電力拖動控制系統課程教學改革與實踐s

張翠萍

摘 要：電力拖動自控系統是電氣工程及其自動化專業的主要課程，具有很強的理論性及實踐性。因此，針對該課程特點，改變傳統教學模式，以激發學生學習興趣、提高教學質量、滿足社會未來建設需要勢在必行。基于此，本文簡要敘述了電力拖動控制系統課程的特點，從理論和實際兩個方面列舉了部分電力控制系統課程教學改革的路徑，并提出了工程化年輕教師的培養改革方案，最后闡述了教學改革的成效及評價。

關鍵詞：電力拖動控制系統 課程特點 教學改革 實踐教學

電氣工程及其自動化是一門結合了電機學、計算機控制技術、信號檢測與處理技術、電力電子技術等課程相關知識的一門綜合性學科。電力拖動控制系統是電氣工程專業的重要學科之一，其難度較大，對學生掌握要求也較高。為滿足未來社會發展的需要，提高學生動手能力，培養學生創新精神，針對課程特點，開展實踐性教學十分必要。當前，隨著社會的進步和時代的發展，傳統課程教學模式已不能滿足今后社會發展的需要，改變課程教學模式，激發學生主動學習興趣，從理論和實踐兩個方面進行深度改革工作已刻不容緩。

一、電力拖動控制系統課程特點分析

1.課程特點

電力拖動控制系統是電氣工程及其自動化專業的主干課程，主要包括理論和實踐教學兩個環節，其主要目的在于使學生學會系統設計，對電氣設備應用引起重視。因此，教學培養計劃也是期望學生今后有獨立解決電氣工程領域基本問題的能力。這也就使得電力拖動控制系統成為學生必須掌握的重要課程。現階段，筆者學校在電力拖動控制系統課程上需要學生掌握以下幾項技能：

（1）熟悉常見電力拖動控制系統的拓撲結構，具有元器件選擇設計能力。

（2）能夠快速判別和處理常見問題并對調節器參數的變化影響作出分析。

（3）具有實現電力拖動控制系統模擬控制以及實現數字控制能力。

2.課程難點

電力拖動控制系統是一門系統性的研究課程，其包含多個專業領域相關知識，且專業基礎要求高、適用性及綜合性都較強，因此，從整體來說是一門難度很大的學科。實踐證明，單純的課堂理論講解或項目教學是存在一定問題與弊端的，因此，我們在今后教學中要注意以下幾個方面：

（1）控制基礎知識教學。作為多專業基礎課應用，要防止教授過多基礎知識，而應當以提升學生學習興趣為主。

（2）理論結合實踐。理論環節要避免單純的理論講解，實踐環節的進行應當建立在學生對實驗充分了解的基礎上。總之，務必注意理論和實踐的結合。

（3）培養學生的分析能力。使學生掌握相應分析方法，培養學生的分析能力，其不僅包括常規系統問題，也包括由于各種因素變化對電力拖動控制系統的影響等。

二、電力拖動控制系統課程教學改革路徑選擇

1.理論教學過程改革

（1）多媒體與仿真技術輔助課程教學。多媒體技術主要依托圖片和視頻等媒體形式，這種方式能夠有效提升學生的感性認識，如在課堂教學結合水池實驗中講述電力拖動系統的構成來幫助學生消化相關專業知識。實踐證明，教學過程中依靠各電力拖動控制系統的仿真程序，加深了學生對系統結構的了解，為后期分析系統運行過程提供了參考。此外虛擬仿真技術的使用，為學生提供了系統仿真運行案例，加深了學生的感性認識，最終達到促使學生實現自我學習的目的。

（2）項目教學法應用于教學改革。項目教學法的實踐需建立在理論學習之后，教學形式是教師為學生布置部分項目任務，學生在教師指導下完成學習。在此過程中，學生可以學到課本上不能學到的東西，有利于增強學生活學活用的實踐能力。其中，初期的調研和方案研究有利于提升學生對理論知識的掌握；理論知識與項目實踐相結合有利于激發學生學習興趣，養成實際運用能力；隨著項目的實施，有利于培養學生面對困難迎難而上的品質。另一方面，由于課程工作量等原因，項目教學法應當注意數量和難度等方面問題。例如，由于課程內容以及知識點較多，若項目教學法耗費時間過多，便會增加學生負擔，因此建議采用分組合作的形式完成學習任務。

