電力拖動自動控制系統(tǒng)課程教學改革與方法探討

吳學娟

摘 要：《電力拖動自動控制系統(tǒng)》是一門理論性與實踐性很強的課程，知識體系覆蓋面廣，是電氣工程及其自動化專業(yè)的核心課程。該文對電力拖動自動控制系統(tǒng)課程的教學現狀以及教學中存在的問題進行分析，結合課程特點及筆者幾年具體的教學實踐，從多方面探討課程教學改革路徑，注重理論與工程實踐教學相結合，培養(yǎng)學生學習興趣，增強學生的適應能力。

關鍵詞：電力拖動自動控制系統(tǒng) 教學改革 工程實踐教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）10（a）-0100-02

電力拖動自動控制系統(tǒng)是一門電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)核心課程，開課時間一般為大三的第二個學期。課程內容以控制系統(tǒng)的原理、分析與設計為主線，應用自動控制理論解決電力拖動控制系統(tǒng)的分析和設計問題，論述電力拖動控制系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能[1]。筆者通過幾年的實踐教學發(fā)現該課程面臨很多的問題，如：課程內容較多，學時較少，理論與實踐結合不夠等問題。通過認真地思考總結，提出一些教學改革思路，希望能夠使學生更好地學習這門課程，為今后工作奠定基礎。

1 電力拖動自動控制系統(tǒng)教學中存在的主要問題

1.1 課程現狀及特點

電力拖動自動控制系統(tǒng)課程是自筆者所在學校2009年申辦電氣工程及其自動化專業(yè)以來就一直開設的課程，選用的課程教材是由上海大學陳伯時主編、機械工業(yè)出版社出版的《電力拖動自動控制系統(tǒng)-運動控制系統(tǒng)》（第3版），理論學時56學時，同時設置6學時實驗及兩周的課程設計。電力拖動自動控制系統(tǒng)主要介紹電機的控制，以轉速控制作為主要控制對象，調速系統(tǒng)是最基本電力拖動控制系統(tǒng)，在總體內容上，分為直流拖動控制系統(tǒng)和交流拖動控制系統(tǒng)兩部分[2]。通過該課程的學習，使學生能夠充分了解和認識該課程及其相關課程的發(fā)展現狀、專業(yè)知識體系特點，培養(yǎng)學生應用基本理論方法進行工程設計的能力，使學生建立起系統(tǒng)觀念、工程觀念、創(chuàng)新觀念等觀念，提高學生的專業(yè)素養(yǎng)和實際應用能力[3-4]，為今后的學習及畢業(yè)設計做鋪墊，在社會飛速發(fā)展的大環(huán)境下，使學生能夠更好地實現就業(yè)，適應社會。

該課程的教學目標是：結合皖西學院建設應用型本科高校的背景及電氣工程及其自動化專業(yè)的培養(yǎng)方案，在課程設置過程中，通過理論教學，使學生掌握理論知識，強化學生對基本分析方法、設計方法的理解和應用，結合實驗教學、課程設計等實踐教學環(huán)節(jié)，重點培養(yǎng)學生應用基本理論知識解決實際問題的能力，不斷提高學生的工程能力。

1.2 目前教學面臨的主要問題

圍繞該課程的教學，通過幾年的教學實踐，目前該課程在具體的教學過程中主要存在的問題可以總結為四點。

（1）課程學時少，理論內容較多，難點多，公式多，計算多。

該課程是多門專業(yè)基礎課和專業(yè)課的綜合應用，知識面很廣，系統(tǒng)性強，因此，在有限的學時內難以理解消化課程內容，學起來困難較多。知識和課程內容更新速度快，在課堂教學中，直流拖動控制系統(tǒng)部分和交流拖動控制系統(tǒng)部分的學時分配沒有進行及時的調整。另外，傳統(tǒng)的教學方法是以枯燥的理論分析為主，講述各種直流、交流調速系統(tǒng)，按照介紹系統(tǒng)組成，分析各組成單元的作用，講解系統(tǒng)工作原理，進行系統(tǒng)設計和參數計算等順序進行教學，提升不了學生的學習興趣，不能促進學生在課后主動鞏固課堂教學內容。

