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電機與拖動基礎范文1

關鍵詞：電機與拖動基礎；知識分類理論；陳述性知識；程序性知識

作者簡介：王蕾（1977-），女，河北鹿泉人，南京工程學院自動化學院，高級工程師；劉啟新（1957-），女，江蘇鎮江人，南京工程學院自動化學院，副教授。（江蘇 南京 211167）

基金項目：本文系南京工程學院引進人才基金項目（項目編號：121108120002）、南京工程學院教學改革項目（項目編號：JG201116）、南京工程學院教學改革項目（項目編號：JG201312）、南京工程學院教學改革重點項目（項目編號：JG201306）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）28-0086-02

一、“電機與拖動基礎”課程特點

“電機與拖動基礎”課程是自動化、機電一體化及相近專業的一門重要的專業基礎課。[1，2]從教學內容來看，該課程涉及到電學、磁學、力學等方面的概念和定律，課程具有綜合性、復雜性和抽象性的特點；從整個課程體系來看，其先修課程包括“大學物理”、“電路原理”，后續課程為“電力拖動與運動控制”，這就使得該課程處于承上啟下的重要環節；從本科教學實踐環節來看，無論是金工實習，還是學生參加各個級別競賽，都離不開該課程的知識作為支撐。

“電機與拖動基礎”課程存在以下一些特點：

1.內容多，課時少

“電機與拖動基礎”課程由原來的72學時減少到現在的56學時，但內容并沒有減少。這就給課程的教學提出了更高的要求，如何用最少的時間學到最多的知識，并能理解、掌握、應用和創新，給“電機與拖動基礎”的教學提出了挑戰。

2.學生畏難情緒大，興趣少

由于“電機與拖動基礎”課程與大學物理和電路等知識緊密相關，這些課程內容的缺失會增大“電機與拖動基礎”課程的學習難度；并且電機原理中的復雜物理知識，使得學生望而生畏，更談不上感興趣了。

3.學生對知識的綜合應用能力差

由于第二個特點，造成學生對所學知識只知其然，而不知其所以然，難以達到靈活應用的程度。

針對以上特點，基于知識分類理論開展“電機與拖動基礎”課程教學改革試驗研究。

二、“電機與拖動基礎”知識分類理論

信息加工心理學廣義知識分類和學習階段理論認為，[3，4]知識分為陳述性知識和程序性知識。陳述性知識回答“是什么”的問題，程序性知識回答“怎么做”的問題。陳述性知識是一種靜態的知識，它的激活是輸入信息的再現；而程序性知識是一種動態的知識，它的激活是信息的變形和操作。也就是陳述性知識達到的目標是“記憶”，而程序性知識達到的目標是“應用”。

對不同類型知識的學習，其達到的目標不同，因此學習活動也會相應不同，對學生需達到的能力要求也會不同。為了提高教學質量，擬采取以知識分類為前提，教學過程為主線，教學活動為載體，師生為主體的教學模式。

基于知識分類理論的教學模式包括陳述性知識的教學和程序性知識的教學。

1.陳述性知識的學習過程

陳述性知識的學習過程包括四個階段：[4]知識的選擇、知識的整合、知識的組織和知識的精加工等。在每個階段中，教學主體（教師和學生）開展相應的教學活動。

2.程序性知識的學習過程

程序性知識的學習過程包括三個階段：[4]知識的學習、知識的應用和知識的創新等。在每個階段，教學主體開展相應的教學活動。其中創新是程序性知識學習過程非常重要的步驟。

我國目前普遍的大學生教學模式，對大學生的綜合應用能力和創新能力培養不夠，造成了大學生普遍存在的綜合應用能力差、創新能力不足等問題。究其原因，一方面是學生在學習程序性知識的時候，學生能基本達到知識的簡單應用，但是解決問題的能力和創新能力很難得到培養；另一方面是學生學得的知識表現為碎片化，即獲得的知識單就某一知識學習效果比較好，但不夠完整、系統。如何將碎片化的知識根據自己的需要進行加工整理，與原有的知識體系相互整合形成新的個人化知識體系，是面臨的另一大挑戰。

針對以上兩個挑戰，就“電機與拖動基礎”課程進行教學改革初步探索。

三、“電機與拖動基礎”教學改革措施

將“電機與拖動基礎”教學內容中所涉及的知識分為兩大類：陳述性知識和程序性知識。以直流電機的部分教學內容為例，進行教學改革措施舉例。陳述性知識包括：直流電機的工作原理、結構、磁場、運行原理等。程序性知識包括：直流電機拖動系統的運動方程、機械特性、起動、制動、調速等。

1.陳述性知識的教學改革措施

以直流電機工作原理的教學為例進行說明。

在直流電機工作原理知識的教學之前，首先選擇與電機知識關系比較密切的大學物理和電路中的有關電磁概念與定律進行復習，這些知識對于學生來說都屬于舊知識，包括磁感應強度、磁通量、磁場強度、磁通勢、磁路等物理概念，安培環路定律、磁路的歐姆定律、磁路的基爾霍夫定律、電磁力定律、電磁感應定律等基本定律。對這些舊知識的復習，能夠使學生很快產生熟悉感，消除或減弱畏難情緒，同時溫故而知新，為新知識的學習打下鋪墊。

接著給出直流電機的工作原理示意圖，如圖1所示。圖1（a）是直流發電機的工作原理示意圖，圖1（b）是直流電動機的工作原理示意圖。

直流電機的基本工作原理就是基于電磁力定律和電磁感應定律的。在直流發電機中，運動的帶電線圈切割磁力線，產生感應電動勢；在直流電動機中，載流線圈在磁場中受到電磁力的作用。這些都是學生已經掌握的知識，將這些舊知識用于直流電機，整合得到新知識：直流電機的工作原理。這樣直流電機工作原理這個新知識點就很容易被學生接受、掌握和記憶了。

然后對所學知識進行比較和組織。對于直流發電機和直流電動機的工作原理進行比較教學。兩者的相同點是主體結構基本相同；不同點是直流發電機是先有運動后有電，而直流電動機是先有電后有運動。同時引入直流電機的可逆性，也就是直流發電機和直流電動機的統一性。這樣兩個知識點可以合并為一個知識點，利于學生記憶和掌握。

