一、引言
《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》作為我院電氣工程及其自動(dòng)化、自動(dòng)化專業(yè)的重要的專業(yè)課,綜合了《模擬電子技術(shù)》、《電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)》、《電力電子技術(shù)》、《自動(dòng)控制原理》等課程的相關(guān)知識(shí),是一門理論性與實(shí)踐性高度結(jié)合的課程。內(nèi)容綜合性強(qiáng)、覆蓋面大、知識(shí)更新快、理論與實(shí)際結(jié)合緊密是這門課的特點(diǎn),教師感覺難教,學(xué)生反映難學(xué)。我院成為*地方本科高校轉(zhuǎn)型院校,為適應(yīng)應(yīng)用轉(zhuǎn)型的需要,對(duì)本門課的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式等進(jìn)行了改革探索。
二、教學(xué)大綱重新修定
通過開展專項(xiàng)調(diào)研,了解業(yè)界對(duì)教學(xué)內(nèi)容改革的要求,吸取外校先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo),修訂完善課程理論教學(xué)大綱和實(shí)踐教學(xué)大綱。
1.教學(xué)學(xué)時(shí)的調(diào)整。原課程總計(jì)64學(xué)時(shí),其中:理論教學(xué)56學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)?,F(xiàn)調(diào)整為理論教學(xué)40學(xué)時(shí),實(shí)訓(xùn)16學(xué)時(shí),并增加一個(gè)周———電氣傳動(dòng)綜合實(shí)踐。
2.教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整。
(1)針對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求,減少了理論教學(xué)學(xué)時(shí),這就要求對(duì)原先的理論教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。
適當(dāng)?shù)貏h除一些公式推導(dǎo)過程,以交直流調(diào)速為2條主線,適當(dāng)講述交直流電機(jī)的調(diào)速方法、各種調(diào)速方法所采用的調(diào)速方案,重點(diǎn)講述不同方案下的性能分析及工程應(yīng)用,將理論與實(shí)際有機(jī)結(jié)合,貫徹于整個(gè)教學(xué)過程中,以提高學(xué)生處理實(shí)際問題的能力。
(2)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容修改較大,以前的實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱中提高了設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)的比例,并重新編寫了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書??紤]到原先采用2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)生經(jīng)常做不完,或者只能做一些簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),這次把學(xué)時(shí)調(diào)整為4學(xué)時(shí)。這樣學(xué)生在較長的時(shí)間內(nèi)可以完成幾項(xiàng)任務(wù),特別是對(duì)于一些容易混淆的理論,正好可以通過一次實(shí)驗(yàn)作出比較,加深影響。修改后的實(shí)驗(yàn)分別是:實(shí)訓(xùn)一,晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測(cè)定實(shí)驗(yàn),基礎(chǔ)性;實(shí)訓(xùn)二,開環(huán)、單閉環(huán)晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)型;實(shí)訓(xùn)三,開環(huán)、閉環(huán)控制的三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)型;實(shí)訓(xùn)四,基于DSP的變頻調(diào)速系統(tǒng),綜合型。
除以上的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容外,還增加了一個(gè)實(shí)踐周———電氣傳動(dòng)綜合實(shí)踐,目的是使學(xué)生深化對(duì)交直流調(diào)速基本理論和計(jì)算方法的理解,學(xué)會(huì)直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)方法及交流調(diào)速的設(shè)計(jì)方法,培養(yǎng)運(yùn)用理論去分析解決實(shí)際問題的能力。同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力、創(chuàng)新能力、表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng),提高學(xué)生的就業(yè)能力和終生學(xué)習(xí)與主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力,學(xué)生根據(jù)自己的興趣選作直流或者交流。
對(duì)學(xué)生來說,完成這個(gè)周的任務(wù),需要通過自己的思考主動(dòng)運(yùn)用知識(shí)解決問題,增加了積極性、主動(dòng)性,從而形成一種學(xué)習(xí)、探索、研究的活動(dòng)氛圍。
三、教學(xué)方法的改進(jìn)
近年來,隨著各大學(xué)的不斷擴(kuò)招,高等教育已由原來的精英教育轉(zhuǎn)向大眾教育,學(xué)生生源質(zhì)量下降,學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性不強(qiáng),需要考慮選用合適的教學(xué)方法。