（2）理論結合實踐，應用于實踐的力度不夠。

該課程是一門實踐性很強的工程實用性課程，實踐教學在課程體系中占據重要的地位，目前主要的實踐環(huán)節(jié)是實驗環(huán)節(jié)和課程設計環(huán)節(jié)。

在實驗環(huán)節(jié)，存在如下三個問題：首先該校電氣及其自動化專業(yè)學生人數較多，而實驗設備有些不足；其次實驗學時有限，設置6個學時，完成3個實驗；最后主要以綜合性實驗項目為主，缺乏設計性實驗項目，學生不能夠根據所學理論知識按照要求去自己設計實驗。這些問題導致學生不能夠做到很好地將理論應用于實踐，無法取得在有限學時下的實驗效率和效果，也使得很多學生對實驗失去興趣和熱情。

課程設計能夠提高學生的綜合應用能力，理清系統(tǒng)設計的基本思路和方法。在課程設計環(huán)節(jié)，安排課程設計的時間為兩周，布置基本貼合工程應用的課題，每2個學生組成一組，進行自由選題，每組課題不同。要求每組學生在兩周時間內完成所選課題的具體分析、設計和實現，具體課程設計工作內容包括：根據所選課題及相應任務書，進行相關的文獻資料的查閱；給出相應的設計方案，并進行設計方案的比較、論證；系統(tǒng)硬件設計；系統(tǒng)軟件設計；仿真并對結果進行分析。由于條件的限制以及學生對課程內容的掌握程度等各種因素的影響，目前的課程設計還是以理論設計為主，難以驗證設計成果。

（3）教學方法比較單一。

傳統(tǒng)的教學模式以“教師”為中心，目前采用的仍然是這樣的教學模式。在課程教學中，教師一味地對課程內容進行抽象的理論分析以及推導，學生不易理解，難以熟練掌握，導致很多學生對這門課程失去學習信心，不能提高學生的學習積極性以及主動性。

（4）考核模式陳舊。

該課程目前采用的考核模式仍是以期末純粹的理論課考試為主，考核辦法為作業(yè)和平時成績占總成績的30%，期末考試成績占總成績的70%。這種考核模式只注重理論知識的考核，沒有強調對實踐能力的考核。由于學生沒有實際的工作經驗，對課程理論知識的認識比較模糊，因此很難清楚地認識到該課程的真實目的，僅以應付考試的心態(tài)去對待這門課程，不能發(fā)自內心地喜歡這門課程，也就難以實現真正掌握這門課程內容，將其很好地應用于以后的學習、工作或生活中。

2 電力拖動自動控制系統(tǒng)課程改革方案探討

為了使教學質量能夠得到進一步提高，同時為了適應學校努力培養(yǎng)面向基層，服務一線，德智體美全面發(fā)展，地方用得上、留得住，具有創(chuàng)新精神和實踐能力的應用型高級專門人才的需要，滿足社會發(fā)展的需求，結合課程現狀、特點以及實際的教學實踐，從前面所分析的教學過程中面臨的主要問題入手，探討這門課程的教學改革方案。

2.1 改革課程理論教學

為了適應技術的進步，對于教學內容，要求教師在備課過程中注意及時將最新的信息內容引進課堂，另外現階段該課程理論學時不斷減少，而社會和技術不斷發(fā)展進步，導致實際教學過程中需要講的內容是越來越多，這就要求教師在理論教學過程中不僅要注意新內容的引進，更要注意整合原來的教學內容。這樣才能比較合理地完成規(guī)定學時內的理論內容教學。

在理論教學過程中要避免單純的理論分析，淡化具體的理論推導過程，注重結果的運用。要結合電力拖動自動控制系統(tǒng)實際應用的相關背景，適當地加入一些形象的動畫演示進行講解，從而讓學生對所學內容有一個直觀的認識，提高學生的學習興趣。

