电动机课件【推荐4篇】
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电动机课件【第一篇】
目前,高校会计学专业设置计算机课程一般有两种模式:
①“基础应用型”模式。该模式设置“计算机应用基础”(或称“计算机基础知识”、“程序设计基础”)和“电算化会计”(或称“计算机在会计中的应用”、“计算机会计学”、“会计应用软件”)两门课。如上海财经大学、中国人民大学会计学专业就是这种“基础”+“应用”的模式。
②“系列应用型”模式。该模式是在设置系列计算机课程的基础上再设置“电算化会计”课程。例如,中国矿业大学会计学专业设置“计算机基础”、“办公自动化软件基础”、“高级程序设计语言”、“微机数据库管理系统”四门计算机系列课程和“电算化会计”、“会计实务电算化”两门计算机应用于会计的课程。又如,上海财经大学会计学系教学改革设想中打算开设“计算机应用基础”、“计算机语言”、“数据结构”、“数据库系统”。四门计算机系列课程和“电算化会计”、“电算化会计决策与控制”、“电算化审计”三门计算机应用于会计的课程(财政部教育司编《会计学专业主干课教学大纲》P16)。当然,其他高校设置的课程名称可能有所不同,但均可体现一组“系列”课程和一组(门)“应用”课程的模式。
无论是“基础应用型”模式,还是“系列应用型”模式,它们均独立于会计系列课程之外。突出的问题有以下三点:
1.各门计算机课程内容与会计系列课程内容脱节。究其原因主要有三:一是教计算机课程的老师不懂或很少懂会计专业知识而会计专业课程教师又不懂或很少懂计算机知识;二是现行会计课程教材(除“电算化会计”外,下同)不反映计算机应用知识,也不要求专业课老师补充讲授计算机应用知识;三是计算机数量配备不足,无法做到两类课都安排机时。
2.单一的“电算化会计”课程,解决不了会计专业学生应具备的计算机能力问题。1995年4月27日,财政部印发了《会计电算化知识培训管理办法(试行)》,提出了会计电算化知识培训的三种证书、即初级证书、中级证书和高级证书,从能力要求看,可概括成以下三种能力。
(1)初级证书要求会计人员具备“计算机和会计核算软件的基本操作”能力。这种能力包括掌握计算机基础知识,微机基础知识及基本操作,有关汉字系统及应用软件操作,会计电算化基本知识和会计核算软件基本的工作原理五个方面,笔者简称为“操作能力”。
(2)中级证书要求会计人员具备“对会计软件进行一般维护或对软件参数进行设置”能力。要使财政部评审通过的通用会计软件更好地满足各个企业的不同要求,需要用户自已定义参数,如建立科目代码、设定计算公式、定义分配方法和结转方法等,这称为系统软件的维护或参数设置,笔者简称为“设置能力”。
(3)高级证书要求一少部分会计人员具备“进行会计软件的系统分析、开发与维护”的能力。会计软件的系统分析是指为了开发出用户所需的会计软件,必须了解和描绘用户对会计信息系统的要求,明确系统具备的功能,改进现有系统模型,形成系统的逻辑模型的过程。它是系统开发和系统维护的前提。分析、开发和维护的能力。笔者称为“开发能力”。
目前,高校“电算化会计”课程按财政部教学大纲要求,“培养学生具有组织和开发会计信息系统的能力”,包括开发工具、开发方法、开发系统(工资、固定资产、材料、销售、成本核算系统)和电算化审计五个方面。学生学完这门课后,仅仅是对部分会计核算程序进行初步的设计。当他们毕业参加工作后,在已实现会计电算化的企业,他们不会操作现行会计软件;在未实现会计电算化的企业,他们仅靠学校掌握的“电算化会计”知识,无法开发成套的会计核算系统软件。事实上,从国外会计电算化发展现状看,无论定点开发还是开发通用软件均有专门的公司从事这种业务。要求我们现在的教学能使学生具备完全的软件开发能力也是不现实的,仅能提“初步的开发能力”或具备“开发软件的基础”。这种单一能力距离国家要求会计人员应具有操作能力,设置能力和开发能力还很远,则高校改革教学,培养会计专业学生会计电算化系统能力迫在眉睫。
