城市軌道電力牽引系列教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)的探討

師蔚?鄭樹彬?方宇

摘要：城市軌道車輛電力牽引系列課程是城市軌道車輛工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中的重要組成部分，在整個專業(yè)課程體系中具有重要的地位和作用。介紹了該系列課程內(nèi)容及相關(guān)能力培養(yǎng)要求，根據(jù)其數(shù)學(xué)模型復(fù)雜、理論性強(qiáng)的特點(diǎn)，通過課內(nèi)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、集中專業(yè)實(shí)驗(yàn)、企業(yè)實(shí)習(xí)三個層次的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)，有利地補(bǔ)充了理論課程的不足，取得了一定的成績。

關(guān)鍵詞：城市軌道；電力牽引；實(shí)踐教學(xué)

作者簡介：師蔚（1981-），女，新疆伊寧人，上海工程技術(shù)大學(xué)城市軌道交通學(xué)院，講師；鄭樹彬（1979-），男，廣東揭陽人，上海工程技術(shù)大學(xué)城市軌道交通學(xué)院，副教授。（上海?201620）

中圖分類號：G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）20-0076-01

上海工程技術(shù)大學(xué)城市軌道交通車輛工程專業(yè)，以城市軌道交通車輛工程為背景，培養(yǎng)具有城市軌道交通車輛工程基礎(chǔ)知識與應(yīng)用能力、能面向工程實(shí)際，從事城市軌道交通車輛運(yùn)行保障及維護(hù)、故障診斷及維修并可延伸至整個軌道交通領(lǐng)域等方面工作的高級工程技術(shù)人才。該專業(yè)獲批成為教育部首批試點(diǎn)“卓越工程師”專業(yè)。

該專業(yè)重視知識、能力與工程實(shí)踐的融合，注重理論聯(lián)系實(shí)際，著力提高學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力。采用產(chǎn)學(xué)合作、工學(xué)交替，學(xué)科鏈、專業(yè)鏈對接產(chǎn)業(yè)鏈的特色培養(yǎng)方式，在該專業(yè)培養(yǎng)的課程體系中注重機(jī)械與電氣課程體系的交叉。城市軌道電力牽引系列教學(xué)環(huán)節(jié)是城市軌道車輛工程專業(yè)培養(yǎng)中的重要組成部分，主要由城市軌道電力牽引系列理論課程及相關(guān)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)組成，近幾年來不斷教學(xué)實(shí)踐，充分利用學(xué)校培養(yǎng)及企業(yè)實(shí)踐的資源優(yōu)勢，著力建設(shè)，取得了一定的成果。

一、城市軌道電力牽引系列理論課程介紹

城市軌道電力牽引系列理論課程主要包括專業(yè)基礎(chǔ)課程“電機(jī)及拖動”、“電力電子技術(shù)”以及專業(yè)特色課程“城市軌道車輛電力牽引與控制”。

其中“電機(jī)及拖動”課程主要介紹交、直流電機(jī)及變壓器等基本結(jié)構(gòu)與工作原理，以及交、直流兩大電力拖動系統(tǒng)的運(yùn)行性能和主要特點(diǎn)。該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握扎實(shí)的電機(jī)與拖動的基本知識，具備獨(dú)立分析電力拖動系統(tǒng)各種運(yùn)行狀態(tài)，掌握有關(guān)的定量計(jì)算方法，能夠合理地選擇和使用電動機(jī)，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下良好的理論和技能基礎(chǔ)，為從事專業(yè)技術(shù)工作做好基本培養(yǎng)和鍛煉。

“電力電子課程”主要講授電力電子學(xué)的基本理論，各類變流電路包括整流電路、斬波電路、逆變電路的原理，電路輸出波形分析和基本參數(shù)的計(jì)算等。該課程的目的和任務(wù)是使學(xué)生了解電力電子技術(shù)的發(fā)展概況、技術(shù)動向和新的應(yīng)用領(lǐng)域；熟悉各種電力電子器件的特性和使用方法；掌握各種電力電子電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、控制方法、設(shè)計(jì)的基本計(jì)算方法；熟悉各種電力電子裝置的應(yīng)用范圍及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

