電機(jī)學(xué)課程教學(xué)改革論文

時(shí)間:2022-02-05 03:58:59

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電機(jī)學(xué)課程教學(xué)改革論文

一、新能源發(fā)展趨勢(shì)及技術(shù)型人才需求

盡管我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,然而針對(duì)新能源行業(yè)的技術(shù)型人才培養(yǎng)卻相對(duì)滯后。高素質(zhì)技術(shù)型人才的缺失已嚴(yán)重制約著我國(guó)當(dāng)前新能源產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。預(yù)計(jì)到2020年,在風(fēng)電、光伏、新能源汽車、節(jié)能建筑等新能源領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員需要將達(dá)到數(shù)十萬,而全國(guó)新能源相關(guān)專業(yè)每年畢業(yè)生總量卻不足1000人。因此,培養(yǎng)適合于新能源產(chǎn)業(yè)的技術(shù)型人才刻不容緩。2007年華北電力大學(xué)成立可再生能源學(xué)院,2008年10月南昌大學(xué)成立了光伏學(xué)院,同年,復(fù)旦大學(xué)成立新能源研究院,河海大學(xué)設(shè)立了風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)?!?a href="http://www.eimio.cn/lunwen/jxztlw/jxgglw/201502/590592.html" target="_blank">電機(jī)學(xué)”與“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”作為電氣自動(dòng)化專業(yè)重要的專業(yè)課程,始終相互銜接、互為支撐,是培養(yǎng)新能源技術(shù)人才的重要基礎(chǔ)課程,徐州工程學(xué)院信電工程學(xué)院對(duì)“電機(jī)學(xué)與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”課程群的調(diào)整開展了有益思考與探索。

二、課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.理論教學(xué)

由于本課程集電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等基礎(chǔ)知識(shí)為一體,理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng),再加上電機(jī)學(xué)本身的理解難度,使得目前課堂教學(xué)更注重講授知識(shí)的基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性。一方面,重點(diǎn)講授電動(dòng)機(jī)的基本原理、運(yùn)行特性和控制方法,發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)和技術(shù)難點(diǎn)課堂教學(xué)課時(shí)分配較少,針對(duì)新能源技術(shù)領(lǐng)域的知識(shí)講授更是一帶而過;另一方面,當(dāng)涉及到實(shí)際工程應(yīng)用時(shí),均以系統(tǒng)框圖為背景,例如直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行與并網(wǎng),課堂講解與工程實(shí)際的應(yīng)用偏差較大,學(xué)生普遍感覺比較抽象。總體而言,新能源相關(guān)的新知識(shí)、新技術(shù)在教學(xué)中的更新較慢。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)

我院的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,并且由于現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備高度集成,學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)往往看不到其內(nèi)部結(jié)構(gòu),只要對(duì)外部端子進(jìn)行簡(jiǎn)單接線,然后手工記錄數(shù)據(jù)即可,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程無法將理論與實(shí)際的元器件聯(lián)系起來??紤]實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制,在系統(tǒng)仿真環(huán)節(jié),課程多利用MATLAB的SIMULINK工具箱,大多是以控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)字仿真,與工程實(shí)際也存在較大的差距。

三、課程教學(xué)改革與探索

1.課程教學(xué)內(nèi)容改革

“電機(jī)學(xué)”與“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的傳統(tǒng)經(jīng)典課程,我院在保留課程主干內(nèi)容的基礎(chǔ)上,適度縮減與工程實(shí)際差距較大的理論知識(shí)講授課時(shí),著重加大關(guān)于發(fā)電機(jī)運(yùn)行原理與控制技術(shù)的分析和論述,借此進(jìn)一步夯實(shí)學(xué)生關(guān)于新能源發(fā)電技術(shù)的理論基礎(chǔ),并逐步增加“新能源發(fā)電技術(shù)”、“風(fēng)力發(fā)電與控制技術(shù)”、“車用電機(jī)原理及控制”、“光伏發(fā)電與微網(wǎng)技術(shù)”等專業(yè)選修課程,通過調(diào)整使新的課程體系能滿足新能源人才培養(yǎng)需要。