3.计算机在会计中的应用领域比较狭窄,就目前而言,我国会计实际工作中的电算化仅仅体现在会计核算上,虽然会计管理的软件已在开发,但应用的不太多。而西方国家早就从会计核算电算化转向会计管理电算化了。仔细分析我国会计核算电算化的现状不难发现,绝大部分会计人员是“傻瓜”操作员,是计算机的“奴隶”,他们对会计软件不能运用自如。反省一下高校会计教学,会计课程和计算机课程两层皮,使计算机在会计中的应用显得很窄。因此,只有在各门会计课程上都用上计算机,才能开拓计算机在会计中的应用领域,才能克服“傻瓜”操作员的缺陷,自主地运用计算机会计信息系统,使计算机不仅在会计核算上,而且在会计管理、分析、预测、决策等方面有所突破和发展。
解决上述问题的有效途径是实现会计系列课程电算化。
二、会计系列课程电算化的基本要求
1.两类课程安排相协调。会计教学计划必须按教育、教学规律制订,充分反映知识平铺、交叉、循序渐进的要求。计算机的系列课程应先于会计系列课程,同时会计系列课程的电算化,首先是已学计算机课程知识的直接应用,然后是后继计算机课程知识的追加应用。例如,在第一、三、四、五、六学期分别安排“计算机基础”、“办公自动化软件基础”、“高级程序设计语言”、“微机数据库管理系统”、“电算化会计”课程与此相适应,在第二、三、四、五、六、七、八学期,分别安排“基础会计”、“财务会计(上)”、“财务会计(下)”、“成本会计”和“财务管理”、“管理会计”和“高级会计”、“审计学”、“会计实务考核”课程。其中,“基础会计”课程首先是直接运用“计算机基础”课程知识完成规定任务,如用WPS打印出试算平衡表、各种记帐凭证、各种明细帐等,待“办公自动化软件基础”课程学完后,再运用Word编制“基础会计”课程中的成本计算公式、编排有关图形,并登记帐簿。
2.计算机知识运用时分合结合。平时,各门会计课程运用计算机知识是单项的,分散的。一般难以整体运用。因此,有必要在最终将两类课程知识进行综合运用。笔者认为,在第八学期学生即将走上社会前设置“会计实务考核”课程,一方面进行手工操作,综合各门会计知识,另一方面进行计算机操作。综合各门计算机课程知识集中运用于会计,这种分合结合的方式反映了会计学科系统性和综合性的基本特征和要求。
3.列人教学计划,教师引导,指导为主。将计算机课程知识应用于各门会计课程,并不是要增设新课程,而是对已学知识的串用。为了保证串用的成功,首先要在教学计划上加以反映。例如,在教学计划实践环节分别设置“基础会计电算化”、“财务会计电算化”、“成本会计电算化”、“财务管理电算化”、“管理会计电算化”、“会计实务考核电算化”等电算实践项目,并相应确定一定的机时。其次,将各门会计课程计算机应用问题编写成“电算化指导书”,每门指导书中列示若干个电算实践项目。提出具体应用要求;同时,为了便于学生操作。还应编制“电算化操作手册”,向学生提供详细操作步骤和范例。这样,教师在会计系列课程电算化过程中主要起着引导、指导、布置、检查和考试验收等作用,学生的自觉性、主动性和创造性会充分得到发挥。
三、会计系列课程电算化的具体设计
下面以会计主干课程为例对会计课程计算机应用进行设计。
(一)基础会计电算化
l.将已学“计算机基础”课程知识应用于“基础会计”课程。内容包括:(1)用WPS打印出试算平衡表。材料明细帐、应收帐款明细帐、成本计算公式(含分子、分母两行排列格式)、生产成本明细帐和各种记帐凭证;(2)用图文混排系统SPT进行成本数据的图像编辑;(3)用CCED打印资产负债表和损益表。
