許玉婷

[摘? ? ? ? ? ?要]? 淺析虛擬仿真軟件在電機(jī)拖動實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，采用理論結(jié)合實(shí)際的方法，深入挖掘當(dāng)前高職學(xué)生的特點(diǎn)以及目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的突出問題，邊研究，邊實(shí)踐，邊改善，力求取得突出的效果。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 實(shí)踐教學(xué);虛擬仿真;電機(jī)拖動;教學(xué)改革

[中圖分類號]? TJ765.4? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號]? 2096-0603（2021）07-0180-02

隨著當(dāng)前職業(yè)教育課程改革的發(fā)展和教學(xué)理念的改變，突出應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，更好地培養(yǎng)出更適合企業(yè)崗位需求的人才。這就需要高職院校的工科實(shí)驗(yàn)室不斷壯大，老師不僅要具有深厚的理論知識，還需要較為嫻熟的實(shí)踐技能。

高職院校的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)一大批生產(chǎn)、服務(wù)第一線的高素質(zhì)勞動者和實(shí)用人才。因此，虛擬仿真軟件應(yīng)用到專業(yè)課程的教學(xué)環(huán)節(jié)很有必要，通過足夠的仿真實(shí)驗(yàn)，不斷提升學(xué)生的動手實(shí)踐能力，學(xué)生才能真正掌握該學(xué)科的知識精髓。本文以電機(jī)拖動這門課程為例，分析、闡述虛擬仿真軟件的運(yùn)用。

一、教學(xué)現(xiàn)狀分析

電機(jī)拖動這門課程，是針對本學(xué)院機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)、工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)必修課程。該課程屬于理實(shí)一體化課程，需要學(xué)生進(jìn)行動手實(shí)踐操作，以幫助學(xué)生牢固掌握理論知識，不斷提升其自身綜合素質(zhì)。結(jié)合實(shí)訓(xùn)室的實(shí)際情況，為保證每位學(xué)生的實(shí)際操作效果，挖掘其中存在的一些問題。

（一）當(dāng)前學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的資源設(shè)備普遍存在設(shè)備與學(xué)生人數(shù)不匹配的情況

對班級總體人數(shù)而言，學(xué)生人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于設(shè)備數(shù)量。因此，為了滿足學(xué)生一人一設(shè)備的條件，目前采取的方法主要以分組教學(xué)實(shí)踐為主。這樣還是無法實(shí)現(xiàn)在規(guī)定教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)，讓每一位學(xué)生真正獨(dú)立操作的目標(biāo)，學(xué)生的實(shí)際掌握程度無法正確評估。

（二）實(shí)驗(yàn)時(shí)間長而實(shí)驗(yàn)課時(shí)少

電機(jī)拖動課程中有些實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間較長，如變壓器方面的實(shí)驗(yàn)，有變壓器的空載運(yùn)行實(shí)驗(yàn)、變壓器的負(fù)載運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，并要求對兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較。學(xué)生經(jīng)過分組之后，完成這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)過程中的多項(xiàng)數(shù)據(jù)，最后進(jìn)行比較和分析。這就產(chǎn)生了真實(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)間長與課程實(shí)驗(yàn)課時(shí)設(shè)置過短的矛盾，通常采用視頻或者圖片演示來折中處理，這樣不利于學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的理解，實(shí)際影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

（三）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)方法有待提高

相關(guān)電機(jī)拖動實(shí)驗(yàn)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備儀器少，因此需要改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，不能采用以實(shí)訓(xùn)設(shè)備為主的實(shí)踐教學(xué)手段，而增加虛擬仿真軟件這一新的實(shí)踐教學(xué)方法。在這里我們主要介紹宇龍機(jī)電仿真軟件這一虛擬仿真軟件，不僅可以運(yùn)用在電機(jī)拖動實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，同時(shí)還能運(yùn)用在電氣控制與PLC技術(shù)課程和液壓與氣動技術(shù)課程中。與傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備相比較，宇龍機(jī)電仿真軟件的可操作性更高、趣味性更強(qiáng)，能讓原本枯燥的理論知識通過仿真軟件更加生動地展現(xiàn)在學(xué)生的眼前，不僅提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更讓復(fù)雜的設(shè)備操作借助生動易學(xué)的方式使學(xué)生更易掌握。

二、虛擬仿真軟件在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

（一）目的和思路

電機(jī)拖動作為一門專業(yè)必修課，它起到了承上啟下的作用，不僅是對專業(yè)基礎(chǔ)課知識的拓展，還要緊密銜接后續(xù)的專業(yè)課程的內(nèi)容。因此，學(xué)習(xí)該課程的主要目的有以下幾點(diǎn)：（1）需要學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度，規(guī)范學(xué)習(xí)習(xí)慣，更加系統(tǒng)地學(xué)習(xí)該課程的理論知識。（2）不斷增強(qiáng)趣味性和生動性，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用自身所學(xué)技能解決實(shí)際問題。（3）充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的主觀能動性，緊密聯(lián)系教師的教導(dǎo)，起到事半功倍的作用。最終使我們的學(xué)生不僅掌握了專業(yè)知識，還提升了自身的專業(yè)技能，達(dá)到實(shí)踐和理論相結(jié)合的目的。

“以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心”是所有職業(yè)教育的理念?？v觀機(jī)電類實(shí)踐課程的特點(diǎn)，摒棄傳統(tǒng)的教學(xué)方法，并提出學(xué)生積極主動學(xué)習(xí)和教師用多方位教學(xué)模式開展電機(jī)拖動課程的教學(xué)思路。教師在教授專業(yè)知識的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力，更加全面地促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐技能的發(fā)展。因此，通過運(yùn)用宇龍機(jī)電仿真軟件的教學(xué)方式，只需要機(jī)房就能解決設(shè)備少學(xué)生多的問題，最重要的是能培養(yǎng)學(xué)生的思維方法，有利于直接提升學(xué)習(xí)的效率。

