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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電機與拖動基礎(chǔ)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
（巢湖學(xué)院 電子工程與電氣自動化學(xué)院，安徽 巢湖 238000）
摘要：本文根據(jù)應(yīng)用型本科電氣工程及其自動化人才培養(yǎng)目標，從建立電機學(xué)科體系角度出發(fā)，對《電機與拖動基礎(chǔ)》教學(xué)、實踐等方面進行了深入探索.并根據(jù)電機學(xué)科體系的需求和發(fā)展，對教學(xué)側(cè)重點進行規(guī)劃.同時利用現(xiàn)有條件，增加了Maxwell的仿真實驗提高教學(xué)實踐環(huán)節(jié)的水平，促進應(yīng)用型人才的培養(yǎng).
關(guān)鍵詞 ：電機與拖動基礎(chǔ)；教學(xué)改進；實踐改進；應(yīng)用型本科
中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A文章編號：1673-260X（2015）02-0242-02
1 引言
《電機與拖動基礎(chǔ)》是電氣工程及其自動化專業(yè)一門主干學(xué)科，本門課程既是對“數(shù)學(xué)”、“物理學(xué)”和“電路和磁路”的繼承，又是后續(xù)電力拖動自動控制系統(tǒng)的開啟.是一門承上啟下的關(guān)鍵性課程.電機與拖動和生產(chǎn)過程息息相關(guān)，是一門應(yīng)用性很強的學(xué)科.如何學(xué)好《電機與拖動基礎(chǔ)》這門課程實際上是應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的關(guān)鍵.
《電機與拖動基礎(chǔ)》這門課程在一些本科院校被稱為《電機學(xué)》，它主要研究基本種類的電機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電機的運行原理[1-3].以基本的直流電機的結(jié)構(gòu)和運行原理為開端，而后涉及到變壓器原理、交流電機運行原理，這樣一個系統(tǒng)既是一個新知識的學(xué)習(xí)過程也是對于后續(xù)知識學(xué)習(xí)的一個鋪墊.但是《電機與拖動基礎(chǔ)》的知識涉及到電學(xué)、磁學(xué)以及一些機械結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，是一門綜合性學(xué)科.《電機與拖動基礎(chǔ)》的學(xué)習(xí)對于學(xué)生來說，還是具有一定難度和深度的.
那么如何學(xué)好《電機與拖動基礎(chǔ)》呢？對于一所正在轉(zhuǎn)型的應(yīng)用型本科院校，電機與拖動的教學(xué)和方法研究是轉(zhuǎn)型過程中必須做好的一門功課.怎樣將電氣自動化專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)成應(yīng)用型人才？針對電機學(xué)理論和實踐難以配合的情況，國內(nèi)許多高校都進行了深入的教學(xué)研究，山東大學(xué)提出了利用UG開發(fā)和制作電機爆炸圖，以及建設(shè)認識實習(xí)中心來完成電機教學(xué)和實踐的配合[4].揚州大學(xué)提出了使用Matlab仿真實現(xiàn)對電機環(huán)節(jié)的認識和學(xué)習(xí)[5].新方法和新技術(shù)的出現(xiàn)都對《電機與拖動基礎(chǔ)》的教學(xué)起到了一定的支撐作用，然而建設(shè)認識中心成本過于龐大，使用仿真軟件也僅僅使教學(xué)停于理論現(xiàn)狀，難以使工科學(xué)生獲得動手實踐后的成就感.
2 結(jié)合課程體系，合理規(guī)劃側(cè)重點
《電機與拖動基礎(chǔ)》不是一門獨立的課程，是電力拖動自動化課程體系中的基礎(chǔ)課程，它的教學(xué)需要滿足對后續(xù)課程的指導(dǎo).在建立整個課程體系過程中，為了解決轉(zhuǎn)型中的不足，我院已計劃將電力拖動自動控制系統(tǒng)——運動控制系統(tǒng)這門課列入2013級電氣工程及其自動化專業(yè)的培養(yǎng)計劃中.《電機與拖動基礎(chǔ)》將變?yōu)檫\動控制系統(tǒng)這門課的前驅(qū)課程.根據(jù)《電機與拖動基礎(chǔ)》中的最主要的直流電機、變壓器、交流電機等部分，將對課程側(cè)重點進行重新劃分.
（1）直流電機部分應(yīng)當加重比例.電機與拖動自動控制系統(tǒng)主要是圍繞著電機系統(tǒng)自動化來設(shè)計解決的，具體包括如何實現(xiàn)電機的閉環(huán)控制，當電機系統(tǒng)突然遇到擾動時如何能夠抵抗外界擾動的影響等.
雖然當代電機中以變頻調(diào)速方式為主的交流電機在電機市場上取代了大部分的直流電機，直流電機漸漸淡出人們的視野.直流電機的閉環(huán)系統(tǒng)仍然是電機與拖動自動控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)內(nèi)容同時也是重點內(nèi)容，后續(xù)的交流調(diào)速和變頻調(diào)速都是以直流電機閉環(huán)控制系統(tǒng)作為基礎(chǔ)部分，既然直流電機閉環(huán)控制系統(tǒng)如此重要，當然要在《電機與拖動基礎(chǔ)》這門前驅(qū)課程中加大直流電機部分的比例.
授課過程中應(yīng)注重對直流電機的機械特性、電壓平衡關(guān)系式、調(diào)速、啟動、制動的講解，使學(xué)生的認識和學(xué)習(xí)過程能夠做到有的放矢.
（2）交流電機部分應(yīng)作部分延伸.交流電機曾在上世紀80、90年代因其控制較為困難而只作為拖動設(shè)備，90年代后，交流電機的調(diào)速進入變頻調(diào)速的時代.隨著空間矢量的應(yīng)用和電力電子技術(shù)的革新，交流電機已經(jīng)開始走進千家萬戶，并且變頻調(diào)速因其節(jié)能、經(jīng)濟，已經(jīng)成為當代的主流.
除了交流電機的結(jié)構(gòu)、原理、啟動、制動、反轉(zhuǎn)等內(nèi)容外，應(yīng)著重講解交流電機的旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生.采用啟發(fā)式、案例式教學(xué).[3]建議脫離課本數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)，采用空間矢量作圖方式講解，如圖1所示，三相對稱繞組，在A、B、C中產(chǎn)生的磁動勢空間矢量FS，|FS|,為其幅值，在空間復(fù)平面S位置.這種產(chǎn)生原理既直觀，又利于學(xué)生理解.并可以由空間磁動勢矢量延伸到交流電機的矢量控制技術(shù).
（3）對多種電機進行結(jié)構(gòu)分析，引導(dǎo)學(xué)生進行探究性學(xué)習(xí).電機雖然主要由直流、交流兩大部分組成，但是細分，還分為永磁同步、交流異步、無刷直流電機等，各種電機的結(jié)構(gòu)不同，對應(yīng)于控制算法或多或少仍有差異，部分學(xué)生對電機學(xué)習(xí)后可能仍有余力，能夠?qū)﹄姍C進行探究性學(xué)習(xí)，可以適當對各類電機結(jié)構(gòu)和控制方法進行介紹，例如，直線電機、開關(guān)磁阻電機、球形電機等.關(guān)于電機的研究還有許多可以深入的地方，不僅可以增強學(xué)生探究能力，也能加深他們對交、直流電機的結(jié)構(gòu)認識.
3 多種實踐環(huán)節(jié)配合
在應(yīng)用型本科中，實踐環(huán)節(jié)是應(yīng)用型的最大體現(xiàn)，應(yīng)努力促進學(xué)生動手能力的提升，加深理論知識的認知過程，做到學(xué)以致用[6].然而大部分實踐手段難以涵蓋所有《電機與拖動基礎(chǔ)》的實踐教學(xué).因此要將多種實踐環(huán)節(jié)相結(jié)合，動手實踐和仿真并舉.
自2010年以來，我院對《電機與拖動基礎(chǔ)》實踐環(huán)節(jié)進行建設(shè)，購置了天煌教儀的電機與拖動試驗臺，此類試驗臺可以完成電機與拖動基礎(chǔ)中的直流電機啟動、調(diào)速、制動等環(huán)節(jié)的實驗，以及三相鼠籠異步電動機的工作特性，三相異步電動機的啟動與調(diào)速等實驗.這部分實踐的開展加深了學(xué)生對電機不同種類、特性等的直觀了解.然而針對一些特定電機的結(jié)構(gòu)和磁場等難以令學(xué)生理解的內(nèi)容，也應(yīng)通過實驗手段加以實現(xiàn).
因此除了基本的實驗過程還擬增加Maxwell的磁場仿真實驗，鑒于Maxwell的有限元分析較難實現(xiàn)，實驗可以確定為演示實驗.圖2是對永磁同步電機的建模和磁場仿真，此類仿真結(jié)果既有助于學(xué)生了解電機結(jié)構(gòu)，解決實驗室內(nèi)并無拆開電機實物的問題，又體現(xiàn)了仿真結(jié)果的磁場分析有助于反哺教學(xué)的特點，并能引導(dǎo)學(xué)生對不同電機模型進行建模分析和設(shè)計.
4 結(jié)束語
巢湖學(xué)院即將完成應(yīng)用型高校轉(zhuǎn)型，在工科領(lǐng)域，應(yīng)用型的最大特點是動手實踐和所學(xué)知識與社會實踐相結(jié)合，因此選擇必要的教學(xué)實踐手段是轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵.通過電機學(xué)科課程體系的建立，《電機與拖動基礎(chǔ)》作為前驅(qū)課程也變的更為重要.應(yīng)加快巢湖學(xué)院《電機與拖動基礎(chǔ)》課程的教學(xué)改進，培養(yǎng)出更多適應(yīng)社會的應(yīng)用型人才.
參考文獻：
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〔3〕張蕊萍，趙峰.項目教學(xué)在電機學(xué)教學(xué)中的研究與實踐[J].自動化與儀器儀表,2012（4）:72-77.
〔4〕王秀和,孫雨萍,李光友,等.加強電機結(jié)構(gòu)認識實習(xí)環(huán)節(jié),提高電機學(xué)教學(xué)質(zhì)量[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2006,28(6):68-69.
【關(guān)鍵詞】電機拖動 課程 一體化教學(xué)
近些年,隨著電機應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展以及研究工作的不斷深入,電機的相關(guān)理論、生產(chǎn)、運營都日益臻熟。而與之相關(guān)電機拖動課程通過不斷改進、優(yōu)化和完善,至今已經(jīng)形成一門比較完整的學(xué)科。電機拖動是一門綜合性很強的學(xué)科,涉及的內(nèi)容和專業(yè)知識也是多方面的,涵蓋了電、磁、機等內(nèi)容。而我國職業(yè)教育的目的就是通過理論教育和實踐教學(xué),培養(yǎng)出符合當今企業(yè)生產(chǎn)、管理要求的一線實用型技術(shù)人才。但是在我國傳統(tǒng)的教學(xué)模式下,理論和實踐是分開進行的,在教學(xué)過程中,往往會發(fā)生,理論老師只側(cè)重專業(yè)知識方面的傳授,而實踐教師則只注重學(xué)生的實際操作。導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,理論脫離實踐。不僅給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了很大困擾,同時也造成了教學(xué)資源的浪費。因此,如何做好電機拖動過程中的一體化教學(xué)已經(jīng)成為目前面臨的一個難題。
一、優(yōu)化和改良電機拖動教學(xué)
(一)與時俱進,將教學(xué)內(nèi)容和當今科技發(fā)展水平有機的聯(lián)系在一起
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,在推動電機拖動技術(shù)迅速發(fā)展的同時,也對電機拖動教學(xué)提出了更高的要求。當前的電機拖動教學(xué)應(yīng)該和現(xiàn)代先進的科學(xué)技術(shù)有機的聯(lián)系在一起。新型的電機拖動內(nèi)部線路中,都綜合運用了自動控制調(diào)節(jié)器和簡單編程控制器。因此,實現(xiàn)對電機拖動教學(xué)的不斷改革和完善,是當今時展的要求,也是促進電機拖動技術(shù)日益走向成熟的重要手段。
(二)在教學(xué)過程中,實現(xiàn)統(tǒng)一化教學(xué)和多樣化教學(xué)
電機拖動是一門專業(yè)性很強的學(xué)科,在考慮到它經(jīng)過長時間的研究和改良,自身已經(jīng)形成比較系統(tǒng)和完整的專業(yè)內(nèi)容,所以在對其中的內(nèi)容進行調(diào)整和優(yōu)化時,一定要符合當前的科技發(fā)展的趨勢,適度的將一些新技術(shù)引入到教學(xué)課程中,在保證教學(xué)內(nèi)容不會過度臃腫的同時,又能將現(xiàn)代科技和教學(xué)內(nèi)容有機的聯(lián)系在一起。比如將簡單編程控制器技術(shù)引入到電機拖動課程中時,可以將課程更改成為“電機拖動和簡單編程控制器電路專業(yè)教學(xué)課程”,通國對電機拖動新引入的技術(shù)、零件、理論、工藝以及實踐等內(nèi)容的分析和講解,來激發(fā)學(xué)生的興趣。“電機拖動和簡單編程控制器電路專業(yè)教學(xué)課程”能夠很好的反映出目前電機拖動課程的發(fā)展趨勢和教學(xué)重點。不僅調(diào)動了學(xué)生的積極性,提高了他們的自主能動性,而且還拓寬了他們的學(xué)習(xí)范圍。
(三)突出教學(xué)課程的專業(yè)性、實用性
電機拖動教學(xué)是電機拖動技術(shù)的理論基礎(chǔ),它本身又具有很強的實用性。學(xué)生學(xué)好了這門課程不僅有利于更好的掌握和了解電機拖動技術(shù),也為自己以后的就業(yè)增加了一個無形的砝碼,所以做好電機拖動教學(xué)就顯得尤為重要了。電機拖動的特殊性,要求這門學(xué)科的除了要有基礎(chǔ)性的內(nèi)容之外,還應(yīng)有專業(yè)性和實用性的內(nèi)容。這就要求學(xué)校在制定電機拖動課程時,一定要從實際出發(fā),以實踐為基礎(chǔ),將實踐和理論有效的結(jié)合在一起,突出課程的專業(yè)性、實用性。
二、電機拖動課程的一體化教學(xué)