2.将后续“办公自动化软件基础”课程知识追加应用于“基础会计”课程。内容包括:①成本计算公式的编写;②图形编排;③帐簿登记。
(二)财务会计电算化
将“办公自动化软件基础”课程中word、Excel知识应用于“财务会计”课程,内容包括:外币核算、坏帐核算、存货实际成本计价法、存货计划成本计价法、存货成本与市价孰低法、折旧方法、工资结算和工资附加费核算、长期借款、应付债券、销售业务、利润分配、资产负债表和损益表编制。
(三)成本会计电算化
将“高级程序设计语言”课程知识、Excel知识应用于“成本会计”课程。内容包括:要素费用的分配、辅助生产费用的分配、制造费用的分配。产品费用在完工产品和在产品之间的分配、品种法成本计算、分批法成本计算、分步法成本计算、成本分析。
(四)财务管理电算化
将“高级程序设计语言”课程知识、Excel知识应用于“财务管理”课程。内容包括;货币资金最佳余额确定、企业客户信用等级评估、应用帐款最佳余额确定、存货最佳额确定、固定资产投资规模和经营杠杆、对外投资决策、筹资政策的选择评价、资金成本计算及应用、财务比率综合分析、财务计划编制。
(五)管理会计电算化
将“高级程序设计语言”课程知识、Excel知识应用于“管理会计”。内容包括:成本性态分析、本量利分析、目标利润的敏感性分析、利用经营杠杆进行利润预测、边际利润最大的产品组合、销售顶测分析、投资决策评价方法的分析、内含报酬率敏感性分析。
(六)会计实务考核电算化
电动机课件【第二篇】
关键词课堂教学;教学方法;电气控制;PLC
高等工科院校开设的电气控制与PLC课程是一门理论紧密联系实践的课程,其理论系统性强,前后紧密连贯;此外,实践性亦强,技能训练与生产实际是理论教学有效直观的评价途径,反馈信息易于对教学进行矫正和检测。为了提高学生分析实际问题的与解决问题的能力,结合教学工作实践,对如何提高电气控制与PLC课堂教学效果提出了一些自己的看法。
1 上好第一堂课
学生在学习过程中只注意对局部知识的学习,缺少对课程的总体把握,不了解所学课程在整个课程体系中的位置和课程的培养目标。此外,就是没有职业生涯规划,没办法把所学的东西和以后职业相联系,从而缺乏目标和方向感,学习的动力不足。
为此,在第一堂课要让学生明白电气控制与PLC课程在机电类专业培养方案中处于什么样的地位,把承上启下的关系及相关课程介绍清楚,让学生知道此课程在本专业知识体系中处于什么样的位置,进一步强调本课程所学的理论基础对传统专业设备改造升级的意义以及如何提高传统设备的附加值,传统机械设备为了提高附加值必须结合电气控制来实现自动化和信息化,再次言明此课程对机械类专业学生就业的促进作用,学好此课程可以使学生增加一个就业面,不仅可以从事纯机械方向的就业还可以从事电气控制方面的工作,使学生能够立足机械,做好面向机械的自动化,提高自身的专业附加值。
此外,在第一堂课可以使用电气控制仿真软件,做一个PLC控制卷闸门开闭的课堂演示实验,让学生大体直观的明白电气控制和PLC是用来干什么的,从而提高学生学习本课程的兴趣;同时,也让学生了解到PLC使用梯形图编程简单易学,从而提高学生学习本课程的自信。
2 课堂使用多媒体课件和模拟软件
