電氣工程與自動化專業(yè)電氣傳動課程設(shè)計教學(xué)方式的探討

1、電氣工程與自動化專業(yè)電氣傳動課程設(shè)計教學(xué)方式的探討    摘要從工科實踐教學(xué)的重要性、特點以及要求出發(fā),論述了普通高等學(xué)校工科本科教育實踐教學(xué)中課程設(shè)計的必要性。在此基礎(chǔ)上結(jié)合電氣工程與自動化專業(yè)電氣傳動課程設(shè)計的教學(xué)經(jīng)驗,對該課程設(shè)計采取“實驗裝置半成品”教學(xué)方式進行了探討。關(guān)鍵詞實踐教學(xué)實驗裝置課程設(shè)計電氣傳動實踐教學(xué)是高等教育工科專業(yè)教學(xué)中非常重要的一環(huán)。搞好實踐教學(xué)對于學(xué)生鞏固理解和運用理論知識、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、鍛煉實踐動手能力以及對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)都具有至關(guān)重要的意義。課程設(shè)計是專業(yè)課程的理論教學(xué)和實踐教學(xué)的結(jié)合點,是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識綜合應(yīng)用能力和

2、創(chuàng)新能力的重要手段。在實踐教學(xué)中適當(dāng)應(yīng)用“實驗裝置半成品”教學(xué),能夠達到良好的教學(xué)效果。所謂的“實驗裝置半成品”教學(xué)是指在實踐教學(xué)中向?qū)W生提供實驗裝置的半成品,某些情況下甚至是零散的元器件,讓學(xué)生在分析圖紙和查閱資料的基礎(chǔ)上完成實驗裝置的制作與調(diào)試。這對學(xué)生靈活運用所學(xué)知識,親自動手實踐是一個考驗,也是對其能力的鍛煉。實踐證明,這種實踐教學(xué)方法能夠收到良好的教學(xué)效果。一、工科專業(yè)實踐教學(xué)的特點和要求工科知識是純理論知識與實踐技術(shù)的結(jié)晶,是理論與實踐緊密結(jié)合的產(chǎn)物。工科專業(yè)的實踐教學(xué)要使學(xué)生盡量多地接觸與專業(yè)有關(guān)的儀器、設(shè)備和裝置。使學(xué)生理解基本實驗儀器的原理,能夠熟練操作基本的實驗儀器,并且能

3、夠靈活運用所學(xué)知識去創(chuàng)造性的解決一些專業(yè)問題。這就要求學(xué)生能夠從整體框架上把握所學(xué)知識,能夠?qū)]有學(xué)到的知識定位于某一知識范圍,通過查閱資料和自學(xué)解決問題。比如,某電子專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后從事電子產(chǎn)品的開發(fā),如果在學(xué)校的實踐教學(xué)中已經(jīng)接觸到了大量的電子元器件,對相關(guān)儀器儀表比較熟悉,有過設(shè)計組裝電子產(chǎn)品的經(jīng)歷,他的工作自然就上手快,有更多的嶄露頭腳的機會。二、“實驗裝置半成品”教學(xué)的優(yōu)點當(dāng)前,市場上出售的用于教學(xué)的實驗裝置具有較高的集成化程度、華麗的包裝、較多的實驗功能。而實驗課中用它所做的實驗大都為驗證性實驗,某些實驗裝置自身自動化程度的提高也使學(xué)生的實際動手操作機會相對減少。這對學(xué)生綜合能力的