最后完成知識的精加工。通過對直流電機工作原理的理解和總結，可以將其概括為三個詞：電動生磁、磁動生電、電磁生力。學生只要記住這三個詞，就能掌握直流電機的工作原理。

由此可見，通過知識選擇、整合、組織和精加工，很容易就完成了對直流電機工作原理這種陳述性知識的教學。

2.程序性知識的教學改革措施

以直流電動機拖動系統調速內容的教學為例進行說明。教學分為三個階段：知識學習、知識應用和知識創新。

在直流電動機拖動系統調速知識的學習階段，首先創設問題情境。采用實驗的方法，使學生在實驗中發現問題，提出問題，解決問題。比如，在講述直流他勵電動機調速課程之前，安排學生做直流他勵電動機實驗。在該實驗中，直流測功機按他勵發電機連接，作為直流電動機的負載，用于測量電動機的轉矩和輸出功率。通過調節直流電動機勵磁回路中的勵磁電阻來調節直流電動機的磁場，電樞回路由可調電源供電，電樞回路中串有可調電阻。實驗過程中，首先起動電動機，電動機轉速平穩后，分別調節勵磁電阻、電樞回路電阻及電源電壓，觀察在不同物理量變化時，電動機轉速、感應電動勢、電樞電流等的變化情況，由此使學生直觀了解電動機調速方法和調速過程中電動機各物理量的變化過程和特點。接著聯系前面學過的直流電動機的機械特性相關知識，在驗證了所學知識的正確性的同時，理解和掌握直流電動機的調速知識。另外，還可以由實驗室老師給大家演示了一個他勵直流電機失磁出現“飛車”的現象，然后引導學生討論“失磁飛車”的危害，最后提示學生從電磁轉矩的產生、轉速特性等方面去思考飛車產生的原因，從而進一步加深了學生對直流電動機調速知識的理解。

在對直流電動機調速知識有了初步的掌握之后，教師選擇一些實際應用中的相關例子，使學生對直流電動機的調速知識進一步的鞏固，并能應用所學知識解決問題，從而加深對直流電動機調速知識的理解。比如給出某一型號他勵直流電動機的銘牌數據，讓學生根據銘牌數據回答下面的問題：降低電動機電樞電壓時的瞬間轉速和電樞電流是多大？降低電動機電樞電壓時電動機穩定狀態的電樞電流和轉速是多大？在回答上面的問題中，使學生學會應用所學知識解決問題，從而對直流電動機的調速過程有更為具體的認識。

在學生具備使用直流電動機調速知識解決簡單問題的能力之后，教師引導學生對知識進行創新理解。由教師創設比較復雜問題的情境，并讓學生劃分小組進行討論，同時教師指導學生選擇所學知識資源，通過分析和整理，尋求問題的解決方案。在整個創新過程中，教師起引導和監督的作用。教師應在課前把要問題情境的主要內容告訴學生，以便學生在課前查閱有關資料，做好準備。通過課上討論，既能使學生對所學內容有清晰而深刻的理解，又能培養學生的閱讀能力、思辨能力和語言表達能力，是一種非常有效的教學活動。

問題情境的選擇可以從實際生產或生活過程中選擇，也可以從大學生科技創新項目中選擇。各類科技競賽能引起學生極強的興趣，無論是國家級諸如“飛思卡爾”杯全國大學生智能汽車競賽，還是校內的“校董杯”巡線機器人大賽均在學生中有很大影響。小型直流電動機是這些競賽中廣泛應用的動力裝置，在教學過程中，注重以這些競賽題目為對象，鼓勵學生參與此類競賽，并提供指導。問題情境的創設需要考慮以下幾個問題：

（1）問題情境應源于學生的現實生活。從同學們喜聞樂見的生活現象或大學生活動入手。分析生活現象，就會使學生產生濃厚興趣，而且使學生真切地感受到直流電動機調速知識應用的廣泛性和重要性。

（2）創設情境要符合學生的年齡特征。“電機與拖動基礎”課程一般在大學三年級講授，學生還有一年多的時間就要面臨就業的考驗。所以教師可以從已就業學生的工作中遇到的有關直流電機的問題選擇問題情境，引起學生的興趣和解決問題的欲望，從而促進學生更加積極地去開動腦筋，活躍思維，解決問題。

（3）問題情境的創設須參照學生的社會環境特征、思維活動水平和教學條件。由于不同的學生所處的社會環境不盡相同，所具備的知識背景與活動經驗也各異，例如統招本科學生和自考本科學生有其自身的特點。教學中要關注所在地區的社會環境，所教學生的思維活動水平并考慮當地教學條件，創設適合學生發展，有利于學生思維訓練并切合實際的問題情境，搞好電機教學。

四、結束語

通過采用基于知識分類理論的教學方法，降低了學生對該課程的畏難情緒，提高了學生的學習積極性和學習效率，同時也提高了學生參與科技創新的積極性。因此，該教學改革在活躍大學生創新思維和提高大學生對所學知識的綜合應用能力、解決問題的能力上邁出了新的臺階。

參考文獻：

[1]劉啟新，張麗華，祁增慧，等.電機與拖動基礎[M].第三版.北京：中國電力出版社，2012.

[2]鐘國梁，盧帆興，李明輝.“電機與拖動基礎”核心課程教學改革與實踐[J].中國電力教育，2013，（13）：63-64.

電機與拖動基礎范文2

【關鍵詞】電機拖動 課程 一體化教學

近些年,隨著電機應用領域的不斷擴展以及研究工作的不斷深入,電機的相關理論、生產、運營都日益臻熟。而與之相關電機拖動課程通過不斷改進、優化和完善,至今已經形成一門比較完整的學科。電機拖動是一門綜合性很強的學科,涉及的內容和專業知識也是多方面的,涵蓋了電、磁、機等內容。而我國職業教育的目的就是通過理論教育和實踐教學,培養出符合當今企業生產、管理要求的一線實用型技術人才。但是在我國傳統的教學模式下,理論和實踐是分開進行的,在教學過程中,往往會發生,理論老師只側重專業知識方面的傳授,而實踐教師則只注重學生的實際操作。導致學生在學習過程中,理論脫離實踐。不僅給學生的學習帶來了很大困擾,同時也造成了教學資源的浪費。因此,如何做好電機拖動過程中的一體化教學已經成為目前面臨的一個難題。

一、優化和改良電機拖動教學

(一)與時俱進,將教學內容和當今科技發展水平有機的聯系在一起

隨著科學技術的不斷進步,在推動電機拖動技術迅速發展的同時,也對電機拖動教學提出了更高的要求。當前的電機拖動教學應該和現代先進的科學技術有機的聯系在一起。新型的電機拖動內部線路中,都綜合運用了自動控制調節器和簡單編程控制器。因此,實現對電機拖動教學的不斷改革和完善,是當今時展的要求,也是促進電機拖動技術日益走向成熟的重要手段。

