗中受益匪淺。多年的教學實踐使我們懂得，作為一名高等教育學校的教師，應該在自己的教學過程中，經常地思考一些提高教學質量和專業水平的問題，而不被日常繁忙的教學工作所包圍，要使教師和學生都能在一種創造性的氛圍中工作和學習，讓每一次的教學過程，都不是一次簡單的重復，而是教與學兩方面和諧統一的過程。

三、實驗報告力求規范

實驗報告的書寫是一項重要的基本技能訓練，可以初步培養和訓練學生的邏輯歸納能力、綜合分析能力和文字表達能力，為課程設計、畢業設計論文的撰寫打下一個基礎，對以后參加工作和科學研究也是大有益處的。我們要求學生要及時認真地書寫實驗報告，內容實事求是，分析全面具體，撰寫清楚整潔，具體要求如下。

1.根據實驗要求，在進行實驗時，一邊測量，一邊把實驗數據記錄在草稿紙上，等到整理時再抄寫到實驗報告紙上，以免錯填了數據。

2.實驗報告要有實驗結果分析，把實驗所測數據與計算值加以比較，如果誤差很小（一般在5%以下）就認為是基本吻合的。如果誤差較大就應該具體分析找出原因，是計算錯誤還是測量有問題，不能不了了之。

3.在實驗報告上每一項實驗都應有結論，可以通過具體實驗內容和實驗數據得出結論。

4.設計性、綜合性實驗要畫出所設計的電路圖，標出所選的電路參數，要有驗算過程和設計說明。需要繪制曲線時，刻度、單位要標注齊全，比例合適、美觀，并針對曲線作出相應的說明和分析。

5.最后要完成實驗指導書上的思考題。在上交實驗報告時，指導教師要給出預習成績和操作成績，并簽名，否則無效。經過老師的嚴格要求后，同學們都能及時交上規范合格的實驗報告，保證實驗最終環節的順利完成。

我們采取了一系列提高《電機與拖動基礎》實驗課的教學措施，取得了很好的效果，也提高了學生的學習興趣，鍛煉了學生的自主學習能力和自行實踐能力，同時，也為我們今后構建一套內容先進、適合學生探索精神、科學思維、實踐能力和創新能力培養的實驗課程體系提供新的思路。

參考文獻：

[1]薛曉萍.電機與拖動實驗課的開放式教學探討[J].中國電力教育，2008，（10）.

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基金項目：本文系電氣工程及其自動化四川省高校本科特色專業建設項目（川教函[2008]422 號）、四川省教學改革項目“以電工與電氣信息實驗教學中心為平臺的實踐教學體系的建設與改革”（川教[2009]288 號）的研究成果。

中圖分類號：G642.0     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）06-0072-02

傳統的“電機與拖動”系列課程包括“電機學”、“電力拖動基礎”、“控制電機”以及“電力拖動自動控制系統”等幾門課程，是電氣工程專業和自動化專業的重要專業課程，理論性、實踐性和綜合性都很強。在傳統的教學過程中對知識的系統性和理論的系統性強調較多，但對知識如何應用到實際中強調較少，難以適應一般高校的應用型人才培養目標，加上課程本身內容比較抽象，學生普遍反映學習難度較大。為了提高學生的興趣，滿足人才培養目標，“電機與拖動”系列課程改革勢在必行。

結合西南石油大學電氣工程及其自動化省級特色專業的建設和教學改革，從課程內容、教學方法和教材建設幾個方面進行研究和改革，教學建設和改革已經取得一定的成效。

一、建立與應用型人才培養目標相適應的課程體系

根據應用型本科院校對人才所需知識、能力和素質結構的要求，重新構建了“電機與拖動”的課程體系，強調了理論與實踐并重，理論為應用服務的原則。

有的學校把“電機學”、“電力拖動”和“控制電機”三門課程內容結合到一起，形成電力拖動課程，但根據西南石油大學的實際情況，畢業學生主要進入油田工作，對電機及其控制要求比較高，因此，我們非常強調學生對這部分知識的掌握，把“電機學”、“電力拖動基礎”、“控制電機”作為分開的三門課程開設。特別是“電力拖動基礎”課程自20世紀60年代以來一直是電氣工程及其自動化、自動化等電類專業的必修專業基礎課程，它主要介紹交、直流電動機的運行特性（包括機械特性和起動、制動、調速性能分析及電動機的選擇等），是后續專業課程“電力拖動自動控制系統”的基礎。

二、結合實際，提高學生的學習興趣

“電機與拖動”系列課程內容比較抽象，學生如果認識不到課程的重要性，對課程完全不感興趣，很難投入精力，就不能全面掌握電機拖動課程的內容。

通常我們在做入學新生專業教育，讓學生認識自己專業是干什么的時候，就非常強調“電機與控制”系列課程的重要性，學生在剛接觸該課程的時候也是比較積極的，所以要爭取在這時努力培養學生的學習興趣。

上好緒論課非常重要，普通的電機外面有一個外殼，看不到內容結構，為了增強學生的感性認識，特別購置了外殼是透明的直流電機模型和交流電機模型，學生可以清楚地看到電機的內部世界：交流電機內部由哪些部分構成，繞線都是怎么繞的。同時結合模型向學生說明各個部分在電機中起到的作用。電機內部變成了一個看得見，摸得著的東西，學生們的興趣也就在這樣的過程中慢慢地建立起來了。在后面的課程中，也多注意加入學生感興趣的實例，例如油田中常用的抽油機是什么電機，有什么特性，因為和將來的工作對象息息相關，學生學習動力也就更足了。

三、重視實驗環節，使理論和實踐相結合

電力拖動類課程只學理論，不動手實踐是學不好的，通過實驗，不僅能夠培養學生分析問題和解決問題的能力，驗證所學理論，而且對所學內容能夠提出一些新的見解。通過實驗，可以活躍學生的學術思想，全面提高學生的綜合素質，為提高學生的創新能力打下堅實的基礎。

為了適應教學改革的需要，在實驗室建設方面的指導思想是：將傳統的模擬實驗與仿真實驗相結合，將基礎理論驗證類實驗與自主型、綜合型、設計型實驗相結合，將基本實驗與創新實驗相結合，將現實場景實驗與虛擬場景實驗相結合，建立一個立體化的實驗教學體系，從而滿足不同階段實踐教學的需要，為激發學生的創新意識提供硬件平臺。

為了讓學生有更多的動手機會，我們專門開設了一門電力拖動綜合實驗的課程。這門實驗課內容涵蓋電力電子技術、電機學、電力拖動基礎和控制電機，使這幾門課程有機結合，要求學生綜合應用知識驗證或是設計一些實驗。鼓勵學生應用MATLAB仿真軟件，通過軟件可以輕松方便地建立各種電機的模型，測試特性。特別是做設計性實驗之前，要求學生要先用仿真軟件仿真出波形，例如設計一個雙閉環調速系統，老師給定控制對象，規定超調量，調速范圍等參數，要求學生先把設計好的系統在MATLAB上仿真，調整控制參數，滿足控制要求以后，再到實驗室做實驗，驗證設計的系統的正確性，這大大激發了學生的學習興趣，也為學生將來畢業設計奠定了基礎。

