基于“工程教育專業(yè)認證”的三相異步電機拆裝實訓教學改革*

王金聰，謝永華，宋文龍，賈鶴鳴

（東北林業(yè)大學機電工程學院，黑龍江 哈爾濱 150040）

目前我國高等教育的理論與實踐脫節(jié)現(xiàn)象普遍存在，只注重理論知識學習、不重視工程實際應(yīng)用在工程人才教育中特別常見。為與時俱進達到“工程教育專業(yè)認證”標準，各大高校在人才培養(yǎng)方案上增大了實踐教學環(huán)節(jié)中實訓設(shè)計操作的比重，調(diào)整了相對應(yīng)的實訓考核方案比重。電機學在電氣工程及自動化專業(yè)課中占有不可替代的地位，三相異步電機拆裝實訓是踐行專業(yè)認證理念新開設(shè)的實踐教學，通過電機的拆裝，電機繞組的纏制、下線，使學生從實訓中加深對理論知識的理解，即加深對三相異步電機的基本結(jié)構(gòu)和原理的認識。

1 三相異步電機拆裝實訓教學考核目標

基于“工程教育專業(yè)認證”的OBE 理念，基本主旨是“以學生為中心，以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向”，作為電氣工程及其自動化專業(yè)基礎(chǔ)課，“電機拖動”課程為后續(xù)的“運動控制”和“交流調(diào)速”課程奠定了學習基礎(chǔ)，因此三相異步電機的課程體系、課程內(nèi)容、課程目標等都應(yīng)圍繞學生實踐能力和工程實踐能力培養(yǎng)來組織制定[1]。基于“工程教育專業(yè)認證”的三相異步電機拆裝實訓教學目標是學生在掌握理論知識的同時增加動手實踐能力[2]，具體如下。

1） 通過對三相異步電機進行拆卸、繞組繞制和嵌線以及絕緣處理、繞組連線和整機裝配調(diào)試的過程，培養(yǎng)學生分析解決復(fù)雜工程問題的能力和工程實踐的能力。

2） 熟悉三相異步電機的操作規(guī)范和技術(shù)標準，并將其寫入實習報告中，鍛煉學生語言組織和撰寫能力。

3） 結(jié)合實訓內(nèi)容，通過具體實際操作，掌握三相異步電機的基本結(jié)構(gòu)、基本原理以及拆裝方法，能夠檢測各零部件是否正常并對其編號，方便對照。

4） 能夠根據(jù)實訓內(nèi)容制定合理拆裝實習方案。

5） 能夠根據(jù)實訓的實際進程，發(fā)現(xiàn)實訓方案存在的不足和問題，優(yōu)化實習方案，并通過實踐進行驗證。

6） 能夠?qū)θ喈惒诫姍C進行正確裝配、調(diào)試，并完成電機的上電測試，對測試結(jié)果進行分析從而得到合理、有效的結(jié)論。

7） 通過撰寫實習日志和實習報告環(huán)節(jié)，強化學生的工程實踐意識，培養(yǎng)學生文獻檢索、歸納總結(jié)和溝通表達能力。

8） 在實習實訓過程中能自覺按照實驗室要求進行操作，遵守安全操作規(guī)范。

9） 在認識實習過程中能主動與小組其他成員合作，通過小組分工協(xié)作完成三相異步電機的拆裝，鍛煉學生各司其職并互相合作的綜合能力。

2 三相異步電機拆裝實訓教學考核標準制定

“電機學”作為本專業(yè)主修的專業(yè)基礎(chǔ)課，三相異步電機拆裝實訓教學考核標準的制定，從本質(zhì)上直接反應(yīng)了學生的學習態(tài)度、效果和教師的備課重點、難點。一整套好的考核標準可以更好地輔助教師準備實訓項目內(nèi)容，更好地把握教學內(nèi)容的難點講解和重點分析，同時也可以讓學生知道實訓課程的側(cè)重點，做好課前預(yù)習和課后復(fù)習。根據(jù)畢業(yè)指標分解要求，三相異步電機拆裝實訓教學考核分為兩大部分：一是根據(jù)學生考勤和工藝指標、技術(shù)指標的課堂驗收情況，給出考核表中操作部分的成績；二是在實訓結(jié)束后，學生以組為單位，在一周內(nèi)提交實習日志和實習報告，指導(dǎo)教師根據(jù)實習日志和實習報告的撰寫內(nèi)容和完成情況批閱后公平公正地給出成績。