(二)在教學過程中,實現統一化教學和多樣化教學

電機拖動是一門專業性很強的學科,在考慮到它經過長時間的研究和改良,自身已經形成比較系統和完整的專業內容,所以在對其中的內容進行調整和優化時,一定要符合當前的科技發展的趨勢,適度的將一些新技術引入到教學課程中,在保證教學內容不會過度臃腫的同時,又能將現代科技和教學內容有機的聯系在一起。比如將簡單編程控制器技術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教學課程”,通國對電機拖動新引入的技術、零件、理論、工藝以及實踐等內容的分析和講解,來激發學生的興趣?！半姍C拖動和簡單編程控制器電路專業教學課程”能夠很好的反映出目前電機拖動課程的發展趨勢和教學重點。不僅調動了學生的積極性,提高了他們的自主能動性,而且還拓寬了他們的學習范圍。

(三)突出教學課程的專業性、實用性

電機拖動教學是電機拖動技術的理論基礎,它本身又具有很強的實用性。學生學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,也為自己以后的就業增加了一個無形的砝碼,所以做好電機拖動教學就顯得尤為重要了。電機拖動的特殊性,要求這門學科的除了要有基礎性的內容之外,還應有專業性和實用性的內容。這就要求學校在制定電機拖動課程時,一定要從實際出發,以實踐為基礎,將實踐和理論有效的結合在一起,突出課程的專業性、實用性。

二、電機拖動課程的一體化教學

課堂教學作為學校教育中的不可或缺的一部分,有著非常重要的作用。所以,學校應該重視課堂教學,提高課堂的教學質量。在傳統的教學模式下,老師只是一味的注重理論知識的傳授,而忽略了學生的接受能力,不僅造成課堂教學效率低下,而且也損害了學生的學習興趣。

(一)實際參考

電機拖動課程講述的主體是機械器件。而機械器件的表現形式以及對電氣實行控制的基本要求是電氣控制線路設計的基礎,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合是實現機械生產自動化的主要方法之一。這就要求學生在進行控制線路學習之前要,做好充分的準備工作,要對專業設備機構、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

理論教學作為電機拖動技術的基礎,要求教師在課堂教學過程中,一定要做好理論教學工作。首先可以大力推行“參與式”教學方法,將學生作為其中的主體,激發學生的學習興趣,調動學生的學習積極性,加強學生和老師之間的交流。讓學生有效地參與到課堂教學中來。其次利用電腦、投影儀等多媒體設備開展教學工作。多媒體教學是集圖像、聲音、動態、文字等為一體的高科技教學方法,它不僅可以讓學生更直觀的了解課程教學的內容,還可以營造一種生動、輕松、歡快的課堂教學氛圍,激發了學生的學習興趣,調動了學生的積極性,同時也提高了課堂的教學效率。在電機拖動教學過程中,無論電機生產機械電氣控制線路整體有多么復雜,其中都存在一些簡單易懂的通用部分,比方說自鎖正轉控制、反正轉控制、時限控制等基本環節。這些環節相對于其他內容來說,簡單易懂,只需稍加引導和講解,學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,它的設計思路、操控要求以及生產工藝也是各不相同,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。讓學生明白和了解電器與機械之間的聯系和關系,是做好生產機械線路控制教學的關鍵。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,如果學生很難吃透這些知識點,就很難真正的理解生產機械控制線路這塊內容。在對學生進行理論教學時,一定要注重學生自主能力的培養。不僅要讓學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,更重要是教學會學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。因此課程教學時,應從如何看圖、線路原理分析和故障解決方法等方面著手,切實做好學生的培養和訓練工作。

電機與拖動基礎范文3

關鍵詞：電機與拖動；實踐教學；課程設計

作者簡介：漆海霞（1969-），女，湖南醴陵人，華南農業大學工程學院，高級工程師；鄒恩（1956-），女，湖南株洲人，華南農業大學工程學院，教授。（廣東廣州510641）

基金項目：本文系華南農業大學教改項目（項目編號：JG10065）、華南農業大學教學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、電氣工程及其自動化專業的專業核心必修課程，該課程具有很強的理論性與工程實踐性，是后續學習“自動控制原理”、“電力拖動控制系統”、“交直流調速系統”等課程的基礎。因此，在專業學習中，該課程具有很重要的地位。

由于本課程具有學時多、學分高、內容和公式多、概念抽象等特點，使得大部分學生在課程學習中，感覺很枯燥很難學，提不起興趣。開展與課程配套的實踐教學，可以幫助學生理解和記憶課程基本內容，掌握和熟練電機拖動特性，促進和提高課程學習效果，是課程教學的重要組成部分，是教學活動過程的關鍵性環節。

一、傳統“電機與拖動”實踐教學中存在的問題

華南農業大學（以下簡稱“我?！保┳?001年農電專業招生開始，新增的電氣專業、自動化專業、機制專業均開設了“電機與拖動”課程，在課程教學和實踐教學中，存在以下問題。

1.課程內容多，但授課學時一直在壓縮

“電機與拖動”課程包括“電機學”及“電力拖動”兩大部分的內容，電機學部分主要介紹各種電機的結構、運行原理、電磁關系、數學模型的建立、運行特性分析，該部分內容偏向于電磁關系的分析和理論推導；電力拖動部分主要介紹各種電機應用中起動、制動、調速的方法和過程，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動力學基礎知識，電機調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改革，以及專業培養計劃的調整，[1]課程學時一再壓縮，從118學時，減到80學時，從分上下冊兩個學期講授到只用一個學期講授，增加了學生學習的難度，由于周學時為5學時，如不及時復習和完成作業，學習容易跟不上進度，往往導致失去課程學習的興趣和信心。

由于教學內容多而授課學時少，導致存在教學內容與實踐項目是否協調一致，實踐教學能否圍繞教學大綱開展，能否確保實踐教學效果的問題。

2.實踐方法單一，流于形式

本課程實踐環節長期以來沿襲傳統的基礎實驗和課程設計兩個環節，但實踐的方法和手段上都比較單一、陳舊，實踐內容不能與課程內容緊密結合，使得實踐環節的設置流于形式，不能很好地促進教學效果。

基礎實驗以天煌DDSZ-1型電機與拖動實驗臺為基礎，完成各類型電機相關的特性實驗，通常學生是根據實驗指導書，依葫蘆畫瓢接線和調節特性，在2學時的實驗課上，對電機的負載力矩的產生原理和調節各參數的目的不求甚解，缺乏對實驗原理、實驗過程、實驗結果的思考和分析，不利于培養學生的積極性和創造性。[2]