四、重視教材建設，積極編寫教材

在整個課程建設中，教材建設是非常重要的一個環節，我們精心比較和挑選，盡量選擇國家級規劃教材，但有的教材可選擇的范圍很小，例如“電力拖動基礎”課程的教材，近20年沒有新的版本。這是由于近20余年來，由于教學改革的不斷深入，特別是隨著科學技術的迅速發展，可開課程和需開課程及教學內容不斷增多，很多高校不得不整合課程，不再單獨開設“電力拖動基礎”課程，而是把它與電機學結合起來，組成“電機與拖動基礎”或者類似的課程。但課程組老師都認為，不管電力拖動系統新技術怎樣發展，“電力拖動基礎”課程作為經典課程，特別是在高等教育大眾化的背景下，對于主要承擔培養應用型人才的一般普通高等學校的電氣工程及其自動化和自動化等專業，單獨開設“電力拖動基礎”這樣的具有傳統特色的課程仍然非常有必要，也會逐漸得到人們的共識。為了滿足課程建設的需要，課程組王洪誠教授在自己多年從事電氣傳動與控制科研與教學、講授電力拖動基礎課程講稿的基礎上，結合電力拖動技術的新特點編寫了最新版《電力拖動基礎》，并于2011年10月由四川大學出版社正式出版，教材具有諸多特點，很適合于當前普通高等學校和高職高專學校電氣工程及其自動化、自動化等相關專業選用。

《電力拖動基礎》教材充分體現了作者“與時俱進 突出特色 強化實踐 方便教學”的編寫思想。這也是我們整個課程建設的思想，

首先，教材在緒論部分增加了“拖動與電力拖動系統”，使學生明確地知道，拖動系統絕不僅僅只有電動機的拖動系統，還有其它拖動形式，以免引起概念上的錯誤。

其次，教材在第1章將多軸系統的轉動慣量和力矩折算問題，單獨編寫為1節“復雜系統運動方程及其參數計算”，這不僅使教學思路更加清晰，而且強調了這一部分內容的重點難點地位。

第三，教材在第1章第4節“在電力拖動系統中的典型負載特性”中，把沿襲多年的“恒轉矩特性負載”和“恒功率特性負載”定義為“轉矩不變型負載”和“功率不變型負載”，使概念更加準確，“恒”是永恒的，沒有條件的，而“不變”是相對的，有條件的。

第四，教材在第2章第1節“直流電動機的特點”中，對直流電動機的磁路特點、電壓平衡方程、功率平衡方程和轉矩平衡方程進行了專門介紹，使學生對直流電動機有一個系統的掌握，把先前所學課程“電機學”與本章內容的知識鏈聯系起來，起到了承前啟后、便于教學的目的。同樣在第3章交流電力拖動也采用了類似的安排。

第五，教材在第3章交流電力拖動系統的調速部分，緊密結合電力拖動技術的最新發展，一改以往各種同類教材中對交流電動機調速只介紹變極調速、轉（定）子電路串電阻調速和定子調壓調速等常規性調速方法，而對變頻調速一提而過的編寫方法，教材把交流電動機調速分成為“交流電動機的一般性調速”（第5節）和“交流電動機的變頻調速”（第6節），而且重點放在交流電動機的變頻調速上，這體現了與時俱進的特點，同時教材對一些過于繁瑣而且對于一般工程應用技術沒有太大意義的內容，例如電動機在動態過程中的能量損失計算等，則盡量精減，這也是教學改革的必然要求。

第六，教材在第5章專門編寫了“電力拖動基本控制線路”，對控制線路基礎知識和實際工作中常見的控制線路進行了介紹，這是普通高等教育大眾化背景新形勢下的實際要求，體現了作者“實用”、“易學”和多層次需要的編寫思想，便于學生學以致用，滿足工作需要。

最后，作者在附錄中以浙江天煌科技實業有限公司生產的DZSZ-1型電機及電氣技術實驗裝置作為依托，編寫了“電力拖動基礎課程基本實驗”，介紹了課程的一些常規性實驗，供教師參考，體現了作者對實踐教學的重視和方便教材使用，這是工科培養目標的共同要求和特色。

總之，通過以上的改革與實踐，學生的學習興趣得到了提高，學習效果較好，特別是通過設計性實驗，學生自己動手查找資料，設計參數，仿真調試到最后在試驗臺上得到實驗結果，學生普遍反映很有收獲。從已經工作的學生反饋的信息看，“電機與拖動”系列課程和他們實際工作緊密結合，為今后的發展奠定了堅實的基礎。

參考文獻：

[1]王洪誠,諶海云,羅小華.抵近市場合理定位培養應用人才[C].第二屆全國高校電氣工程及其自動化專業教學改革研討會論文集,南京:東南大學,2004.

篇6

《電機與電力拖動》課程面對的教學對象是應用型大學的學生。這類學生有著特定的學習規律，他們的動手能力比較強，但是書本知識掌握得不夠扎實和牢固，甚至存在偏科現象。在進入應用型大學之前，他們是較少死啃書本、甘坐冷板凳的學生。但同時，他們的興趣和愛好十分廣泛，這一方面使他們接觸社會的機會比較多，動手能力得到了鍛煉，另一方面導致他們對書本理論知識無法顧及。針對應用型大學生的學習特點，要上好《電機與電力拖動》這門課程，關鍵要從以下幾點入手：

1.加強理論課教學

正所謂“教學有法、教無定法，貴在得法”，《電機與電力拖動》課程涉及面廣、理論知識比較抽象、實際應用知識難以掌握，這給應用型本科學生帶來了不小的學習難度。為此，教師在理論課教學中要應用新型教學手段，使抽象的概念形象化，復雜的知識系統化，難懂的公式物理化，這樣才能激發學生的學習興趣。采用現代多媒體技術是提高教學質量的有效路徑之一。

隨著現代教育技術的快速推進，多媒體技術已越來越多地走進大學課堂。多媒體課件以其形象化的情境性、多媒體的集成性、信息資源的豐富性、智能化的交互性等優點，被廣泛運用于教學中。鑒于《電機與電力拖動》課程知識的抽象性，教師可以采用透明電機模型演示教學的方法，配合多媒體動畫，更加直觀地讓學生學習電機的有關知識，加深學生的直觀印象。同時，教師可以利用多媒體課件將教材中的名詞、術語、各種物理量的定義整理清楚，利用樹狀條形圖幫助學生掌握基本概念、基本理論、各物理量之間的相互關系及變化規律。