（二）宇龍機(jī)電仿真軟件的概述

宇龍機(jī)電控制仿真軟件是由上海宇龍軟件工程有限公司開發(fā)，適用于本校機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)及其他相關(guān)專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)。該仿真軟件主要適用于電機(jī)拖動基礎(chǔ)、液壓與氣動技術(shù)、電氣控制與PLC技術(shù)三門專業(yè)課程的仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，可以完成以下教學(xué)內(nèi)容：（1）完成各種電路、氣路、液路的搭建，并進(jìn)行電壓、電流、壓力和流量的測試及計(jì)算。（2）涵蓋歐姆龍、西門子、三菱三大系列的PLC部件，完成維修電工中級和高級以及日常教學(xué)編制相應(yīng)PLC程序，更加直觀地表現(xiàn)控制對象的自動控制。（3）針對常用機(jī)床電氣故障案例的排故，能夠解決教學(xué)過程中的日常故障，緊密聯(lián)系實(shí)際問題，真正掌握排故方法。

（三）宇龍機(jī)電仿真軟件的實(shí)際應(yīng)用

本軟件主要解決電氣部分的電路搭建，以及控制對象電動機(jī)的運(yùn)行方式。首先安裝好軟件，在桌面形成該軟件的快捷方式，該軟件需要插入對應(yīng)的加密狗才能使用，主要分為單機(jī)版和聯(lián)機(jī)版。以教師身份登入，并輸入相應(yīng)的密碼，等待數(shù)秒聯(lián)機(jī)后，點(diǎn)擊“宇龍機(jī)電控制仿真軟件”的圖標(biāo)，彈出如下登錄界面（如圖1）：

進(jìn)入程序后，默認(rèn)進(jìn)入的是“宇龍機(jī)電控制仿真軟件”的“機(jī)電控制系統(tǒng)”功能界面，如圖2所示窗口，空白部分即為機(jī)電控制仿真平臺：

在以上仿真軟件的界面上，可以滿足電機(jī)拖動課程實(shí)踐教學(xué)中的各類實(shí)驗(yàn)。以三相鼠籠式異步電動機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路為例，圖3是原理接線圖，圖4是宇龍機(jī)電仿真軟件的繪制圖。

學(xué)生在“機(jī)電控制系統(tǒng)”功能界面中，點(diǎn)擊左邊“元器件”即可選擇所需的元器件，有接觸器、熔斷絲、繼電器、開關(guān)、電動機(jī)等。選中后，通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵即可安放至右邊繪圖區(qū)域;通過選擇工具欄中的“導(dǎo)線”，即可完成各個(gè)元器件之間的連接，如圖5所示。

整個(gè)過程需要注意一些細(xì)節(jié)部分，比如說：（1）主電路選取的導(dǎo)線電纜規(guī)格為1*1.5，28A，控制電路則選擇導(dǎo)線電纜規(guī)格為1*1，22A;（2）接觸器的型號規(guī)格由默認(rèn)的110V修改成380V，否則在運(yùn)行過程中接觸器過熱導(dǎo)致燒毀;（3）選擇的元器件默認(rèn)名稱都是一樣的，需要有所區(qū)別的話，需要選中該元器件，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇屬性，即可修改成需要的元器件名稱。

上述虛擬仿真流程結(jié)束后，學(xué)生可以對電機(jī)拖動課程實(shí)驗(yàn)“元器件的認(rèn)識、安裝，導(dǎo)線的選擇、連接及運(yùn)行仿真軟件”的整個(gè)流程有非常清晰的認(rèn)識。

三、“課證賽結(jié)合”的培養(yǎng)方案及實(shí)踐

“課證賽結(jié)合”主要是指所學(xué)課程與相對應(yīng)的專業(yè)技能證書以及專業(yè)性競賽相結(jié)合，通過“以賽促教，以賽促學(xué)”，使得學(xué)生更加系統(tǒng)地掌握理論知識，鍛煉學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，使其從中積累經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)學(xué)習(xí)和進(jìn)入社會工作打好基礎(chǔ)?，F(xiàn)學(xué)校很重視每年技能節(jié)的舉辦，這同時(shí)也是檢驗(yàn)教師的教學(xué)成果，鼓勵(lì)更多的學(xué)生和教師參與進(jìn)來，不斷結(jié)合實(shí)踐生產(chǎn)獲得更多的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。

在此基礎(chǔ)上，從中挑選拔尖的學(xué)生，以資鼓勵(lì)，并且為“世界技能大賽上海市選拔賽”和“全國職業(yè)院校技能大賽”儲備人才。

“課證賽結(jié)合”的培養(yǎng)模式能較為全面地培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，提供更多的機(jī)會給有實(shí)才、感興趣的學(xué)生，由專業(yè)教師鼎力指導(dǎo)，在各類市賽和國賽中展現(xiàn)他們的才能，取得不俗的成績。

四、結(jié)論

本文主要探討了虛擬仿真軟件在電機(jī)拖動課程中的應(yīng)用，滿足了學(xué)生更加真實(shí)的體驗(yàn)，更加具有生動性，是一種新的教學(xué)方法，同時(shí)解決了由于設(shè)備資源的缺少而帶來的教學(xué)難題，教學(xué)成本大大減少，最終提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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編輯 李 爭