“城市軌道車輛電力牽引與控制”課程主要介紹城市軌道交通直流及交流電力牽引的基本組成、調(diào)速原理及基本控制方法，車輛主回路及控制回路的原理及組成。該課程的目的和任務(wù)是使學(xué)生掌握城市軌道交通車輛直流及交流傳動調(diào)速及控制系統(tǒng)的基本組成及原理，理解一些典型的傳動及控制系統(tǒng)實(shí)例，掌握城市軌道主電路及控制電路的識讀及分析能力。

上述課程中的專業(yè)基礎(chǔ)課程“電機(jī)及拖動”、“電力電子技術(shù)”數(shù)學(xué)模型復(fù)雜，抽象不易理解；而專業(yè)特色課程“城市軌道車輛電力牽引與控制”具有涉及知識領(lǐng)域廣、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，如果完全進(jìn)行理論教學(xué)，則教學(xué)效果不理想，必須配備相應(yīng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)補(bǔ)充，從而完善教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量。[1]

二、城市軌道電力牽引系列實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)

城市軌道電力牽引系列實(shí)踐環(huán)節(jié)是理論課程的重要補(bǔ)充，不僅能夠驗(yàn)證理論教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi)容，加深對理論環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容的理解，同時通過設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)，學(xué)生提高了在城市軌道電力牽引方面綜合分析及解決問題的能力。建設(shè)根據(jù)其課程體系及培養(yǎng)目標(biāo)，確定三個層次。第一個層次為課內(nèi)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，第二個層次為專業(yè)實(shí)驗(yàn)，第三個層次為企業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)。

1.課內(nèi)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)建設(shè)

第一個層次的課內(nèi)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐安排在課程“電機(jī)及拖動”及“電力電子技術(shù)”中進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)安排在學(xué)校專業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。其中“電機(jī)及拖動”課內(nèi)實(shí)驗(yàn)主要包括直流電動機(jī)的機(jī)械特性及調(diào)速實(shí)驗(yàn)，異步電動機(jī)的機(jī)械特性及調(diào)速實(shí)驗(yàn)，主要進(jìn)行理論教學(xué)內(nèi)容的驗(yàn)證，注重加深在“電機(jī)及拖動”理論教學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容的直觀理解及鞏固理論教學(xué)內(nèi)容。“電力電子技術(shù)”課內(nèi)實(shí)驗(yàn)主要包括電力電子器件參數(shù)及特性測量，整流電路、斬波電路、逆變電路實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)注重培養(yǎng)和提高學(xué)生的在電力電子技術(shù)方面的動手能力、分析和解決相關(guān)電力電子技術(shù)變流電路方面的能力。

該環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)為專業(yè)基礎(chǔ)課程內(nèi)的實(shí)驗(yàn)，因此城市軌道車輛工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)建設(shè)中，注重對學(xué)生電機(jī)及電力電子技術(shù)基礎(chǔ)知識的認(rèn)知，具有與其他電氣專業(yè)通用的教學(xué)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)配套內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)專業(yè)基礎(chǔ)知識認(rèn)知的廣泛性。[2]

2.專業(yè)實(shí)驗(yàn)建設(shè)

第二個層次的專業(yè)實(shí)驗(yàn)，主要由集中實(shí)踐環(huán)節(jié)“城市軌道車輛電力牽引與控制綜合實(shí)驗(yàn)”完成，實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)安排在學(xué)校專業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。該實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)在理論課程“電機(jī)及拖動”、“電力電子技術(shù)”、“城市軌道車輛電力牽引與控制”后進(jìn)行的一門綜合實(shí)驗(yàn)，包括牽引及調(diào)速驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、牽引系統(tǒng)排故實(shí)驗(yàn)、城市軌道車輛電力牽引主回路與控制回路示教實(shí)驗(yàn)。