2.強化實驗課教學

《電機與電力拖動》是一門與實際應用緊密聯系的課程，實驗教學無疑是其中的關鍵環節。由于這門課程涉及的知識非常多，實驗課時相對有限，因此如何適當安排實驗教學內容，使學生在有限的實驗時間內盡量多做實驗，發展實驗技能，是教師不得不慎重考慮的重要問題。

筆者認為，在《電機與電力拖動》這門課程中，實驗教學要達到兩個目的，一是通過實驗促使學生牢固掌握各種電機的工作原理及其特性，二是通過實驗促使學生掌握一些基本的電氣測量方法，為日后的專業課學習打下扎實的基礎。在實驗課上，教師要合理安排實驗項目，增加與電機制造整個流程相關的實驗，促使學生了解各種電機結構部件的名稱、作用及使用材料，比較各種電機結構的異同，對各種電機建立初步的感性認識，還要讓學生直接參與電機的制作，以此提高學生的學習興趣。教師可以采用分組做實驗的方式，實驗數據通過聯網的實驗裝置用教師機采集，以此有效防止學生抄襲數據，真正培養他們的實踐操作能力。

3.重視課后反饋情況

課后反饋可以從兩個方面入手：一是學生完成課后作業的情況;二是學生在課程考核中的情況。應用型本科學生的知識基礎、學習能力、學習習慣等因素都不盡相同，教師在安排課后作業時要實現分層次布置，采用不同難度的選做題的形式，檢驗學生掌握相關知識的情況，比如畫不同繞組的展開圖，讓學生選做適合自己難度的作業。經驗證，這種作業效果比較好，達到了練習的目的。

另外，教師還要積極改進傳統的考核方式。在新的教學形勢下，終結性考核方式已經無法滿足教學的需要。《電機與電力拖動》課程涉及的知識細瑣眾多，采用“一卷定終身”的考核方式，難以真正檢測學生的學習情況。教師要加強過程管理，構建以“過程評價+綜合評價”為主要方式的新的考試評價制度。具體實施方式為：出勤5%+作業10%+課堂表現5%+實驗考核20%+期末考試60%。采用這種綜合評價方式，能夠有效調動學生學習的主觀能動性，促使他們對課程學習投入飽滿的熱情。

《電機與電力拖動》課程對其他專業課程效果起著承上啟下的作用，教育教學質量直接關系到學生學習其他后續課程的質量。教師教學這門課程時要不斷改進教學方法，從理論課教學、實驗課教學和課后反饋情況綜合入手，旨在激發學生的學習興趣，最大限度地培養創新意識和獨立思維，促進他們全面發展。

參考文獻：

[1]王旭紅，歐陽明，吳素平.電機學課程教學改革探索[J].中國電力教育，2007（9）：62-64.

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一、引言

《電機及拖動基礎》是電氣類、自動化類和機電類專業的一門專業基礎課，具有理論性和實踐性強的特點，學生通過學習電機、變壓器及拖動的基礎知識，為后續課程如《電機拖動自控系統》、《計算機控制技術》等課程打下基礎。近年來，隨著上海工程技術大學高素質應用型創新人才培養目標的逐步落實，教學培養計劃不斷優化，理論課程學分及學時也逐漸縮減，目前《電機及拖動基礎》課程的教學計劃為3學分，48學時。

由于《電機及拖動基礎》課程概念多且抽象、推導復雜、知識點較多、學時減少等多種原因，使得學生畏難情緒較大，學習興趣少。如何解決在有限的學時中完成教學內容，達到教學目標和教學效果，提高教學質量，成為授課教師必須解決的一個嚴峻問題[1]。基于上述原因，本文對《電機及拖動基礎》的翻轉課堂教學方式進行了初步探索，為進一步深化該課程的教學改革奠定基礎。

二、翻轉課堂初衷

翻轉課堂譯自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”，也可譯為“顛倒課堂”，是指重新調整課堂內外時間，將學習的決定權從教師轉移給學生。美國邁阿密大學教授最早在“經濟學入門”課程中采用了翻轉課堂的教學模式。將該教學模式引入到《電機及拖動基礎》課程的初衷就是激發學生學習興趣，克服學習過程中的畏難心理，將學生由被動接受轉變為主動學習，最終達到提高教學質量的目的。

三、翻轉課堂設計

與一般文史類課程或導論類課程不同，《電機及拖動基礎》作為一門專業基礎課，具有較強的理論性和實踐性，同時具有概念抽象、推導復雜等特點[2]，在進行翻轉課堂時，每一步的設計都關系到教學目標和教學效果能否順利達成，因此翻轉課堂的內容選擇、課前準備、課上活動及課后討論都必須進行細致周到的設計。

1.教學內容選擇。《電機及拖動基礎》課程概念抽象，內容繁多，在分析電機特性的各種數量關系時涉及到磁學、電學、熱學及力學等相關知識，學生普遍反映課程枯燥，學習難度較大[3]。因此，在進行翻轉課堂時，選擇合理的教學內容對翻轉課堂的順利進行非常重要。

教學內容的設計要力求簡明扼要、層次分明、重點突出，強調課程的應用性質，提高學生學習興趣，增加學習的主觀能動性[4]。由于《電機及拖動基礎》內容較多，課時相對較少，為便于學生理解教學內容，達到教學效果，在進行翻轉課堂時，主要選擇可進行比對的課程內容開展教學，如直流電機結構和異步電機結構、變壓器電磁過程和異步電機電磁過程、變壓器等效電路和異步電機等效電路等內容，在學生已掌握的知識基礎上自主開展教學活動。通過比對學習，學生對新知識既不會感到陌生，產生畏難情緒，又能夠進行主動探索，發現問題，將枯燥的學習變成“大家一起來找茬”，在比對過程中，將新老知識有機結合、深刻記憶。

2.課前準備。由于翻轉課堂學習的決定權從教師轉移到學生，因此在教學內容確定后，學生必須根據教學目的和教學效果進行精心準備。我們通過多次《電機及拖動基礎》實踐教學過程總結發現，學生如做好如下準備，翻轉課堂均能夠達到較好的授課效果。

（1）參考書目：參考書目可以幫助學生多方面、多角度了解教學內容，從而達到深刻理解概念、原理和公式的目的。由于不同參考書目引入問題角度不同，學生會主動發現參考書目和教材內容的區別，帶著疑問搜集相關資料進行整理，尋求解決方案。

（2）課程視頻：由于翻轉課堂教學內容具有比對性，學生可以通過觀看課程視頻進行已有知識的復習，同時對新的教學內容進行預習，在目標驅動下完成學習，克服畏難情緒，提高學習興趣。

（3）多媒體課件：在老知識復習和新知識預習的基礎上，形成對教學內容的認識和理解，通過制作多媒體課件，將所學知識進行講解，完成從坐在下面被動學習到站在講臺上主動展示的升華。

3.課上活動。由教師組織，學生主導的翻轉課堂上，學生通過自己制作的多媒體課件，開展課上教學活動。學生將教材內容與參考書目內容相結合，通過預習、比對形成自己對知識點的理解，同時，對所學內容進行講解、討論、歸納、總結。