电气控制与PLC课程中有大量的电气控制原理图,各元器件间的逻辑关系不易讲解清楚,多媒体课件很好地克服了传统板书的缺点,内容准备与布置灵活方便,课堂信息容量大大提高,还可以把元器件逻辑动作视频和声音引进多媒体课件,有效增加了内容的生动性,有利于学生的理解和掌握。需要注意的是在制作多媒体课件过程中无法预知学生要提问什么问题,因此在电气控制与PLC课程的讲授过程中也需要少量的板书内容。此外,在教学中使用三菱或西门子等PLC教学仿真软件,这些软件一般集编程环境、模拟操作面板和三维仿真环境于一体,在对三维仿真环境和模拟操作面板中的仿真设备编程之后,可以模拟下载调试运行,观察结果,使得课堂教学更加生动形象,取得了良好的教学效果。再者,如果多媒体课件或录像资料缺少时,为了让学生在学习过程中了解设备实际工作过程,进一步了解企业,提前与社会接轨,也可采用现场课堂教学的方式,实习时结合现场设备进行现场教学。通过这种方式,学生对企业和相关设备的工作过程有了一定的了解,增强了学生的感性认识,为将来的就业奠定一定的基础。
3 尝试项目式教学
在教学过程中,教师要提前设计好每个教学项目的任务,将实践技能和实践经验结合到项目教学中。项目教学法在电气控制课程中的实施,可以围绕典型机床进行项目设计,例如,车床C6140刀架移动电机的控制、车床C6140主轴电机的控制、卧式车床C6140电气控制电路的检修等。每一个项目都有其依附的实体,需要带领学生观察机床的实际工作过程和机床的电路,使学生身临其境激发兴趣,实现学习和工作的对接。因此,教师本身要具备一定的实践技能,才能顺利完成各个项目教学。将理论与实践在项目教学中衔接以后,会把教材中原有的知识体系打乱,需要教师按照设定的项目将相关知识重新整合起来,需要哪部分知识,就把相应内容重新给学生强调强化,如项目教学进行车床C6140刀架移动电机的控制电路安装与调试时,要给学生强调的相关基础知识有低压电器、HMI及其他主令电器和接触器,控制电路原理图和接线图,三相鼠笼式异步电动机的直接启停与点动部分。在项目教学过程中,每个科目都是相互关联的,教师就要掌握课程的关联内容,以便于对学生进行指导、考核和评价,例如电机拖动部分的电机参数、拖动方式等都是电气拖动基础课内容,在电气控制课项目设计过程中是不可或缺的;工厂供电课程中的电气安全距离、电源和设备的保护等内容也是分析和设计电气控制电路必须掌握的知识,电控类课程指导教师也必须掌握。
4 课堂互动
上课一开始先安排学生回顾上次课堂讲授的内容并回答问题。回顾的过程有利于提高学生学习的主动性,同时也能使课堂快速安静下来。根据艾宾库斯遗忘曲线,每次课堂开始的回顾对所学内容的识记促进作用巨大。提问内容的设置要覆盖上一次课讲授的主要内容,目的在于复习上次课堂讲授的内容,可以有效防止知识的快速遗忘。
5 充分利用课间10分钟休息时间
在课间10分钟休息时间,播放轻音乐或者爆笑喜剧片经典片段,放松学生绷紧的神经,使其得到快速休息,特别是爆笑片能够显著提高神经元的活性。在此种状态下,学的东西记忆深刻,掌握牢靠。
6 鼓励学生参加工程实训和相关竞赛
学以致用,鼓励学生多动手,多参加相关学科竞赛,促进动手能力的培养和专业素养的提高。作者自己带的几届学生陆续参加了在鄂尔多斯、兰州、徐州和合肥举办的多届中国机器人大赛暨ROBCUP中国公开赛,获得一等奖共计11项,二等奖和三等奖众多;在第十二和第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中获得三等奖两项。这些参赛使学生通过参赛作品制作过程动手能力得到极大提高,工程素养得到良好锻炼。电控类课程相关知识早已熟练掌握,课堂之外的学习反过来又极大促进了课堂学习和课堂教学。
7 提高教师自身的业务素质
电气控制与PLC是一门应用性很强的专业课程,为此要求任课教师除了具有较高的理论水平外,还必须具有科研与技术开发能力。为了适应这一要求,教师除了完成理论课讲授任务,同时还要积极到工厂实地考察学习,参与实验室建设以及科研与技术开发工作,从整体上提高自身素质。
参考文献
[1]姜大源。职业教育的教学方法[J].中国职业技术教育,2007(25).