1“.問題驅(qū)動(dòng)法”“、身臨其境法”。《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》是一門應(yīng)用性強(qiáng)的課程,課堂上不能采用以前的填鴨式方法。這門課我經(jīng)常采用的方法是“問題驅(qū)動(dòng)法”、“身臨其境法”,即選擇一些與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的、能夠激發(fā)學(xué)生好奇心、促進(jìn)學(xué)生積極思考的問題。例如在講到由直流開環(huán)系統(tǒng)進(jìn)入閉環(huán)系統(tǒng)時(shí),我會(huì)提出這樣的問題:假設(shè)你是廠里的技術(shù)人員,現(xiàn)在出現(xiàn)了如下問題:訂購產(chǎn)品的客戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求提高了,反映到調(diào)速的指標(biāo)上就是靜差率要求減小,調(diào)速范圍要求提高了,通過計(jì)算可以看到靜差率、調(diào)速范圍不能同時(shí)滿足要求。怎么辦?如果這個(gè)問題解決不了,你的這個(gè)月獎(jiǎng)金就泡湯了(聽到這里學(xué)生一笑,表情頓時(shí)凝重起來)。借此把公式寫在黑板上:
學(xué)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(xué)生在自動(dòng)
控制理論學(xué)過的“反饋控制的閉環(huán)系統(tǒng)是按被調(diào)量的偏差進(jìn)行控制的系統(tǒng),只要被調(diào)量出現(xiàn)偏差,它就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生糾正偏差的作用”。馬上有同學(xué)就回答:“采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)”。這樣學(xué)生根據(jù)問題的引入、解決很自然地進(jìn)入到下一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。
2.充分利用多媒體輔助教學(xué)手段。搜集一些實(shí)際生產(chǎn)的圖片、視頻,給學(xué)生一些實(shí)際應(yīng)用的例子,讓學(xué)生感到這門課是有用的,會(huì)用在什么地方;教學(xué)中的一些枯燥理論以動(dòng)畫形式呈現(xiàn)給學(xué)生,邊講邊演示,提高學(xué)生的興趣,吸引學(xué)生的注意力,使學(xué)生清晰明了地掌握了這部分的內(nèi)容。
3.借助MATLAB仿真軟件。利用MATLAB下的/SIMULIK軟件強(qiáng)大的功能,構(gòu)建系統(tǒng)仿真模型,通過參數(shù)的設(shè)置和修改,比較直觀地講述控制系統(tǒng)理論。例如對(duì)于雙閉環(huán)啟動(dòng)過程、抗擾分析,均可從仿真結(jié)果中看到,使學(xué)生很直觀地理解雙閉環(huán)動(dòng)態(tài)性能。
四、考核方式的改進(jìn)
現(xiàn)在這門課程在我們學(xué)院理論課和實(shí)驗(yàn)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(shí)成績、卷面成績;建議平時(shí)成績占總成績的30%,卷面成績占總成績的70%。平時(shí)成績的組成有考勤、作業(yè)、隨堂測(cè)試??记谡?0%,作業(yè)占40%,隨堂測(cè)試占40%。和原來考核方式的不同主要在平時(shí)成績的考核上增加了隨堂測(cè)試,考勤和作業(yè)的考核也作出改進(jìn)。
(1)考勤考核。現(xiàn)在采用學(xué)生手簽。每節(jié)課我會(huì)提前20~25分鐘到教室,學(xué)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(gè)計(jì)算辦法:第1次簽到1分,隨后遞增1分,高5分,請(qǐng)假當(dāng)次不得分;無故曠課當(dāng)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(xué)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(xiàn)象;還有采用累加辦法培養(yǎng)學(xué)生持之以恒的品質(zhì),這正是現(xiàn)在好多學(xué)生所缺乏的。
(2)作業(yè)考核。采用了部分學(xué)生當(dāng)面批改的方式。在批改中,讓學(xué)生對(duì)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(xiàn)象。
2.實(shí)驗(yàn)課考核??己朔绞剑嚎记?操作+報(bào)告。成績由考勤、實(shí)訓(xùn)操作及平時(shí)表現(xiàn)、實(shí)訓(xùn)報(bào)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(jì),遲到、早退酌情扣分;實(shí)訓(xùn)操作,滿分50分,根據(jù)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的具體表現(xiàn)給分,實(shí)訓(xùn)報(bào)告,滿分40分,由任課教師批閱報(bào)告后給出成績。
實(shí)訓(xùn)考核與以前大的不同是增加了實(shí)訓(xùn)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(shí)訓(xùn)操作給分包括個(gè)人操作分、小組總體完成情況分。每次實(shí)訓(xùn)小組成員4~5名,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后由小組成員相互評(píng)定后給出個(gè)人操作得分20~10分;根據(jù)小組在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)合理性、實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用有無損壞、實(shí)驗(yàn)過程中問題的處理)由指導(dǎo)教師給出,得出小組得分30~15分;后得出操作的總分。
鼓勵(lì)加分:對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)設(shè)備故障,能自己處理解決的小組給予一定的加分。
五、結(jié)語
通過近幾年在《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》課程中實(shí)施這些改革,極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,到課率顯著提高,理論課成績穩(wěn)步上升,實(shí)驗(yàn)效果也得到改善,總體效果良好,但許多方面仍需改進(jìn),教學(xué)改革也將繼續(xù)下去。
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