課堂教學(xué)作為學(xué)校教育中的不可或缺的一部分,有著非常重要的作用。所以,學(xué)校應(yīng)該重視課堂教學(xué),提高課堂的教學(xué)質(zhì)量。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下,老師只是一味的注重理論知識的傳授,而忽略了學(xué)生的接受能力,不僅造成課堂教學(xué)效率低下,而且也損害了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
(一)實際參考
電機拖動課程講述的主體是機械器件。而機械器件的表現(xiàn)形式以及對電氣實行控制的基本要求是電氣控制線路設(shè)計的基礎(chǔ),也是了解電氣線路控制原理的重要途徑。電器和機械的有機結(jié)合是實現(xiàn)機械生產(chǎn)自動化的主要方法之一。這就要求學(xué)生在進行控制線路學(xué)習(xí)之前要,做好充分的準備工作,要對專業(yè)設(shè)備機構(gòu)、運行形式、電氣和機械的有機集合等方面有著足夠的了解。
(二)做好理論準備工作
理論教學(xué)作為電機拖動技術(shù)的基礎(chǔ),要求教師在課堂教學(xué)過程中,一定要做好理論教學(xué)工作。首先可以大力推行“參與式”教學(xué)方法,將學(xué)生作為其中的主體,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,加強學(xué)生和老師之間的交流。讓學(xué)生有效地參與到課堂教學(xué)中來。其次利用電腦、投影儀等多媒體設(shè)備開展教學(xué)工作。多媒體教學(xué)是集圖像、聲音、動態(tài)、文字等為一體的高科技教學(xué)方法,它不僅可以讓學(xué)生更直觀的了解課程教學(xué)的內(nèi)容,還可以營造一種生動、輕松、歡快的課堂教學(xué)氛圍,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動了學(xué)生的積極性,同時也提高了課堂的教學(xué)效率。在電機拖動教學(xué)過程中,無論電機生產(chǎn)機械電氣控制線路整體有多么復(fù)雜,其中都存在一些簡單易懂的通用部分,比方說自鎖正轉(zhuǎn)控制、反正轉(zhuǎn)控制、時限控制等基本環(huán)節(jié)。這些環(huán)節(jié)相對于其他內(nèi)容來說,簡單易懂,只需稍加引導(dǎo)和講解,學(xué)生就可以掌握這部分知識。而另一方面,不同的機械電氣控制線路,它的設(shè)計思路、操控要求以及生產(chǎn)工藝也是各不相同,而且又有著各自比較特殊的部分,這些特殊的部分是教學(xué)過程中的難點,也是重點。如果能夠順利的解決掉這個難點、重點,接下來的問題就迎刃而解了。讓學(xué)生明白和了解電器與機械之間的聯(lián)系和關(guān)系,是做好生產(chǎn)機械線路控制教學(xué)的關(guān)鍵。和機械相連的電器在什么情況下正常運行,那些連接電器和機械的端口,哪些是開合,哪些是斷開的,如果學(xué)生很難吃透這些知識點,就很難真正的理解生產(chǎn)機械控制線路這塊內(nèi)容。在對學(xué)生進行理論教學(xué)時,一定要注重學(xué)生自主能力的培養(yǎng)。不僅要讓學(xué)生了解教材中所講的那幾種機械控制線路的工作原理、常見的問題和解決方法,更重要是教學(xué)會學(xué)生如何正確的看線路控制圖以及路的工作原理進行分析和研究。因此課程教學(xué)時,應(yīng)從如何看圖、線路原理分析和故障解決方法等方面著手,切實做好學(xué)生的培養(yǎng)和訓(xùn)練工作。
關(guān)鍵詞：電機與拖動；實踐教學(xué)；課程設(shè)計
作者簡介：漆海霞（1969-），女，湖南醴陵人，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，高級工程師；鄒恩（1956-），女，湖南株洲人，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，教授。（廣東廣州510641）
基金項目：本文系華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教改項目（項目編號：JG10065）、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)成果獎培育項目的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）12-0105-02
“電機與拖動”課程是自動化專業(yè)、電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)核心必修課程，該課程具有很強的理論性與工程實踐性，是后續(xù)學(xué)習(xí)“自動控制原理”、“電力拖動控制系統(tǒng)”、“交直流調(diào)速系統(tǒng)”等課程的基礎(chǔ)。因此，在專業(yè)學(xué)習(xí)中，該課程具有很重要的地位。
由于本課程具有學(xué)時多、學(xué)分高、內(nèi)容和公式多、概念抽象等特點，使得大部分學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中，感覺很枯燥很難學(xué)，提不起興趣。開展與課程配套的實踐教學(xué)，可以幫助學(xué)生理解和記憶課程基本內(nèi)容，掌握和熟練電機拖動特性，促進和提高課程學(xué)習(xí)效果，是課程教學(xué)的重要組成部分，是教學(xué)活動過程的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。
一、傳統(tǒng)“電機與拖動”實踐教學(xué)中存在的問題
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)（以下簡稱“我校”）自2001年農(nóng)電專業(yè)招生開始，新增的電氣專業(yè)、自動化專業(yè)、機制專業(yè)均開設(shè)了“電機與拖動”課程，在課程教學(xué)和實踐教學(xué)中，存在以下問題。
1.課程內(nèi)容多，但授課學(xué)時一直在壓縮
“電機與拖動”課程包括“電機學(xué)”及“電力拖動”兩大部分的內(nèi)容，電機學(xué)部分主要介紹各種電機的結(jié)構(gòu)、運行原理、電磁關(guān)系、數(shù)學(xué)模型的建立、運行特性分析，該部分內(nèi)容偏向于電磁關(guān)系的分析和理論推導(dǎo)；電力拖動部分主要介紹各種電機應(yīng)用中起動、制動、調(diào)速的方法和過程，偏向于分析各種運行情況下，機械特性的變化和特征。此外，課程還包括電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)基礎(chǔ)知識，電機調(diào)速方式與負載特性的匹配，電動機的選擇。隨著近年來高校教學(xué)改革，以及專業(yè)培養(yǎng)計劃的調(diào)整，[1]課程學(xué)時一再壓縮，從118學(xué)時，減到80學(xué)時，從分上下冊兩個學(xué)期講授到只用一個學(xué)期講授，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，由于周學(xué)時為5學(xué)時，如不及時復(fù)習(xí)和完成作業(yè)，學(xué)習(xí)容易跟不上進度，往往導(dǎo)致失去課程學(xué)習(xí)的興趣和信心。
由于教學(xué)內(nèi)容多而授課學(xué)時少，導(dǎo)致存在教學(xué)內(nèi)容與實踐項目是否協(xié)調(diào)一致，實踐教學(xué)能否圍繞教學(xué)大綱開展，能否確保實踐教學(xué)效果的問題。
2.實踐方法單一，流于形式
本課程實踐環(huán)節(jié)長期以來沿襲傳統(tǒng)的基礎(chǔ)實驗和課程設(shè)計兩個環(huán)節(jié)，但實踐的方法和手段上都比較單一、陳舊，實踐內(nèi)容不能與課程內(nèi)容緊密結(jié)合，使得實踐環(huán)節(jié)的設(shè)置流于形式，不能很好地促進教學(xué)效果。
基礎(chǔ)實驗以天煌DDSZ-1型電機與拖動實驗臺為基礎(chǔ)，完成各類型電機相關(guān)的特性實驗，通常學(xué)生是根據(jù)實驗指導(dǎo)書，依葫蘆畫瓢接線和調(diào)節(jié)特性，在2學(xué)時的實驗課上，對電機的負載力矩的產(chǎn)生原理和調(diào)節(jié)各參數(shù)的目的不求甚解，缺乏對實驗原理、實驗過程、實驗結(jié)果的思考和分析，不利于培養(yǎng)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。[2]
課程設(shè)計是課程學(xué)習(xí)結(jié)束后進行的為期兩周的實踐活動，目的在于加深和鞏固課程主要知識，訓(xùn)練學(xué)生解決工程實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生具有獨立思考和動手的能力，提高其分析和解決問題能力。由于“電機與拖動”課程是在電路、電子課程之后開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，一般是在第四學(xué)期開設(shè)。此時很多專業(yè)課程還沒有開設(shè)，要實現(xiàn)電機的控制和特性調(diào)節(jié)還有一定的難度。因此，一段時間以來，課程設(shè)計內(nèi)容根據(jù)課程的難點展開，由于變壓器繞組、三相交流電機繞組部分的內(nèi)容非常抽象，通常在課程教學(xué)時對此部分內(nèi)容作簡單介紹，在課程設(shè)計實踐教學(xué)時，讓學(xué)生動手設(shè)計和繞制一個作品，以提高對課程難點的認識。但是變壓器繞制和交流電機的拆裝工作沒有很大的技術(shù)難度，工作量也不夠，重復(fù)單調(diào)的工作易使學(xué)生失去興趣，而且往往兩周的實踐實際上一周就得以完成。
因此，針對我校在“電機與拖動”課程實踐教學(xué)中存在的弊端，進行探索和改革嘗試，勢在必行。
二、“電機與拖動”課程改革
自動化專業(yè)是技術(shù)應(yīng)用型專業(yè)，因此，在課程內(nèi)容的安排上，應(yīng)以理論知識應(yīng)用為目標，突出理論知識的實踐性，實踐環(huán)節(jié)應(yīng)突出課程的工程應(yīng)用特點。本課題從以下幾個方面進行改革。
1.整合實踐教學(xué)內(nèi)容
（1）優(yōu)選基礎(chǔ)實驗內(nèi)容。基礎(chǔ)實驗環(huán)節(jié)主要是驗證性實驗，整個教學(xué)中，需要驗證的理論和特性很多，可開出的實驗也很多。在基礎(chǔ)實驗的設(shè)置中，應(yīng)該選擇與課程大綱要求聯(lián)系緊密、符合專業(yè)大綱對專業(yè)課程學(xué)習(xí)要求的教學(xué)內(nèi)容。
通過對課程內(nèi)容的分析，結(jié)合專業(yè)應(yīng)用特點，筆者認為電機的結(jié)構(gòu)、繞組展開、三相交流的電勢和磁勢等知識，理論性和推導(dǎo)過程太復(fù)雜，占用大量的學(xué)時，而對于非電機制造專業(yè)的自動化專業(yè)來說，今后這部分知識用得較少。在課程講授時，應(yīng)對這些理論性太強的知識用比較少的學(xué)時作簡單介紹，通過繞線和嵌線工藝的學(xué)習(xí)，電機廠參觀實習(xí)，[3]增強學(xué)生對這部分內(nèi)容理解，將重點放在講授電機的數(shù)學(xué)模型和運行特性、機械特性，及電力拖動部分的應(yīng)用性知識。基礎(chǔ)實驗項目的開展應(yīng)以教學(xué)重點為中心。
（2）落實基礎(chǔ)實驗環(huán)節(jié)中綜合性、設(shè)計性實驗的開出。在該環(huán)節(jié)教師只提出實驗的目的、要求、注意事項等，實驗的方法和步驟由學(xué)生自己擬定，[4]但這部分實驗通常還是在實驗臺上完成。
（3）重構(gòu)課程設(shè)計實踐項目，使課程設(shè)計緊扣課程核心內(nèi)容。經(jīng)過多年的教學(xué)實踐和不斷總結(jié)，筆者認為本課程應(yīng)以工程實踐應(yīng)用為主，著重展開以電機運行特性和機械特性的調(diào)節(jié)和分析為重點的工程應(yīng)用實例的課程設(shè)計。
因此，在原來的變壓器繞制、三相異步電動機的拆裝項目基礎(chǔ)上，增加了直流電動機的四象限運行，三相異步電動機的變頻調(diào)速，交流電動機起動、制動、調(diào)速電路設(shè)計等項目。
2.實踐項目選題措施
教學(xué)實踐項目實施中，驗證性、設(shè)計性基礎(chǔ)實驗是由教師統(tǒng)一組織完成；通常課程設(shè)計也是統(tǒng)一指定一個項目，整個專業(yè)同時進行一個項目，內(nèi)容非常單調(diào)，學(xué)生不能自主選擇課題。將教師單一指定題目方法變成由學(xué)生自己選擇題目。學(xué)生可以根據(jù)自己理論學(xué)習(xí)的水平，結(jié)合自己的興趣和想法，選擇設(shè)計題目來實施。這體現(xiàn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和可選擇性。
3.實踐項目實施方法
驗證性實驗課開出的實驗，要求學(xué)生遵循預(yù)習(xí)提交預(yù)習(xí)報告進行實驗和數(shù)據(jù)記錄整理數(shù)據(jù)和撰寫實驗報告的實驗步驟，進行有準備的實驗，提高實驗質(zhì)量。
課程設(shè)計項目實施步驟分設(shè)計和制作兩步走。學(xué)生根據(jù)自己的選題，按題目要求查閱技術(shù)資料，進行方案設(shè)計，繪制電路圖，進行相關(guān)的元器件的選擇。由于元器件型號零散、分類多，需要學(xué)生負責(zé)人組織將所有的元器件歸總、分類，再在可以器件通用的基礎(chǔ)上，盡量將器件型號統(tǒng)一并進行采購。這要比事先統(tǒng)一購置元器件然后分發(fā)給學(xué)生照電路圖制作，更能鍛煉學(xué)生的獨立思考問題、分析問題、解決問題等工程能力。
4.發(fā)揮指導(dǎo)老師作用
按照項目實施辦法，將更多的自交給了學(xué)生，相當一部分學(xué)生在設(shè)計環(huán)節(jié)會出現(xiàn)難以著手設(shè)計，制訂方案不合理的現(xiàn)象。為此在課程設(shè)計開始的第一周，要集中動員，詳細地向?qū)W生說明本課程設(shè)計的目的和要求，各小組方案確定后提交給指導(dǎo)老師由其進行點評、提出意見。
在整個課程設(shè)計環(huán)節(jié)，教師應(yīng)全程指導(dǎo)，充分發(fā)揮指導(dǎo)教師的作用，既要避免所有學(xué)生方案一致，學(xué)生缺乏主動性、能動性，又要在已有專業(yè)課的基礎(chǔ)上盡量啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思考。