[2]李进梅。电力拖动控制线路与技能训练[M].4版。中国劳动出版社,2007.
电动机课件【第三篇】
关键词:机械识图与EDA技术 任务驱动 “理论+实践+应用”融合
机械识图与EDA技术课程改革以适用、够用、管用为主线,以任务驱动为引领,将机械识图、电气识图、Protel DXP 2004 绘图软件通过精选、融合和贯通,有机地整合成为一门专业技术基础课。在教学内容的安排和课堂教学实践中,始终要充满“工程”氛围,将“理论+实践+应用”融合一体,提高学生解决电类专业所涉及的专业基础能力,以满足创新型社会对技能人才的知识、能力和素质结构方面的要求。
一、课程内容设计要求
机械识图与EDA技术课程是在充分调研基础上,根据机械与电气识图、电工EDA两门课程重构教学内容,按自动化、机电一体化等专业所需的识读机械图样与电气图样方面的岗位职业能力要求,开设的重要专业技术基础课。课程内容设计时要基于工作过程,将电类的职业标准融入到课程标准、课程内容的设计和实施中,教学内容要对接生产过程所需要的关键技能,以任务驱动法或项目导向为引领,充分结合岗位职业能力需求特点。
该课程是获得“中级维修电工”证书或“中级电子产品装接工”职业资格证必考的内容,是提高学生专业能力、方法能力、社会能力的专业技术基础课程。
二、调研课程工作任务
机械识图与EDA技术课程的改革思路是从行业与企业调研(相关网络、现场参观、专家咨询、座谈等方式)入手,了解社会对技能人才岗位职业能力的需求,设置该课程的教学任务,然后将任务反馈给企业,提出具体的课程教学大纲,确定对接岗位职业能力的课程内容体系。
针对课程的工作任务,设计了普通钳工、控制线路原理、机械识图、电子技术、电动机维修、机床控制线路、常用仪表、PLC控制、企业供电、CAD与Protel软件应用等17项工作任务调查问卷,要求调研企业简要填写每项工作任务的行动领域及初级、中级、高级、技师电工的需求量。并且请部分企业技术人员、人事管理部门、部分专业教师对所确定的课程内容体系进行分析论证,进一步明确课程的工作任务。
三、确定课程的内容体系
通过调研分析,该课程的工作任务是掌握国家机械图样和电气图样的基本标准,正确识读简单、常用的机电零件图形,能用Protel软件绘制电气电子元件库,创建机床电气控制元件与原理图。因此删除两门课程的重复部分,对截交线和相贯线只需要了解钢管斜切和弯曲视力,删除了复杂层次原理图和PCB线路设计,增加了实用节能灯、数字万用表原理图、机床控制线路图绘制,线路原理图分析只对能力较强的学生提出了一定的要求,这些知识可以为学生学习后续课程和就业打下坚实的基础。
1.开发工学结合任务驱动式校本教材
《机械识图与EDA技术》是一本工学结合导向、以任务为驱动编写的校本教材。教材针对中职学校对电类专业人才的培养定位,本着“以理论够用为度,实际应用操作为主”的编写原则,以识读和绘制原理图为主线构建教材的框架,突出设计软件应用的实操能力,兼顾中级维修电工、电子产品装接工等职业能力方面的需要。
2.设置任务驱动引领型知识体系
