一、引言
《電力拖動自動控制系統》作為我院電氣工程及其自動化、自動化專業的重要的專業課,綜合了《模擬電子技術》、《電機及拖動基礎》、《電力電子技術》、《自動控制原理》等課程的相關知識,是一門理論性與實踐性高度結合的課程。內容綜合性強、覆蓋面大、知識更新快、理論與實際結合緊密是這門課的特點,教師感覺難教,學生反映難學。我院成為*地方本科高校轉型院校,為適應應用轉型的需要,對本門課的教學內容、教學方式、考核方式等進行了改革探索。
二、教學大綱重新修定
通過開展專項調研,了解業界對教學內容改革的要求,吸取外校先進經驗,以培養應用型人才為目標,修訂完善課程理論教學大綱和實踐教學大綱。
1.教學學時的調整。原課程總計64學時,其中:理論教學56學時,實驗8學時?,F調整為理論教學40學時,實訓16學時,并增加一個周———電氣傳動綜合實踐。
2.教學內容的調整。
(1)針對應用型人才培養的要求,減少了理論教學學時,這就要求對原先的理論教學內容進行調整。
適當地刪除一些公式推導過程,以交直流調速為2條主線,適當講述交直流電機的調速方法、各種調速方法所采用的調速方案,重點講述不同方案下的性能分析及工程應用,將理論與實際有機結合,貫徹于整個教學過程中,以提高學生處理實際問題的能力。
(2)實踐教學內容修改較大,以前的實驗以驗證性實驗為主,新的實驗教學大綱中提高了設計性、綜合性實驗的比例,并重新編寫了實驗指導書??紤]到原先采用2學時實驗學生經常做不完,或者只能做一些簡單的驗證性實驗,這次把學時調整為4學時。這樣學生在較長的時間內可以完成幾項任務,特別是對于一些容易混淆的理論,正好可以通過一次實驗作出比較,加深影響。修改后的實驗分別是:實訓一,晶閘管直流調速系統參數和環節特性的測定實驗,基礎性;實訓二,開環、單閉環晶閘管直流調速系統實驗,設計型;實訓三,開環、閉環控制的三相異步電動機調壓調速系統實驗,設計型;實訓四,基于DSP的變頻調速系統,綜合型。
除以上的實驗內容外,還增加了一個實踐周———電氣傳動綜合實踐,目的是使學生深化對交直流調速基本理論和計算方法的理解,學會直流雙閉環調速系統的工程設計方法及交流調速的設計方法,培養運用理論去分析解決實際問題的能力。同時加強學生的獨立思考能力、創新能力、表達能力、團隊合作能力的培養,提高學生的就業能力和終生學習與主動學習的能力,學生根據自己的興趣選作直流或者交流。
對學生來說,完成這個周的任務,需要通過自己的思考主動運用知識解決問題,增加了積極性、主動性,從而形成一種學習、探索、研究的活動氛圍。
三、教學方法的改進
近年來,隨著各大學的不斷擴招,高等教育已由原來的精英教育轉向大眾教育,學生生源質量下降,學習的積極性、主動性不強,需要考慮選用合適的教學方法。
1“.問題驅動法”“、身臨其境法”。《電力拖動自動控制系統》是一門應用性強的課程,課堂上不能采用以前的填鴨式方法。這門課我經常采用的方法是“問題驅動法”、“身臨其境法”,即選擇一些與教學內容相關的、能夠激發學生好奇心、促進學生積極思考的問題。例如在講到由直流開環系統進入閉環系統時,我會提出這樣的問題:假設你是廠里的技術人員,現在出現了如下問題:訂購產品的客戶對產品質量的要求提高了,反映到調速的指標上就是靜差率要求減小,調速范圍要求提高了,通過計算可以看到靜差率、調速范圍不能同時滿足要求。怎么辦?如果這個問題解決不了,你的這個月獎金就泡湯了(聽到這里學生一笑,表情頓時凝重起來)。借此把公式寫在黑板上:
學生很自然地想到要從ΔnN的降低入手。緊接著又問:有什么辦法可以降低ΔnN呢?提醒學生在自動
控制理論學過的“反饋控制的閉環系統是按被調量的偏差進行控制的系統,只要被調量出現偏差,它就會自動產生糾正偏差的作用”。馬上有同學就回答:“采用轉速閉環”。這樣學生根據問題的引入、解決很自然地進入到下一個知識點。
2.充分利用多媒體輔助教學手段。搜集一些實際生產的圖片、視頻,給學生一些實際應用的例子,讓學生感到這門課是有用的,會用在什么地方;教學中的一些枯燥理論以動畫形式呈現給學生,邊講邊演示,提高學生的興趣,吸引學生的注意力,使學生清晰明了地掌握了這部分的內容。
3.借助MATLAB仿真軟件。利用MATLAB下的/SIMULIK軟件強大的功能,構建系統仿真模型,通過參數的設置和修改,比較直觀地講述控制系統理論。例如對于雙閉環啟動過程、抗擾分析,均可從仿真結果中看到,使學生很直觀地理解雙閉環動態性能。
四、考核方式的改進
現在這門課程在我們學院理論課和實驗課是分別考核的,考核中均增加了過程性考核。
1.理論課考核。方式:閉卷。課程成績包括平時成績、卷面成績;建議平時成績占總成績的30%,卷面成績占總成績的70%。平時成績的組成有考勤、作業、隨堂測試??记谡?0%,作業占40%,隨堂測試占40%。和原來考核方式的不同主要在平時成績的考核上增加了隨堂測試,考勤和作業的考核也作出改進。
(1)考勤考核?,F在采用學生手簽。每節課我會提前20~25分鐘到教室,學生到教室就簽名,在上課前將簽到表收回??记诮K成績的給出有一個計算辦法:第1次簽到1分,隨后遞增1分,高5分,請假當次不得分;無故曠課當次不得分,且以后從1分開始,后折算考勤滿分為10分。這種方法好處就是學生不再存在僥幸心理,每次課均要簽到,也杜絕了大量的遲到現象;還有采用累加辦法培養學生持之以恒的品質,這正是現在好多學生所缺乏的。
(2)作業考核。采用了部分學生當面批改的方式。在批改中,讓學生對自己的答案給出解釋,如果回答不出,酌情扣分。一定程度上杜絕了抄襲現象。
2.實驗課考核。考核方式:考勤+操作+報告。成績由考勤、實訓操作及平時表現、實訓報告3部分組成。出勤情況:滿分10分,遲到5分鐘以上按缺勤計,遲到、早退酌情扣分;實訓操作,滿分50分,根據學生完成實驗的具體表現給分,實訓報告,滿分40分,由任課教師批閱報告后給出成績。
實訓考核與以前大的不同是增加了實訓操作,且占到了總成績的50%。考勤的考核類似于理論課程,采用手簽方式。實訓操作給分包括個人操作分、小組總體完成情況分。每次實訓小組成員4~5名,實驗結束后由小組成員相互評定后給出個人操作得分20~10分;根據小組在整個實驗中的表現(實驗數據合理性、實驗設備使用有無損壞、實驗過程中問題的處理)由指導教師給出,得出小組得分30~15分;后得出操作的總分。
鼓勵加分:對實驗中出現設備故障,能自己處理解決的小組給予一定的加分。
五、結語
通過近幾年在《電力拖動自動控制系統》課程中實施這些改革,極大地調動了學生學習的主動性和積極性,到課率顯著提高,理論課成績穩步上升,實驗效果也得到改善,總體效果良好,但許多方面仍需改進,教學改革也將繼續下去。
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