課程設計是課程學習結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，訓練學生解決工程實際問題的能力，培養學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、電子課程之后開設的專業基礎課程，一般是在第四學期開設。此時很多專業課程還沒有開設，要實現電機的控制和特性調節還有一定的難度。因此，一段時間以來，課程設計內容根據課程的難點展開，由于變壓器繞組、三相交流電機繞組部分的內容非常抽象，通常在課程教學時對此部分內容作簡單介紹，在課程設計實踐教學時，讓學生動手設計和繞制一個作品，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難度，工作量也不夠，重復單調的工作易使學生失去興趣，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

自動化專業是技術應用型專業，因此，在課程內容的安排上，應以理論知識應用為目標，突出理論知識的實踐性，實踐環節應突出課程的工程應用特點。本課題從以下幾個方面進行改革。

1.整合實踐教學內容

（1）優選基礎實驗內容?；A實驗環節主要是驗證性實驗，整個教學中，需要驗證的理論和特性很多，可開出的實驗也很多。在基礎實驗的設置中，應該選擇與課程大綱要求聯系緊密、符合專業大綱對專業課程學習要求的教學內容。

通過對課程內容的分析，結合專業應用特點，筆者認為電機的結構、繞組展開、三相交流的電勢和磁勢等知識，理論性和推導過程太復雜，占用大量的學時，而對于非電機制造專業的自動化專業來說，今后這部分知識用得較少。在課程講授時，應對這些理論性太強的知識用比較少的學時作簡單介紹，通過繞線和嵌線工藝的學習，電機廠參觀實習，[3]增強學生對這部分內容理解，將重點放在講授電機的數學模型和運行特性、機械特性，及電力拖動部分的應用性知識?；A實驗項目的開展應以教學重點為中心。

（2）落實基礎實驗環節中綜合性、設計性實驗的開出。在該環節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）重構課程設計實踐項目，使課程設計緊扣課程核心內容。經過多年的教學實踐和不斷總結，筆者認為本課程應以工程實踐應用為主，著重展開以電機運行特性和機械特性的調節和分析為重點的工程應用實例的課程設計。

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速，交流電動機起動、制動、調速電路設計等項目。

2.實踐項目選題措施

教學實踐項目實施中，驗證性、設計性基礎實驗是由教師統一組織完成；通常課程設計也是統一指定一個項目，整個專業同時進行一個項目，內容非常單調，學生不能自主選擇課題。將教師單一指定題目方法變成由學生自己選擇題目。學生可以根據自己理論學習的水平，結合自己的興趣和想法，選擇設計題目來實施。這體現了學生的學習主動性和可選擇性。

3.實踐項目實施方法

驗證性實驗課開出的實驗，要求學生遵循預習提交預習報告進行實驗和數據記錄整理數據和撰寫實驗報告的實驗步驟，進行有準備的實驗，提高實驗質量。

課程設計項目實施步驟分設計和制作兩步走。學生根據自己的選題，按題目要求查閱技術資料，進行方案設計，繪制電路圖，進行相關的元器件的選擇。由于元器件型號零散、分類多，需要學生負責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上，盡量將器件型號統一并進行采購。這要比事先統一購置元器件然后分發給學生照電路圖制作，更能鍛煉學生的獨立思考問題、分析問題、解決問題等工程能力。

4.發揮指導老師作用

按照項目實施辦法，將更多的自交給了學生，相當一部分學生在設計環節會出現難以著手設計，制訂方案不合理的現象。為此在課程設計開始的第一周，要集中動員，詳細地向學生說明本課程設計的目的和要求，各小組方案確定后提交給指導老師由其進行點評、提出意見。

在整個課程設計環節，教師應全程指導，充分發揮指導教師的作用，既要避免所有學生方案一致，學生缺乏主動性、能動性，又要在已有專業課的基礎上盡量啟發學生創新思考。

同時，注重教師技術能力提高，教師不但要有較全面的理論知識，還要有較豐富的實踐經驗；教師要通過不斷地學習，了解本學科的前沿技術與發展動態，[5]同時要參與科研，拓寬視野，并且組織專業老師進行一些相關技術培訓，如定期到有關工廠去鍛煉，與企業開展產學研合作。通過提高教師的工程實踐能力和科研能力，更好地指導學生實踐活動。

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、準確、客觀地評價學生的實踐成績。成績評定由課程設計期間表現、方案及作品制作、作品演示、課程設計報告四部分構成，分別占總成績的20%、30%、20%、30%。學生在實踐課程中，參與程度、出勤率、方案的合理性、作品制作的質量、調試演示的結果、答辯時對問題的解答情況、設計報告的撰寫質量，都將全面準確地反映學生在實踐環節的努力和成績。由于考核標準細化，學生在每一環節都認真對待，積極參與，充分調動了學生的參與實踐活動的積極性。

6.整理歸檔實踐資料

制訂統一的課程設計報告撰寫標準，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節，建立統一的檔案管理，除了按班收取紙質的報告外，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.增設綜合設計環節

經過驗證實驗和課程設計兩個教學實踐環節的學習，學生對“電機與拖動”課程的核心內容應有較深地理解，但對電機的控制技術和應用，還需要學習“電力拖動控制系統”、“電力電子技術”課程之后才能開展，因此，有必要在整個專業教學培養計劃中，增設“自動控制（運動控制）系統綜合設計”實踐課程，進一步加深學生對專業課程知識的融會貫通、理解和應用的能力。由于受設備、場地等諸多客觀因素的限制，[6]電力拖動綜合設計開展是很困難的。經過教學研討，在綜合設計環節，以直流電機為對象，以自動控制理論分析和設計為基礎，以MATLAB軟件為基礎平臺，構建直流電機雙閉環控制仿真系統，實現對電機的仿真控制與性能調節。

三、結論

經過一系列改革措施后，課程以工程應用為主，實踐教學以促進教學效果為目的，通過劃分教學重點和難點，整合教學和實驗內容，教學實踐緊密結合教學大綱，實踐教學突出課程的技術特點；實踐性教學各環節的內容設置上具有連貫性、階遞漸近性；實踐教學中，以學生為主體，發揮學生的主動性、積極性；實踐教學注重科學、合理的多元化管理方法，形成完善的課程實踐教學規范體系。

通過實踐證明，改革后的“電機與拖動”課程實踐教學，增強了實踐課程的學習效果，提高了學生的實際動手能力，并將理論與實際結合起來，提高學生的分析問題與解決問題的能力，進一步培養學生科學研究能力及嚴謹的科學態度，為今后更好地服務社會打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1]陳亞愛,于蘇華,周京華,等.“電機及拖動基礎”課程教學研究與探索[J].電氣電子教學學報,2010,(S1):95-98.