机械识图与EDA技术课程按工作任务过程进行调整和融合,重新设置11个工作任务,即制图的基本规定(含电气识图)、三视图的形成、认识基本几何体、看画轴测图(含行程开关壳体)、识读组合体(含变压器、按钮等三视图)、识读机械图样(含电动机的零件图或装配图)、认识电气符号及电气图、识读接线位置图(机加工车间电力平面图)、用Protel DXP 2004绘制基本电路原理图(数字万用表原理图)、绘制机床电气控制线路图(CA6140控制线路图)、电动机拆装(三相异步电动机)等。每一个任务都注重实操应用能力和职业能力的要求,确定相应的子任务。对每一任务采用驱动法,对学生完成任务情况进行评价,而且每一任务按能力递进方式安排能力目标,循序渐进。
例如,设置“三视图形成”任务的目的、相关知识点和技能点时,目的是掌握三视图的形成过程及投影规律,能绘制简单物体的三视图;相关知识点包括三视图的概念、形成过程、投影规律及视图中的线、线框的含义;关键技能点是能绘制简单物体的三视图。
四、实行教学做一体化教学模式
教、学、做一体化基于中等职业教育以就业为导向和以能力培养为本位的指导思想,结合课程特点,培养学生的实践能力,将教与学、学与做有机地结合,将传授知识与提高能力统一起来,增强实践性教学,以提高教学的实效性。在教授“机床控制线路原理图绘制”时,以电动机正反转示教板、操作为导向,通过演示电动机正转、反转二种状态,让学生了解布线方式、组合开头、接触器等电气元件,以创建常用电气元件库为任务,以学生画元件、添加元件库、绘原理图、分析讨论原理图为主要学习内容,完成工作任务。
五、课程教学效果评价
评价体系的设置直接影响到教学质量和学生的积极性。课堂教学的评价结合学生任务完成情况、日常行为与实训操作规范、期末成绩等方面综合起来考核,培养学生自觉遵守国家标准和操作规范的良好习惯,提高学生的学习兴趣。因此,将每个工作任务完成质量、工作态度、操作规程、安全文明生产、创新能力等方面进行量化。工作任务的总成绩取每个任务成绩的平均数,让学生养成注重与岗位工作过程对接的实训教学过程的习惯,提高学生综合技能水平,同时教师对每一工作任务学习效果和学生能力态度给出指导性意见。
课程考核综合成绩=过程性考核成绩(40%)+工作任务成绩(40%)+期末考试成绩(20%)。
六、小结
以工学结合为切入点,以典型工作任务为导向,在教学中完成电机拆装、电气符号与基本电气图、照明线路图、机床控制线路图等任务的设计,以培养学生的专业能力、方法能力、社会能力,提高学生的技术技能水平。
参考文献:
[1]林涛。模块一体化在《电工EDA》课程教学中应用[J].中国职业技术教育,2012(32).
[2]潘红艳。网络环境下“三段式”梯度教学模式研究[J].职业教育研究,2012(5).
[3]王希波。机械与电气识图[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2007.
[4]蒋向东。Protel DXP 2004电路板设计实例与操作[M].北京:航空工业出版社,2011.