通過本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠直觀地進(jìn)行城市軌道車輛電力牽引與控制方面的學(xué)習(xí)，驗(yàn)證牽引及調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理，能進(jìn)行一些牽引系統(tǒng)的排除故障判斷及操作。目的在于培養(yǎng)軌道交通車輛工程專業(yè)學(xué)生具備分析電力牽引系統(tǒng)調(diào)速及控制方法的能力；了解城市軌道交通車輛電力牽引主回路及控制回路的基本結(jié)構(gòu)、控制邏輯；具備分析城市軌道車輛電力牽引主回路及控制回路的能力；提高學(xué)生在電力電子與電力牽引方面的綜合應(yīng)用能力。

該環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)主要作用是將專業(yè)基礎(chǔ)科學(xué)在專業(yè)特色中的應(yīng)用環(huán)節(jié)，是完成企業(yè)無法提供的實(shí)踐條件，是連接學(xué)校與企業(yè)實(shí)踐的重要紐帶，即注重學(xué)科的基本應(yīng)用，又有車輛工程實(shí)際應(yīng)用的切入點(diǎn)。因此該實(shí)驗(yàn)在一般電力牽引與控制調(diào)速實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，側(cè)重應(yīng)用于城市軌道交通車輛電力牽引方向的應(yīng)用特點(diǎn)，使學(xué)生在具備分析電力拖動、電力電子及電力牽引系統(tǒng)的調(diào)速及控制方法能力的基礎(chǔ)上，能夠?qū)Τ鞘熊壍澜煌ǖ碾娏恳c控制方法有深入的了解。[3]

3.企業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè)

第三個層次主要為企業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)在“城市軌道車輛生產(chǎn)實(shí)習(xí)”中完成。該層次內(nèi)的實(shí)踐地點(diǎn)為企業(yè)，由企業(yè)和學(xué)校雙導(dǎo)師指導(dǎo)。車輛電力牽引系統(tǒng)的部件拆裝與檢修則是“城市軌道車輛生產(chǎn)實(shí)習(xí)”的重要組成。通過現(xiàn)場實(shí)習(xí)，學(xué)生能了解車輛電力牽引系統(tǒng)拆裝的基本任務(wù)、要求、手段；掌握城市軌道交通車輛電力牽引系統(tǒng)常見故障的診斷分析和處理方法；掌握軌道車輛各種維修工藝、設(shè)備及相關(guān)維修管理知識，了解軌道車輛維修、維護(hù)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，注重電力牽引及控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)在企業(yè)的應(yīng)用。

該部分實(shí)踐環(huán)節(jié)在整個城市軌道電力牽引系列課程中的作用偏重于企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用，將企業(yè)規(guī)范、工藝流程、設(shè)備等工程知識融入知識體系中，主要培養(yǎng)學(xué)生在電力牽引與控制領(lǐng)域的工程應(yīng)用能力。

三、結(jié)論

城市軌道車輛專業(yè)以企業(yè)需求為導(dǎo)向，根據(jù)“卓越工程師”培養(yǎng)要求，確定了培養(yǎng)計(jì)劃中的電力牽引部分培養(yǎng)目標(biāo)，并以此進(jìn)行了相應(yīng)課程體系建設(shè)。通過系列理論課程配合三個層次的實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè)，達(dá)到了培養(yǎng)計(jì)劃中關(guān)于城市軌道電力牽引部分的培養(yǎng)目標(biāo)要求，取得了一定的成果。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳文輝,覃永新,羅文廣,等.以電子技術(shù)應(yīng)用為目的的實(shí)踐教學(xué)改革與探討[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2010,13(1):35-37.

[2]聶宏展,蔡國偉,崔實(shí),等.電類技術(shù)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革與設(shè)想[J].東北電力學(xué)院學(xué)報,2003,23(3):57-60.

[3]謝志遠(yuǎn),尚秋峰,李新葉.電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)課程體系優(yōu)化與培養(yǎng)模式研究實(shí)踐[J].中國電力教育,2005,(S1):109-111.

（責(zé)任編輯：宋秀麗）