4、培養(yǎng)非常不利。當(dāng)然,這些裝置的購置很多是必須的,許多驗證性實驗也是學(xué)生所必須要做的。但僅靠這些現(xiàn)成的“成品實驗裝置”來完成實踐教學(xué)是不夠的。因為:首先,實踐教學(xué)中不僅僅要求學(xué)生做大量的基礎(chǔ)性的實驗,還要求做一部分綜合性、設(shè)計性甚至創(chuàng)造性的實驗。而“成品實驗裝置”往往針對一些基礎(chǔ)性的實驗,難以用它做綜合性、設(shè)計性甚、創(chuàng)造性的實驗。其次,“成品實驗裝置”包裝精美,卻難以讓學(xué)生看到內(nèi)部的結(jié)構(gòu),學(xué)生不能從零部件或者元器件的層次來把握整個實驗。而“實驗裝置半成品”教學(xué)則既能讓學(xué)生有充分的動手操作機會,發(fā)揮學(xué)生的主動性,又可以將本專業(yè)有關(guān)專業(yè)知識與技能系統(tǒng)化綜合化的展現(xiàn)。比如,電子專業(yè)教學(xué)中可以在給學(xué)生圖

5、紙和相關(guān)元器件的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生制作一部簡易收音機。學(xué)生可以綜合運用學(xué)過的知識,通過實際操作掌握焊接、調(diào)試電路板的有關(guān)技巧,同時又可以激發(fā)學(xué)生對本專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。三、開展“實驗裝置半成品”教學(xué)的方法探討“實驗裝置半成品”教學(xué)可以看作是對“成品實驗裝置”教學(xué)的補充,可應(yīng)用于工科實踐教學(xué)的專業(yè)課程設(shè)計教學(xué)中。專業(yè)課程設(shè)計是工科專業(yè)實踐教學(xué)中的重要組成部分,是學(xué)生綜合運用專業(yè)知識提高實踐能力的重要途徑。對專業(yè)知識的合理整合以及綜合、靈活運用是專業(yè)課程設(shè)計的主要教學(xué)特色,也是其與專業(yè)實驗課的主要區(qū)別。大部分高校中的專業(yè)課程設(shè)計一般安排于本科專業(yè)第三學(xué)年的下學(xué)期或者第四學(xué)年的上學(xué)期。在這兩個學(xué)期,學(xué)生已完

6、成大部分專業(yè)課程的學(xué)習(xí),能夠綜合所學(xué)的專業(yè)知識進行課程設(shè)計,同時,搞好課程設(shè)計,也為即將到來的畢業(yè)設(shè)計打下理論和實踐基礎(chǔ),提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量。專業(yè)課程設(shè)計的內(nèi)容和方式較為固定。即對所有學(xué)生采取同樣的教學(xué)方式,針對同一個課程設(shè)計題目,應(yīng)用范圍大致相同的知識模塊,采用相同或相近的技術(shù)路線,達到同一個目的。因此,如果采用“實驗裝置半成品”教學(xué),提供給學(xué)生實驗材料,包括能夠用到的元器件、部分圖紙、參考資料,讓學(xué)生在規(guī)定的課程設(shè)計時間內(nèi)完成從理論到實踐的具體設(shè)計和操作,將會達到好的教學(xué)效果。課程設(shè)計中學(xué)生最終完成的課程設(shè)計“產(chǎn)品”可以多次拆裝,使用多年。采用“實驗裝置半成品”的專業(yè)課程設(shè)計教學(xué)過程可以如下

7、設(shè)計:首先,給學(xué)生布置課程設(shè)計的任務(wù),讓其明確該課程設(shè)計達到的目的,實現(xiàn)的功能;其次,讓學(xué)生根據(jù)已經(jīng)學(xué)過的知識獨立查閱文獻資料,提出大致的課程設(shè)計方案;再次,對學(xué)生提出的課程設(shè)計方案進行點評,指出其優(yōu)點和不足,然后在這個基礎(chǔ)上提出最終采用的設(shè)計方案,并提供給完成設(shè)計的電子器件及相關(guān)材料(可以是實驗裝置的半成品),指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻資料;最后,指導(dǎo)學(xué)生完成硬件、軟件制作和調(diào)試,并最終完成課程設(shè)計報告。四、“實驗裝置半成品”教學(xué)方式在電氣傳動課程設(shè)計中的應(yīng)用電氣傳動課程設(shè)計是電氣工程類專業(yè)電氣傳動方向的一門綜合性強的專業(yè)課程設(shè)計。該課程設(shè)計涉及的專業(yè)知識應(yīng)包括電機與拖動、電力電子技術(shù)、電力拖動與運動