以異步電動機等效電路為例的翻轉課堂上，學生根據教學內容，對知識點進行分解，將授課內容分為頻率歸算原則、繞組歸算原則、異步電動機等效電路與變壓器等效電路分析討論等內容。在講解頻率歸算時，學生會主動思考頻率歸算的原因、頻率歸算的過程、歸算之后的定轉子之間的電磁關系等問題，達到對頻率歸算這個抽象問題深刻理解的目的。而在繞組歸算時，學生要考慮繞組因數等問題，促使學生對變壓器和異步電動機繞組歸算時的不同點進行思考。最后，在得到異步電動機的等效電路后，學生要對異步電動機的空載運行、負載運行、異步電動機的啟停等進行分析討論，掌握利用等效電路分析異步電動機電磁關系和運行過程的方法。由于學生是從“學”的角度開展課堂教學，主導課堂的學生會根據自己所需進行思考，針對性強、目的明確、記憶深刻，而學生的自我講授和課堂內容設計又提高了學生的學習興趣，達到了學生真正對知識掌握應用的目的。

4.課后討論。課后討論內容根據學生興趣圍繞課程內容擬定，可以是針對所學內容的研究現狀、存在問題、發展方向等宏觀問題，也可以是所學內容的應用領域、性能分析、課程習題等具體問題。翻轉課堂后的討論，對學生所學知識的鞏固及幫助學生增加學習興趣具有重要作用，既是對課堂內容的延伸，同時可以進行“查缺補漏”。

四、結束語

本文對《電機及拖動基礎》翻轉課堂教學方法進行了初步探索，介紹了開展該課程翻轉課堂的具體實施步驟。對于《電機及拖動基礎》翻轉課堂教學內容還有許多工作要做，這種教學模式使學生成為了課堂的主體，幫助學生主動探索知識，學會獨立思考和解決問題，極大程度地發揮了學生的主觀能動性，其所能達到的教學效果是傳統教學方式所不能達到的，因此探索這種教學方法具有重要意義。

參考文獻：

[1]遲正剛.參與式教學法在“電機與拖動基礎”課程教學中的應用[J].中國電力教育，2009，（12）：98-100.

[2]楊勇.基于項目式教學的《電機及拖動基礎》課程整體設計研究.教育教學論壇，2014，（7）：233-234，175.

[3]閆俊榮.“電機與拖動基礎”課程教學改革的探索.電氣電子教學學報，2009，（6）：112-113.

[4]趙仁德.“電機與拖動基礎”課程教學改革的探索.中國電力教育，2009，（8）：65-66.

The Exploration of "Motor And Drag Foundation" for the Flipped Classroom

WANG Yu-jia，WANG Xiao-jun，SU Xiao-yu

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0 引言

《電機與拖動基礎》是電氣及自動化專業的主干課程之一，是實踐性較強的課程，在人才培養過程中起著非常重要的作用。①對電氣及自動化專業而言，它是一門專業基礎課程，也是電氣類專業后續課程如《電力拖動控制系統》、《交直流調速》等基礎。因此，在教學中加強理論聯系實際的能力培養、強化相關教學內容的實踐能力訓練，對大學生能力的培養會起到事半功倍的效果。

1 《電機與拖動基礎》課程實驗、實踐內容在教學中存在的問題

1.1 實驗項目設置及安排不能激發學生的主觀能動性

在以往的《電機與拖動基礎》課程的實踐內容中，大多為驗證性實驗，②即學生抱著實驗指導書，機械地按照指導書中所要求的實驗器材及線路搭接實驗電路，并逐一地對照每一實驗步驟操作，最后再將實驗結果拿給指導老師去判斷對與錯。這樣的實踐過程使得學生對實驗內容、目的理解不深，對實驗儀器的操作熟練程度不夠，對實驗結果及實驗中易出現的問題分析不足，當然也就更不能激發學生的主觀能動性了。

1.2 實踐內容與后續課程的銜接不強

學生在《電機與拖動基礎》課程及實驗結課后，也就基本掌握了課程的內容及相關知識，但由于沒能在實踐教學中充分、深刻地理解該課程的實質，這就導致了該課程與后續課程的銜接、應用效果不夠理想，甚至脫節。比如說，在《電力拖動自動控制系統》的課程學習及設計中，就會要求學生對電機在各種運行狀態下機械特性情況進行分析、設計，這些內容都對《電機與拖動基礎》的應用能力提出了更高的要求。同樣，在其他的課程設計、畢業設計，尤其像生產實習、畢業實習等諸多環節中都存在著類似的情況。

2 實踐教學的改革勢在必行

2.1 實驗教學與理論教學同步進行

在理論教學授課的安排上，教師可依據課程的內容有選擇地將某一次、某幾次課的授課地點安排在實驗室或實訓基地進行。比如，對電機結構的講解、認識，對電機各種工作特性曲線的繪制等。這樣就能使學生更早、更快地對電機建立感性認識，驗證基本理論，鞏固所學的知識，獲得實踐應用的基本技能。這樣的教學與實踐活動不但能大大加快學生對新理論、新知識的掌握，而且更是激發了學生對該課程的學習熱情。

2.2 工程實訓教學逐步深入

學習是一個由淺到深的過程，實踐活動也不例外。在《電機與拖動基礎》課程的實訓活動中大體可分為以下三個階段：

（1）基礎實踐。安排在第4、5學期，主要是結合理論教學進度，采用講練相結合的教學方法，完成傳統的與課程內容相關的實驗內容。這樣，學生在驗證性的實踐中，通過發現及解決問題，加強對基礎知識的理解、把握，為學生的創新能力打下基礎。③

（2）設計類工程實踐。安排在第6學期，以綜合性、設計類工程實踐為主，主要方式為由老師結合生產實際進行“命題”，讓學生自主選擇實驗器材、根據實驗原理作出接線圖及相應的實驗步驟，再進行電氣系統的連接、調試、運行及結果的測試。結合理論知識，對實踐結果的正誤進行判斷，并對可能產生的誤差、干擾進行分析，以期找到最佳的實驗方法、方案。

（3）綜合工程實踐。安排在第7、8學期。結合學生的生產實習、課程設計、畢業設計等相關內容，在實踐基地進行開放式專題與研究，旨在開發學生的個人潛能、激勵創新精神，加強對應用型人才的培養，真真切切地讓每一個學生做到理論與實踐的結合。

2.3 鼓勵學生參與教師科研活動，積極開展素質教育活動

學院的很多教師都積極參與并指導大會中調研、到生產實際中解決實際問題等社會活動，更大地鍛練學生的理論與實踐有機結合的能力。④學校也積極開展各種專業知識技能大賽，給學生更多展示自己的舞臺。

通過上述各種措施，學生從該課程學習的開始一直到完成大學學業的過程中，始終離不開與本課程相關的實踐活動，鞏固了學生的基礎，加強了理論與實踐能力的培養與提高。

3 結束語

通過多年的探索，結合我校應用型人才的培養目標，將實踐教學貫穿大學四年的學業學習過程中，使得我校學生的學習熱情顯著提高，自主創新意識明顯增強，極大地提高了學生的綜合素質，提升了學生的就業競爭力。

基金項目：黑龍江科技學院教研項目（JY10-06）

注釋

① 劉啟新.電機與拖動基礎[M].北京:中國電力出版社,2005.6.