同時，注重教師技術(shù)能力提高，教師不但要有較全面的理論知識，還要有較豐富的實踐經(jīng)驗；教師要通過不斷地學(xué)習(xí)，了解本學(xué)科的前沿技術(shù)與發(fā)展動態(tài)，[5]同時要參與科研，拓寬視野，并且組織專業(yè)老師進行一些相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)，如定期到有關(guān)工廠去鍛煉，與企業(yè)開展產(chǎn)學(xué)研合作。通過提高教師的工程實踐能力和科研能力，更好地指導(dǎo)學(xué)生實踐活動。
5.合理細分考核標準
實行多元化綜合考評制度，合理細分考核標準，科學(xué)、準確、客觀地評價學(xué)生的實踐成績。成績評定由課程設(shè)計期間表現(xiàn)、方案及作品制作、作品演示、課程設(shè)計報告四部分構(gòu)成，分別占總成績的20%、30%、20%、30%。學(xué)生在實踐課程中，參與程度、出勤率、方案的合理性、作品制作的質(zhì)量、調(diào)試演示的結(jié)果、答辯時對問題的解答情況、設(shè)計報告的撰寫質(zhì)量，都將全面準確地反映學(xué)生在實踐環(huán)節(jié)的努力和成績。由于考核標準細化，學(xué)生在每一環(huán)節(jié)都認真對待，積極參與，充分調(diào)動了學(xué)生的參與實踐活動的積極性。
6.整理歸檔實踐資料
制訂統(tǒng)一的課程設(shè)計報告撰寫標準，分為：封面、目錄、題目、方案、電路圖、方案說明、元器件列表、調(diào)試及演示、運行特性分析、收獲與心得、小組分工、參考文獻。對于已完成的實踐環(huán)節(jié)，建立統(tǒng)一的檔案管理，除了按班收取紙質(zhì)的報告外，還按班將所有電子報告收齊歸檔。評出1～2個好的作品予以保存。
7.增設(shè)綜合設(shè)計環(huán)節(jié)
經(jīng)過驗證實驗和課程設(shè)計兩個教學(xué)實踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對“電機與拖動”課程的核心內(nèi)容應(yīng)有較深地理解，但對電機的控制技術(shù)和應(yīng)用，還需要學(xué)習(xí)“電力拖動控制系統(tǒng)”、“電力電子技術(shù)”課程之后才能開展，因此，有必要在整個專業(yè)教學(xué)培養(yǎng)計劃中，增設(shè)“自動控制（運動控制）系統(tǒng)綜合設(shè)計”實踐課程，進一步加深學(xué)生對專業(yè)課程知識的融會貫通、理解和應(yīng)用的能力。由于受設(shè)備、場地等諸多客觀因素的限制，[6]電力拖動綜合設(shè)計開展是很困難的。經(jīng)過教學(xué)研討，在綜合設(shè)計環(huán)節(jié)，以直流電機為對象，以自動控制理論分析和設(shè)計為基礎(chǔ)，以MATLAB軟件為基礎(chǔ)平臺，構(gòu)建直流電機雙閉環(huán)控制仿真系統(tǒng)，實現(xiàn)對電機的仿真控制與性能調(diào)節(jié)。
三、結(jié)論
經(jīng)過一系列改革措施后，課程以工程應(yīng)用為主，實踐教學(xué)以促進教學(xué)效果為目的，通過劃分教學(xué)重點和難點，整合教學(xué)和實驗內(nèi)容，教學(xué)實踐緊密結(jié)合教學(xué)大綱，實踐教學(xué)突出課程的技術(shù)特點；實踐性教學(xué)各環(huán)節(jié)的內(nèi)容設(shè)置上具有連貫性、階遞漸近性；實踐教學(xué)中，以學(xué)生為主體，發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性；實踐教學(xué)注重科學(xué)、合理的多元化管理方法，形成完善的課程實踐教學(xué)規(guī)范體系。
通過實踐證明，改革后的“電機與拖動”課程實踐教學(xué)，增強了實踐課程的學(xué)習(xí)效果，提高了學(xué)生的實際動手能力，并將理論與實際結(jié)合起來，提高學(xué)生的分析問題與解決問題的能力，進一步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究能力及嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，為今后更好地服務(wù)社會打下堅實的基礎(chǔ)。
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關(guān)鍵詞：高職；電機及拖動基礎(chǔ)；課程；教學(xué)質(zhì)量
中圖分類號：G718 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2012）07-0106-02
隨著我國高等教育大眾化時代的到來，高職教育己占據(jù)了高等教育半壁江山，但生源素質(zhì)卻隨著錄取率的提高而不斷下降。要保證高職教育的質(zhì)量，提升高職課程教學(xué)質(zhì)量是關(guān)鍵，筆者以電氣自動化類專業(yè)的主干課程《電機及拖動基礎(chǔ)》為例加以探討。
《電機及拖動基礎(chǔ)》既有基礎(chǔ)性，又有專業(yè)性，不僅有理論的分析推導(dǎo)，磁場的抽象敘述，還要用物理、電工基礎(chǔ)等基本理論分析研究比較復(fù)雜的往往帶有機、電、磁綜合性的工程實際問題。這是課程學(xué)習(xí)的特點，也是難點。高職學(xué)生的理論基礎(chǔ)比較薄弱，如何根據(jù)高職學(xué)生的認知特點、后續(xù)課程的銜接及行業(yè)需求，上好這門理論性、綜合性及實踐性較強的課程，多年來，筆者對此進行了探索與實踐。
編寫符合高職特色的優(yōu)質(zhì)教材
教書需要一本優(yōu)質(zhì)教材，高職教育的優(yōu)質(zhì)教材不能是本科的理論壓縮版，也不能是中職的技能提高版，必須符合高職高專人才培養(yǎng)的要求，理論知識必需、夠用，增強實用性，形成一定的課程體系。
首先，在編寫《電機及拖動基礎(chǔ)》教材時，應(yīng)根據(jù)當今電力電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合工業(yè)上直流電機應(yīng)用已遠遠少于三相異步電動機應(yīng)用的行業(yè)現(xiàn)狀，考慮高職畢業(yè)生主要在生產(chǎn)一線從事技術(shù)應(yīng)用工作的實際。所以，教材的框架應(yīng)以三相異步電動機的原理與應(yīng)用為主線，強化三相異步電動機新型號、新結(jié)構(gòu)的介紹，突出三相異步電動機的拖動和應(yīng)用，增加與強化三相異步電動機的軟起動、斬波調(diào)速、變頻調(diào)速等新技術(shù)內(nèi)容。而對直流電機繞組、磁場、換向的內(nèi)容則可刪繁就簡，刪減直流發(fā)電機特性的內(nèi)容，精選直流電動機拖動的內(nèi)容。
其次，在《電機及拖動基礎(chǔ)》教材理論內(nèi)容的描述、分析和應(yīng)用上，要充分考慮高職學(xué)生的認知特點，對高深的理論內(nèi)容（如交流電機的磁通勢等），可利用圖解分析，刪除繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)；對變壓器的等效電路可先出圖，再敘述，避開繁雜的參數(shù)推導(dǎo)過程；對大量的公式，可采用推導(dǎo)從簡、注重分析物理意義和應(yīng)用的方法（如直流電動的電動勢、電磁轉(zhuǎn)矩公式）；對三相異步電動機制動的復(fù)雜計算，可進行符合現(xiàn)場使用的簡化；對同步電動機中用功率因素調(diào)節(jié)解析V型曲線的成因，可不采取難以理解的公式和相量圖推導(dǎo)；對伺服電動機特性描述、原理分析，可以應(yīng)用為主線，簡明扼要地介紹。這樣全書雖然降低了理論難度，但仍可保持教材內(nèi)容的相對連貫性和穩(wěn)定性，力求深入淺出，通俗易懂，便于高職的教與學(xué)。同時，教材各章都應(yīng)有結(jié)合實際、注重應(yīng)用的例題，便于學(xué)生復(fù)習(xí)提高，培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力。
按照上述原則精心編寫的《電機及拖動基礎(chǔ)》教材自出版以來，受到同行的歡迎和認可，成為教育部高職高專規(guī)劃教材以及高等教育“十五”、“十一五”國家級規(guī)劃教材。
精心制作效果優(yōu)良的多媒體課件
有了優(yōu)質(zhì)教材，還需精心制作效果優(yōu)良的多媒體課件，這是一個教學(xué)的精心準備過程，是對教材內(nèi)容的重新組織和升華。教師應(yīng)該把課堂上要講授的內(nèi)容科學(xué)地組織起來，并把這些內(nèi)容應(yīng)用到對技術(shù)問題的講解和分析上，以利于學(xué)生對問題的理解，對知識的掌握。
首先，應(yīng)該繼承傳統(tǒng)板書的優(yōu)點。（1）標題、概念、要點、公式、結(jié)論等應(yīng)逐一出現(xiàn)，尤其是演算公式時要配合講解，有一定的停留時間，使學(xué)生的思維跟上教師的講解，也便于學(xué)生記筆記。在小結(jié)時，要引導(dǎo)學(xué)生思考，教師在畫龍點睛的同時出現(xiàn)小結(jié)內(nèi)容，十分自然。當然，在PPT的制作過程中要避免過多的飛入內(nèi)容，否則會使學(xué)生目不暇接。（2）在一節(jié)課中要用到的概念、公式、圖形在相應(yīng)的PPT中應(yīng)重復(fù)出現(xiàn)，這樣可保持傳統(tǒng)板書的優(yōu)勢，使教師講解有據(jù)可依，又可即興發(fā)揮。
其次，要發(fā)揮多媒體技術(shù)將文、圖、聲、像等各種教學(xué)信息有機地組合在一起的直觀、形象、生動的優(yōu)勢，使高職學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)體驗到立體感和直觀性，便于理論聯(lián)系實際。（1）可使原本比較枯燥的課堂教學(xué)變得較為輕松、生動，如三相交流電機的磁場是看不到、摸不著的枯燥內(nèi)容，用圖解法說明磁場的性質(zhì)、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向等內(nèi)容，動畫效果很好，形象、生動。（2）可將許多難以用語言表述的內(nèi)容通過多層面的展現(xiàn)表達得更清楚，如各種電機的結(jié)構(gòu)，從外觀到內(nèi)部的各種零部件一目了然，直觀、形象。（3）可以連貫地展示工作過程，將一個完整的內(nèi)容呈現(xiàn)在學(xué)生的眼前，如完整演示步進電動機的步進原理，在切換電源時磁力線扭斜，形成磁阻轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個步距角，一個通電循環(huán)轉(zhuǎn)過一個轉(zhuǎn)子齒距。（4）可以動靜結(jié)合，色彩鮮明地表現(xiàn)出內(nèi)容和過程的先后順序，立體地展現(xiàn)彼此之間的關(guān)系，如直流電動機先由載流導(dǎo)體在磁場中獲得電磁轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)，再由旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體感應(yīng)反電動勢，電壓需大于反電動勢才能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。（5）可以方便地補充和更新教學(xué)內(nèi)容，如可及時地將我國風(fēng)電、核電、超高壓傳輸電等新成果充實到教學(xué)中。
有效組織多樣化的教學(xué)改革
對一門難度較大的課程，有了好的教材和多媒體課件，是課程教學(xué)的重要基礎(chǔ)，但更需要教師有效地組織多樣化的教學(xué)改革，以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，克服學(xué)生對《電機及拖動基礎(chǔ)》課程學(xué)習(xí)的畏難情緒、對實驗操作后完成實驗報告的厭煩情緒、對課程考試的焦慮情緒，變難學(xué)為樂學(xué)，提高課程教學(xué)質(zhì)量。
組建興趣小組 在課程教學(xué)伊始，教師布置任務(wù)，讓學(xué)生通過自由組合，成立若干興趣小組，分別針對直流電機、變壓器、三相異步電動機、控制電機等設(shè)備的國內(nèi)外發(fā)展史，針對水電、風(fēng)電、核電、光伏電、潮汐電等技術(shù)的最新發(fā)展和應(yīng)用動向，進行企業(yè)調(diào)研，查找資料，制成PPT，然后每組10分鐘，上臺進行宣講，教師點評。學(xué)生對此興趣很高，是一種效果很好的入門教育方式，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。
理實一體 如直流電動機的起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)等內(nèi)容可在實驗室進行，90分鐘、2課時的時間安排為：教師用15分鐘以PPT形式從理論角度介紹直流電動機全壓起動的特點，降壓起動的方法及調(diào)速、反轉(zhuǎn)的方法，教師和實驗指導(dǎo)教師用15分鐘將學(xué)生分為兩組，進行接線（含儀表量程選擇、電樞回路電阻置最大、勵磁回路電阻置最小）示范，在起動瞬時讓學(xué)生注意觀察電流表顯示的起動電流較大，轉(zhuǎn)速上來后電流迅速回落等現(xiàn)象，接著演示電樞串電阻、降壓、弱磁調(diào)速方法，讓學(xué)生觀察轉(zhuǎn)速變化、反轉(zhuǎn)的兩種方法。之后學(xué)生分小組進行實驗，50分鐘后，完成實驗各項內(nèi)容和報告（學(xué)生課前已寫好預(yù)習(xí)報告）。最后10分鐘，教師講評，對實驗中出現(xiàn)的接線、操作的問題進行原因分析。這種理實一體的教學(xué)安排緊湊，從理論到實踐再到理論，學(xué)生能很快掌握知識。
學(xué)練做一體 如對三相異步電動機的定子繞組繞制、電源變壓器制作等內(nèi)容，可安排在課程結(jié)束后的電機實訓(xùn)周，穿插在課程教學(xué)中進行，這樣可以減少理論重復(fù)內(nèi)容，把在教室里畫繞組圖變成在實訓(xùn)室學(xué)練做一體。學(xué)生通過設(shè)計、計算和分析，確定要繞線的匝數(shù)及繞組的實際嵌線形式，在教師的指導(dǎo)下進行繞線（圈）、嵌線、接線及絕緣處理等，最后在定子繞組中通入三相電，當定子內(nèi)腔中放入的指南針旋轉(zhuǎn)（說明有旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生）時，學(xué)生會體驗到成功的喜悅。
學(xué)生在課堂討論課中唱主角 在每一單元結(jié)束時，可由相應(yīng)的興趣小組的學(xué)生根據(jù)單元學(xué)習(xí)內(nèi)容、教材中的思考題和習(xí)題，參考其他的書籍和課程網(wǎng)站，在任課教師的指導(dǎo)下，先期制作一份包含各種題型的單元復(fù)習(xí)內(nèi)容，在討論課中，讓興趣小組的學(xué)生唱主角，全體學(xué)生互動提高，教師適時進行點評。此舉學(xué)生參與的熱情極高，求知欲望也很強烈。