2.課堂教學(xué)方式改革

在理論教學(xué)過程中,學(xué)生始終是教學(xué)活動(dòng)的主體,而教師發(fā)揮著重要的主導(dǎo)作用,需要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如更多采用多媒體動(dòng)畫演示、MATLAB/SIMULINK軟件搭建仿真模型、新能源技術(shù)視頻展示和項(xiàng)目小組討論等多種形式,對(duì)工程實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究性學(xué)習(xí)。同時(shí)注意增加學(xué)生新技術(shù)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐成績(jī)占課程總成績(jī)的比重,鼓勵(lì)學(xué)生更注重探索新知識(shí)、掌握新技能,適度降低課程期末考試成績(jī)的比重,以避免學(xué)生疲于應(yīng)付考試。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,充分利用我院大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃,采用CDIO工程教育培養(yǎng)模式,在授課班級(jí)中開展項(xiàng)目小組討論的形式,圍繞新能源相關(guān)課題進(jìn)行項(xiàng)目構(gòu)想、設(shè)計(jì)、實(shí)施、改進(jìn)以及答辯討論。每個(gè)項(xiàng)目小組中的學(xué)生都需要至少一次作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,提升學(xué)生的個(gè)人技能和團(tuán)隊(duì)寫作能力。針對(duì)眾多新能源相關(guān)課題,學(xué)生自由組合、自主選題,在課題開始階段,學(xué)生充分利用圖書館文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫及網(wǎng)絡(luò)資源,查閱相關(guān)文獻(xiàn)并進(jìn)行整理和提煉,形成項(xiàng)目的整體推進(jìn)思路;在課題推進(jìn)過程中,課題負(fù)責(zé)人對(duì)課題進(jìn)行子課題分解,對(duì)課題中的具體工程實(shí)現(xiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)施和改進(jìn);在課題答辯討論階段,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人將課題進(jìn)展結(jié)果在課堂上以PPT的形式加以闡述,班級(jí)同學(xué)均可就其結(jié)論和觀點(diǎn)展開討論,最后以指定的論文格式要求上交紙質(zhì)論文或樣機(jī)實(shí)物,教師對(duì)課題成果進(jìn)行綜合評(píng)定,并計(jì)入課程總成績(jī)中。

3.實(shí)踐教學(xué)分層次能力提升

在實(shí)踐教學(xué)過程中,按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)—系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)—實(shí)施改進(jìn)三個(gè)層次的漸進(jìn)過程。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段,學(xué)院組織教師結(jié)合企業(yè)新能源方面的需求和教師的科研課題進(jìn)行命題,學(xué)生分小組選題,并根據(jù)課題進(jìn)行協(xié)作設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)完成后,學(xué)院組織專門的評(píng)審委員會(huì)進(jìn)行設(shè)計(jì)的評(píng)講活動(dòng),學(xué)院對(duì)于設(shè)計(jì)成果有創(chuàng)新的進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)階段,充分利用我院大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃專項(xiàng)經(jīng)費(fèi),解決學(xué)生理論與實(shí)際脫節(jié)的問題,利用MATLAB的電力系統(tǒng)工具箱(SimPowerSystem)和Pspice軟件,開展了系統(tǒng)仿真,工具箱在元件庫中提供的電氣元器件能夠反映相應(yīng)實(shí)際元器件的電氣特性,激發(fā)了學(xué)生獨(dú)立動(dòng)手實(shí)踐的積極性。在實(shí)施改進(jìn)階段,學(xué)院組織評(píng)審委員對(duì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行再評(píng)講活動(dòng),提出實(shí)施改進(jìn)意見,讓學(xué)生對(duì)自己的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)成果進(jìn)行完善性改進(jìn),從而進(jìn)一步提高成果的層次和質(zhì)量水平。2009年我院購(gòu)置“電機(jī)學(xué)”與“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”兩門課程的成套實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備,2010級(jí)電氣國(guó)際課程實(shí)驗(yàn)班的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容就進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整,減少數(shù)字仿真的內(nèi)容,增加工程實(shí)踐訓(xùn)練內(nèi)容。新的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書要求學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí),根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、原理圖和實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)的具體接線圖,列出實(shí)驗(yàn)步驟;能夠運(yùn)用理論知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)果進(jìn)行分析和處理,解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題,能夠綜合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,實(shí)施了從構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施到運(yùn)行的一個(gè)全CDIO過程,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生全面的專業(yè)、個(gè)人、職業(yè)、團(tuán)隊(duì)、交流及社會(huì)意識(shí)與能力。

四、結(jié)束語

我院以電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)為依托,以培養(yǎng)應(yīng)用型新能源技術(shù)人才為目的,在“電機(jī)學(xué)”與“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”兩門課程中實(shí)施了教學(xué)改革。從教學(xué)效果來看,學(xué)生在掌握了專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的前提下,經(jīng)過工程實(shí)踐訓(xùn)練,提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力,為“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的教學(xué)改革提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。

作者:張旭隆王峰曹言敬單位:徐州工程學(xué)院信電工程學(xué)院