篇9

0 引言

在完善了電機合理匹配理論設計方法的基礎上，應用該理論指導了部分井合理匹配的實踐，見到了較好的節能效果。為油田在管理節能上提供了有力的技術支持。

1 機采井節能的理論基礎

鑒于目前國內機械采油井多應用旋轉電機作為其動力源的實際，在此著重探討機采井應用旋轉電機節能的理論基礎。

1.1 節能電機簡介

在國外對節能電機的通俗叫法是“高效率或高效電機”，而我國通常叫節能電機。高效電機：簡單的說就是在制造上確保其運行效率盡量的高，在借助于控制系統使其在高效率區間（85-95%）運行的電機。

1.2 機采井拖動裝置節能的理論基礎

機采井節能在理論上所追求的是“機采井的機械特性與電機特性間的合理匹配”，也就是說，真正實現機采井運行負載與電機輸出負載間的合理匹配。注意：匹配講的是設備機械扭矩與旋轉電機輸出扭矩之間的匹配，這點一定要注意，以往人們多認為描述電機應該用功率這是一個誤區。

1.2.1抽油機拖動裝置的設計方法

在抽油機拖動裝置的設計中我們是依據滿足抽油機曲柄旋轉扭矩的要求來設計電機的。需要注意的是選擇電機時必須要考慮電機的扭矩。

①、均方根扭矩的計算方法

依據凈扭矩曲線計算其均方根扭矩

式中： Te―均方根扭矩 kN.m N―等分區間數 ―瞬時扭矩值

經驗公式的計算結果，在示功圖的測試回放結果中就已經計算完成，這為我們直接調用提供了方便，兩種方法的比對結果顯示，應用經驗公式計算的結果與凈扭矩曲線方法的計算結果其相對誤差在4%以內，能夠滿足現場的需求。

1.3 機采井拖動裝置節能的設計原則

利用能量守恒原理不難看出：所謂機采井的節能實質上是指“機采井的機械特性與電機特性間的合理匹配”，從而確保電機始終在高效區域運行。 客觀的講，就常規的Y系列電機而言，當其在高效區域（85-95%）運行時，我們通常所說的節能設備對其節能是不起什么作用的。

1.3.1 一體化抽油機節能拖動裝置：

指電機具有多速、多功率或超高轉差率等特性，并配有專用（實現電機上述特性）的控制柜，此時的合二或合三（含特殊變壓器）為一才能稱之為一體化，而并不是將配電箱裝在電機上就叫一體化。

1.3.2 抽油機井的節能拖動裝置應滿足的條件

在綜合考慮了抽油機的機械特性、電機的特性及其節電率的情況下，我們認為在選用抽油機節能拖動裝置時應考慮如下幾個問題：為有效的延長抽油機的使用壽命，要求其配套的拖動裝置應具備較軟的啟動特性，為確保供排關系的平衡，要求其配套的拖動裝置在啟動后的正常運行中其轉速基本恒定，具備根據抽油機井的工況，自動調整其輸出功率的功能，以達到其最佳的合理匹配，盡量選用磁級數≥8的電機，以確保其扭矩足夠大，適當降低裝機機座號（裝機功率）。

2 電動機星-角接線轉換應用的理論基礎

針對目前油田在用抽油機井存在大馬拉小車問題較多的實際，我們從理論上探討了應用電動機星角接法轉換，達到使其與負載近似匹配的可行性。

2.1 接線方法的改變

電動機星角接法轉換，是根據電動機負載變化情況，用改變繞組接線方式來調整電壓，使其與負載近似匹配，從而達到一定的節電效果。當電動機滿載時，負載率大于40%，應用角形接法，全電壓（380V）運行；電動機輕載時，負載率小于40%，應用星形接法，繞組在220V電壓下運行。

2.2 實現星-角的理論依據

由于本文探討的為非自動的星-角轉換，即需要給出直接采用星運行的條件，要求實現星運行后電機不能過載，同時又能夠實現合理匹配。

2.2.1 適用場合

應用星―角接法對電動機進行節電轉換，應注意以下幾點：

1）星角形接法屬電動機調壓，只能用改變繞組接線方式來調整運行電壓，即只能380V、220V跳躍變換，不能隨負載率變化任意調整電壓。

2）電動機繞組角接轉換為星接后，電壓降為原電壓的；起動轉矩與電壓平方成正比，降為原起動轉矩的1/3。

2.2.2 關于星―角轉換電機功率的確定

①交流電路中的電功率

在交流電路中電功率分為視在功率S，有功功率P和無功功率Q。

其中：

②有功功率的計算

對于恒定的負載而言，在功率因數一定的條件下（實際上接與Y接中的不可能相等）。

a假設負載恒定，接與Y接中的相等則：

結論：是否具備角接直接變為星接的條件是：這種方法適用于電動機繞組角接，接線盒有6個接線柱，處于輕載運行或滿載―輕載交替運行的電動機。角-星形接法轉換只需對電動機一、二次接法略為改動，改法簡單，可有效地避免大馬拉小車的不經濟運行方式。

3 常規電動機合理匹配的現場試驗

為了進一步提升我隊機采井的管理水平，本著確保抽油機井經濟、安全、平穩運行的原則，對我隊抽油機井電機的匹配情況進行了詳細分析結果。我隊抽油機井在用電機的匹配情況不容樂觀，主要存在兩類問題，一是大馬拉小車井15口，小馬拉大車井2口。結合目前實際，提出A井與B井進行電機調整。

3.1 A井與B井現狀

A井在用機型為CJ-A型 ，使用沖程3.6；使用沖次8，在用電機為DJ-A型，名牌功率55kW，抽油泵為CA型；

B井在用機型為CJ-B型，使用沖程4.2；使用沖次10，在用電機為DJ-B型雙速可調電機，名牌功率20 /30kW，抽油泵為CB型。

目前，A井在用的是節能電機，一直處于超負荷運行，進入伏天后，此井存在燒電機的隱患；而B井又是大馬拉小車，上述兩井具備實施電機逐級匹配的條件，對A井與B井的電機進行互換。