改革考核方法 要改變以往理論考試“一錘定音”的方法，注重學(xué)生的動手能力、團體合作能力、創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。實驗實訓(xùn)成績、興趣小組的成績、課堂互動成績等都可以一定的比例計入課程總評成績，以此調(diào)動學(xué)生全程參與課程教學(xué)的積極性。
幾年下來，通過教師的努力，課程教學(xué)質(zhì)量并沒有隨著生源素質(zhì)的變化而下降，學(xué)生非常愿意與教師一起進行教學(xué)改革，課程學(xué)習(xí)的合格率、優(yōu)秀率不斷提高。
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作者簡介：
胡幸鳴（1956—），女，浙江機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院教授，主要從事電機與電氣控制類教學(xué)與研究。
【關(guān)鍵詞】電機與拖動 教學(xué) 教學(xué)方法
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674－4810（2012）09－0057－02
電機與拖動是電氣工程及自動化專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其理論性、實踐性、綜合性、應(yīng)用性較強。主要介紹電機的原理、特性、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、分析計算及其應(yīng)用，使學(xué)生掌握變壓器、交流電機（感應(yīng)電機、同步電機）和直流電機的基本知識、基本理論、基本計算方法，具有一般運行問題的分析能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程奠定扎實的理論基礎(chǔ)。本門課除了要求學(xué)生具備扎實的數(shù)學(xué)、電磁、電路、力學(xué)知識，并有空間想象及邏輯分析能力外，還要面對以下難題：（1）復(fù)雜的電機結(jié)構(gòu)；（2）較多的公式推導(dǎo)與計算；（3）繁雜的分析過程；（4）電機的各種特性及其分析，既要掌握各類電機的特點，還要提煉出各種類型電機的共同點。這些使得學(xué)生的學(xué)習(xí)存在較大的難度，因而有些同學(xué)畏難而退，積極性不高。
根據(jù)筆者的經(jīng)驗，針對不同的難點采用不同的教學(xué)方法，如板書與課件結(jié)合法、工程方法、類比和對比法、口試答辯考核法，可以較好地解決以上難點問題。
一 板書與課件結(jié)合法
用課件教學(xué)有很多優(yōu)點，改變了傳統(tǒng)教學(xué)的“一張嘴、一本書、一支粉筆、一塊黑板”單調(diào)教學(xué)方式。優(yōu)勢主要體現(xiàn)在四個方面：（1）通過增加實例、圖片、照片、說明等使相應(yīng)較枯燥的理論更易理解和掌握；（2）通過動態(tài)的形式來展示一些操作流程、發(fā)生過程、運行機制等，使學(xué)生模擬體驗相應(yīng)的原理和機理；（3）通過多媒體課件大大增加信息量，給學(xué)生提供豐富的思考和研究素材，培養(yǎng)學(xué)生的分析、概括、評價等研究能力；（4）通過多媒體課件的運用減少教師板書的時間，提高課堂教學(xué)效率。對于復(fù)雜的電機結(jié)構(gòu)，如三相異步電機和同步電機，就可以用三維動畫的方式，通過異步電機和同步電機拆裝展示各部件的形狀和各部分的配合，還可以結(jié)合實物教學(xué)。過去的傳統(tǒng)教學(xué)方式如投影等，甚至單純的實物教學(xué)都不如此種方法好。再如，可將異步電機與同步電機的工作原理用動畫的形式表示出來，既清楚又容易理解，比單純地通過在黑板上畫圖和展示靜態(tài)的圖形，效果要好得多。
應(yīng)用課件講課有很多優(yōu)點，但也不能忽視傳統(tǒng)教學(xué)方法如板書的優(yōu)勢。在工科課程教學(xué)中，由于存在邏輯復(fù)雜，知識連貫性強的特點，需要學(xué)生在聽課過程中連續(xù)思考，因此完全采用幻燈片教學(xué)的方法是不可取的。如在電機與拖動教學(xué)中有很多的公式需要推導(dǎo)。若只是單純地在課件中走馬觀花式地放映出來，學(xué)生印象不深，而且忽略了與學(xué)生的互動，不知道學(xué)生是否理解。因此，對于復(fù)雜的公式，需要學(xué)生掌握的需用板書推導(dǎo)。如講解標幺值的優(yōu)點之一：采用標幺值計算時，無需折算。若在課件中給出結(jié)論后，對結(jié)論進行板書推導(dǎo)，如公式（1）所示。讓學(xué)生的思路隨著老師的思路走，一邊推導(dǎo)，學(xué)生一邊思考，比單純對照課件講解效果要好。
（1）
又如判斷三相變壓器的連接組別，若只是在課件中將連接組別的判斷步驟展示出來，學(xué)生的思考時間較短，也會出現(xiàn)課堂上聽得懂，而課下自己判斷失誤的問題。因此此處適用課件和板書的方法，將判斷步驟在黑板中畫出來，同時讓學(xué)生拿出紙和筆，和老師一起畫。在判斷了幾種典型的連接組別后，讓學(xué)生做作業(yè)鞏固，效果較好。
二 工程方法
電機與拖動是有工程特點的課程，很多內(nèi)容如果按照理論推導(dǎo)和理解十分復(fù)雜，也沒有必要，因此要多使用工程方法研究。比如說變壓器的原邊電壓與原邊主電勢和原邊電阻壓降之間的關(guān)系，見公式（2）：
（2）
可以看出此公式中原邊電壓與主電勢之間的關(guān)系不是很明朗，加之主電勢不好測量，因此主電勢實際上是不知道的。但是，若采用工程方法，忽略很小的漏阻抗壓降Z1，則此公式（2）可以寫成公式（3）：
（3）
因此有：
（4）
可見，影響主磁通Φm大小的因素有電源電壓U1、電源頻率f1和一次側(cè)線圈匝數(shù)N1。只要知道電源電壓、電源頻率和原邊線圈匝數(shù)，就可以求出主磁通大小。甚至可以認為在電源電壓一定的情況下，若其他參數(shù)不變，則主磁通就不變。實踐證明，用此工程方法誤差很小，完全滿足需要。采用工程方法可以省略繁雜的分析過程，簡化計算，且易于理解。
再如空載實驗測定變壓器的勵磁參數(shù)時，實際上等效電路中包含兩個參數(shù)，原邊漏阻抗Z1和勵磁阻抗Zm。如圖1所示，但是由于有Zm＞Z1，因此忽略原邊漏阻抗Z1，回路中僅存在勵磁阻抗Zm。如圖2所示，通過空載實驗就可以很容易地得出勵磁阻抗Zm，既簡化了計算，又在誤差允許范圍之內(nèi)，而且也易于理解。
三 類比和對比法
在電機與拖動教學(xué)中，還常用到類比法和對比法。這兩種方法可以較為方便地實現(xiàn)對新知識的掌握和對舊知識的回顧。在分析類似的原理時采用類比法，可以通過以前習(xí)得的知識較為容易地掌握新知識，“溫故而知新”，這種方法可以提煉出電機的共同點；而每一類電機都有其自身的特點，此時采用對比法，明晰各類電機的特點，可以給學(xué)生留下較為深刻的印象。變壓器是人們接觸到的最簡單的、較為常見的一類靜止電機。通過對電機的深入分析，牢牢抓住電磁感應(yīng)原理，目的是得到基本方程，在基本方程的基礎(chǔ)上，通過折算得到新的方程，由此得到等效電路和向量圖，有了這三個工具就可以自如地分析變壓器在穩(wěn)態(tài)運行中出現(xiàn)的任何情況。掌握了這一套思路和方法后，再分析異步電機時就容易了，類似的原理可以通過與變壓器類比講解得出。既節(jié)省了課時，又有較好的效果。表1、表2分別描述了變壓器和異步電機的相同點和不同點，僅作拋磚引玉之用。
四 口試答辯考核法
改變一份考卷定終身的考試方式，采用口試答辯與期末閉卷考試相結(jié)合的考試方法，降低閉卷考試比重，敦促學(xué)生增加學(xué)習(xí)的自覺性，將考核評價貫穿于課程始終。
采用口試答辯方式，主要是提供老師與學(xué)生一對一、面對面交流的機會，通過老師提問，學(xué)生現(xiàn)場回答的方式進行。學(xué)生答辯結(jié)束后，現(xiàn)場打分。所提問題由學(xué)生通過抽簽的方式獲得，老師可以在此基礎(chǔ)上即興提問相關(guān)知識點或其他與課程有關(guān)的問題。此種方法不僅可以考查學(xué)生對于知識的掌握程度，還可以培養(yǎng)其口頭表達能力和應(yīng)變能力，促進學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。此種方法在筆者所在學(xué)校已經(jīng)過兩年的實踐，學(xué)生的反映較好，認為經(jīng)過口試答辯，很多以前沒有搞懂的問題，基本上都想清楚了。可見，口試答辯對于總結(jié)知識點，把握知識的連貫性和形成系統(tǒng)的知識架構(gòu)起到了重要作用。另外，老師也可以通過口試了解學(xué)生對于知識的掌握程度，從而可以在以后的教學(xué)中改進方式方法，達到了“雙贏”的效果。
五 總結(jié)
綜上所述，電機與拖動這門課有很多的教學(xué)難點，學(xué)生掌握起來較困難，但只要把握好電機與拖動的難點和教學(xué)關(guān)鍵，在課堂教學(xué)中采用多種教學(xué)手段，并及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的問題，設(shè)法加以解決，會使廣大學(xué)生取得較好的學(xué)習(xí)效果。
參考文獻
［1］胡順斌、高亮等.電機與拖動課程教學(xué)改革初探［J］.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（農(nóng)林教育版），2001（2）：39～40
［2］張晶.電機與拖動課程教學(xué)改革探索［J］.遼寧高職學(xué)報，2003（4）：40～41
關(guān)鍵詞 士官高等職業(yè)技術(shù)教育 課程設(shè)計 電機與控制技術(shù)
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.08.057
Abstract Professional basic course is a public basic courses and professional courses of the bridge， the teaching quality will directly affect the professional course learning effect and the students post working ability， strengthen professional basic courses in curriculum design will help to improve the teaching effect of the course. The electrical equipment repair professional basic course of professional curriculum system in the motor and control technology curriculum design as an example， from the five aspects of teaching philosophy， content， process， methods and evaluation design， at the same time， a profound summary of the actual teaching experience. From the teaching practice， the reasonable and effective teaching design can greatly improve the teaching quality and realize the goal of teaching.
Key words Officer Higher Vocational and Technology Education； course design； motor and control technology
0 引言
“電機與控制技術(shù)”課程是士官高等職業(yè)技術(shù)教育電氣設(shè)備修理及相關(guān)專業(yè)課程體系中的一門專業(yè)主干課程和必修課程，課程內(nèi)容涉及各類型直交流電機原理與控制、變壓器、微控電機原理與控制與直交流電機電力拖動基本原理等內(nèi)容，除包括電機基礎(chǔ)理論知識外，還涉及到實際電機拖動與控制問題。課程理論抽象、工程技術(shù)應(yīng)用要求較高，而士官學(xué)員的特點是理論知識掌握不精、不深、不夠，而實際動手操作的意識和能力較強。為解決上述矛盾，教學(xué)組緊緊圍繞課程“專業(yè)基礎(chǔ)服務(wù)專業(yè)”的課程定位，以專業(yè)與學(xué)員任職崗位需要為牽引，對課程進行了全方位的課程設(shè)計，主要包括理念、內(nèi)容、方法和評價等方面內(nèi)容，使得教學(xué)設(shè)計理念和目標更加細致、完整、科學(xué)合理，通過內(nèi)容有針對性和指向性的設(shè)計，完善課程的形成性考核和評估機制，提升教學(xué)效果，更好地服務(wù)于專業(yè)教學(xué)和學(xué)員崗位任職能力的形成。
1 課程設(shè)計①的方法和原則
教學(xué)設(shè)計是教員根據(jù)教學(xué)層次或者對象對授課進行預(yù)先策劃與精心設(shè)計。教學(xué)設(shè)計的總體結(jié)構(gòu)一般包括以下內(nèi)容：課程教學(xué)理念設(shè)計、制定教學(xué)目標、構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容、課程的組織實施設(shè)計、教學(xué)評估設(shè)計。
1.1 教學(xué)理念
教學(xué)理念指導(dǎo)和規(guī)范教員的教學(xué)行為。教員授課質(zhì)量的好壞，教員的教學(xué)理念將對此產(chǎn)生直接影響。根據(jù)士官高等職業(yè)技術(shù)教育的特點和規(guī)律，教學(xué)理念要以士官職業(yè)崗位活動導(dǎo)向、突出能力目標、基于項目或任務(wù)載體、加強能力實訓(xùn)、以學(xué)員為主體、一體化教學(xué)等基本原則。
1.2 確定目標
基于課程在專業(yè)人才培養(yǎng)方案的地位和作用，確定并細化課程教學(xué)目標。課程目標一般可分為總目標、分目標。總目標是對課程的方向性總體把握，分目標是對課程各個子部分的提出更為細致教學(xué)要求，包括知識與技能、過程與方法以及情感與價值觀等。課程目標設(shè)計與確定需要反復(fù)完善與修改，絕不能一成不變。
1.3 優(yōu)化內(nèi)容