8、控制、單片機原理與應(yīng)用等專業(yè)課程。學(xué)生通過該課程設(shè)計,能夠?qū)ι鲜稣n程的知識進行綜合,訓(xùn)練查閱文獻獲取知識以及硬件設(shè)計和軟件設(shè)計以及調(diào)試的能力。為達到以上目的,我們給出的課程設(shè)計題目為:有一直流電動機,額定電樞電壓為200V,額定轉(zhuǎn)速1600r/min,額定電流1.2A,電樞繞組電阻Ra=0.1。設(shè)計一個直流電機轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。該調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速方式為降壓斬波調(diào)速,既在勵磁不變的情況下,降低電樞電壓調(diào)速。電機直流供電電源可用三相橋式不可控整流電路整流后經(jīng)穩(wěn)壓濾波得到,通過全控型電力電子器件IGBT對直流電源進行斬波調(diào)壓。轉(zhuǎn)速給定采用電位器給定,和鍵盤給定兩種方式,系統(tǒng)控制單元采用單片機,PWM波

9、產(chǎn)生采用單片機產(chǎn)生方式,轉(zhuǎn)速檢測用測速發(fā)電機。課程設(shè)計完成的任務(wù):(1)完成2000字的課程設(shè)計報告,對課程設(shè)計解決的問題、采用的技術(shù)方案進行敘述。要求畫出系統(tǒng)的整理設(shè)計框圖、各部分的相關(guān)電路圖并做說明;相關(guān)選擇的器件的型號、參數(shù)要給出;畫出系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖、動態(tài)結(jié)構(gòu)圖;給出相關(guān)部分的程序流程圖和部分程序編碼。對該系統(tǒng)的性能進行分析;指出不足之處和進一步完善方法。(2)在給出的實驗材料和元器件的基礎(chǔ)上完成硬件制作,軟件編程和調(diào)試,通過整機運行。我們給參加課程設(shè)計的學(xué)生布置了任務(wù)后進行了分組。在學(xué)生提交了課程設(shè)計方案初稿后進行了集中指導(dǎo),并公布了我們最終要采取的設(shè)計方案,并給出了可以采用的元器件

10、和調(diào)速器半成品,最后指導(dǎo)學(xué)生在此基礎(chǔ)上查閱資料進行軟硬件制作和調(diào)試。圖1至圖4是我們制作的該調(diào)速系統(tǒng)的硬件電路圖。圖1是調(diào)速系統(tǒng)電源部分的硬件照片,圖2是調(diào)速器單片機及外圍電路部分的照片,可以通過修改單片機的程序改變控制方式,圖3是斬波主電路部分,圖4是硬件電路的整體圖。致謝本文的研究是在濱洲學(xué)院實驗技術(shù)研究項目:電氣自動化專業(yè)課程設(shè)計教學(xué)儀器直流電機調(diào)速控制器的研制(編號BZXYSYXM20801)的支持下完成。參考文獻1于永友.改革實驗教學(xué),強化創(chuàng)新能力培養(yǎng)J.實驗技術(shù)與管理,2006,22(7):12-14.2李曉寧. 現(xiàn)代電氣控制綜合實驗系統(tǒng)設(shè)計J.實驗技術(shù)與管理,2007,24(2):64-67.3謝勇,于衛(wèi).電氣信息類學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課開放實驗教學(xué)探索J.實驗技術(shù)與管理,2005,22(11):111-114.4高紅.高水平實驗創(chuàng)新平臺建設(shè)的探索J. 實驗技術(shù)與管理,2007,24(10):382-384.(作者單位:濱州學(xué)院 黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展研究院,自動控制研究中心,自動化系)    你可能感興趣的畢業(yè)論文  &