[2]黃飛江,劉光燦,陳威兵.應用型本科通信工程專業實踐教學研究――以長沙學院電子通信工程專業為例[J].教育理論與實踐,2011,31(5):

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[3]楊秀麗,魏玉.《電機學》課程教學改革探究[J].中國現代教育裝備,2007,(6):63-65.

[4]楊澤斌,孫玉坤,朱秋,等.“電機學”課程教學改革與實踐[J].電氣電子教學學報,2008,30(5):5-6.

電機與拖動基礎范文4

關鍵詞：高職；電機及拖動基礎；課程；教學質量

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，高職教育己占據了高等教育半壁江山，但生源素質卻隨著錄取率的提高而不斷下降。要保證高職教育的質量，提升高職課程教學質量是關鍵，筆者以電氣自動化類專業的主干課程《電機及拖動基礎》為例加以探討。

《電機及拖動基礎》既有基礎性，又有專業性，不僅有理論的分析推導，磁場的抽象敘述，還要用物理、電工基礎等基本理論分析研究比較復雜的往往帶有機、電、磁綜合性的工程實際問題。這是課程學習的特點，也是難點。高職學生的理論基礎比較薄弱，如何根據高職學生的認知特點、后續課程的銜接及行業需求，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質教材

教書需要一本優質教材，高職教育的優質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》教材時，應根據當今電力電子技術和計算機技術的發展，結合工業上直流電機應用已遠遠少于三相異步電動機應用的行業現狀，考慮高職畢業生主要在生產一線從事技術應用工作的實際。所以，教材的框架應以三相異步電動機的原理與應用為主線，強化三相異步電動機新型號、新結構的介紹，突出三相異步電動機的拖動和應用，增加與強化三相異步電動機的軟起動、斬波調速、變頻調速等新技術內容。而對直流電機繞組、磁場、換向的內容則可刪繁就簡，刪減直流發電機特性的內容，精選直流電動機拖動的內容。

其次，在《電機及拖動基礎》教材理論內容的描述、分析和應用上，要充分考慮高職學生的認知特點，對高深的理論內容（如交流電機的磁通勢等），可利用圖解分析，刪除繁瑣的數學推導；對變壓器的等效電路可先出圖，再敘述，避開繁雜的參數推導過程；對大量的公式，可采用推導從簡、注重分析物理意義和應用的方法（如直流電動的電動勢、電磁轉矩公式）；對三相異步電動機制動的復雜計算，可進行符合現場使用的簡化；對同步電動機中用功率因素調節解析V型曲線的成因，可不采取難以理解的公式和相量圖推導；對伺服電動機特性描述、原理分析，可以應用為主線，簡明扼要地介紹。這樣全書雖然降低了理論難度，但仍可保持教材內容的相對連貫性和穩定性，力求深入淺出，通俗易懂，便于高職的教與學。同時，教材各章都應有結合實際、注重應用的例題，便于學生復習提高，培養學生的技術應用能力。

按照上述原則精心編寫的《電機及拖動基礎》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劃教材以及高等教育“十五”、“十一五”國家級規劃教材。

精心制作效果優良的多媒體課件

有了優質教材，還需精心制作效果優良的多媒體課件，這是一個教學的精心準備過程，是對教材內容的重新組織和升華。教師應該把課堂上要講授的內容科學地組織起來，并把這些內容應用到對技術問題的講解和分析上，以利于學生對問題的理解，對知識的掌握。

首先，應該繼承傳統板書的優點。（1）標題、概念、要點、公式、結論等應逐一出現，尤其是演算公式時要配合講解，有一定的停留時間，使學生的思維跟上教師的講解，也便于學生記筆記。在小結時，要引導學生思考，教師在畫龍點睛的同時出現小結內容，十分自然。當然，在PPT的制作過程中要避免過多的飛入內容，否則會使學生目不暇接。（2）在一節課中要用到的概念、公式、圖形在相應的PPT中應重復出現，這樣可保持傳統板書的優勢，使教師講解有據可依，又可即興發揮。

其次，要發揮多媒體技術將文、圖、聲、像等各種教學信息有機地組合在一起的直觀、形象、生動的優勢，使高職學生對課程的學習體驗到立體感和直觀性，便于理論聯系實際。（1）可使原本比較枯燥的課堂教學變得較為輕松、生動，如三相交流電機的磁場是看不到、摸不著的枯燥內容，用圖解法說明磁場的性質、轉速、轉向等內容，動畫效果很好，形象、生動。（2）可將許多難以用語言表述的內容通過多層面的展現表達得更清楚，如各種電機的結構，從外觀到內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，將一個完整的內容呈現在學生的眼前，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，形成磁阻轉矩，驅動轉子轉過一個步距角，一個通電循環轉過一個轉子齒距。（4）可以動靜結合，色彩鮮明地表現出內容和過程的先后順序，立體地展現彼此之間的關系，如直流電動機先由載流導體在磁場中獲得電磁轉矩而旋轉，再由旋轉導體感應反電動勢，電壓需大于反電動勢才能繼續旋轉。（5）可以方便地補充和更新教學內容，如可及時地將我國風電、核電、超高壓傳輸電等新成果充實到教學中。

有效組織多樣化的教學改革

對一門難度較大的課程，有了好的教材和多媒體課件，是課程教學的重要基礎，但更需要教師有效地組織多樣化的教學改革，以調動學生的學習積極性，克服學生對《電機及拖動基礎》課程學習的畏難情緒、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，變難學為樂學，提高課程教學質量。

組建興趣小組 在課程教學伊始，教師布置任務，讓學生通過自由組合，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、控制電機等設備的國內外發展史，針對水電、風電、核電、光伏電、潮汐電等技術的最新發展和應用動向，進行企業調研，查找資料，制成PPT，然后每組10分鐘，上臺進行宣講，教師點評。學生對此興趣很高，是一種效果很好的入門教育方式，可激發學生的學習興趣和積極性。

理實一體 如直流電動機的起動、調速、反轉等內容可在實驗室進行，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速、反轉的方法，教師和實驗指導教師用15分鐘將學生分為兩組，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?。┦痉叮谄饎铀矔r讓學生注意觀察電流表顯示的起動電流較大，轉速上來后電流迅速回落等現象，接著演示電樞串電阻、降壓、弱磁調速方法，讓學生觀察轉速變化、反轉的兩種方法。之后學生分小組進行實驗，50分鐘后，完成實驗各項內容和報告（學生課前已寫好預習報告）。最后10分鐘，教師講評，對實驗中出現的接線、操作的問題進行原因分析。這種理實一體的教學安排緊湊，從理論到實踐再到理論，學生能很快掌握知識。