3.2 電機調整設計結果

應用抽油機拖動裝置的設計方法的理論，對A井與B井的電機對調情況進行了預測，情況如下：

從上述計算結果中可以看出，A井與B井的電機對調是合理的。

4 結論

（1）為有效的延長抽油機的使用壽命，要求其配套的拖動裝置應具備較軟的啟動特性；

（2）為確保供排關系的平衡，要求其配套的拖動裝置在啟動后的正常運行中其轉速基本恒定；

（3）盡量選用磁級數≥8的電機，以確保其扭矩足夠大，適當降低裝機機座號；

（4）電機的合理匹配，是實現機采節能的有效途徑之一；

（5）對于如何開展星形接法運行的匹配，應盡快的開展一些試驗。

參考文獻

篇10

《電機與拖動》課程是電機基礎和電力拖動兩門課程的綜合，課程理論性強，涉及的基礎理論偏多;與工程實際聯系緊密，一直被公認為教師難教、學生難學的“兩難”課程。傳統的教學方法，采用圖片、幻燈片、視頻等資料介紹電機的結構、工作原理、拖動制動方法等，這很難讓學生掌握和理解，同時學時有限電機與拖動課程的實驗學時已經寥寥無幾，教師上課時也不能為學生一一演示。任務驅動教學法是一種能夠很好應用于以實驗性、實踐性與操作性較強的教學內容的教學方法，它的含義是以富有趣味性，能夠激發學生學習動機與好奇心的情景為基礎，與教學內容緊密結合的任務為載體，使學習者在完成特定任務的過程中獲得知識與技能的一種教學方法[1，2]。為了加深學生對理論知識的理解，提高學生的學習興趣，將電機與拖動課程的一些內容設計為任務驅動教學模式中的任務，讓學生自己主動學習電機工作原理并利用MATLAB軟件搭建模型進行仿真，不僅有助于學生理解和掌握該課程的難點，使之不再感到抽象，而且能夠調動學生的學習積極性，大大提高教學效果和質量[3-5]。

一、MATLAB介紹

MATLAB是美國Math Works公司開發的一種科學與工程計算軟件，具備豐富的矩陣運算、良好的人機交互、模塊化的系統仿真及繪制圖形曲線的功能，可以廣泛應用于各個領域，受到廣大工程設計人員的青睞。在《電機與拖動》課程教學中，可以利用其Simulink工具箱中power system元件庫及現有的算法程序，搭建不同的電機仿真模型，繪制各個變量曲線，使抽象的概念更加形象生動。

二、仿真任務實例――直流電機的起動

任務描述：利用MATLAB軟件搭建直流電機的直接起動模型，觀察起動過程中直流電機轉速、電樞電流、勵磁電流和電磁轉矩的變化過程。學生在搭建仿真模型時，首先需要在simulink的power system元件庫中找到直流電機的模型，如圖1所示。圖中F+、F-對應他勵直流電機的勵磁端，一般外接直流電源即可;A+、A-對應他勵直流電機的電樞端，起動、制動、調速時需外接元件后再接直流電源;TL對應直流電機的負載轉矩;m包括直流電機的轉速、電樞電流、勵磁電流和電磁轉矩等四個變量。

雙擊直流電機模型可以調節其參數，例如電樞電阻、電感，勵磁電阻、電感，互感，轉動慣量，摩擦力矩，粘滯摩擦系數，初始轉速。正常情況下，功率在4千瓦或者4千瓦以下的電動機，在起動時會采用直接起動方法，即直接合閘起動。在各種中小型直流電機中，起動時為了限制起動電流的大小，會在電樞回路中串入阻值可變的電阻，起動過程中，隨著轉速n的不斷提高，一步步將該串入的電阻短路連接，這種方法就是直流電動機的串電阻起動。直流電動機的起動仿真模型需要直流電機電樞供電的直流電源模塊、直流電動機模塊、定時模塊、增益模塊，還有示波器模塊。由于直流電動機的m端口的輸出信號有4個，所以將示波器模塊的輸入端口設置為4，這樣就可以清楚的看到電動機的4個輸出參數了。他勵直流電動機的直接起動仿真模型如圖2所示。

在Simulink模型窗口中打開Simulation/Start菜單項，或者在菜單欄單擊開始按鈕（一個綠色的播放按鈕）這時系統就會開始運行，當運行到達設定的仿真時間時系統終止運行，并在示波器輸出仿真結果，直流電動機直接起動的仿真結果如圖3所示。分別是轉速n的輸出曲線，電樞電流Ia的輸出曲線，勵磁電流If的輸出曲線，電磁轉矩Te的輸出曲線。

根據直流電動機的直接起動仿真結果可以看出，轉速從0開始慢慢增大，到1s左右，達到峰值并趨于平穩;電樞電流由0增大到峰值然后慢慢回落到0;勵磁電流由于是單獨電源供電，所以從頭至尾沒有變化;電磁轉矩的變化曲線和電樞電流的變化曲線是一致的。此次仿真和實際情況下直流電動機直接起動時的仿真曲線大致相同，與理論分析一致。

三、結論

將MATLAB軟件應用于《電機與拖動》課程教學中，尤其是在任務驅動教學模式中引入一些仿真任務，讓學生在學習理論知識的同時，積極主動利用simulink搭建仿真模型，可以將許多抽象的概念和原理以生動、形象地通過仿真曲線、圖形表示出來，用傳統的教學方式不易講透的一些工程實際問題可借助于該軟件搭建模型進行仿真分析，使學生能深入理解和掌握，提高教學效果和學習效率。

參考文獻：

[1]和學玲，程國忠.任務驅動教學模式的探討和應用[J].新課程研究，2010（8）：48-50.

[2]陳高燕，何建平，祁強.《電機與拖動》實驗課程的教學視頻案例設計[J].實驗科學與技術，2014（5）：121-124

篇11

1 概述

MATLAB是Mathwors公司推出的當今國際上最流行的軟件之一。它以矩陣運算為基礎,把計算、可視化、程序設計融合到了一個可交互的工作環境中。實現工程計算、算法研究、建模、仿真和數據分析,具有可視化、科學和工程繪圖、應用程序開發(包括GUI)功能。

電機與拖動是電氣工程及其自動化、自動化專業的一門重要專業基礎課程。它涉及電磁學、動力學及數學等多門學科。課堂講授方式來講授這門課的最大問題在于:難以用清晰、簡潔的各種波形、圖形來講授諸如旋轉磁場、繞組結構和電動機過渡過程等問題。目前,有很多的實驗裝置可以對電機及其拖動系統運行進行較好地測試與觀察。但其價格昂貴,投資較大,在一些高校教學中難以實現。

本文介紹采用MATLAB/GUIDE(圖形用戶界面設計)設計電機與拖動的仿真實驗系統,以彌補高校實驗設備缺乏,也可以起到輔助教學的作用。

2 電拖實驗系統設計

2.1 實驗系統界面設計

根據設計目標,在界面中插入學校背景和電拖仿真實驗系統的標題,并在系統界面中設計3個列表框:電機類型、實驗特性及實驗說明,兩個按鈕:運行和退出,設計效果如下圖所示。