教學(xué)內(nèi)容是課程的實質(zhì)部分。教學(xué)內(nèi)容在設(shè)計時要重點考慮以下方面：（1）內(nèi)容要符合學(xué)員的專業(yè)與崗位需要，對后續(xù)專業(yè)教學(xué)有支撐作用；（2）針對課程目標，構(gòu)建優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容；（3）內(nèi)容應(yīng)考慮專業(yè)的前瞻性；（4）內(nèi)容應(yīng)綜合考慮廣度、深度和難度的平衡。通過合理設(shè)計，優(yōu)化內(nèi)容，保證內(nèi)容的基礎(chǔ)性和專業(yè)特色。
1.4 方案設(shè)計與組織實施
這是課程方案的形成和實施環(huán)節(jié)，設(shè)計時要重點考慮以下方面：（1）課程內(nèi)容的組織形式；（2）選擇合理的教育方式與活動形式；（3）教學(xué)進程與課時分布。
1.5 課程評估
設(shè)計方案實施后，要及時對課程目標、內(nèi)容、組織實施等因素進行評價，及時掌握反饋信息。根據(jù)反饋信息，進行有針對性的調(diào)整與改進設(shè)計。
2 “電機與控制技術(shù)”課程設(shè)計的主要內(nèi)容
2.1 教學(xué)理念
根據(jù)士官學(xué)員特點、專業(yè)和崗位需求，構(gòu)建應(yīng)用性理論、驗證實驗與技能實訓(xùn)的課程體系。課程教學(xué)強調(diào)“實用、適度”，重視應(yīng)用性；加強教學(xué)互動，突出學(xué)員的主體地位。加強實踐性教學(xué)，實現(xiàn)電機理論知識和應(yīng)用、電機實際控制的有機結(jié)合，通過“教、學(xué)、做”教學(xué)過程，使學(xué)員更快的掌握理論知識和操作技能。合理采用講授式教學(xué)、比較式教學(xué)、案例式教學(xué)等多種教學(xué)方法，靈活采用多媒體、部組件、實物等手段，理論與實踐密切聯(lián)系，激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)興趣。實踐教學(xué)采用講解示范、分組練習(xí)、個別指導(dǎo)等方式，突出學(xué)員的主體地位，提高動手能力。建立過程性考核系統(tǒng)，調(diào)動學(xué)員在實踐訓(xùn)練、師生互動、學(xué)員協(xié)作交流等方面的學(xué)習(xí)主動性。
2.2 教學(xué)實施
（1）教學(xué)中，教員要貫徹“以學(xué)為主”教學(xué)理念，實現(xiàn)由以教員為中心向以教員為主導(dǎo)、學(xué)員為主體轉(zhuǎn)變。②（2）要求教員要積極提倡學(xué)員主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學(xué)員搜集和處理信息的能力、交流與協(xié)作學(xué)習(xí)的能力、分析和解決問題的能力。（3）要求教員突出“電機與控制技術(shù)”課程對電氣維修及相關(guān)專業(yè)學(xué)習(xí)的橋梁作用，正確處理基礎(chǔ)內(nèi)容與實際裝備應(yīng)用的關(guān)系，強調(diào)用電機拖動技術(shù)解決電機與控制技術(shù)問題的方法學(xué)習(xí)，調(diào)動學(xué)員探究性學(xué)習(xí)的主動性與能力。（4）實驗教學(xué)教員要圍繞培養(yǎng)學(xué)員的知識理解、綜合應(yīng)用、技能訓(xùn)練和動手能力的實踐教學(xué)目標，構(gòu)建相對完整的實驗實訓(xùn)內(nèi)容。
設(shè)計了4個基礎(chǔ)實驗、4個實訓(xùn)項目和多個開放性實訓(xùn)項目等三個層次實驗項目。其中，基礎(chǔ)實驗緊密圍繞課程標準中知識點的要求，合理設(shè)計和組織了實驗內(nèi)容，抓住了學(xué)員的興趣點，有效培養(yǎng)了學(xué)員主動學(xué)習(xí)和應(yīng)用所學(xué)課程知識來分析、解決問題的能力。4個實訓(xùn)項目，以修理車間的工作任務(wù)為載體設(shè)計項目或者任務(wù)，例如修理車間的配電系統(tǒng)安裝調(diào)試、電機正反轉(zhuǎn)控制、電機順序起停控制、電機Y/起動控制、典型機床電氣控制設(shè)計等。通過實訓(xùn)項目，可以有效加強學(xué)員對課程中電機拖動與控制方面的理論知識深入理解，增強學(xué)員的實際動手能力，培養(yǎng)學(xué)員的基本素質(zhì)和崗位能力。開放性實訓(xùn)項目打破課程體系的束縛，設(shè)計具有綜合性、應(yīng)用性和實踐性的項目任務(wù)，讓學(xué)員熟練掌握低壓電器等的使用方法和應(yīng)用技能，同時也培養(yǎng)學(xué)員的工程實際動手能力，使理論知識具體化。
2.3 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計
教學(xué)內(nèi)容按照專題的形式，從難到易，從理論到應(yīng)用的過程逐步展開，同時結(jié)合各專業(yè)特點，對教學(xué)內(nèi)容進行了必要的增減。
（1）壓縮電機原理的內(nèi)容。電氣設(shè)備修理相關(guān)專業(yè)學(xué)習(xí)電機原理的目的是為了應(yīng)用，為學(xué)習(xí)特種電機使用和維修打好基礎(chǔ)。因此，對電機原理內(nèi)容進行了較大的壓縮。一是著重講授電機的工作原理、主要的電磁關(guān)系、工作特性及交流異步電機的等效電路等，對各類電機的繞組及磁動勢部分只作簡要的介紹即可；二是對此部分的重難點進行重點講授，如直流電機的換向、交流異步和同步電機的結(jié)構(gòu)和工作原理等。
（2）強化電機拖動內(nèi)容的教學(xué)。“電機及拖動基礎(chǔ)”應(yīng)著重掌握電機的機械特性、運行特性以及對拖動系統(tǒng)運行的分析。因此，在教學(xué)中將重點放在電機的機械特性、電機的起動、制動和調(diào)速過程中各個物理量的變化情況及動態(tài)特性的分析上。對當前應(yīng)用較廣泛的三相異步電動機的變頻調(diào)速，花較多的時間詳細分析，既分析不同頻率下電機的機械特性，又分析不同性質(zhì)負載時電機的轉(zhuǎn)速、電動勢、電流、電磁轉(zhuǎn)矩等物理量的變化趨勢，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
（3）增加新型電機的教學(xué)內(nèi)容。在新型車輛上特種電機應(yīng)用也越來越廣泛，如無刷硅整流發(fā)電機、步進電機、伺服電機等。為此，控制電機要的同時增加這部分內(nèi)容，并合理安排教學(xué)時數(shù)，使教學(xué)更加適應(yīng)新技術(shù)和新型車輛發(fā)展的要求。
2.4 教學(xué)方法設(shè)計
針對教學(xué)對象和課程本身特點，確立以理論講授式為主，同時采用比較式教學(xué)、演示式教學(xué)、討論式教學(xué)和實踐性教學(xué)等多種教學(xué)方法相結(jié)合的教學(xué)方法，使學(xué)員系統(tǒng)掌握電機與控制技術(shù)的基本知識體系，形象化地理解抽象概念，使得理論與實際應(yīng)用密切聯(lián)系，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
2.5 教學(xué)評估設(shè)計
評估設(shè)計采用了針對教員教和學(xué)員學(xué)的雙向考核的措施，全面監(jiān)督和評估教員教和學(xué)員學(xué)兩個方面的教學(xué)效果。③
在評估教員教的環(huán)節(jié)中，設(shè)計了學(xué)院教學(xué)督導(dǎo)組聽查課、系教學(xué)督導(dǎo)組聽查課、教研室領(lǐng)導(dǎo)聽查課三級聽查課制度，同時課程結(jié)束后立即組織召開學(xué)員評教會，在課程教學(xué)全過程進行教員教學(xué)的綜合評價。學(xué)院教學(xué)督導(dǎo)組將聽查課的情況和指導(dǎo)意見及時反饋給教務(wù)科；系教學(xué)督導(dǎo)組將聽查課的情況和指導(dǎo)意見及時反饋給系、室；教研室領(lǐng)導(dǎo)把三級聽課情況及時通知教學(xué)組；在期末，教務(wù)科、教學(xué)組和學(xué)員代表聯(lián)合召開以“教學(xué)效果”評價為主題的經(jīng)驗交流會，收集學(xué)員對任課教員的評價意見和建議。教學(xué)組根據(jù)教學(xué)評價信息，及時總結(jié)和交流教學(xué)實效好的教學(xué)方法和經(jīng)驗，促進教學(xué)組教員不斷改進教學(xué)方法，提高教學(xué)能力。
在評估學(xué)員學(xué)環(huán)節(jié)中，采用課堂提問、作業(yè)、實驗實訓(xùn)和期末考試相結(jié)合的學(xué)員成績綜合評定辦法。該綜合評價方法，貫徹了過程性、形成性考核思想，激勵學(xué)員重視知識獲取和能力提高的過程，調(diào)動學(xué)員在課堂討論、師生互動、協(xié)作交流、實踐訓(xùn)練等方面的學(xué)習(xí)積極主動性。
雙向考核措施和方法，全面監(jiān)控和評估教員教和學(xué)員學(xué)兩個方面，促進提升了教員教學(xué)能力和學(xué)員學(xué)習(xí)能力，提高了授課質(zhì)量。
3 結(jié)束語
教學(xué)組通過對課程設(shè)計的改革，在增強教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量的實踐中取得了實效。通過改革，使教學(xué)內(nèi)容更加合理，體系更加完備，更加貼近專業(yè)，更好服務(wù)于專業(yè)教學(xué)；使實踐教學(xué)與理論教學(xué)有機結(jié)合，既鞏固了所學(xué)知識，又有助于學(xué)員實際動手能力的培養(yǎng)與提高；通過采用靈活多變的教學(xué)方法和手段，使學(xué)員更容易掌握知識，提高了教學(xué)效果。
注釋
① 徐英俊.教學(xué)設(shè)計[M].北京：教育科學(xué)出版社，2001：179-183.
關(guān)鍵詞： 高職院校 《電機及拖動》課程 教學(xué)方法
1.引言
高職院校是高等教育的重要組成部分，培養(yǎng)的是高級技術(shù)應(yīng)用型人才。《電機及拖動》是高職院校自動化類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，理論性和實踐性都很強。該課程在整個課程體系中具有承上啟下的功能，其教學(xué)質(zhì)量直接影響著許多后續(xù)課程的學(xué)習(xí)［1］。教學(xué)方法是教師為完成教學(xué)任務(wù)所采用的手段，教學(xué)方法的選用很大程度決定了課程的教學(xué)質(zhì)量。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)獨立思維與創(chuàng)新能力，我們必須對該課程的教學(xué)方法進行改革。
2.教學(xué)方法的探索
2.1互動式教學(xué)法
互動式教學(xué)法以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，使師生在相互影響和相互活動中產(chǎn)生教學(xué)共鳴，實現(xiàn)教學(xué)相長［2］。例如在講到直流電機的原理時，教師可以先講授直流電動機部分，分析直流電動機的結(jié)構(gòu)，以及如何實現(xiàn)電能和機械能之間的轉(zhuǎn)換。由于直流電機存在“可逆性”原理，同一臺直流電機既可以作為直流電動機使用，又可以作為直流發(fā)電機使用，因此直流發(fā)電機部分的講授工作就可以布置給學(xué)生。教師先隨機抽取一兩名學(xué)生進行課堂講解，然后對其講解進行評價。互動式教學(xué)既可以調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生積極參與到教學(xué)過程中，又可以增強教師的責(zé)任感和危機感，實現(xiàn)教學(xué)相長。
2.2對比式教學(xué)法
電機的種類雖然很多，但不同種類的電機在結(jié)構(gòu)、分析方法上存在內(nèi)在的聯(lián)系［3］，運用對比式教學(xué)法找到各種電機的相似點與不同點，可以加深學(xué)生對各種電機及拖動系統(tǒng)的理解。例如異步電動機和變壓器具有相似的T型等效電路，如圖1所示，因此可以用對比法對二者的性能進行分析。
圖1 異步電動機和變壓器的T型等效電路
但是T型等效電路中各個參數(shù)的含義卻是不同的，如表1所示。另外，具體計算時，R折算的表達式也不一樣。
表1 各參數(shù)代表的含義
2.3探究式教學(xué)法
探究式教學(xué)法是一種按照教學(xué)規(guī)律進行的，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生探究知識、提高能力的教學(xué)方法［4］，整個教學(xué)過程由激疑設(shè)疑、強化動機和分步探究組成。例如在講到直流電動機的能耗制動時，教師可以先將異步電動機能耗制動的實現(xiàn)方法“斷交流、通直流”告訴學(xué)生，并提出探究課題：為什么兩種電機能耗制動的實現(xiàn)方法不一樣？然后圍繞該課題進行分步探究，從而激發(fā)學(xué)生積極思考，增強對所學(xué)知識的求知欲和學(xué)習(xí)動力。
2.4仿真教學(xué)法
《電機及拖動》課程概念多、理論繁雜、實用性強，課程中電機的結(jié)構(gòu)、時空圖和電磁關(guān)系等內(nèi)容，都與三維空間有關(guān)，僅借助板書和老師的講解很難表達透徹。隨著計算機技術(shù)和多媒體技術(shù)的發(fā)展，仿真教學(xué)成為課堂教學(xué)不可缺少的手段。計算機仿真軟件很多，目前應(yīng)用比較廣泛的軟件是MATLAB。例如變壓器空載運行時，外加正弦規(guī)律變化的電壓由于受到磁路飽和的影響，原繞組空載電流將畸變?yōu)榧忭敳āD2是在MATLAB軟件中搭建的單相變壓器空載運行時的仿真模型，其仿真結(jié)果如圖3所示。
圖2 單相變壓器空載運行時的仿真模型
圖3 單相變壓器空載運行時的仿真結(jié)果
3.結(jié)語
《電機及拖動》課程是一門交叉性學(xué)科，涉及電機原理、電力拖動和控制電機等多個領(lǐng)域。讓學(xué)生盡快學(xué)好該課程是每個電機教育工作者努力的方向，采用好的教學(xué)方法會收到事半功倍的效果。教學(xué)改革還有很長的路要走，只有不斷總結(jié)經(jīng)驗、不斷改進，才能提高教學(xué)質(zhì)量，提高高職院校的教育質(zhì)量。
參考文獻：
［1］張鳳.提高電機與拖動課程教學(xué)質(zhì)量的探索與實踐［J］.沈陽建筑大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2011，13，（1）:119-121.
［2］張麗.“電機與拖動”課程互動式教學(xué)的探討［J］.中國電力教育，2010，3:88-89.
［3］劉少克.多種教學(xué)法在電機教學(xué)中的綜合應(yīng)用［J］.機械工業(yè)高教研究，2001，3:52-54.