（3）課程的結構內容整合與優化。課程結構內容的整合及優化也是教學改革的重要內容，主要可考慮以下內容：

①電力拖動控制系統靜態設計項目。即依據靜態指標要求設計控制系統方案。

②異步電動機矢量控制系統設計項目。異步電動機矢量控制系統的完成有利于加強學生對雙閉環控制系統的了解，也便于項目的進一步推廣。

③調節參數設計項目。結合動態指標，實現動態設計，便于學生了解掌握調節器參數設計流程。

2.實驗教學過程改革

（1）加強實驗教學 ， 培養學生的工程實踐與創新能力。上述已提到，電力拖動控制系統是一門實踐性和實用性都很強的課程、因此，除了必要的理論知識講述及項目參與外，還應該加強實驗教學工作，以提高學生對專業知識的理解，培養學生動手和創新能力。實踐證明，這種方式是行之有效的。其中，應該至少包括兩個驗證實驗，三個綜合性實驗以及一個設計性實驗。此外，筆者建議開放實驗臺，促使學生自發進行試驗，提升學生學習興趣及主動性。

（2）結合虛擬實驗軟件進行實驗教學改革。現階段，隨著科學的進步，網絡技術已深入教學領域，虛擬實驗軟件模擬應用為學生提供了實驗工具，提升了實驗效率，同時節約了實驗時間，因此其地位日益凸顯。基于仿真技術實現輔助教學工作已被用于電力拖動控制系統之中，且取得了明顯成效，備受教師學生好評。圖1所示為基于Simulink仿真軟件下的仿真圖。

（3）利用課程設計，提高學生綜合應用能力。課程設計是教學工作的最后環節，也是檢驗學生對知識掌握程度的重要途徑。在課程設計過程中，學生必須通過獨立思考，自己發現問題，解決問題。因此，學生不再是知識的被動接受者，更是發現者和設計者，對于培養學生獨立思考能力、知識綜合運用能力具有顯著效果。對于該門課程，通常可布置的設計任務包括根據相應指標，選出最佳方案；或根據方案要求對控制系統中電路相應參數進行計算并撰寫說明書等。

（4）嘗試教學實踐與創新實踐的緊密結合。加強科研工作，提高科研水平和教學水平，培養具有創新型人才的教學模式是我們的目標和任務。因此，教師應當更深層次、全面了解教學內容，積極發現問題，解決問題，提升教師自身科學研究水平。只注重理論和實驗教學，故步自封是不利于作出學術成果的，只有積極探索，深入實踐，方能促使自身提高專業能力和教學水平。

三、工程化年輕教師的培養改革

1.采取以老帶新加強對青年教師的培養

初出茅廬的青年教師向職業教師轉變的唯一途徑便是實踐教學。電力拖動控制系統是一門難度較大、涉及知識面較廣的綜合性學科。考慮到青年教師剛開始的不適應情況，采取老教師帶青年教師顯得很有必要。筆者認為，可在教學過程中組織相應競賽活動，有了良性競爭將更能促進青年教師的快速成長，便于其在最短時間內融入教學全過程。

2.在實驗教學中鍛煉實踐能力

通常，年輕教師由于繁重的教學任務或經驗不足往往很難外出參與實踐，參與的科研課題和學術會議等也較少。隨著教學體系的不斷進步和完善，無論從內容的廣度還是深度而言都在擴展，因此，加大青年教師外出學習的機會、促使青年教師與更多優秀教師溝通，使其掌握電力拖動控制系統領域學術前沿，是學校在教學改革課程中需要考慮的。

3.堅持教學與科研相結合

課程教學改革中，應當鼓勵在校青年教師積極參加項目申報、科技競賽等學術活動，以提高他們的專業技術水平。調查表明，現階段，在高水平大學中，教學與科研相互融合數見不鮮，且效果顯著。一方面，教師從事科研工作能夠對課程的深度和廣度有更直觀的感受，對于探索和發現新知識有十分重要的意義；另一方面又可將教師的科學思維傳授給學生，激發學生學習興趣，培養其創新能力。

四、課程教學改革成效

筆者結合相關電力控制系統課程教學實踐調查發現，以上方法對加強教師教學能力以及教學效率等方面都有明顯效果。此外，通過課程教學改革一定程度上激發了學生的學習興趣，培養了其創新能力，為其今后步入社會從事電氣行業打下了基礎。

五、小結

隨著時代的發展，以電氣工程及其自動化專業為代表的傳統教學模式已不能滿足未來社會發展的需要，教學改革勢在必行。多年來，教育工作者們已積極探索出許多有效措施，并取得了巨大成果。但與此同時，我們也應該意識到，要想真正通過培養出完全滿足未來發展的專業技術人才，依然任重而道遠。

參考文獻：

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（作者單位：廣東省工商高級技工學校）