學練做一體 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容，可安排在課程結束后的電機實訓周，穿插在課程教學中進行，這樣可以減少理論重復內容，把在教室里畫繞組圖變成在實訓室學練做一體。學生通過設計、計算和分析，確定要繞線的匝數及繞組的實際嵌線形式，在教師的指導下進行繞線（圈）、嵌線、接線及絕緣處理等，最后在定子繞組中通入三相電，當定子內腔中放入的指南針旋轉（說明有旋轉磁場產生）時，學生會體驗到成功的喜悅。

學生在課堂討論課中唱主角 在每一單元結束時，可由相應的興趣小組的學生根據單元學習內容、教材中的思考題和習題，參考其他的書籍和課程網站，在任課教師的指導下，先期制作一份包含各種題型的單元復習內容，在討論課中，讓興趣小組的學生唱主角，全體學生互動提高，教師適時進行點評。此舉學生參與的熱情極高，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，注重學生的動手能力、團體合作能力、創新意識的培養。實驗實訓成績、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，以此調動學生全程參與課程教學的積極性。

幾年下來，通過教師的努力，課程教學質量并沒有隨著生源素質的變化而下降，學生非常愿意與教師一起進行教學改革，課程學習的合格率、優秀率不斷提高。

參考文獻：

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作者簡介：

胡幸鳴（1956—），女，浙江機電職業技術學院教授，主要從事電機與電氣控制類教學與研究。

電機與拖動基礎范文5

關鍵詞：PBL教學法；電機與拖動；評價體系；師生觀念

作者簡介：王衛東（1977-），男，河北保定人，西安電子科技大學機電工程學院，副教授；勾燕潔（1980-），女，甘肅慶陽人，西安電子科技大學機電工程學院，講師。（陜西西安710071）

基金項目：本文系西安電子科技大學2011年度教材建設基金立項項目的研究成果。

中圖分類號：G642     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）14-0063-02

PBL（Problem-based Learning）教學法是在構建主義思潮的基礎上發展起來的一種新的教學模式。近年來，利用PBL教學法進行的教學改革在國內外教育領域引起了廣泛的關注。PBL教學法在醫學教育、法學和外語類教學改革中都取得了矚目的成就。

“電機與拖動”是工業自動化、自動控制、電氣工程及其自動化等專業開設的一門重要的專業基礎課，在實際工程設計以及未來的科學研究中能夠正確選擇和使用各類電機是學生必須掌握的基本專業技能之一。傳統的“電機與拖動”課程強調對學生知識理論的灌輸，忽視了對他們創新能力的培養。為了應對國家對創新型人才的需求，發揮學生學習的主動性，培養學生解決問題及利用資源主動學習的能力，本文結合當前國內“電機與拖動”課程教學的實際情況，探討PBL模式在該課程教學中的實用性、實施案例、教師作用和發現的問題。

一、PBL教學模式

1.PBL的定義

PBL教學法，即“以問題為基礎”的教學方法，是20世紀60年代加拿大McMaster大學首創的教學模式，它強調讓學生通過協作學習的形式共同解決復雜的、實際的或真實性的問題，來挖掘隱含于問題背后的科學知識，形成解決問題的能力。在課堂實施中，通常由教師設計問題，或由學生提出問題，在教師的組織與引導下，讓學生進行分析，尋求假設，進行實驗并尋求解決問題的方法。使用該方法可以讓學生在有限的時間內把理論知識運用于實際問題之中，做到理論與實踐相結合。

2.PBL的特點與實施原則

有效地落實PBL教學法需要教師精心地組織與安排。具體實施過程包括組織小組、設計問題、呈現問題、引導自主學習、嘗試解決問題、總結學習過程、反思與評價等環節。整個過程突出問題性、情境性、主動性、探究性與合作性5個特點。PBL的實施一般遵循以下六大原則：教學的目的和教學活動安排重在引導學生掌握解決問題所需要的知識和技能；教學強調合作學習；學生應具備自我指導學習能力；學習過程應強調合作和團隊精神；教學過程既強調分析與反思，又強調實施；學生評價強調診斷性反思。

二、PBL教學法在“電機與拖動”課程中的適用性

筆者從事“電機與拖動”課程教學近十年，對該課程的教學特點有比較深入的認識。將PBL教學法運用在該課程教學中有兩大優勢：第一，這種新的教學模式不僅體現了“電機與拖動”課程教學大綱的要求，還有利于教學目標的實現，符合學習者的特點；第二，通過創設一種基于解決問題的學習情境，調動學生主動性，取代灌輸式的、消極被動的知識接受方式。合理有效地將PBL法運用到“電機與拖動”課程教學中，最重要的是把握好以下兩點問題。

1.對學習本課程的學生特點分析

對學生的特點進行分析是PBL教學前期工作的關鍵環節。學生是學習活動的主體，分析學生特點，才能了解他們的學習狀態，明確他們已有的知識、技能、情感水平和心理發展是否能適應新內容的學習，即只有基于學習者的特征，設計教學環境，才能營造適合個別化和協作化的學習環境，從而真正實現“因材施教”。在“電機與拖動”課程教學中，學生的特征是首要變量，其他因素都應圍繞著首要變量調整。

“電機與拖動”課程在高校的本科教學中一般安排在第五學期開展，這時學生已經具備了高等數學、機械、電工和電磁學等方面相應的知識，以及協作學習和主動學習的基本能力。以西安電子科技大學（以下簡稱“我校”）自動化專業為例，每屆大約200名學生，分成兩個大班授課，每班約100人；該專業培養目標旨在培養學生具備電工技術、電子技術、控制理論、自動檢測與儀表、信息處理、系統工程、計算機技術與應用和網絡技術等較寬廣領域的工程技術基礎和一定的專業知識，能在運動控制、工業過程控制、電力電子技術、檢測與自動化儀表、電子與計算機技術、信息處理、管理與決策等領域從事系統分析、系統設計、系統運行、科技開發及研究等方面工作的高級工程技術人才。

