《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統》適應應用轉型的教學(xué)

一、引言
《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統》作為我院電氣工程及其自動(dòng)化、自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的重要的專(zhuān)業(yè)課，綜合了《模擬電子技術(shù)》、《電機及拖動(dòng)基礎》、《電力電子技術(shù)》、《自動(dòng)控制原理》等課程的相關(guān)知識，是一門(mén)理論性與實(shí)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(shí)際結合緊密是這門(mén)課的特點(diǎn)，教師感覺(jué)難教，學(xué)生反映難學(xué)。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(mén)課的教學(xué)內容、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(guò)開(kāi)展專(zhuān)項調研，了解業(yè)界對教學(xué)內容改革的要求，吸取外校先進(jìn)經(jīng)驗，以培養應用型人才為目標，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)的調整。原課程總計64學(xué)時(shí)，其中：理論教學(xué)56學(xué)時(shí)，實(shí)驗8學(xué)時(shí)?，F調整為理論教學(xué)40學(xué)時(shí)，實(shí)訓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)內容的調整。
（1）針對應用型人才培養的要求，減少了理論教學(xué)學(xué)時(shí)，這就要求對原先的理論教學(xué)內容進(jìn)行調整。
適當地刪除一些公式推導過(guò)程，以交直流調速為2條主線(xiàn)，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(diǎn)講述不同方案下的性能分析及工程應用，將理論與實(shí)際有機結合，貫徹于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，以提高學(xué)生處理實(shí)際問(wèn)題的能力。
（2）實(shí)踐教學(xué)內容修改較大，以前的實(shí)驗以驗證性實(shí)驗為主，新的實(shí)驗教學(xué)大綱中提高了設計性、綜合性實(shí)驗的比例，并重新編寫(xiě)了實(shí)驗指導書(shū)?？紤]到原先采用2學(xué)時(shí)實(shí)驗學(xué)生經(jīng)常做不完，或者只能做一些簡(jiǎn)單的驗證性實(shí)驗，這次把學(xué)時(shí)調整為4學(xué)時(shí)。這樣學(xué)生在較長(cháng)的時(shí)間內可以完成幾項任務(wù)，特別是對于一些容易混淆的理論，正好可以通過(guò)一次實(shí)驗作出比較，加深影響。修改后的實(shí)驗分別是：實(shí)訓一，晶閘管直流調速系統參數和環(huán)節特性的測定實(shí)驗，基礎性；實(shí)訓二，開(kāi)環(huán)、單閉環(huán)晶閘管直流調速系統實(shí)驗，設計型；實(shí)訓三，開(kāi)環(huán)、閉環(huán)控制的三相異步電動(dòng)機調壓調速系統實(shí)驗，設計型；實(shí)訓四，基于DSP的變頻調速系統，綜合型。
除以上的實(shí)驗內容外，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)生深化對交直流調速基本理論和計算方法的理解，學(xué)會(huì )直流雙閉環(huán)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(shí)際問(wèn)題的能力。同時(shí)加強學(xué)生的獨立思考能力、創(chuàng )新能力、表達能力、團隊合作能力的培養，提高學(xué)生的就業(yè)能力和終生學(xué)習與主動(dòng)學(xué)習的能力，學(xué)生根據自己的興趣選作直流或者交流。
對學(xué)生來(lái)說(shuō)，完成這個(gè)周的任務(wù)，需要通過(guò)自己的思考主動(dòng)運用知識解決問(wèn)題，增加了積極性、主動(dòng)性，從而形成一種學(xué)習、探索、研究的活動(dòng)氛圍。
三、教學(xué)方法的改進(jìn)
近年來(lái)，隨著(zhù)各大學(xué)的不斷擴招，高等教育已由原來(lái)的精英教育轉向大眾教育，學(xué)生生源質(zhì)量下降，學(xué)習的積極性、主動(dòng)性不強，需要考慮選用合適的教學(xué)方法。