綜合操作成績與實習日志、實習報告成績，來確定學生實習的總評成績。本實訓教學考核從實訓前的預(yù)習報告、實操過程中的操作技能和實訓日志、實訓后的實習報告撰寫多個維度來制定，更科學、更有效地對學生進行全方位考核。針對每一項考核項目制定相對應(yīng)的考核細則，盡可能把各項指標落實到具體的分數(shù)上，以更好地體現(xiàn)考核重點的權(quán)重。

在傳統(tǒng)的電機學實驗中，學生使用浙江天煌科技實業(yè)有限公司的實驗平臺和電機導(dǎo)軌，通過傳統(tǒng)的原理圖進行接線，改變輸入電阻值和輸出負載功率，來進行三相異步電機的啟停實驗和機械特性曲線實驗[3]。學生只能通過片面的實驗數(shù)據(jù)，將其帶入到理論公式得出計算數(shù)值跟理想狀態(tài)進行對比，繪制曲線，完成實驗報告。學生按部就班地實驗操作，很難有獨立思考能力和動手能力的鍛煉，至于團隊之間的配合和互相協(xié)作更是談不上[4]。針對以上存在的問題，本文提出基于“工程教育專業(yè)認證”的三相異步電機拆裝實訓教學考核標準，具體細則如下。

在實訓課程開課之前，有效預(yù)習對于學生學好當日課程有著至關(guān)重要的作用，預(yù)習報告直接體現(xiàn)了學生的預(yù)習效果，本預(yù)習報告重點針對電機原理理解和方案設(shè)計，二者的權(quán)重分別為0.3 和0.4，預(yù)習思考題是對預(yù)習效果的簡單考核，見表1。

表1 預(yù)習報告考核標準

根據(jù)“工程教育專業(yè)認證”的具體要求，實訓課程加強了動手實踐能力考核，實訓操作考核標準作為三相異步電機拆裝實訓的重要考核標準，主要從實驗步驟安排和實驗現(xiàn)象分析及故障診斷、排查這兩大方面進行考核，再根據(jù)學生的操作規(guī)范度和對儀器設(shè)備熟悉度來全面考核他們的實訓操作能力，見表2。

表2 實訓操作考核標準

實習日志在每一門實訓課程中都不可或缺，日志記載著學生工程實踐經(jīng)歷，記錄每天的實踐內(nèi)容以及遇到的不同問題，團隊之間相互合作分析問題并共同解決的過程。日志是每一天實訓的小總結(jié)，問題的解決對于學生是對其自我分析、解決問題的綜合能力的考驗。見第78 頁表3。

實習報告是整個實訓實習的總結(jié)，按規(guī)范要求整合、撰寫整個實訓課程中的現(xiàn)象結(jié)果，針對實訓過程中出現(xiàn)的問題進行分析討論，以保證實訓報告的完整性。通過實訓報告可以看出學生的綜合報告撰寫能力，根據(jù)報告的規(guī)范性和完整性對其進行考核，見第78 頁表4。

表3 實訓日志考核標準

表4 實訓報告考核標準

綜合表1~表4 的考核標準，根據(jù)整個實訓課程的考核要點從實習日志、實訓操作（工藝指標和技術(shù)指標） 和實習報告三方面進行總體考核要求的設(shè)定，根據(jù)專業(yè)認證的OBE 成果導(dǎo)向，考核注重學生的自我學習能力，對方案的論證與確定，遇到問題主動分析并解決的能力，更好地詮釋了專業(yè)認證的思想，見表5。其中，工作內(nèi)容包括繞線、下線、絕緣、裝配。

表5 實訓實習考核指標標準總表

3 三相異步電機拆裝實訓課程達成度評價

實訓課程達成度評價是一個目標值，即在本專業(yè)課程中三相異步電機拆裝實訓對應(yīng)畢業(yè)指標的權(quán)重高低。對于三相異步電機拆裝實訓課程的開設(shè)是否具有合理性，是對其進行評價的前提，如果開設(shè)的課程不合理，對其達成度評價更沒有意義。針對不同課程的培養(yǎng)目標和對應(yīng)的畢業(yè)指標的要求，對其達成度的評價也是層出不窮，只能具體問題具體分析，不同的課程采用不同的評價方法。本實訓課程是考核學生的動手實踐能力，實際操作指標占總考核成績的50%，報告的撰寫和梳理占50%。

