电力拖动控制系统实践教学的探讨
摘 要:针对目前电力拖动控制系统实践教学活动存在一些问题,因此对该课程实验教学进行改革。本文从实践教学的学时和内容、教学方式方法、成绩评定等方面探讨了改革的思路和方向,以培养学生对该门课程的兴趣,提高学生的实际应用能力。
关键词:拖动控制系统;实践教学;Matlab
电力拖动控制系统课是自动化专业及电气工程及其自动化专业的主干课程。课程内容以变流技术、电机拖动基础、自动控制原理等专业主干课程为基础,是一门实践性很强的课程。所以该课程的实践部分如何来上就显得非常重要。按照以前实验课时少,或是没有实验设备主要以理论学习为主是很不够的,所以应加强该门课程实践教学改革,这对培养学生的专业技术应用能力起到很重要的作用。
实践教学对于培养学生的应用能力及对毕业之后的就业都很重要,尤其是实践性较强的课程。但目前很多高校的教学注重理论而轻实践的现象还比较普遍。通过实践教学使学生对理论知识有一个更好的理解和对其进一步的巩固加深。本文以实践性较强的课程电力拖动控制系统为例说明,应从以下几个方面对实践部分进行改革。
一、实践学时及内容的改革
很多高校的该课程的实验学时较少,实验的类型主要以验证性实验为主。这类验证性实验多为教师事先已给定学生实验内容和具体的实验步骤,而学生就是按照老师给的步骤机械式的操作,这对学生的独立思考的能力、发现问题的能力及解决问题的能力是非常不利的。
因此,从实践学时和内容上进行改革。一要加大课内实验的学时,二要增加本课的实训环节,一般实训可以安排3-4周。相应的实践内容也要相应的调整,由原来的课内实验以验证性实验为主改革为,增加设计性和综合性的实验,在这些实验中教师可以给出一部分的设计思路和部分电路图,然后让学生完成整个实验的设计及实现。在期末的实训中,主要以学生为主,老师为辅。教师先给出设计的要求,然后由3-4名学生为一组进行讨论研究,提出各组的设计思路并进行可行性的验证,然后由老师打分评定给出各组的设计成绩。通过分组讨论既可以激发学生的兴趣,又可以相互借鉴学习。然后方案和思路正确可行的,可以做下一步的具体设计和参数计算,最后完成硬件的连线及调试。学生可以在设计和实现过程中能更好的理解理论知识,也能体会到成功的喜悦,增加了学生的信心。
二、实践教学方法方式的改革
很多高校的电力拖动控制系统的实验主要是在实验操作台上按照事先给定的接线图接线测量数据。这种方式存在的缺点是:一些同学事先没有预习而直接参加实验,不了解实验中注意的问题,容易在实验操作中造成短路、烧坏电机等现象。
还有一些高校取消了硬件的实验而全部改成虚拟实验。虚拟实验的优点是:一是可以在计算机平台上安装matlab软件,然后利用matlab下的simulink进行仿真,不需要大量的仪器和设备,可以节省了实验经费,弥补实验设备的不足;二是可以用图形化的方法直接建立起仿真系统的模型,直接启动系统的仿真过程,并用示波器显示出来,可视可读性强。三是对电路或系统的修改在屏幕上就可以进行非常方便。缺点是:学生只认识虚拟实验中的图形符号而对实际系统的硬件设备并不了解,这对以后的实践及工作有一定的影响,使一些学生到了课程学完之后也不清楚这些硬件设备到底长什么样。
针对上面两种情况,要对实验教学方法和方式进行改革。采取虚拟仿真和实际硬件实验相结合的方式。根据实验的要求运用已学的知识,建立系统数学模型,根据工程设计方法设计满足指标的调节器等,然后利用simulink仿真软件,观察实验效果是否满足要求,并对一些参数进行修正。清楚了本实验的理论结果之后,最后在硬件实验操作台上完成本实验的硬件调试,最后观察了讨论虚拟仿真和实际情况的误差情况。这使学生更好的将理论和实践结合在一起。
三、实践教学成绩评定的改革
课内实验成绩占电力拖动控制系统课程的30%-40%,比重比以往有所增加,课内实验成绩及期末的电力拖动控制系统的综合实训成绩如何评定,要对以往的大家平均分差不多的情况进行改革。每个实验的成绩由方案设计、虚拟仿真、参数修正、硬件调试、答辩及实验报告组成。每组3-4人经过讨论提出设计方案,然后选派一名同学阐述方案可行性,如果方案通过,接着做后面几个方面内容。每组学生要依据在实验中所做的工作情况排序。最后教师按照各组的实验情况排序打分。排在前几组的可以申请免答辩,排在最后几组的可以通过答辩环节提高排序名次。最后教师根据综合评定给出每组的总成绩,然后根据每组成员的排序给出每个同学的成绩。这种方式有利于激励学生更多的参与实验中来,而不是以往的“别人做着我看着,大家分数一样”的局面。
对于实践性较强的电力拖动控制系统课程中的实践部分,既要加大实践学时,还要扩展实践内容而不局限于验证性实验。另外还要利用计算机辅助仿真设计与传统的硬件实验操作台相结合。最后还用对实践环节的成绩评定加以讨论和改革。
参考文献:
李萍,厉虹,侯怀昌。电气工程及其自动化专业控制系统课程实验教学改革探讨[J]。教育理论与实践,2010,30(5):61-63
洪乃刚。虚拟实验在电力拖动自动控制课程教学中的应用[J]。安徽工业大学学报(社会科学版),2004(3):98-99