【摘 要】《電機與電氣控制》作為電氣自動化、生產(chǎn)過程自動化、機電一體化等專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，本課程對培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技術(shù)能力起著非常重要的作用。課程改革是根據(jù)中高級電工、CEAC的職業(yè)資格標準、能力的要求，理論知識堅持“必須、夠用”的原則，始終圍繞高等職業(yè)教育培養(yǎng)的是能適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需要的，德、智、體、美等方面全面發(fā)展的高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才這一培養(yǎng)目標，實踐教學(xué)始終圍繞培養(yǎng)動手能力、解決問題能力、創(chuàng)新能力，突出職業(yè)資格能力的培養(yǎng)。以項目教學(xué)為突破口解決教與學(xué)脫節(jié)問題，以構(gòu)建學(xué)習(xí)情景為依托，重點培養(yǎng)專業(yè)技能。本文在結(jié)合現(xiàn)代職業(yè)教育的特點說明了教學(xué)改革的必要性基礎(chǔ)上，分析了教學(xué)中遇到的實際問題。在遵循層次性、綜合性、先進性的原則前提下，從教學(xué)思想、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)的方法手段、評價方法等多個方面提出了改革的措施和具體做法。因而加強該課程的建設(shè)，特別是加強實踐教學(xué)的改革對培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力起著重要的作用。
【關(guān)鍵詞】《電機與電氣控制》 工作過程 教學(xué)改革
一、《電機與電氣控制》課程教學(xué)改革的必要性
1.《電機與電氣控制》課程的歷史沿革
我校于1997年為了拓寬儀表自動化專業(yè)在強電專業(yè)的知識面而開設(shè)此課程，本課程從設(shè)置到建設(shè)較成熟共經(jīng)歷兩個大的階段。
第一階段：97至2002年，為初始時期。我校為國家級重點中專學(xué)校，由于受到教學(xué)資源的限制，還主要是黑板加粉筆加少量驗證性實驗的教學(xué)模式，只能局限于理論知識講授，理論教學(xué)與實踐教學(xué)脫節(jié)，教學(xué)內(nèi)容安排不合理，實驗條件比較差，學(xué)生的動手機會少，學(xué)習(xí)沒有興趣，學(xué)習(xí)效果不佳，工作后崗位適應(yīng)能力較差。
第二階段：2002年至今，為課程的建設(shè)階段。隨著我校升格為高職院校，這期間我校以人才培養(yǎng)水平評估、省級示范校建設(shè)為契機，全面推進課程改革。通過廣泛社會調(diào)研，了解企業(yè)的人才需求，重新調(diào)整人才培養(yǎng)目標，請用人企業(yè)對相關(guān)課程的主要知識點提出應(yīng)達到的目標，結(jié)合走訪畢業(yè)生與汲取同類院校的先進經(jīng)驗，細化課程的具體教學(xué)要求，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)順序上進行大的調(diào)整，課堂教學(xué)開始采用電化教學(xué)手段，增加實驗設(shè)備的臺數(shù)，并注意聯(lián)系實際應(yīng)用，通過這些措施，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性有了極大的提高。
2.《電機及電氣控制》教學(xué)方面存在的問題
《電機及電氣控制》教學(xué)方面存在的主要問題是教學(xué)內(nèi)容、教授順序安排不合理。
原課程名稱為《電機與拖動》，主要內(nèi)容包括直流電機及拖動、變壓器、交流電機及拖動、控制微電機、電氣控制。因受教學(xué)條件的限制教學(xué)內(nèi)容以理論講授為主，例如：變壓器空載運行、負載運行中電壓平衡方程、磁動勢平衡方程的推導(dǎo)，并由此得到的相量圖和等效電路等內(nèi)容理論性就很強，由于學(xué)生電工知識不扎實、電路分析能力較弱，每次在進行此內(nèi)容的教學(xué)時，學(xué)生都如墜入云霧之中，學(xué)生的感覺就像是聽“天書”。因此教學(xué)效果較差。考慮到異步電機控制較多且應(yīng)用廣，我們將變壓器、異步電機提前講。
該課程實際上是《電機與拖動》和《工廠電氣控制設(shè)備》二門課的綜合。一般的同類教材就是將它們機械的疊加，為前電機后控制，將電機與控制截然分開。我們以前講授基本按照教材順序，經(jīng)過總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)存在問題，如先講解電機原理、運行分析、拖動特性等生澀難董的理論，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣消磨殆盡，等講到控制時前面的拖動知識已水過地皮干。所以在做起動、調(diào)速、制動等拖動實訓(xùn)時，放在電機部分做會用到電氣控制的知識，而此時學(xué)生對電氣元件和控制知識一竅不通，做起來效果較差，放在控制部分做前面知識已忘記，因而我們在教學(xué)中將這二部分內(nèi)容有機融合。
原來的課程實訓(xùn)和課程設(shè)計內(nèi)容有重復(fù)，都包含了電動機的基本拖動控制內(nèi)容，且主要針對中級電工技能考核標準而定。從高等職業(yè)教育的要求來看，原有的實踐教學(xué)內(nèi)容顯得單調(diào)、過于偏向技能性的訓(xùn)練，而缺少設(shè)計性、創(chuàng)新性。
傳統(tǒng)的職業(yè)教育以使學(xué)生掌握經(jīng)驗技術(shù)和操作技能為目標，以迅速適應(yīng)工作崗位的要求。但在知識經(jīng)濟時代，由于生產(chǎn)方式的根本變化，人們的職業(yè)能力構(gòu)成也必將有大的改變，社會需要更高層次的人才。這就要求我們培養(yǎng)的高等應(yīng)用型人才，不只是對現(xiàn)有知識、技術(shù)、方法的繼承性應(yīng)用，而是應(yīng)通過自身努力能夠不斷地學(xué)習(xí)新知識、新技術(shù)、新方法，能夠形成新方案、新產(chǎn)品、新創(chuàng)意，能夠分析新情況、解決新問題的創(chuàng)造性應(yīng)用。因而我們課程實踐教學(xué)的改革應(yīng)以培養(yǎng)的學(xué)生具有一定創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神、有著良好的發(fā)展?jié)摿橹髦迹孕袠I(yè)科技和社會發(fā)展的先進水平為標準，充分體現(xiàn)規(guī)范性、先進性和實效性。
我校原為國家級重點中專校，以前的教學(xué)對象主要針對中等職業(yè)教育，因而在實踐教學(xué)中不可避免的有著中專的影子，難以滿足高職高專培養(yǎng)目標的要求。同樣在《電機與電氣控制》課程的實訓(xùn)和課程設(shè)計等實踐教學(xué)中也存在下面幾個問題：（1）教學(xué)主體的認識問題。在傳統(tǒng)實踐教學(xué)中，教師是“帶”實驗而不是“指導(dǎo)實驗”，即實踐教師是傳授知識和技能的主體，而學(xué)生則被動地接受知識和技能。這種教學(xué)多采用注入式，教師根據(jù)教學(xué)計劃和教學(xué)要求擬定內(nèi)容，其實踐內(nèi)容的選擇、步驟的制定和儀器設(shè)備的組織準備等概由教師進行。實踐時學(xué)生只需按規(guī)定的步驟機械地操作即可。且在執(zhí)行過程中，完全聽從教師安排，全班統(tǒng)一進度和要求，不利于因材施教。（2）教學(xué)方法、手段的問題。因內(nèi)容過分偏重于基礎(chǔ)訓(xùn)練，所以在方法和手段上很單調(diào)，主要以“模仿”為主。通過教師詳細講解、操作示范，學(xué)生不需主動思維和創(chuàng)新，只需“依樣畫葫蘆”。通過反復(fù)訓(xùn)練學(xué)生硬件接線，熟能生巧，形成一定的基本技能。應(yīng)給學(xué)生足夠的思維空間，發(fā)揮他們思維的主動性、創(chuàng)新。
二、《電機及電氣控制》課程改革總體思路
教學(xué)內(nèi)容方面，我們與維修電工的國家職業(yè)技能要求相融通，理論達到“維修電工”高級工應(yīng)知要求，技能部分達到“維修電工”中級工應(yīng)會要求；教學(xué)模式改革方面，在大部分內(nèi)容中嘗試了項目化教學(xué)，全課程共引入了12個工程實例項目，通過布置資料收集任務(wù)提出工程實例項目講解相關(guān)知識分析解決方案討論總結(jié)經(jīng)驗等環(huán)節(jié)組織教學(xué)，拉近理論與應(yīng)用的距離，也有利于拓展學(xué)生的創(chuàng)新思路；另外還配套安排了1周的電機及電氣控制實訓(xùn)和2周的電工考工實訓(xùn)，注重學(xué)生動手能力的培養(yǎng)；根據(jù)高職高專教養(yǎng)的目標，我們在進行《電機與電氣控制》課程的實踐教學(xué)改革時，主要基于這樣幾個原則：一是應(yīng)由技能性向技術(shù)性發(fā)展。即由原來的偏向基本技能的訓(xùn)練，如工具儀表的使用、電器元件的認識和使用、基本控制線路的連接和調(diào)試等。向培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)能力方向發(fā)展，通過系統(tǒng)的訓(xùn)練，使學(xué)生具備一定的專業(yè)技術(shù)。二是應(yīng)由單一性向綜合性發(fā)展。如要求學(xué)生能綜合運用電工技術(shù)、電機拖動、電氣控制、PLC控制、計算機等知識解決相關(guān)問題。三是應(yīng)進一步加強方法、手段的先進性應(yīng)充分利用計算機和網(wǎng)絡(luò)等先進的教學(xué)手段和設(shè)備，借助各種軟件，培養(yǎng)學(xué)生的計算機軟硬件應(yīng)用能力。四是應(yīng)進一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，可一定程度的自由選題、制定方案、選擇儀器設(shè)備、安裝調(diào)試，鍛煉學(xué)生的能力。
教學(xué)方法與手段改革方面，重新建設(shè)了電機及電氣控制專業(yè)教室，內(nèi)有專用實驗設(shè)備、投影儀和教學(xué)電腦，運用專業(yè)教室邊講邊練，全程采用多媒體手段和電子課件實施理論與實踐一體化教學(xué)，結(jié)合啟發(fā)、討論等教學(xué)方法的運用，將枯燥的理論學(xué)習(xí)形象化、直觀化，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效果。我們始終以現(xiàn)念為綱，突出高職的辦學(xué)特色，為更大范圍的教學(xué)改革作出了一定的示范作用。
轉(zhuǎn)貼于
在上述原則指導(dǎo)下，我們對該課程教學(xué)的改革主要包括如下幾個方面：
1．教學(xué)思想的改革
建立以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教學(xué)思想。在高等職業(yè)教育中，學(xué)生始終處于主置，而實踐教師則處于為實踐教學(xué)服務(wù)的主導(dǎo)位置。主體是實踐教學(xué)的中心，主導(dǎo)必須圍繞這個中心做好工作。作為實踐教學(xué)主體的學(xué)生，必須在繼承傳統(tǒng)知識和技術(shù)的基礎(chǔ)上，重點進行知識和技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新。作為主導(dǎo)的實踐教師，必須在其搞好實踐教學(xué)的引導(dǎo)工作的同時，加強自身知識和技能的擴展和更新，達到知識豐富，技術(shù)熟練和教學(xué)方法科學(xué)而實用的要求。
2.教學(xué)內(nèi)容和順序的改革
教學(xué)內(nèi)容直接關(guān)系到教學(xué)效果的優(yōu)劣，根據(jù)教育部的指導(dǎo)意見，各專業(yè)的整體教學(xué)時數(shù)大幅度降低，該課程的課時也壓縮到76課時左右，而高職高專教學(xué)要兼顧理論和實踐，必須對教學(xué)內(nèi)容進行整合，既不能簡單刪、減理論內(nèi)容，也不能隨便刪減實踐教學(xué)內(nèi)容。因此，我們對教學(xué)內(nèi)容做如下調(diào)整。
理論教學(xué)堅持“必需夠用”原則，分散、刪減課程難點。如交流繞組磁勢是時間、空間的變化函數(shù)，牽涉到分布和短矩系數(shù)可與變壓器集中繞組對比講解定性引出。
將本課程知識分解為變壓器技術(shù)、電動機技術(shù)、電氣控制技術(shù)三大模塊，突出了職業(yè)基本技能的培養(yǎng)。
變壓器技術(shù)模塊是相對獨立的內(nèi)容，是靜止電器，電磁感應(yīng)原理比較好講，放在最前面，減少理論分析，突出實際應(yīng)用知識的講解，如：電力變壓器、自耦變壓器、儀用互感器原理、結(jié)構(gòu)、使用注意事項的講解。可帶學(xué)生參觀學(xué)校配電室以激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。
電動機技術(shù)、電氣控制技術(shù)兩個模塊融合在一起，以具體項目的實施為載體達到掌握知識和技能的目的。打破原來的先講結(jié)構(gòu)、原理、運行分析、能量轉(zhuǎn)換分析，再講機械特性、拖動性能的教學(xué)方式(學(xué)生的學(xué)習(xí)主置得不到體現(xiàn)，學(xué)習(xí)主動性和積極性大打折扣，創(chuàng)造思維得不到激發(fā)，分層次教學(xué))。
電氣控制技術(shù)模塊，對于簡單的控制電路側(cè)重工作過程和原理的分析，培養(yǎng)學(xué)生的分析、設(shè)計、創(chuàng)新能力，對于典型電路側(cè)重其安裝及檢修，注重電氣控制的工程案例分析，如車床、鉆床的電氣控制及故障分析。實際操作、維修、維護工藝方面的知識和新技術(shù)。