2.“電機與拖動”課程的特點

對課程特點的準確把握是PBL教學順利開展的必要環節。課程教學內容的教學目標、教學時數、學科性質、難易程度等因素都直接影響PBL教學的實施質量。

作為一門重要的專業基礎課，“電機與拖動”將為后續的“自動控制理論”、“運動控制系統”和“計算機控制技術”等專業課程奠定理論基礎，其課程教學效果的好壞將直接影響到后續相關專業課程的學習?！半姍C與拖動”課程是一門理論性和實踐性都非常強的課程，它具有內容多、范圍廣、學時少、進度快、學生負擔重的特點，而傳統的教學是以大課理論講授為主，很容易使學生產生厭學情緒。因此，在該課程中應用PBL教學法十分有必要。

三、PBL教學法課堂實施案例

1.問題的設計

PBL是以“問題”為核心的，學生的整個學習過程都圍繞著問題。問題本身的質量和水平直接影響著學生學習效果的好壞和整個教學過程的成敗。因此，在設計問題時應當考慮到兩點：是否能夠切實地為教學所用？是否能夠反映學生的學習能力和水平？一般來說，PBL問題應具有如下特點：PBL問題設計應服務于課程的教學目標；來源于生活，設立在真實情景之中；呈現出階梯狀、系統性。

根據“電機與拖動”教學大綱的要求，譬如關于“三相異步電機的原理”一章的內容，按照傳統的理論授課邏輯次序，主要應解決如下幾個概念性問題：

①三相異步電機的基本工作原理是什么？轉差率如何定義？

②在結構上，異步電機與直流電機的區別有哪些？異步電機如何分類？

③交流電機的電樞繞組形有哪些？三相電樞繞組的磁動勢和電動勢是什么？

④三相異步電動機的轉子開路和堵轉時的物理情況如何？等效電路圖如何表達？

⑤三相異步電機轉子轉動時的物理情況如何？

⑥繞組折算和頻率折算如何進行？等效電路圖如何繪制？與相對應的變壓器有什么區別？

⑦三相異步電機的功率關系如何？功率流圖如何繪制？

⑧三相異步電機的工作特性如何？包括轉速、電磁轉矩、定子電流、效率、功率因數等。

⑨三相異步電機的參數測定如何進行？包括空載試驗和短路試驗。

⑩什么是標幺值的表示方法？有哪些優缺點？

以上十個問題，筆者認為并不是所有的內容都適合采用PBL教學法，譬如問題⑤⑥難度較大，又是比較重要的內容，仍需要教師采用理論授課的形式來解決；有些問題不是課程的核心內容，僅需要了解即可，或者問題非常簡單，無需教師授課講解，也就無需PBL解決，這些問題都可以讓學生課后自學，譬如問題③⑦⑩；其他問題，包括①②④⑧⑨，難度適中、邏輯性強，比較適合采用PBL教學法解決，有利于提高學生的綜合運用知識和定性分析問題的能力。

PBL教學模式的優勢不僅僅局限于解決概念性的問題，更體現在處理一些復雜的、應用類的問題，讓學生在解決這些問題時逐步體會到概念的內涵。值得注意的是，應用類的問題，對學生的知識基礎和學習能力要求較高。因此在設計應用類問題時，要符合學生特點。譬如對于問題⑨的設計，可以設計成如下的應用題：

某三相四極的籠型感應電動機額定Y接法，fN=50Hz，PN=3kW，UN=380V，IN7.25A，r1=2.01?？蛰d試驗數據：當空載線電壓U1=380V時，I0=3.64A，P0=246W，pΩ=11W；短路試驗數據：當Ik=7.05A時，Ukl=100V而短路Pk=470W。假設附加損耗忽略不計，短路特性為線性，且X1σ=X’2σ，試求：

（1）參數X1σ，rm，Xm，r’2；

（2）該機的cos（φN）及ηN（不考慮溫度的影響）

2.PBL教學的組織與安排

在“電機與拖動”課程的PBL教學中，將學生隨機分成10組，每組有9～10名同學，再分別由各組組員民主選取一名小組長。在教學進行前一周由小組長將授課的問題（譬如問題①②）布置下去，各組學生由組長安排分工合作應用學校圖書館館藏資源或者豐富的網絡資源搜集需要的資料。

進入課堂討論階段后，教師針對問題①隨即抽取一組學生作為“值課組”，由組長（或者組員）將所得資料做簡要匯報，然后展開討論。在這個過程中，其他小組學生均可提出問題，由值班組學生回答；教師要認真聽取學生的匯報及討論，積極引導討論朝著正確的方向順利進行。討論完畢后，有些學生可能會提出關于旋轉磁場方面的問題，教師可以用一個動畫視頻來進一步講解。接下來，教師可指出三相異步電機的工作原理是與其結構緊密相關的，從而引出問題②，再由教師隨機抽取另外一組學生作為“值課組”，進行這一問題的討論。

高校的一次授課通常有兩個學時，由于課程內容的安排存在較強的邏輯性，有時PBL問題的安排可能比較少，教師就可以采用PBL教學與傳統授課相結合的方式，譬如問題④（采用PBL教學模式）和問題⑤（采用傳統教學方式）。

四、教師的作用

傳統教學方式是以教師和教材為中心的，教學模式比較單一，學生是知識的被動接受者，缺乏自主性、創造性。這種教學方式雖然能充分發揮教師的主導作用，便于教師組織、管理和控制課堂教學，但是忽略了學生認知主體作用的發揮，無益于學生實際能力的培養。

PBL教學模式與傳統教學模式有著根本的不同點。從PBL教學開始的提出問題到最終解決問題主要是通過PBL的學生小組討論和學生的自我學習完成的。指導老師則是處于這樣一個位置：他們通過選擇教材和學習資源，有限干預學生的活動，在討論中只起到引導作用，并指導、啟發、激勵和促進學生利用其他資源提出不同的觀點，而不是直接提供問題的答案。

從整個教學過程來看，教師的作用主要包括：對于PBL教學問題的設計，對PBL教學對象的激勵和促進，對PBL教學過程的組織和管理，對PBL教學的評價。

五、教學中發現的問題和解決辦法

PBL教學雖然在國際上發展較為成熟，但在我國尚處于起步階段，各個教學院校的方法不盡相同，不同學科之間也存在很大差異。目前在我國高等教育中普及該模式還有諸多急需解決的問題，例如師資力量不足，師生觀念轉變不徹底，評價體系不完善等。