為了更好地實現在有限的學時內完成較多的理論內容教學，提高教學效果，適時引入新的輔助教學手段，在原有的多媒體教學基礎上，引入仿真技術教學。仿真技術可以設計不同條件的運行狀況，采用仿真軟件Matlab可以為教學內容提供形象直觀的分析工具，不僅能夠為所講的典型電力拖動自動控制系統(tǒng)內容提供驗證，也能夠對系統(tǒng)運行過程和參數變化對系統(tǒng)的影響進行分析，加深學生對教學內容的理解，實現課堂教學互動，轉變教學模式，實現了先理論分析，其次構建仿真模型，最后進行仿真結果分析總結這樣的教學體系。通過原有的和新引入的輔助教學手段的應用，增強了課堂教學的感染力以及學生的自我學習的認知過程。

2.2 改革課程實踐教學

理論教學可以培養(yǎng)學生的系統(tǒng)觀念，培養(yǎng)學生利用基本理論知識進行工程設計的能力，實踐教學可以加深學生對理論知識的理解和掌握，提高學生的工程實踐和創(chuàng)新能力。

實驗環(huán)節(jié)，利用現有的實驗環(huán)境，增加設計性實驗項目，讓學生主動思考，激發(fā)學生知識探索的積極性。利用Matlab軟件開發(fā)該課程的虛擬實驗平臺，學生可以依托實驗平臺完成驗證性、綜合性、設計性以及開放性實驗，通過對實驗項目的驗證、設計、調試、分析，在鞏固所學的理論知識的同時也培養(yǎng)了學生分析以及工程實際能力。

課程設計環(huán)節(jié)結合課程設計大綱的要求，首先在選題時一方面要考慮題目與課程理論內容的貼合性，另一方面要考慮與實際工程的聯系緊密性，實現選題的合理性；其次結合仿真技術，通過合理的仿真驗證平臺對設計結果進行驗證分析。培養(yǎng)學生獨立思考、工程應用和研究能力，也為后面的畢業(yè)設計做準備。

鼓勵學生積極參加各種課外競賽，注重理論和實踐創(chuàng)新結合，也在一定程度上提高了學生的團隊協(xié)作能力。

2.3 改革考核模式

課程考核增加實踐考核模塊，采用理論考試和項目考核的形式進行，兩部分成績各占總成績的50%。通過這樣的考核模式評定不同學生的課程成績，激發(fā)學生的自主學習精神。在項目考核模塊，給出1個綜合性較強的項目課題，依據前面所學的專業(yè)基礎知識和專業(yè)知識進行專題劃分，學生自由選擇課題中自己感興趣的專題，然后自主分組，在整個的項目設計過程中，各個專題組相互合作共同去完成這個項目課題。項目考核以項目報告、項目調試、答辯的方式評定成績。

3 結語

該文從電力拖動自動控制系統(tǒng)課程的特點和當前的課程教學現狀出發(fā)，總結目前教學面臨的主要問題，從課程理論教學、課程實踐教學、考核模式三大模塊對該課程教學改革進行探討，希望能夠對這門課程的改革有所推動，能夠改善教學效果，提高學生理論分析和工程實踐的能力，為學生從事工程應用和科學研究工作打下基礎。

參考文獻

[1] 陳伯時.電力拖動自動控制系統(tǒng)-運動控制系統(tǒng)[M].3版.北京：機械工業(yè)出版社，2003.

[2] 陳躍東，郎朗，孫新柱，等.《電力拖動控制系統(tǒng)》教學改革研究與實踐[J].寧波大學學報：教育科學版，2010，32（3）：98-101.

[3] 洪乃剛.電力拖動自動控制系統(tǒng)課程建設的實踐[J].安徽工業(yè)大學學報：社會科學版，2003，20（1）：78-79.

[4] 韓谷靜，吳雨川，秦亮，等.“電力拖動自動控制系統(tǒng)”課程的教學模式研究[J].電氣電子教學學報，2011（S1）：125-127.

[5] 孫新柱，張浩，陳躍東.《電力拖動控制系統(tǒng)》虛擬實驗平臺的開發(fā)[J].淮北師范大學學報：自然科學版，2013，34（3）：62-65.