本部分內(nèi)容抓住三相異步電動機這個重點，其他電機都是在此基礎(chǔ)上，為節(jié)約課時，在講解有些內(nèi)容時，所采用的方法，既要結(jié)合本章的需要，又要考慮到講授其它章節(jié)能被應(yīng)用，這樣做到有效利用，前呼后應(yīng)，節(jié)約教學(xué)時數(shù)，做到事半功倍，例如學(xué)習(xí)交流繞組的磁勢時，三相繞組的旋轉(zhuǎn)磁勢是重點是基礎(chǔ)，應(yīng)講解透徹，而在講單相電動機時，側(cè)重分析單相繞組產(chǎn)生脈振磁勢、脈振磁勢可分解為兩個旋轉(zhuǎn)磁勢，其結(jié)果是沒有啟動轉(zhuǎn)矩，如何產(chǎn)生像三相電動機一樣的旋轉(zhuǎn)磁勢是關(guān)鍵，從而引出幾種啟動方法。講同步電動機是只講與異步的不同之處。
3.教學(xué)方法、手段的改革
結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)操作任務(wù)，選定若干典型任務(wù)，如吊車的操作、加工設(shè)備(車床、磨床等)的典型操作為項目，使教學(xué)內(nèi)容更加適合工學(xué)結(jié)合的“教、學(xué)、做”一體的教學(xué)新模式。
在教學(xué)過程中，以真實的工作任務(wù)為載體設(shè)計教學(xué)過程，教、學(xué)、做相結(jié)合.以“教師引導(dǎo)性學(xué)習(xí)、學(xué)生自主性練習(xí)、師生共同研習(xí)”為主的“學(xué)、練、研”一體的教學(xué)模式，強化學(xué)生能力的培養(yǎng)。并積極組織學(xué)生參與社會實踐，到企業(yè)參觀實習(xí)，創(chuàng)造課堂教學(xué)與實習(xí)地點一體化的教學(xué)環(huán)境。
在教學(xué)實施過程中，融入職業(yè)資格認證標準，實施職業(yè)資格考試。將與中高級電工聯(lián)系緊密的電氣控制技能、低壓電器使用、電機性能測試、儀表使用等內(nèi)容用“以證代考”的形式實施教學(xué)。
將實踐任務(wù)分“基礎(chǔ)+提高”兩部分，針對學(xué)生的不同層次，設(shè)置分層教學(xué)，讓每個學(xué)生在實踐中都有所得。
改變過去因內(nèi)容過分偏重于基礎(chǔ)訓(xùn)練，所以在方法和手段上很單調(diào)，主要以“模仿”為主。通過教師詳細講解、操作示范，學(xué)生不需主動思維和創(chuàng)新，只需“依樣畫葫蘆”。通過反復(fù)訓(xùn)練學(xué)生硬件接線，熟能生巧，形成一定的基本技能。
在方法手段上，首先應(yīng)增強課程實驗的開放性。但該課程以強電實驗為主，實驗安全要求較高，一定要加強教師的指導(dǎo)，確保學(xué)生的安全。
4.實施講、做、練、問、考、測等多元化的考核方法
依據(jù)多元化考核思想，制定了理論、實驗、設(shè)計、實習(xí)考核標準及細則，注重過程考核，形成平時、期中、期末三個階段性考核。并將理論考核、網(wǎng)絡(luò)在線考核、作業(yè)、課堂提問、教學(xué)考勤等因素考慮進去，因材施考，最終形成綜合成績。實踐考核改革了大鍋飯思想，根據(jù)不同學(xué)生不同情況制定了以“普通+激勵”為主的實踐考核方案。同時，技能考核借用社會考核，以證代考，提高學(xué)生在人才市場上的競爭力。
實踐證明，通過基于工作過程的改革措施后更加有利于提高學(xué)生的競爭意識和創(chuàng)新意識，使學(xué)生真正成為具有新技術(shù)應(yīng)用能力的人才。
參考文獻
關(guān)鍵詞：汽電雙驅(qū)；引風(fēng)機；技術(shù)改造
中圖分類號： TM621.7 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）29-188-2
0 引言
造氣工藝技術(shù)改造，一方面造成全廠用電負荷增加，致使全廠用電負荷超過全廠電容器負荷的80%，另一方面既減少了蒸汽用量，同時副產(chǎn)蒸汽較多，鑒于此種情況，在對原動機改為電汽雙驅(qū)多次調(diào)研、充分論證的基礎(chǔ)上，對鍋爐引風(fēng)機實施了電汽雙驅(qū)技術(shù)改造。
1 拖動系統(tǒng)改造
引風(fēng)機拖動系統(tǒng)示意圖如圖1所示。
1.1 機組配置方式
機組配置為汽輪機+減速機+超越離合器+電機+引風(fēng)機，驅(qū)動汽源為系統(tǒng)產(chǎn)的低壓蒸汽。電動機、引風(fēng)機不動，單層布置，增加超越離合器、減速機、聯(lián)軸器以及汽輪機冷凝系統(tǒng)。系統(tǒng)在生產(chǎn)運行時，在負荷較高蒸汽能較高時，電機輔
助向內(nèi)網(wǎng)供電，節(jié)省用電費用，在系統(tǒng)負荷不足時電機提供動力。
1.2 汽輪機
汽輪機各項參數(shù)數(shù)據(jù)如表1所示。
1.3 聯(lián)軸器
汽電雙驅(qū)的機組，汽輪機與減速機之間采用膜片式聯(lián)軸器，減速機與電機之間采用超越離合器，離合器兩側(cè)自帶膜片式聯(lián)軸器。
1.4 減速機
減速機采用一級減速，箱體是采用焊接結(jié)構(gòu)，齒輪采用優(yōu)質(zhì)低碳合金鋼；精度達到5級。高低速端均采用滑動軸承，齒輪形式為人字齒。型號：GSD350B，額定功率：800 kW，輸入轉(zhuǎn)速：5200r/min，輸出轉(zhuǎn)速：960r/min。
1.5 超越離合器
超越離合器采用型號美國的Marland CEUS-8M或Hamburg-SSS-8MW。離合器采用進口產(chǎn)品。該離合器受力均勻，可承受扭力大，使用壽命不低于30年，雙軸伸帶底座確保離合器與汽輪機和電機軸系同軸度高。離合器為機械式：離合器嚙合與脫開切換不需外力。運行中，離合器相當于軸，幾乎沒有功率損失。
①布置形式：汽輪機―減速機―離合器―電機―鍋爐風(fēng)機
②離合器型號：Marland CEUS-8M或Hamburg-SSS-8MW
③形式：自
④離合器主要參數(shù)：額定扭矩：10800N.m，轉(zhuǎn)速范圍： 0―1800轉(zhuǎn)/分，汽輪機功率：800kW，運行轉(zhuǎn)速： 960轉(zhuǎn)/分，旋向：從汽輪機看鍋爐風(fēng)機，離合器方向為順時針。
1.6 汽輪機冷凝系統(tǒng)
真空冷凝系統(tǒng)由表面冷凝器、凝結(jié)水泵，并帶有完全抽真空設(shè)備。（見圖2）
①冷凝器冷卻面積：180O（單臺）。額定冷凝量：～8.5T/h，排汽壓力：0.014MPaA，冷凝器水阻：0.041MPaA，循環(huán)水流量：約400T/H。②表面冷凝器殼體及管板為碳鋼，換熱管束為304不銹鋼。③凝結(jié)水泵形式為臥式，采用機封泵。泵與電機為聯(lián)軸器連接，數(shù)量兩臺。泵和冷凝器液位設(shè)高低連鎖。水泵揚程108米。冷凝器熱井液位高度穩(wěn)定通過液位變送器控制液位調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)。④兩級射汽抽氣裝置含啟動抽氣器、兩級抽氣器。殼體及管板、換熱管束為碳鋼。⑤汽輪機排汽口帶有波紋膨脹節(jié)的排汽接管。
2 運行模式
汽輪機與電動機聯(lián)動運行時，有以下三種運行模式：
①電動機驅(qū)動模式。在蒸汽流量很少或沒有的情況下，汽輪機不能達到一定的轉(zhuǎn)速，汽輪機幾乎不做功或為零，超越離合器自動脫開，汽輪機停轉(zhuǎn)，引風(fēng)機完全由電動機來拖動。②雙驅(qū)運行模式。在蒸汽流量不足的情況下，汽輪機做功小于風(fēng)機功率，離合器自動嚙合，由電動機自動輸入一部分功率。此情況下電動機作為原動機。正常運行中，轉(zhuǎn)速控制器不參與機組轉(zhuǎn)速控制，機組的恒速運轉(zhuǎn)及負荷變化調(diào)整由電動機自動做功來實現(xiàn)。為保證工藝系統(tǒng)管網(wǎng)蒸汽壓力的恒定，轉(zhuǎn)速控制器采用輔助調(diào)節(jié)方式運行。通過系統(tǒng)的前壓調(diào)節(jié)穩(wěn)定管網(wǎng)壓力，當管網(wǎng)蒸汽壓力下降時，轉(zhuǎn)速控制器關(guān)小調(diào)節(jié)閥，系統(tǒng)管網(wǎng)壓力回到設(shè)定值。反之亦然，從而最大限度利用工藝系統(tǒng)的富余蒸汽。③驅(qū)動、發(fā)電模式。時電動機作為異步發(fā)電機使用，運行轉(zhuǎn)速為略高于電動機的同步運行轉(zhuǎn)速。異步電動機并網(wǎng)發(fā)電是利用電網(wǎng)提供以同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)磁場，在轉(zhuǎn)差率為負值的工況下，其磁力矩與轉(zhuǎn)速方向相反，機械力矩方向與轉(zhuǎn)速方向相同，磁力矩做負功，機械力矩做正功轉(zhuǎn)化為電能，向電網(wǎng)輸出電能。異步發(fā)電輸出電力受滑差控制，發(fā)出電力的頻率與并網(wǎng)電源有關(guān)，與運行的滑差無關(guān)。
3 投資及效益
此汽電雙驅(qū)拖動汽輪機項目，總投資800萬元，年凈發(fā)電量為576萬度，已運行1年，年發(fā)電收益258萬元，預(yù)計3年可收回投資。
關(guān)鍵詞：電機 振動危害 故障
1、電動機振動的危害
電動機產(chǎn)生振動，會使繞組絕緣和軸承壽命縮短，影響滑動軸承的正常，振動力促使絕緣縫隙擴大，使外界粉塵和水分入侵其中，造成絕緣電阻降低和泄露電流增大，甚至形成絕緣擊穿等事故。另外，電動機產(chǎn)生振動，又容易使冷卻器水管振裂，焊接點振開，同時會造成負載機械的損傷，降低工件精度，會造成所有遭到振動的機械部分的疲勞，會使地腳螺絲松動或斷掉，電動機又會造成碳刷和滑環(huán)的異常磨損，甚至?xí)霈F(xiàn)嚴重刷火而燒毀集電環(huán)絕緣，電動機將產(chǎn)生很大噪音，這種情況一般在直流電機中也時有發(fā)生。
2、電動機振動的原因分析
振動原因主要有三種情況：電磁方面原因；機械方面原因；機電混合方面原因。
2.1電磁方面的原因
（1）電源方面：三相電壓不平衡，三相電動機缺相運行。
（2）定子方面：定子鐵心變橢圓、偏心、松動；定子繞組發(fā)生斷線、接地擊穿、匝間短路、接線錯誤，定子三相電流不平衡。
（3）轉(zhuǎn)子故障：轉(zhuǎn)子鐵心變橢圓、偏心、松動。轉(zhuǎn)子籠條與端環(huán)開焊，轉(zhuǎn)子籠條斷裂，繞線錯誤，電刷接觸不良等。
2.2機械原因
（1）電機本身方面：
轉(zhuǎn)子不平衡，轉(zhuǎn)軸彎曲，滑環(huán)變形，定、轉(zhuǎn)子氣隙不均，定、轉(zhuǎn)子磁力中心不一致，軸承故障，基礎(chǔ)安裝不良，機械機構(gòu)強度不夠、共振，地腳螺絲松動，電機風(fēng)扇損壞。
（2）與聯(lián)軸器配合方面：聯(lián)軸器損壞，聯(lián)軸器連接不良，聯(lián)軸器找中心不準，負載機械不平衡，系統(tǒng)共振等。
聯(lián)動部分軸系不對中，中心線不重合，定心不正確。這種故障產(chǎn)生的原因主要是安裝過程中，對中不良、安裝不當造成的。還有一種情況，就是有的聯(lián)動部分中心線在冷態(tài)時是重合一致的，但運行一段時間后由于轉(zhuǎn)子支點，基礎(chǔ)等變形，中心線又被破壞，因而產(chǎn)生振動。
2.3電機混合原因
（1）電機振動往往是氣隙不勻，引起單邊電磁拉力，而單邊電磁拉力又使氣隙進一步增大，這種機電混合作用表現(xiàn)為電機振動。
（2）電機軸向串動，由于轉(zhuǎn)子本身重力或安裝水平以及磁力中心不對，引起的電磁拉力，造成電機軸向串動，引起電機振動加大，嚴重情況下發(fā)生軸磨瓦根，使軸瓦溫度迅速升高。
（3）與電機相聯(lián)的齒輪、聯(lián)軸器有毛病。這種故障主要表現(xiàn)為齒輪咬合不良，輪齒磨損嚴重，對輪不良，聯(lián)軸器歪斜、錯位，齒式聯(lián)軸器齒形、齒距不對、間隙過大或磨損嚴重，都會造成一定的振動。
（4）電機本身結(jié)構(gòu)的缺陷和安裝的問題。這種故障主要表現(xiàn)為軸頸橢圓，轉(zhuǎn)軸彎曲，軸與軸瓦間間隙過大或過小，軸承座、基礎(chǔ)板、地基的某部分乃至整個電機安裝基礎(chǔ)的剛度不夠，電機與基礎(chǔ)板之間固定不牢，底腳螺栓松動，軸承座與基礎(chǔ)板之間松動等。而軸與軸瓦間間隙過大或過小不僅可以造成振動還可使軸瓦的和溫度產(chǎn)生異常。
（5）電機拖動的負載傳導(dǎo)振動。
3、振動原因的初步判別方法
在解決電機振動問題時，首先要判別電機的振動由哪方面原因引起的，即機械、電氣和安裝上三者之間的原因判定。
（1）區(qū)分振動是電動機還是負載機械引起的。方法是斷開電動機與負載機械的連接，若振動變化較大，則與負載機械或安裝有關(guān)；若振動變化很小，則是電動機本身產(chǎn)生的。
（2）區(qū)分振動是電氣原因還是機械原因產(chǎn)生的。方法是將電機運轉(zhuǎn)至最高轉(zhuǎn)速，突然切斷電源，若振動隨之突然減小，振動則是電氣原因引起的；若振動變化不大，則主要是機械原因引起的。
（3）電機安裝方面的原因。由于電機與負載機械之間的連接安裝不良，也必然造成電機運行時的干擾力，使機組產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速相同角頻率的振動。采用聯(lián)軸器、聯(lián)軸節(jié)連接時，應(yīng)保證同軸度要求；采用三角帶傳動連接時，應(yīng)保證帶槽的平行要求，減少皮帶的振動；采用齒輪傳動連接時，應(yīng)保證兩軸之間的平行度要求，使齒輪能正確嚙合。
4、檢查及消除電動機的振動
電動機振動較平時大時，應(yīng)采用振動表沿水平和垂直方向測量各部分振動值，并做相應(yīng)記錄。傾聽電動機定子腔內(nèi)部聲音和軸承轉(zhuǎn)動聲音，檢查地腳，如無明顯異常現(xiàn)象，則采用脫開所拖動機械，單獨空轉(zhuǎn)電動機，以判定是電動機本身振動還是拖動機械引起的振動。在生產(chǎn)中會發(fā)現(xiàn)電動機修理后因種種原因致三相繞組磁勢不對稱，電動機在空載或低負荷時，表現(xiàn)出來的振動并不十分明顯，而一旦接帶的負荷加重，電動機振動也就逐漸加劇。