4 三相異步電機拆裝實訓實習教學改革

4.1 傳統(tǒng)的三相異步電機拆裝實驗

在傳統(tǒng)的電機實訓實驗中，是不可能讓學生親自動手拆裝三相異步電機的，而是通過傳統(tǒng)的仿真軟件進行教學。學生在學習“電機拖動”理論知識之后，通過仿真軟件對三相異步電機原理和構(gòu)造有了基本了解，可以通過仿真軟件模擬三相異步電機的拆卸和安裝，了解三相異步電機是由前后端蓋、轉(zhuǎn)子和定子組成[5]。通過安裝可以了解定子的線圈纏繞方式，計算三相異步電機線圈的繞制圈數(shù)，通過下線考驗學生的耐心和細心程度，運用虛擬仿真軟件，學生只需要按照正確順序拖動電機元件就可以自行安裝，省掉下線和拆線圈環(huán)節(jié)，減少了學生深入了解電機結(jié)構(gòu)和原理的實踐機會。

傳統(tǒng)的三相異步電機拆裝實驗側(cè)重的是教師的講解，通過對其基本結(jié)構(gòu)和原理的闡述，運用仿真軟件來展示各個元部件，短短幾分鐘完成幾何機械的拆裝，學生更多的學習還是借助于教師的講授。跟傳統(tǒng)的理論課程類似，學生上課積極性不高，一味地講授造成教師的備課方式較以往沒有太大的改變，理論知識點枯燥，學生通過教師布置的任務(wù)書按部就班地完成任務(wù)，缺乏遇到問題時自主分析和解決問題的能力，教師長期運用枯燥的理論也缺乏上課的積極主動性。

4.2 三相異步電機拆裝實訓教學模式改革

根據(jù)“工程教育專業(yè)認證”的OBE 理念，從學生入學到畢業(yè)共4 年，按照畢業(yè)要求對應(yīng)的指標點培養(yǎng)學生具備十大能力，輸出成為自動化相關(guān)領(lǐng)域的“工程師”。專業(yè)認證關(guān)注培養(yǎng)的是學生自主動手實踐能力，通過學生自我解決問題，培養(yǎng)其具有一定分析處理復(fù)雜工程問題的能力。本實訓教學模式從傳統(tǒng)的仿真軟件模擬演示到現(xiàn)實的三相異步電機的拆裝，從本質(zhì)上改善了教學質(zhì)量，提高了學生的積極性，有效鍛煉了學生動手實踐的能力，培養(yǎng)了學生自我分析問題的能力。較傳統(tǒng)教學方法，改革的實訓教學模式讓教師更注重學生個人能力的培養(yǎng)，學生通過動手實操加深了對知識重點的掌握，引導(dǎo)學生思考其職業(yè)觀。

不可否認，基于“工程教育專業(yè)認證”的教學模式改革，應(yīng)該利用好慕課、超星等線上資源，讓學生實現(xiàn)課前自我預(yù)習了解、課后自我鞏固提高，教師通過多元化的教學資源，設(shè)計吸引學生的實訓課程，提高學生的學習效率，培養(yǎng)符合畢業(yè)要求的合格的大學生。

5 結(jié)束語

基于“工程教育專業(yè)認證”的三相異步電機拆裝實訓課程，從本質(zhì)上改善了“教師講授、學生聽講”的傳統(tǒng)教育模式，調(diào)動了課堂的氣氛，培養(yǎng)了學生自我創(chuàng)造力和團隊協(xié)作能力。學生根據(jù)下發(fā)的實驗任務(wù)書提前進行預(yù)習，在實訓過程中，教師對基本原理進行講解，學生自行分組，將組內(nèi)具體問題做到具體分析，合理分工，解決具體問題，遇到難點可以自我分析和互相合作攻克，這與專業(yè)認證的以培養(yǎng)學生成果為導(dǎo)向相契合，鍛煉了學生自我學習的主觀能動性，提高了學生的工程動手實踐能力，學會了理論聯(lián)系實際。

隨著“新工科”潮流的興起，全國各大高校積極迎接“工程教育專業(yè)認證”，專業(yè)要發(fā)展，教學模式就必須要與時俱進，改革勢在必行。當然，從認證角度來看，可持續(xù)改進的步伐不能停止。在提升教學質(zhì)量的前提下，通過與時俱進的教學方法改革來不斷地進行自我改善，將教學模式進行升級。專業(yè)認證的道路任重而道遠，將會推動教學改革的新時代發(fā)展，為國家培養(yǎng)、輸出更優(yōu)秀的現(xiàn)代化建設(shè)接班人。