完成上述界面設計后,需實現如下功能:當單擊電機的某個類型時,在實驗特性列表框中會顯示出相應的實驗種類以供選擇。以上功能的實現可設置列表框1(電機類型列表框)的回調函數如下:

function listbox1_Callback(hObject, eventdata, handles)

switch get(hObject,‘value’)

case{1,6,11,14},

set(handles.listbox2,‘string’,‘請選擇電機類型’);

case{2,3,4,5},

set(handles.listbox2,‘string’,‘起動|串阻調速|調壓調速|弱磁調速|機械特性’);

case{7,8},

set(handles.listbox2,‘string’,‘變極調速|變頻調速|調節轉差能耗調速’);

end

set(handles.listbox2,‘value’,1)

2.2 實驗系統中實例介紹

當在界面中選擇他勵電動機并選擇串阻調速時(如下圖所示),

可以啟動simulink仿真界面,進行他勵直流電動機的三級串阻起動仿真模型。并于實驗說明窗口中顯示該實驗的有關說明。完成這種功能,這里編寫列表框2(實驗特性列表框)的回調函數如下:

function listbox2_Callback(hObject, eventdata, handles)

global mdl;

mdltemp='';

switch get(handles.listbox1,‘value’)

case 4

switch get(hObject,‘value’)

case 2

mdltemp=‘startDCmotor.mdl’;%打開存儲于matlab的work中的預先設計好的仿真模型。

set(handles.listbox5,‘string’,‘此實驗演示直流電動機三級串阻調速的電壓、轉速等波形’);%設置實驗說明內容

……

%由于結構類似,此處省略部分相關程序。

if mdltemp~=''

mdl=mdltemp;

mdltemp='';

set(handles.pushbutton1,‘enable’,‘off’);

end

if strcmp(get(handles.figure1,‘selectiontype’),‘open’)&(mdl~='')

open_system(mdl)

mdl='';

set(nandles.pushbutton1,‘enable’,‘off’);

end

打開了相應的三級起動simulink 模型如下圖所示,進行仿真,打開轉速與電壓示波器,得到轉速與電壓波形。該simulink 模型為預先設計并存儲于work文件夾中的。

2.3 設置仿真界面的控制按鈕

設置“運行” (pushbutton1)和“退出”(pushbutton2)按鈕的回調函數如下,實現單擊運行時進行選定實驗的仿真。單擊“退出”時退出仿真界面。

“運行”按鈕程序

function _Callback(hObject, eventdata, handles)

globle mdl

open_system(mdl);

mdl='';

set(handles.pushbutton1,‘enable’,‘off’)

“退出”按鈕程序

function _Callback(hObject, eventdata, handles)

close

3 小結

該系統將MATLAB與電機與拖動聯系起來,建立了一個可交互的工作環境。從而實現仿真和數據分析,具有可視、簡單、明了的特點。

設計電機與拖動的仿真實驗系統,從而彌補高校實驗設備缺乏,同時起到輔助教學的作用。

篇12

在現代工業生產中，絕大部分生產機械都是用電機，特別是三相異步電動機來拖動的。

《電機及拖動》既是一門理論性很強的技術基礎課，又具有專業課的性質，涉及的基礎理論和實際知識面廣，我們必須培養學生解決實際問題的能力，使他們在掌握基本理論的同時，能夠采用工程觀點和工程分析方法，在生產一線解決電機拖動的技術問題。電機的運行，都是從起動開始的，而全壓起動是電機最簡單、常用的起動方式。因此，真正理解電機的全壓起動問題非常重要。

二、大多數教科書對電機全壓起動條件的描述

目前，在電機及拖動這門課程中，許多我們用過的教材，在論述低壓籠型電動機全壓起動時，均將以下公式：

≤+

式中：I――電機額定電流

I―電機全壓起動時的起動電流

作為滿足低壓籠型電動機全壓起動的唯一條件，滿足上述公式的可以全壓起動，否則應采取降壓起動。這樣的結論，顯然是極片面、極不符合生產實際的。例如，一臺低壓籠型電動機，P=75kw，I=6.5IN，當變壓器容量為1000KV?A時，如果采用以上公式，則有：

=6.5＞+=4

結論是不能采用全壓起動，這個結論，顯然與實際情況相去甚遠。

如果用上述公式，計算1000KV?A變壓器允許全壓起動的低壓籠型電機的最大功率（假定=6.5），則有：

=6.5≤［+］=+

經整理，得：P≤=43.5KW

即1000KV?A的變壓器，若采用全壓起動方式的話，只能起動43.5KW以下的低壓籠型電動機，這結果實在是太保守，而且顯然不符合工礦企業的生產實際。

作為經驗公式，≤+時，低壓籠型電動機才能全壓起動并沒有錯，但只有在沒有獨立的變壓器供電（即與民用照明共用電源），電動機起動比較頻繁，并且供電網絡上允許的電壓降較小時（一般u％約為2％），按上述公式來估算電動機可否全壓起動才是合理的，而某些教材不談電動機起動時的具體情況，只把上述經驗公式作為判斷電動機可否全壓起動的唯一條件，這顯然是錯誤的。

三、以工程應用觀點分析籠型電機全壓起動條件

要正確判斷一臺低壓籠型電動機可否全壓起動，必須綜合考慮電機起動時的各種具體情況。就滿足電機全壓起動的電源容量而言，根據實際的運行經驗，我認為從以下兩個方面進行考慮及判斷。

1.考慮電源容量及電機起動時對同一供電線路中其他電氣設備的影響。

這也是各類教材中曾討論的問題，但絕非如某些教材所論述的以前述的經驗公式即可判斷是否滿足全壓起動條件那么簡單。《通用用電設備配電設計規范》（GB50055－1993），對電機的起動作了以下規定：

第2?3?2條交流電動機起動時，配電母線上的電壓應符合下列規定：

（1）在一般情況下，電動機頻繁起動時，不宜低于額定電壓的90％；電動機不頻繁起動時，不宜低于額定電壓的85％。

（2）配電母線上未接照明或其他對電壓波動較敏感的負荷，且電動機不頻繁起動時，不應低于額定電壓的80％。

（3）配電母線上未接其他用電設備時，可按保證電動機起動轉矩的條件確定；對于低壓電動機，還應保證接觸器線圈的電壓不低于釋放電壓。

將《通用用電設備配電設計規范》中的規定與教材中的經驗公式對比，我們可以發現，若按《規范》的規定，其允許全壓起動的電動機功率要比按教材中的經驗公式所計算的電動機功率大好幾倍。所以，教師在講授電力拖動這門課程時，就不能照本宣科，只按教科書一字不變地照搬，而應明確地告訴學生，書中的經驗公式是有一定的使用條件和前提的，并且絕對不是唯一的，一臺電機可否全壓起動，必須進行綜合的考慮。這樣，學生才能對電機的全壓起動有全面的理解，才能在以后的實際工作中對電機的起動方式有正確的選擇。