在師資力量方面，醫學教學通常是以學習小組為單位開展討論和學習的，每個學習小組需配備一名教師，師生配比為1：10左右，教師和學生之間可以進行充分地交流。然而，目前在大部分工科院校中，若要按這種師生配比開展PBL教學法，師資力量肯定是不夠的；而且教師除了平時負責教學之外，還有大量的科研項目要開展，實施PBL教學要求他們抽出足夠多的時間和精力來組織教學，這勢必給他們帶來很大的工作壓力?；谝陨显?，在“電機與拖動”課程中實施PBL教學時，教師可以根據自己的實際情況，適當地選擇部分內容開展PBL教學，師生配比可采用1：50~1：100左右，隨機分成5～10個學習小組（每個小組9～10人），每組由組員民主選取一名組長，在日常學習中與教師進行溝通。

在教學觀念方面，教師角色的轉變對許多教師來說也是一種新的挑戰。為適應PBL教學，教師不僅需要熟練掌握課程內容，還應具備提出問題、解決問題、靈活運用知識和嚴密的邏輯思維能力。同時，教師應善于控制課堂節奏，調動學生的積極性，寓教于樂。因此，教師必須從單一的知識傳授者轉變為教學活動的組織者、教學資源的提供者和學生發展的推動者。

在評價體系方面，教師要實現評價形式的多元化。為了提高PBL教學質量和學生參與的積極性，評價體系中要突出過程性評價的地位，將終結性評價和過程性評價相結合，并嘗試從學生的合作精神、表達能力、回答問題的積極性等多方面實現評價內容的多元化，以及通過引導互評和自評實現評價主體的多元化。

六、結束語

PBL教學模式在一定程度上順應了我國當前教育改革的趨勢，為我國的大學本科工科專業教學改革提供了新的方法和思路。盡管現在面臨著一定的困難和挑戰，但這種教學模式的前景仍很樂觀?！半姍C與拖動”課程教學的最終目標在于提高學生實際應用電機的能力，為機電一體化領域的產品設計和科學研究培養高素質人才。PBL正是與此目標相適應的教學模式，它符合該課程學習的認知規律，滿足知識結構發展所需的基本條件。

作為一個極富價值的教學模式，PBL可以很好地彌補傳統教學的某些不足，最終實現PBL在我國高等學校工科專業教學實踐的滲透，促進學生向自主、合作、探究學習方式的平穩過渡。實踐表明，實施PBL教學法有利于推動“電機與拖動”課程的教學改革，促進教師轉變教育觀念，不斷改進教學方法，提高業務水平。同時，PBL有助于促進學生改變學習方式，培養獨立思考問題、解決問題的能力，有利于引導學生的創新思維，為培養創新型的研究人才打下良好的基礎。

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電機與拖動基礎范文6

關鍵詞 自動扶梯；PLC；變頻調速

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）09-0073-01

自動扶梯因為它自身的特點，例如方便，安全，載客量大，得到了越來越多的應用，但是自動扶梯長時間空載運行除了機械磨損，更多的是造成電能的白白消耗。自動扶梯拖動電機的變頻調速技術日臻完善，在節能設計中效果顯著。

1 自動扶梯變頻調速方式

本次以三菱FX3u系列PLC控制器為例，在原來高耗能自動扶梯基礎上增加一個光電傳感器和一臺交流變頻器。啟動自動扶梯，自動扶梯電機變頻器按照預先設定的低頻率啟動，變頻器設定為自動模式，接收來自三菱FX3u系列PLC控制器發出的頻率信號。光電傳感器安裝在自動扶梯的入口兩側，當有人來到自動扶梯入口時，光電傳感器上的常開節點閉合，開關量信號上傳到三菱FX3u系列PLC控制器輸入端。PLC控制器接收后按額定頻率發出模擬量信號給定拖動電機變頻器，自動扶梯由低速運行轉為額定速度運行。根據自動扶梯入口到出口的距離和電機額定轉速，計算人從入口到出口需要的時間，在該時間基礎上增加5秒，設為T秒。選取光電傳感器的常閉節點控制PLC控制器中的延時繼電器，當光電傳感器檢測無人時，開始延時，如果在T秒內有人登上自動扶梯，延時取消，繼續額定運行。如果延時T秒后，無人登上自動扶梯，PLC控制器按照低速頻率發出模擬量信號給拖動電機變頻器，自動扶梯由額定速度運行轉為低速運行。當再次有人登上自動扶梯時，開始循環上面步驟運行。

圖1 自動扶梯變頻調速邏輯框圖

初始啟動自動扶梯時，拖動電機頻率是變頻器控制面板手動設置的低頻率，然后將變頻器設置為自動模式，自動接收來自PLC控制器頻率控制信號。當光電傳感器檢測到有人時，PLC控制器可以增大變頻器頻率，提高自動扶梯運行速度。當光電傳感器檢測不到有人時，利用延時繼電器進行延時控制，PLC控制器可以減小變頻器頻率，降低自動扶梯的運行速度，這樣電能得到了節省，也減少了機械磨損，保證自動扶梯長時間正常使用。

當有人來到自動扶梯入口時，光電傳感器檢測到有人，三菱FX3u系列PLC控制器立刻將額定頻率信號給定到拖動電機，拖動電機馬上變為額定轉速運行。從有人來到自動扶梯入口到人登上扶梯的第一個臺階時間大概需要2秒，而從光電傳感器檢測到人到拖動電機額定轉速運行不超過2秒，也就是說當人登上自動扶梯時，自動扶梯已經完成了從低速運行到額定速度運行的轉變，保證了乘客搭乘自動扶梯的安全，不會在乘客剛登上自動扶梯或者在搭乘自動扶梯過程中突然加速，乘客由于慣性向后仰，造成嚴重的人身傷害事故。

2 系統硬件原理框圖

PLC控制器需要增加一個模擬量信號輸入（AI）模塊，用于采集變頻器的頻率信號或者電流信號，還需增加一個模擬量輸出（AO）模塊，用于變頻器的頻率給定控制，極大地提高了PLC控制器的數據處理能力。

圖2 系統硬件原理圖

光電傳感器在T秒內檢測不到有人時，自動扶梯拖動電機頻率會降到10 Hz，僅為額定頻率的20%，最大限度降低了長時間空載運行的電能消耗，節能效果顯著，提高了自動扶梯的運行壽命，降低了運行成本。

3 結論

本設計對自動扶梯設計進行了優化和改進，增加了光電傳感器和變頻器，利用三菱FX3u系列PLC控制器強大的邏輯功能和極高的運行速度，對自動扶梯實施最安全、精準、高效的管理控制，完成了對自動扶梯的變頻調速控制，提高了自動扶梯運行的可靠性，改善了自動扶梯運行的舒適感，并節約了電能，為自動扶梯的發展作出了貢獻。

參考文獻

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