摘要：电机及其拖动基础是自动化及相关专业的一门专业基础课程，课程内容与实际应用联系紧密，在课程的教学过程中，如何对课程的教学内容进行有机融合，增强课程内容之间的有机联系，并强化其应用性，为应用型专业转型提供课程建设方面的支持，论文进行了相关的探讨。
关键词：电机及拖动基础；应用型专业；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）41-0108-02
电机及拖动基础作为自动化专业及相关专业的一门基础性专业主干课程，在自动化、电气工程及其自动化、建筑电气与智能化等专业的人才培养过程中发挥非常重要的作用。传统的教学过程及教学模式今生学生对相关理论知识的掌握，忽视了对学生创新能力的培养。在国家中长期教育改革和发展规划纲要中提出：我国正处在改革发展的关键阶段，经济发展方式加快转变，高等院校要优化结构办出特色，重点扩大应用型、复合型、技能型人才培养规模。为响应国家的高等教育改革政策，作者所在的高校作为湖南省首批进行应用型转型试点的两所高校之一，大力推进学校向应用技术方向转型发展。为响应学校号召，本文结合对自动化专业电机及拖动基础课程多年的教学经验，以培养具有创新意识的应用型人才为培养目标，发挥学生学习的主观能动性，培养学生解决工程实际问题的能力，对电机及拖动基础课程的教学内容、教学方法与手段进行改革研究。
一、电机及拖动基础课程特点分析
电机及拖动基础是我校自动化专业、建筑电气与智能化专业的专业基础课程，属于专业必修课程。在当前版本的人才培养方案中，其理论课时为50学时，实验课时22学时，理论与实验独立考核。从教学内容上看，该课程以《电路原理》、《大学物理》为先修课程，后续课程包括《计算机控制系统》、《运动控制系统》，电机及拖动基础课程涉及到电路原理、磁路理论、电磁力学等，授课内容多，教学内容中包含一些较为抽象的概念，如磁路基本原理、磁动势、电磁力、电磁感应、感应电动势等等，学生的理解难度大；课程内容包括电机学原理及电力拖动两大内容板块，相关内容的相互衔接较为松散。
二、调整优化理论教学内容，突出工程应用的课程教学体系
电机作为电能与机械能之间的转换设备，在当前的社会生产与生活中占有重要的地位，是现代化生产活动中最主要及最广泛使用的动力设备，在国家大力推进应用型专业教育的转型及重视对学生开展工程实践能力培养的基本方针下，根据用人企业的实际需求，结合学校对专业人才的培养目标，即培养能为地方经济建设服务的应用型高级工程技术人才，对课程的教学大纲进行修订。按照对专业人才的培养目标，对理论教学内容体系进行调整，对相关知识点进行分类，对教学内容授课时数及授课重点进行规划，突出对学生工程应用能力及实践能力的培养，实现与企业的需求及行业资格考试内容的合理衔接。如直流电机的原理与组成结构部分的教学，对于直流电机的绕组结构及分布内容进行压缩，只需要介绍磁极对数及极距两个基本物理概念；对直流电动机的转动原理进行较详细的分析，而对电枢反应及直流电机的换向等内容，不对其产生原因进行深入分析，而只简单介绍换向不良产生的危害，电枢反应的影响，将理论分析困难的内容进行压缩，突出对工程应用能力的培养。
在电机及拖动系统的整体教学内容中，包括直流电机基本原理、变压器基本原理、交流电机原理、交流电机拖动系统等内容。在常用的经典教材中，章节顺序按直流电机的结构及原理、变压器、交流电机的基本结构及原理、直流电机拖动系统、交流电机拖动系统等章节内容编排，在教学执行过程中，如遵循按章节顺序进行教学的常规思路，即先讲述直流电机结构及原理、变压器、交流电机的原理及结构，再讲述电机拖动系统的相关内容，则教学内容会出现衔接问题，学生在学完交流电机的结构及原理部分内容后，对直流电机的相关原理内容已经出现了部分遗忘的情况，此时再讲述直流电机拖动内容，需要安排不少的时间对前面的运行原理部分的内容进行复习。对教学内容及教学顺序进行合适的调整，将直流电机的拖动内容安排到直流电机的结构与原理之后，将交流电机的拖动内容安排到交流电机的基本原理之后进行讲授，将整个课程的教学内容分成三大板块，即直流电机及其拖动系统，变压器，交流电机及其拖动系统。在教学过程中，讲授了相关的电机原理之后即开始讲授电机拖动系统，通过相应的电机拖动系统的实际应用案例强化对电机结构及运行原理的理解。