电动机课件【第四篇】
[关键词]课程设计;电机调速;工程教育认证;新工科
一、背景
国内的工科教育先后经历了20世纪50年代的“技术范式”、20世纪80年代的“科学范式”以及20世纪90年代的“工程范式”。2006年我国启动工程教育专业认证,对工程技术人才培养模式提出了更高的要求。中国工程教育认证协会于2012年7月重新修订了《工程教育专业认证标准》,其认证的通用标准以“学生”为中心,强调达成度过程评价和持续改进[1]。2017年2月,教育部高等教育司了《关于开展新工科研究与实践的通知》,明确指出新工科项目的开展与实施应当围绕工程教育改革的新理念、新结构、新模式、新质量和新体系进行[2][3]。同时,电气化是20世纪最伟大的工程成就;进入21世纪后,电气化向更宽更深发展,并且直接面向智能制造。电机调速与控制[4][5]是电气工程及其自动化的专业课,掌握各种类型电机的调速原理,对学生毕业参与机器人、数字机床等智能制造领域工作有极大的帮助。加强实践环节是工程教育认证的迫切要求,没有实践的理论是苍白无力的,同时也难以被学生深刻掌握。电机调速与控制课程对应的课程设计可以帮助学生将所学的理论知识用于实际的工程活动中。华侨大学电气工程及其自动化专业已于2019年通过工程教育认证受理,在此之前便以工程教育认证为指导思想,对电机调速与控制课程设计进行了改革探索,旨在增强所培养学生解决复杂工程问题的能力。
二、现有课程设计存在的问题
电机调速与控制课程设计是电气工程专业的一门重要实践课,可以加深学生对课程基础知识的理解,同时也能提高学生运用知识和实践的能力。而传统的课程设计教学方式如下:在两周内布置课题任务,给定目标电机参数,学生通过MATLAB仿真软件,设计其闭环控制方式与整定环路参数。这种教学方式的弊端在于:(1)教学与学生实施安排过于集中:此前的课程设计一般安排在理论课程知识教授结束后的两周内完成,学生尚未对理论知识充分理解,并且短时间内难以建立与工程的联系,实施的效果不佳。(2)课程设计题目固化:此前课程设计一般由电机调速与控制原理教材上的例题改编,设计题目较为固定,或者只对其中的电机参数、控制结构简单改动,学生的设计一般可以参考往年学生留下的模板,甚至有照搬现象。因此在设计过程中,学生并没有真正理解电机控制原理,从而导致课程设计流于形式,无法达到考查的目的。(3)课程设计使用的设计工具单一:在电机调速与控制的课程设计中,虽然借助了计算机辅助仿真软件MATLAB,但是单一的设计工具限定了学生发挥的空间;并且在将来学生走向科研、工作岗位后,使用的开发工具可能有所不同。(4)课程设计脱离工程实际:此前的课程设计先通过理论计算进行电机控制系统的参数计算,并在MATLAB仿真软件上进行模型验证。学生完成课程设计后仍无法理解实际工程中的电机调速系统是何种形式,其控制系统载体以及软件实现又是什么样的,因此并没有真正打通理论和工程实践这条通路。(5)课程设计缺乏交叉融合:众所周知,电气工程是一门交叉融合的综合性学科,电路、模拟电子、数字电子、电力电子此电类课程是本专业的基础课程,电机调速与控制是在此类课程基础上的专业应用型课程。但是配套的课程设计并没有真正实现电类课程的融合,学生在课程设计实施完后,并不能很好地掌握如电子元器件的使用、电力电子拓扑的选取等内容。针对上述问题,为了适应工程教育认证以及新工科学科建设要求,加强学生理论知识和实践能力的联系,以及提高其解决复杂工程问题的能力,笔者提出了一些措施对电机调速与课程设计的教学进行改革。
三、教学改进措施
(一)教学组织的改革