針對機械方面造成的振動，若是由于軸承磨損，則應(yīng)立即更換同型號軸承；若是由于轉(zhuǎn)軸變形彎曲，則必須進行校軸或更換轉(zhuǎn)軸；若因地角緊固不牢，則重新緊牢即可。基礎(chǔ)強度不夠，臺板高低不平看似小問題，但往往是導(dǎo)致振動的最直接原因。我廠一臺高壓電動機振動較大，多次進行中心找正，但未能消除振動，吊開電動機后，發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)臺板由兩塊鋼板拼接而成，一側(cè)鋼板稍高，另一側(cè)較低，拼接焊縫又未打磨平，且恰好處在電動機一側(cè)腳板下，電動機雖經(jīng)找正，但實際上有許多地方形成了點接觸面，電動機中心與機械中心已找正只不過是一假象，電動機一運行必將不可避免產(chǎn)生振動。采取用氣焊割開拼接處，重新焊接并打磨平整，電動機再次重新找正后，試轉(zhuǎn)振動反而加大，經(jīng)分析并查找原因后，才發(fā)現(xiàn)鋼板經(jīng)氣割，又經(jīng)電焊，造成一定的熱損傷，強度已嚴重下降，電動機轉(zhuǎn)動后與鋼板形成共振，所以振動反而加大，重新做基礎(chǔ)臺面后，才得以消除。另外轉(zhuǎn)子動平衡不良也是造成振動的根本原因，電動機在出廠時，轉(zhuǎn)子已經(jīng)過動平衡校驗合格的，但在修理電動機過程中（非凡是對高壓電動機的修理中），往往不注重做好號刻度這一環(huán)節(jié)，擅自拆除經(jīng)動平衡校驗整體中的某一部件，重新裝上后，必將造成動平衡不良，致使電動機振動，消除方法只有重新校驗動平衡。
針對電磁方面造成的振動，應(yīng)從電源入手開始檢查。檢查三相電壓是否平衡，用鉗形電流表測量三相電流是否平衡，有沒有存在單相運行，生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)電動機接線盒內(nèi)端頭接線因緊固不牢，經(jīng)常燒斷，造成單相運行，應(yīng)加強此處檢查并進行消除。若在用鉗形電流表測量時，發(fā)現(xiàn)三相電流不平衡，且表針擺動時高時低，說明轉(zhuǎn)子有籠條斷裂現(xiàn)象。此時應(yīng)立即停止電動機運行，切斷電源，抽出轉(zhuǎn)子進行檢查，修復(fù)。另外，還應(yīng)測量三相定子繞組的電阻值，檢查繞組是否對稱，若電阻值不平衡，則說明有開焊部位，也應(yīng)抽出轉(zhuǎn)子后進行檢查，重新焊接。電機的結(jié)構(gòu)同時包含電氣和機械兩部分，也可以說是電氣和機械的結(jié)合點。所以說，它的故障要一分為二的分析。對電機的振動故障原因也要分成兩部分。
轉(zhuǎn)子在物理結(jié)構(gòu)上不是完全的的中心對稱、軸對稱。在轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)動慣量的不平衡導(dǎo)致振動。振動情況根據(jù)轉(zhuǎn)速而變化。比如低速情況下振動很小，高速時振動大的情況；反過來也有低轉(zhuǎn)速下振動大，高轉(zhuǎn)速時振動變小的情況。另外，轉(zhuǎn)軸軸承同心度同軸度差也會引起振動，從設(shè)計上改用空氣軸承可以改善。
參考文獻：
【關(guān)鍵詞】副產(chǎn)蒸汽；汽動泵；節(jié)能降耗
0 國宏化工熱電車間概述
國宏化工熱電車間由一臺260t/h，兩臺160t/h高溫、高壓循環(huán)流化床鍋爐，一臺C30-8.83/2.45抽汽冷凝式汽輪發(fā)電機組和713崗位（兩臺高壓鍋爐給水泵、一臺汽動給水泵、三臺中壓給水泵（功率280KW、壓力6.73Mpa）、兩臺低壓給水泵及一臺旋膜除氧器，兩臺電動循環(huán)水泵，兩臺汽動循環(huán)水泵等組成。正常運行時，由一臺260t/h，一臺160t/h鍋爐兩臺運行，另一臺160t/h鍋爐備用，兩臺鍋爐總蒸發(fā)量320t/h（80%）左右，鍋爐為整個公司提供蒸汽動力，主要供給汽輪發(fā)電機組110t/h左右，外供蒸汽拖動空分車間空壓機和增壓機裝置（190t/h）以及合成車間壓縮機等，汽輪發(fā)電機組只有在后系統(tǒng)穩(wěn)定運行狀態(tài)下才能滿負荷運行。近年來，公司經(jīng)過不斷的創(chuàng)新、改進工藝技術(shù)，特別是從國內(nèi)外聘請一些專家，引進先進成熟的新技術(shù)、新工藝，以及在實踐操作中經(jīng)驗的積累，國宏化工的甲醇產(chǎn)量由原來不足80%的產(chǎn)量，現(xiàn)在最高已能達到額定生產(chǎn)能力的120%，隨著產(chǎn)能的不斷加大，其副產(chǎn)蒸汽量也逐漸增大，由于建廠初期設(shè)計院按原來化工企業(yè)標準設(shè)計的一些基礎(chǔ)建設(shè)、管道網(wǎng)絡(luò)與安裝公司在機械設(shè)備的安裝上出現(xiàn)了沖突，造成了一些不可避免的缺陷，為以后機械設(shè)備的調(diào)試運行帶來不良影響。尤其是在初期運行時，甲醇產(chǎn)量達不到額定值，而副產(chǎn)蒸汽量卻超出設(shè)計放空余量，造成現(xiàn)在副產(chǎn)蒸汽資源利用率較低的局面，要想改變這種局面，加強對副產(chǎn)蒸汽的綜合利用是解決副產(chǎn)蒸汽大量對空排放的一個重要方法。
1 副產(chǎn)蒸汽的綜合利用
甲醇生產(chǎn)過程是一個放熱過程，尤其在甲醇的合成和變換環(huán)節(jié)會產(chǎn)生大量的熱能，綜合利用這些熱能不僅實現(xiàn)能源的充分利用，創(chuàng)造出經(jīng)濟效益，而且為安全生產(chǎn)提供了保障。現(xiàn)在國宏化工副產(chǎn)蒸汽的現(xiàn)狀，由合成車間生產(chǎn)的副產(chǎn)蒸汽大約105t/h，（壓力2.5MPa，溫度375℃），2.5Mpa蒸汽母管由三路并入蒸汽母管，一路由鍋爐新蒸汽經(jīng)60t/h的減溫減壓站（微調(diào)時用），一路由汽輪發(fā)電機組一級可調(diào)抽汽（作為備用汽源），一路由合成并入的2.5Mpa的副產(chǎn)蒸汽（主汽源）。還有一路是由鍋爐新蒸汽母管經(jīng)260t/h的減溫減壓站（事故狀態(tài)時并入蒸汽或放空）；由氣化車間兩臺氣化爐生產(chǎn)的副產(chǎn)蒸汽大約100t/h，（1.1Mpa，溫度180℃），并入1.1Mpa蒸汽管網(wǎng)及 0.35 Mpa的副產(chǎn)蒸汽，還有一部分0.35 Mpa的蒸汽是空分壓縮機的抽汽，一起并入0.35 Mpa的蒸汽管網(wǎng)。
由合成車間生產(chǎn)出來的副產(chǎn)蒸汽基本上都充分利用，由五臺汽動給水泵分別加以利用，兩臺汽動循環(huán)水泵，一臺汽動給水泵，還有兩臺汽輪機拖動合成車間的聯(lián)合壓縮機和丙烯壓縮機。
根據(jù)公司近年來，利用2.5Mpa副產(chǎn)蒸汽拖動汽動循環(huán)水泵，汽動鍋爐給水泵的運行技術(shù)、工藝及實踐，總結(jié)出一套行之有效的運行管理經(jīng)驗，取得了可觀經(jīng)濟效益，有效降低了公司生產(chǎn)成本。現(xiàn)在由合成車間2.5Mpa的副產(chǎn)蒸汽大部分被合理加以利用，但仍存在低壓的副產(chǎn)蒸汽大量放空的浪費情況，如國宏化工廠利用德士古氣化爐水煤漿氣化這種近幾年相對成熟的技術(shù)就存在大量1.1Mpa副產(chǎn)蒸汽無法在工藝系統(tǒng)上循環(huán)利用這個缺陷（氣化爐滿負荷運行情況下），兩臺氣化爐在滿負荷實際生產(chǎn)過程中每小時大約有50～55t的1.1Mpa250℃潔凈的蒸汽被放空（利用率不到50%）。
筆者認為對氣化車間1.1Mpa副產(chǎn)蒸汽的回收再利用，可依據(jù)本廠2.5Mpa副產(chǎn)蒸汽作為大功率水泵的原動機的運行機理，并結(jié)合國內(nèi)多家利用低壓蒸汽（0.49Mpa（1.08Mpa250℃）供給低壓小型汽輪機拖動中壓給水泵及鍋爐風(fēng)機等，除了購買汽輪機及管道閥門等設(shè)備的前期投入，既可以節(jié)約大量的電費，又能徹底消除放空蒸汽帶來的噪音污染，還有現(xiàn)在系統(tǒng)穩(wěn)定運行時（由于后系統(tǒng)副產(chǎn)蒸汽量加大）鍋爐和發(fā)電機組負荷只帶到額定負荷的80%，汽輪發(fā)電機組兩級抽汽抽汽量極少，利用率低，利用其做過功的蒸汽可實現(xiàn)直接拖動中壓給水泵和風(fēng)機等，其工作原理簡單、易行、體積小，調(diào)速范圍寬，對被拖動設(shè)備可實現(xiàn)變速調(diào)節(jié)，即利用副產(chǎn)蒸汽或汽輪機抽汽沖動工業(yè)汽輪機作為原動機替代電機，其排汽為0.05Mpa，再加熱0.02Mpa工作壓力的除氧器，其功用大致為：
（1）消除了除氧器進汽加熱過程中的節(jié)流損失，使其高品質(zhì)能源得到合理分配；
（2）替代了原動機拖動，大大減少了廠用電；
（3）可實現(xiàn)被拖動設(shè)備的變速調(diào)節(jié)，消除了調(diào)節(jié)過程中的節(jié)流損失；
（4）汽輪機二級抽汽與1.1Mpa副產(chǎn)蒸汽可實現(xiàn)自動切換。
2 改造后的運行狀況及所取得的效益
以現(xiàn)在運行的利用2.5Mpa副產(chǎn)蒸汽拖動循環(huán)水泵，鍋爐高壓給水泵為例，雖然近幾年運行狀況良好，安全穩(wěn)定，但在運行中仍出現(xiàn)了一些問題，因此，抓住問題，控制細節(jié)，制定出相應(yīng)措施，是保證安全生產(chǎn)順利進行的重要前提。
電動給水泵和汽動給水泵各有其優(yōu)缺點，電動給水泵投資少，操作簡單，安全穩(wěn)定，但其耗電量較大；汽動給水泵前期投入大，操作復(fù)雜，運行穩(wěn)定性差，根據(jù)實際跟蹤計算，一臺電動高壓給水泵24小時運行成本為42000元，而一臺汽動給水泵24小時運行成本為32000元，利用2.5Mpa副產(chǎn)蒸汽一天所帶來的經(jīng)濟價值就十分可觀，通過對高壓加熱器的改造，僅從一天創(chuàng)造的價值就可看出，不僅節(jié)省了發(fā)電汽輪機進汽量，而且降低整個鍋爐負荷，每天最少可節(jié)約用煤10t，節(jié)省資金0.5萬元，全年節(jié)省資金150萬元，這時非常可觀的。
一、課程定位緊密結(jié)合技術(shù)本科教育
技術(shù)本科教育是在本科教育層次為進入應(yīng)用科學(xué)和現(xiàn)代化技術(shù)領(lǐng)域就業(yè)的學(xué)生提供為期四年的學(xué)術(shù)和職業(yè)準備的教育方式。電氣工程及其自動化本科專業(yè)的人才培養(yǎng)定位為培養(yǎng)技術(shù)本科人才，要求培養(yǎng)的學(xué)生具有較扎實的基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識、豐富的專業(yè)知識，更要具有較強的實踐能力、工程能力和創(chuàng)新意識，畢業(yè)走上工作崗位能較快地適應(yīng)和勝任技術(shù)應(yīng)用與技術(shù)管理工作。因此，技術(shù)本科控制電機課程建設(shè)也應(yīng)定位為技術(shù)本科課程建設(shè)，應(yīng)始終堅持和落實科學(xué)發(fā)展觀，以學(xué)生為本，注重強化基礎(chǔ)，注重技術(shù)和工程素質(zhì)的培養(yǎng)，著力培養(yǎng)學(xué)生在控制電?C領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用、技術(shù)開發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新能力和素養(yǎng)。
控制電機的教學(xué)內(nèi)容必須密切聯(lián)系本科電氣工程及其自動化專業(yè)的課程體系。自動控制系統(tǒng)和它所用到的控制電機的關(guān)系是整體和局部的關(guān)系，一方面控制電機的性能和作用要服從于整個系統(tǒng)對它的要求，其性能好壞要看它能不能滿足系統(tǒng)的要求；另一方面，控制電機的性能又直接影響并決定了整個控制系統(tǒng)的性能，如果性能不好或者使用不恰當，整個控制系統(tǒng)的性能就無法提高。鑒于上述特征，這門課的講解要圍繞電機與拖動基礎(chǔ)、自動控制原理、運動控制系統(tǒng)等先修課程來講解，在講清控制電機結(jié)構(gòu)原理的基礎(chǔ)上，重點是講解電機的運行特性、性能要求和工程應(yīng)用。
二、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)重點密切聯(lián)系先修課程
考慮到與先修課程電機與拖動基礎(chǔ)等部分重復(fù)的教學(xué)內(nèi)容，理論教學(xué)中重點突出了自整角機、旋轉(zhuǎn)變壓器、交流伺服電動機等章節(jié)，壓縮或刪減直流測速發(fā)電機、直流伺服電動機和變壓器等基礎(chǔ)性章節(jié)，增加無刷直流電動機、步進電動機、開關(guān)磁阻電機等章節(jié)的介紹。
對于課程中有大量概念和公式的理論推導(dǎo)過程，講授的重點放在公式中物理量的意義、電機性能的影響和解決工程實際問題的方法；而對于有關(guān)公式的理論推導(dǎo)過程要求學(xué)生課后自學(xué)，教師答疑，并在練習(xí)和測驗中有一定體現(xiàn)。
三、教學(xué)方法注重實際效果
由于控制電機種類多，結(jié)構(gòu)和原理復(fù)雜， 每一種電機都有一定數(shù)量概念、公式和結(jié)論需要掌握和理解， 而且各章節(jié)內(nèi)容在教材編寫上聯(lián)系性不強，因此，講解時就需要教師的引導(dǎo)、歸納， 把各章節(jié)的知識點聯(lián)系起來。例如，把交流伺服電動機和直流伺服電動機及交流異步測速發(fā)電機和直流測速發(fā)電機聯(lián)系起來進行對比講解；自整角機和旋轉(zhuǎn)變壓器在原理和結(jié)構(gòu)上有許多相似之處，也可以聯(lián)系起來進行對比講解。
為突出教學(xué)內(nèi)容的先進性和適應(yīng)性，力求反映科技發(fā)展的新產(chǎn)品、新工藝和新技術(shù)， 教學(xué)中適時刪減了實際中較少應(yīng)用的理論內(nèi)容和落后技術(shù)的講述，補充了控制電機發(fā)展中的新原理、新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝等。
四、加強實踐性教學(xué)
控制電機作為一門工程性和實踐性很強的專業(yè)課，應(yīng)該從各個方面加強實踐性教學(xué)。
第一，要設(shè)置一定數(shù)量的實驗課。實驗課是架設(shè)在理論知識與生產(chǎn)過程兩者之間的橋梁，其目的不僅僅是驗證理論并顯示理論和實際情況間的誤差，以此增強學(xué)生的動手能力，重要的是通過一定的設(shè)計性實驗，培養(yǎng)學(xué)生運用理論解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力。