1“.問(wèn)題驅動(dòng)法”“、身臨其境法”?！峨娏ν蟿?dòng)自動(dòng)控制系統》是一門(mén)應用性強的課程，課堂上不能采用以前的填鴨式方法。這門(mén)課我經(jīng)常采用的方法是“問(wèn)題驅動(dòng)法”、“身臨其境法”，即選擇一些與教學(xué)內容相關(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(wèn)題。例如在講到由直流開(kāi)環(huán)系統進(jìn)入閉環(huán)系統時(shí)，我會(huì )提出這樣的問(wèn)題：假設你是廠(chǎng)里的技術(shù)人員，現在出現了如下問(wèn)題：訂購產(chǎn)品的客戶(hù)對產(chǎn)品質(zhì)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(guò)計算可以看到靜差率、調速范圍不能同時(shí)滿(mǎn)足要求。怎么辦？如果這個(gè)問(wèn)題解決不了，你的這個(gè)月獎金就泡湯了（聽(tīng)到這里學(xué)生一笑，表情頓時(shí)凝重起來(lái)）。借此把公式寫(xiě)在黑板上：
學(xué)生很自然地想到要從ΔnN的降低入手。緊接著(zhù)又問(wèn)：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(guò)的“反饋控制的閉環(huán)系統是按被調量的偏差進(jìn)行控制的系統，只要被調量出現偏差，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：“采用轉速閉環(huán)”。這樣學(xué)生根據問(wèn)題的引入、解決很自然地進(jìn)入到下一個(gè)知識點(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)際應用的例子，讓學(xué)生感到這門(mén)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(huà)形式呈現給學(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(guò)參數的設置和修改，比較直觀(guān)地講述控制系統理論。例如對于雙閉環(huán)啟動(dòng)過(guò)程、抗擾分析，均可從仿真結果中看到，使學(xué)生很直觀(guān)地理解雙閉環(huán)動(dòng)態(tài)性能。
四、考核方式的改進(jìn)
現在這門(mén)課程在我們學(xué)院理論課和實(shí)驗課是分別考核的，考核中均增加了過(guò)程性考核。
1.理論課考核。方式：閉卷。課程成績(jì)包括平時(shí)成績(jì)、卷面成績(jì)；建議平時(shí)成績(jì)占總成績(jì)的30%，卷面成績(jì)占總成績(jì)的70%。平時(shí)成績(jì)的組成有考勤、作業(yè)、隨堂測試?？记谡?0%，作業(yè)占40%，隨堂測試占40%。和原來(lái)考核方式的不同主要在平時(shí)成績(jì)的考核上增加了隨堂測試，考勤和作業(yè)的考核也作出改進(jìn)。
（1）考勤考核?，F在采用學(xué)生手簽。每節課我會(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(jì)的給出有一個(gè)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(wú)故曠課當次不得分，且以后從1分開(kāi)始，后折算考勤滿(mǎn)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象；還有采用累加辦法培養學(xué)生持之以恒的品質(zhì)，這正是現在好多學(xué)生所缺乏的。
（2）作業(yè)考核。采用了部分學(xué)生當面批改的方式。在批改中，讓學(xué)生對自己的答案給出解釋?zhuān)绻卮鸩怀?，酌情扣分。一定程度上杜絕了抄襲現象。
2.實(shí)驗課考核?？己朔绞剑嚎记?操作+報告。成績(jì)由考勤、實(shí)訓操作及平時(shí)表現、實(shí)訓報告3部分組成。出勤情況：滿(mǎn)分10分，遲到5分鐘以上按缺勤計，遲到、早退酌情扣分；實(shí)訓操作，滿(mǎn)分50分，根據學(xué)生完成實(shí)驗的具體表現給分，實(shí)訓報告，滿(mǎn)分40分，由任課教師批閱報告后給出成績(jì)。
實(shí)訓考核與以前大的不同是增加了實(shí)訓操作，且占到了總成績(jì)的50%?？记诘目己祟?lèi)似于理論課程，采用手簽方式。實(shí)訓操作給分包括個(gè)人操作分、小組總體完成情況分。每次實(shí)訓小組成員4～5名，實(shí)驗結束后由小組成員相互評定后給出個(gè)人操作得分20～10分；根據小組在整個(gè)實(shí)驗中的表現（實(shí)驗數據合理性、實(shí)驗設備使用有無(wú)損壞、實(shí)驗過(guò)程中問(wèn)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(shí)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(yǔ)
通過(guò)近幾年在《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統》課程中實(shí)施這些改革，極大地調動(dòng)了學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性和積極性，到課率顯著(zhù)提高，理論課成績(jì)穩步上升，實(shí)驗效果也得到改善，總體效果良好，但許多方面仍需改進(jìn)，教學(xué)改革也將繼續下去。