2.教導學生利用相關手冊、經驗公式及有關規定，確定允許全壓電動機最大功率。

高職高專培養的是面向生產第一線的應用型技術人才，從實用的角度，希望不必經過繁瑣的計算就可以確定各種條件下允許全壓起動的電動機的最大功率。因此，最簡便實用的，就是直接利用相關手冊、經驗公式及有關規定的數據。根據多年電機實際運行的驗證，我從相關手冊總結、整理了如下實用數據。

表1 允許全壓起動的電機功率PN與變壓器容量SN之比

注：u％――電機起動時配電母線上的壓降百分數

u％――變壓器阻抗電壓百分數

表2 10（6）/0.4KV變壓器允許全壓起動低壓籠型電動機的最大功率

注：上表所列是指電動機與變電所低壓母線直接相連時的數據。

在實踐中，我曾對一臺100KW、拖動大轉動慣量磨煤機的籠型電機，采用全壓起動以及采用自耦變壓器降壓起動的效果進行了對比，對比數據如下：

四、結語

由此可見，在允許的情況下，采用全壓起動可以獲得比其他起動方式更好的效果。但如果按前述≤+的經驗公式來判斷，要全壓起動100KW的電動機，供電變壓器的容量要超過2000，可見現實與書本的差距。

綜上所述，我認為某些《電機及拖動教材中論述的判斷籠型電機能否全壓起動的經驗公式≤+在目前的工礦企業生產實踐中有明顯的局限性，并且沒有太大的實用意義。因此，教授電機拖動的教師必須教導學生學會從電機本身、工藝及設備要求、電源及相關設備、各種條件下的經驗公式等方面，以工程觀點來綜合考慮。這樣的學生，才能適應生產第一線的工作。

參考文獻：

［1］鋼鐵企業電氣設計參考資料.冶金工業出版社，2000.

［2］胡幸鳴.電機及拖動基礎.機械工業出版社，2004.1，第1版：132.

篇13

中職院校專業課程的教學目標服從于中職院校人才培養目標的需求。中等職業教育以培養技能型應用人才為目標，具有很強的職業定向性，即明顯地體現直接為產品生產和社會服務的職業特性，著眼于培養企業第一線操作型和應用型人才，主要是通過專業課的教學實現的。傳統的“填鴨式”教學模式削弱了對技能的培養，單純的“實踐教學”模式雖然突出了對技能的訓練，但以模仿為主，缺少了設計的靈活性和創新性，該課程教學模式的改革勢在必行。

2.確定電機拖動課程能力培養目標

根據中職高專的教育發展趨勢，突出“理論夠用，重在實踐”的原則，理論以應用為目的，以必需、夠用為度，以掌握概念、強化應用為重點；實踐強調針對性和實用性，以培養學生關鍵能力為主線。結合電類、機電類專業人才培養目標、中職學生的認知能力及維修電工職業資格中級、高級標準進行課程設計，確定電機拖動課程的主要教學內容和體系結構，從而制定本課程關鍵能力的培養目標。關鍵能力是一種普通的、可遷移的，對勞動者的未來發展起關鍵性作用的能力，它區別于與工作崗位相關的知識與技能，是跨專業的知識技能。由于其普遍適用性，不易因科學技術進步而過時或被淘汰，因此，一個人如果具備了這些關鍵能力，就能夠實現職業的變動和崗位的轉換，適應千變萬化的勞動力市場需求。

3.開發和利用教學資源，編寫教學方案

傳統教學模式在教學的實施上，理論課與實踐課的教學是分開的，理論課程在先實踐課在后，理論教學場地與實訓場地相分離，理論教學時實訓設備閑置，而實訓時間又是有限的，因此造成學校僅有的教學資源不能有效發揮作用，在進行理論與實踐一體化教學實驗時，強調要充分開發和利用教學資源，理論教學與實踐教學融為一體就能提高設備的利用率，強調其他資源的開發。我們認為，專業教學內容不是固定不變的，也不是現成的，是以現實社會職業崗位所需要的能力標準為依據，由教師到生產單位調查、了解，到圖書館等處查閱、搜集，最后整理而得的。除課堂練習以外，課余時間學生可以自愿到專業教室自學和動手操作，不僅提高了設備的利用率，培養了學習的主動性和自學能力，更體現了“學習是常數，時間是變量”這一教學理念。

課程是教育的心臟，是體現教育目的的藍圖，不同的教育目的要求有與之相適應的課程，課程是依據一定的教育目的設計的，對于形成學生的知識結構、能力結構乃至整個身心素質結構，從而實現培養目標至關重要。具體課程是指教學計劃、教學大綱和教科書，所規定和表述的那些教學內容，其特點是側重通過正規的課堂教學向學生傳授書本知識，進行知識和技能方面的訓練，也強調理論與實踐、間接經驗和直接經驗的緊密聯系。

4.電機拖動“教實一體化”模塊構建

《電機拖動》課程為PLC原理及應用、電力電子技術、變頻技術等后續課程的學習奠定必需的理論基礎和基本技能功底。根據以就業為導向、以能力為本位，以崗位技術為導入的原則，對傳統的電機拖動的教學內容進行改革，構建“教實一體化”的知識模塊。針對電類和機電類專業的相關崗位設置將電機拖動分為7個模塊，其中電機4大模塊，分別以4大類電機應用案例為任務，引導相關理論知識和實踐技能的學習；控制技術分為3大模塊，以任務驅動、崗位技能引導該模塊內容的學習。

5.項目教學法

在機床控制設備和線路部分采用項目式教學，從鉆床、臥式、萬能銑床電氣控制線路等不同的機床設備項目，引出“相應控制器件―基本控制線路―控制實驗―技能實訓―綜合實訓―現場機床實訓”產學研一體化教學。學生完成項目的過程也是學習知識和培養技能的過程，且學習以項目的形式提出，先將學生的學習目的建立在“我要學”的基礎上。在自己設計電路、拆裝器件、安裝調試及故障排除的過程中，學生訓練了操作技能，培養了溝通能力、學習能力、創新能力和協作能力等。

6.案例教學法

電機部分4大模塊從現場案例入手“案例應用特點―電機、變壓器應用―器件結構原理―電機、變壓器拆裝―控制線路分析―電機及線路分析實驗―系統技能實訓”系統分析―綜合實訓―現場實訓―產學研一體化教學，將理論與實踐高度融合，完全形成“以現場案例為導向，崗位技術為導入”的課程體系。增強學生的學習興趣，從“要我學”變為“我要學”，從而加大對學生理論和相關技能的培養力度。

7.結語

通過整合學術性課程與實踐性課程，理論教學與實踐教學在課程結構上融為一體；通過整合理論教學與實踐教學，理論教學與實踐教學在時間上融為一體；通過整合教學組織結構，理論教學與實踐教學在空間上融為一體；通過整合課堂教學目標，必須掌握的理論知識與應達到的能力水平融為一體；通過整合教師隊伍，課程必須集理論教學與實踐教學任務于一身。

參考文獻：