随着电力电子变流技术的发展，交流电机目前占据电机应用领域的主导地位，直流电机因为体积大、价格高，其市场占比逐步降低，但在一些对调速性能要求高的场合具有不可替代性，结合当前电机及其拖动系统在行业中的应用状况，对电机及拖动系统课程的整体教学课时进行分配，突出交流电机及拖动系统在整个课程体系中的核心地位，适当对直流电机及拖动系统的部分不常用的理论内容如绕组分布等教学内容进行删减。
三、采用多种教学方法，教学过程中面向实际应用，提升教学效果
电机及拖动课程涉及到电学、磁学、动力学、热力学等多门学科，电机拖动系统与实践联系密切，其先修课程主要包括电路理论、大学物理，课程中抽象性的概念内容较多，为了提高学生学习的积极性及学习效率，在教学过程中需要用到多种教学方法，善于运用对比教学法，如电路与磁路理论的关联性强，并存在很强的对应关系，如表1所示，通过学生所熟悉的电路参数及欧姆定律，引导学生理解磁路的基本特性及磁路欧姆定律。
对重要及基础的概念，在讲述时既要做好基础知识的铺垫，又要做好知识点的凝练与归纳，要做到深入浅出，如直流电机的基本运行原理，涉及到能量的变换、电磁力学、运动力学等多个知识点，在电机的起动过程中，内部磁场、通电的电枢导体、电刷与换向片三个要素缺一不可。对知识点进行归纳时，根据电动机运行的三要素，总结出电机运行原理性口诀：电生磁；电磁生力；变磁生电。电生磁，即电机运行过程中，依靠励磁电流产生气隙磁动势，形成空载内部磁场（运行要素一）；电磁生力，指载流导体在磁场中受到电磁力的作用（运行要素二）；变磁生电，即电枢绕组内的磁通变化时在绕组内部产生感应电动势，完成电动机的能量转换任务（将电能转换为机械能）。结合电动机的电刷与换向器结构（运行要素三），归纳总结出电机在运行过程中的电磁关系及连续旋转的基本要素。在后续的教学过程中，对相关的知识点进行放射式展开，如励磁方式知识点的讲授，可先复习直流电机运行的三基本要素，指明内部磁场属于直流电机连续运行的三个基本条件之一，随后则可引出电机的励磁方式，指明内部磁场的必要性及内部磁场形成的技术手段，形成课程知识点的发散及串联。
将相关的工程应用案例情景引入到课堂中，通过对案例的调查、阅读、思考、分析、讨论和交流等活动，加深对基本原理和概念的理解，培养学生分析问题和解决问题的能力。在电动机的运动方程平衡部分，有转矩平衡公式：Te-TL=J■，在进行公式的深入分析之前，需要对电磁转矩、负载转矩及转速正方向的定义，并根据公式确定系统运动的平衡状态、过渡状态，随后引入负载转矩特性分析内容，对不同负载的转矩特性进行分析，按照恒转矩负载、通风机类负载、恒功率负载三类分析负载转矩与负载转速之间的关系，在分析过程中，对于不同的负载，可结合专业的实际情况引入对应的实际生产机械图片，增强学生对课程的兴趣。
在对电机的基本运行原理及调速知识有了一定掌握之后，教师可结合专业定位情况，挑选一些实际应用中的相关案例，使得学生加深对课程理论知识的理解，同时能应用所学知识，并在教师的引导下对相关专业知识进行创新应用。比如结合目前国内电动助力车及电动摩托车等旺盛的市场需求与销售情况，给学生提供一款用于电动摩托车的直流电机的铭牌数据，让学生根据铭牌数据回答问题：降低电枢电压时电动机的瞬时转速及电枢电流数据是多少？稳定后有何变化（负载不变）？直流电动机的调速方式怎样实现？调速过程中能量损耗及能量转换关系有何变化？通过回答上述问题，使学生学会应用相关知识分析解决实际工程问题。在此基础之上，可进一步拓展学生解决应用问题的能力，载人用的轻便电动自行车与主要用于载货运输用的“爬坡王”电动车的电机在选型上应该注重哪些方面的参数区别？对一些学习能力强的学生，则可继续引导：为了提升一次充电的行驶里程，可否将回馈制动应用于电动自行车？并指导其设计一些小型的验证性实验装置。通过以上的教学过程，将课程的理论教学与实际应用紧密联系，增加学生学习的兴趣，提升学生解决实际工程问题的能力。
四、结论
电机及拖动基础课程是自动化及相关专业的一门专业基础课，与实际应用联系紧密，为满足专业人才培养向应用型转型的需求，在新的培养体制下，将专业课程的教学内容进行有机整合，采用多种教学方法与手段，打造重点突出、与应用密切结合的课程内容体系，增强学生学习的兴趣，提升学生运用相关知识解决实际工程问题的能力，经过实际的教学试验，验证了改革的课程教学比常规教学效果显著提升。
参考文献：
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