传统的电机调速与控制课程设计实施安排过于集中,且与日常教学相脱节,学生在学习理论知识后不能马上通过实践巩固,不能较好地达到课程设计应有的效果[6]。针对该问题,将课程设计实践环节按照工程项目管理中的任务目标分解的方式,结合到理论课程的教学工作中。在学期开始时即布置总体设计任务,并且在理论课程各个章节讲授中布置分解任务,如讲授绪论,可让学生开展关于目前工业应用的电机及其驱动器的调研,了解关于驱动器拓扑及功率器件型号、控制板和驱动板的器件选型等方面内容;在较宽裕的学期安排中,可提前布置学生熟悉相关的仿真软件以及电路设计软件;在讲授第三章关于转速电流双反馈电机调速系统时,布置的作业可与学生要开展的设计题目结合,学生在理论课程学习时可完成参数计算,减轻之后的设计工作量。通过这种以学生学习为中心全周期的工程实践培养模式,既加深了学生对理论知识与课程设计实践的关联性,同时也使得整个课程设计开展在相对轻松的氛围下进行。
(二)课程设计题目的改革
在课程设计题目的改革方面,经过高校教师、企业专家共同参与的培养方案修订研讨会,将课程设计名称变更为基于电路设计软件的电机控制系统课程设计,并以学生发展为中心,设计具有挑战性的教学目标和教学内容,使实践教学内容与时俱进。课程设计的目标为中小型直流、交流电机控制系统设计驱动电路,通过设计掌握中小型电机驱动方法及电路设计软件的使用。在课程设计的目标对象电机上,与实际工程应用更加贴合,选取了工业制造应用的实际电机参数。要求学生根据电机的工作原理,分析电机驱动的基本形式,完成驱动电路的方案设计,主要包括:主电路拓扑、直流母线电压等级、整流电路、滤波电路、斩波电路、电流检测电路、转速/位置检测电路等,并利用辅助设计软件绘制驱动电路原理图、布板,撰写设计总结报告。报告内容主要包括:设计目的与要求、系统技术指标或设计要求、系统控制方案、器件选型、硬件工作原理及有关参数计算、主要参考资料及心得体会。差异化的课程设计题目,既可以让学生形成分组讨论,又不容易陷入固有模式。
(三)开发性的设计工具
此前的课程设计使用单一的设计软件,原因是课程设计题目和教学内容的局限性。由于改革了教学目标和内容,学生在课程设计实施过程中可使用多种工具,如参数计算与模型仿真时可使用MATLAB,硬件电路原理设计与布板布线时可使用AltiumDesigner、Protel、KiCad等,在虚拟仿真时可使用Protues,在控制软件设计时可使用Keil、CCS等不同处理器平台的开发环境。这种开发的方式,不强制学生使用何种工具进行开发,可以激发学生探索的热情,开展自主性深度学习,并投身到更具挑战性的工程实践中。
(四)与工程实践接轨
课程设计的改革在专业基础上,结合新工科发展趋势,注重学科交叉和综合性;在理论学习基础上,加强学生动手方面的训练,增强学生工程、成本和项目管理意识,提高学生解决复杂工程问题的能力。例如,通过课程设计期望学生掌握电机调速系统的功能需求、标准、电路设计与器件选型以及控制算法仿真和软件编写;并熟悉项目开发的一般流程、工程文档的编制。课程设计不仅可以增强学生的动手能力,也在一定程度上增加了学生的行业认知,毕业后可更快地投入工作中。
(五)注重专业融合
课程设计的改革,更加注重专业内的融合[7]。如在电机调速系统拓扑的设计上结合了电力电子技术课程中的PWM变换器与逆变器部分;在硬件设计上结合了模拟电子线路与电路;在数字化控制技术方面,对于微处理的应用结合了数字电路与单片机应用技术;在电机控制软件的实现上,结合了自动控制理论内容。通过一个完整的实践训练,学生能更加理解专业内课程的联系以及其应用场合,并且能够以学习效果为中心,进行有效检验与实施,并形成性教学评价。
四、实施效果
本课程设计从教学组织形式、教学目标、教学内容等方面进行了改革,并从2018—2019学年起在电气工程及其自动化专业2016级两个班进行了试点,至今已开展实施2年,学生的评教有显著提高,相应的理论课程的学习效果也有所提高,学生的动手与工程能力也明显提升,学生去往相应的工作单位已初步具备行业认知,可以更快融入工作。图1、图2为学生开展课程设计提交的PCB设计图与硬件设计原理图。
五、持续改进