吉敬華，趙文祥，劉賢興，嵇小輔，賈好來

(江蘇大學(xué) 電氣信息工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江212013)

我院電氣工程及其自動化專業(yè)是國家級特色專業(yè)，并入選“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”。我院在電力傳動系統(tǒng)與控制方面已形成鮮明特色，在加強電機類課程群建設(shè)的過程中，開展了基于“電氣工程工具軟件”課程的教學(xué)改革，將其作為教學(xué)主線和多門課程授課內(nèi)容進行有機結(jié)合，取得了較好的教學(xué)效果。

1 課程群建設(shè)

從專業(yè)現(xiàn)狀角度看，隨著近年來電動汽車和風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的快速發(fā)展，電機類課程群的建設(shè)越來越多地受到各院校的重視［1-3］。對于電機及其驅(qū)動系統(tǒng)的分析與控制而言，系統(tǒng)計算機仿真建模技術(shù)受到了世界各國專家學(xué)者的重視，電氣工程領(lǐng)域常用的工具軟件用于電磁場計算、電機控制和驅(qū)動拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面的分析，可以滿足實際工程需要［4，5］。這些工具軟件的掌握，有助于學(xué)生更好地理解、掌握和靈活運用電機類課程群相關(guān)教學(xué)知識點。

對課程群的教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、實踐教學(xué)、課程設(shè)計和考核方式等環(huán)節(jié)進行合理的優(yōu)化，不僅可使群內(nèi)各門課程內(nèi)容明確，實踐環(huán)節(jié)安排合理，而且還能夠充分利用各類教學(xué)資源，使群內(nèi)課程形成相對統(tǒng)一的理論和工程實踐體系。具體而言，電機類課程群主要包括“電磁場”、“電機學(xué)”、“電力拖動基礎(chǔ)”、“微特電機”和“運動控制”等相關(guān)課程。它們在理論體系上有著緊密聯(lián)系，在教學(xué)模式上也有諸多相似和互相可借鑒之處。但在前期開展的各個課程改革時，只注意自身課程內(nèi)容的完整性，卻沒有綜合考慮作為課程群它們之間的緊密聯(lián)系。尤其在教學(xué)手段方面，尚缺乏一條將相關(guān)知識點串聯(lián)起來的主線。

“電氣工程工具軟件”課程的設(shè)立及其相關(guān)教學(xué)改革活動，為電機類課程群仿真技術(shù)教學(xué)改革和平臺建設(shè)提供了可能。該課程主要講授數(shù)值計算的基礎(chǔ)理論和基于大型仿真軟件Maxwell、Simplorer 以及Matlab 的電機及其驅(qū)動系統(tǒng)仿真技術(shù)，給電機類課程群各課程采用計算機仿真技術(shù)完成部分實驗教學(xué)提供了連通的紐帶，它和課程群的內(nèi)在聯(lián)系如圖1所示。通過開展“電氣工程工具軟件”課程教學(xué)改革研究，建立電機類課程仿真技術(shù)平臺，充分發(fā)揮計算機在教學(xué)中的作用，將課程群內(nèi)已授教學(xué)知識點從另外一個角度加深理解。為學(xué)生直接參與教師科研項目提供了和可能和便利條件。

圖1 電機課程群與電氣工具軟件的內(nèi)在聯(lián)系

2 課程實施方案

在電機類課程群建設(shè)過程中，授課教師團隊重點研究如何以計算機仿真建模技術(shù)為基礎(chǔ)，優(yōu)化“電氣工程工具軟件”課程教學(xué)內(nèi)容，建立教學(xué)主線。重點研究如何將課程中專業(yè)軟件的學(xué)習(xí)與上述課程群內(nèi)容進行整合。最新的計算機建模技術(shù)可以在這些課程教學(xué)中建立仿真平臺。教學(xué)內(nèi)容設(shè)計和仿真實驗設(shè)計可幫助學(xué)生理解掌握專業(yè)知識。

表1所示為本課程的課程內(nèi)容設(shè)置與課時分配。本課程總學(xué)時30 學(xué)時，其中上機實踐20 學(xué)時。通過實踐性環(huán)節(jié)的增加，合理分配教師課堂授課與學(xué)生實際動手兩種教學(xué)方式的關(guān)系，學(xué)生可以自己動手建模與分析，發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用。

表1 課程內(nèi)容設(shè)置與課時分配

此外，課程考核采用口試方式，教師結(jié)合學(xué)生平時成績和提交的電機系統(tǒng)仿真模型，重點考察學(xué)生在軟件應(yīng)用的基礎(chǔ)上對所涉及到知識點的整體掌握情況。此外，教師利用現(xiàn)有科研和項目成果資源，讓學(xué)生直面真實工程訓(xùn)練，發(fā)揮他們在參與科研項目中的作用。

授課教師在課程群建設(shè)和課題研究結(jié)合過程中，主要采用文獻資料法、案例研究法、行為研究法和理論提升法來提高教學(xué)質(zhì)量。我們通過查閱文獻資料，借助網(wǎng)絡(luò)搜集與課題相關(guān)資料，分類整理和對比分析后指導(dǎo)課題研究，此為文獻資料法;借鑒其它高校類似軟件類課程的教學(xué)方法，指導(dǎo)課題研究與實踐，此為案例研究法;通過調(diào)研和師生座談積累第一手資料，及時總結(jié)改進，此為行為研究法;在項目研究與實踐過程中不斷學(xué)習(xí)探索，將思路、做法與體會等進行總結(jié)，在理論上有提升，此為理論提升法。上述四種方法的引入，可以提高教學(xué)質(zhì)量。

3 結(jié)語

“電氣工程工具軟件”課程是電氣專業(yè)本科生教學(xué)階段非常重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，旨在讓學(xué)生了解本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的常用工具軟件，熟悉這些軟件的功能，學(xué)習(xí)掌握Maxwell、Simplorer 和Matlab 等本專業(yè)最常用工具軟件，并將其與相關(guān)專業(yè)知識融匯貫通，提高學(xué)生的動手能力，拓展學(xué)生的視野，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下堅實的實踐基礎(chǔ)。同時，電機類課程群的建設(shè)與探討是我院當(dāng)前教學(xué)改革發(fā)展的一個重要內(nèi)容，本項目的有效實施，將創(chuàng)建以創(chuàng)新和適應(yīng)能力為主要特征的新課程群體系，有望大幅度提高電機相關(guān)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)水平。此外，本項目所開展的教學(xué)內(nèi)容、課程體系和教學(xué)方法等進行綜合性改革研究與實踐內(nèi)容，對其他課程亦有一定的借鑒作用。

［1］ 樊英，程明. 電氣工程專業(yè)“電動汽車新技術(shù)”課程設(shè)置思考［J］. 南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報，2011，33(S1):110-111

［2］ 張鵬飛，張鵬，張子亮，等. 微型風(fēng)力發(fā)電演示儀［J］. 吉林:大學(xué)物理實驗，2011，24(3):70-72.

［3］ 吉敬華，趙文祥，劉國海. 基于DSP 的永磁電機控制系統(tǒng)實驗教學(xué)平臺［J］. 上海:實驗室研究與探索，2011，30(10):217-219.

［4］ 費德成，孫玉坤，朱熀秋. Ansoft 軟件在電機教學(xué)中的應(yīng)用［J］. 南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報，2009，31(5):95-97.

［5］ 劉桂英，粟時平. 電力電子技術(shù)的Matlab/Simulink 教學(xué)仿真實踐［J］. 南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報，2011，33(1):87-89