电动机课件十篇

时间:2023-04-06 21:31:20

电动机课件

电动机课件篇1

关键词: 电机与拖动 PSCAD软件 永磁同步发电机 教学应用

1.引言

电机与拖动课程是为自动化、电气工程、建筑电气等本科专业开设的一门专业基础课[1]。该课程的重点是讲解直流电机、变压器、异步电机和同步电机的工作原理、工作特性等相关内容,但该课程需要掌握相关磁场与电场的知识,具有概念抽象、公式推导复杂、电机工作特性不易理解等特点,使学生在学习过程中易产生误区[2]。同时,受课程教学与实验条件的限制,学生难以亲自进行相关实验操作,导致教学效果大打折扣。因此,采用仿真的方法不仅能让学生摆脱复杂的公式推导,进一步深入理解电机工作原理、掌握电机工作特性,而且能与实际生产应用相结合,特别是教学与科研的前沿、热点问题,如风力发电。将有效缓解学生学习本课程的压力,激发其学习兴趣,强化教学效果。

2.PSCAD软件介绍

PSCAD/EMTDC是DWoodford博士于1976年开发的一种电力系统计算机辅助设计/含直流电磁暂态计算程序。PSCAD是EMTDC的前处理程序,EMTDC是目前电气工程领域应用最广泛的电力系统仿真分析软件之一[3]。PSCAD/EMTDC主要用于电力系统频域及时域仿真分析,典型应用是计算电力系统遭受扰动或参数变化时,电气参数随时间的变化;也可用于HVDC、FACTS等控制器的设计、电力电子领域等仿真计算,如对交流同步电机的运行状态进行研究。用户通过在控制界面中构造电气连接图,并可设置各元件的参数值,仿真时利用FORTRAN编译器进行编译、连接,其结果可在PLOT窗口中实时生成曲线,以验证仿真结果的正确性,且能与MATLAB软件实行对接。

3.仿真案例

同步电机既可用作发电机,又可用作电动机,但相对于三相异步电动机,其作为发电机的应用更广泛,尤其是当前风力发电与智能电网发展应用中,永磁同步发电机越来越受到人们的关注及应用。本文以永磁同步发电机为例,详细介绍PSCAD/EMTDC软件在电机与拖动课程教学中的应用,其仿真具体步骤为:首先建立仿真系统模型,其次设置运行参数,并进行仿真,再次用PLOT查看及导出仿真波形,最后对仿真结果进行分析,验证其正确性。

(1)建立仿真系统模型。

建立仿真系统模型的具体步骤为:一是用菜单命令File/new/case建立新的仿真工程(project);二是根据目标系统要求或数学模型从MasterLibrary中选择相应模块或元件到主工作区,设置相应电气参数,并用导线连接起来;三是保存仿真系统模型,图1为永磁同步发电机仿真系统模型图。为尽可能模拟发电机实际运行情况,本文还搭建了风模块、风力机WT及转轴DT等模型。

图1 永磁同步发电机仿真系统模型图

(2)设置运行参数,并进行仿真。

仿真运行参数设置主要包括:运行持续时间,运行时间步长,绘图时间间隔、PLOT风格设置等。在工作区用鼠标右击后,在下拉菜单的Projectsettings/runtime中可进行相应设置,本文中运行持续时间为5s,运行时间步长和绘图时间间隔均为50μs。之后在主菜单Build中,选择Run,即可进行仿真运行。

(3)查看及导出仿真波形。

PSCAD为用户提供了直观的仿真波形查看及导出功能,打开PLOT窗口查看仿真波形,用鼠标右击后选择copyFrame,即可进行波形导出。图2为风速变化永磁同步发电机输出的三相电压与电流波形图。

(a)三相电流

(b)三相电压

图2 永磁同步发电机输出三相电压电流波形图

(4)仿真结果分析。

由图2可知,在2.55s时刻,当风速由6m/s变化为11m/s时,风能通过风力机输入给永磁同步发电机的机械转矩随之增加,此时,永磁同步发电机输出的三相电压(Ua、Ub、Uc)基本保持不变,但输出的三相电流(Ia、Ib、Ic)的大小及频率均由小变大。验证了永磁同步发电机输出电流大小与频率随输入转矩变化而变化的工作特性。

4.结语

针对电机与拖动课程在教学过程存在概念抽象、推导公式繁琐、工作特性难理解等问题,本文以永磁同步发电机的仿真过程为例,详细介绍了运用PSCAD软件进行系统仿真模型搭建、仿真参数设置、查看并导出波形和分析仿真结果的教学方法,将抽象、固化的理论教学转换为简洁、直观的教学形式,并将理论知识与当前风力发电的实际相联系,这样不仅有助于学生理解和掌握本课程的重点和难点,而且有助于充分调动学生学习积极性,强化教学效果。

参考文献:

[1]雷永锋,孙莉莉.电机与拖动课程实践教学研究与改革[J].时代教育,2015(5):39-40.

[2]魏立明,陈伟利,韩成浩.基于MATLAB仿真的电机与拖动课程教学改革研究[J].中国建设教育,2014(4):31-33.

电动机课件篇2

[关键词]课程设计;电机调速;工程教育认证;新工科

一、背景

国内的工科教育先后经历了20世纪50年代的“技术范式”、20世纪80年代的“科学范式”以及20世纪90年代的“工程范式”。2006年我国启动工程教育专业认证,对工程技术人才培养模式提出了更高的要求。中国工程教育认证协会于2012年7月重新修订了《工程教育专业认证标准》,其认证的通用标准以“学生”为中心,强调达成度过程评价和持续改进[1]。2017年2月,教育部高等教育司了《关于开展新工科研究与实践的通知》,明确指出新工科项目的开展与实施应当围绕工程教育改革的新理念、新结构、新模式、新质量和新体系进行[2][3]。同时,电气化是20世纪最伟大的工程成就;进入21世纪后,电气化向更宽更深发展,并且直接面向智能制造。电机调速与控制[4][5]是电气工程及其自动化的专业课,掌握各种类型电机的调速原理,对学生毕业参与机器人、数字机床等智能制造领域工作有极大的帮助。加强实践环节是工程教育认证的迫切要求,没有实践的理论是苍白无力的,同时也难以被学生深刻掌握。电机调速与控制课程对应的课程设计可以帮助学生将所学的理论知识用于实际的工程活动中。华侨大学电气工程及其自动化专业已于2019年通过工程教育认证受理,在此之前便以工程教育认证为指导思想,对电机调速与控制课程设计进行了改革探索,旨在增强所培养学生解决复杂工程问题的能力。

二、现有课程设计存在的问题

电机调速与控制课程设计是电气工程专业的一门重要实践课,可以加深学生对课程基础知识的理解,同时也能提高学生运用知识和实践的能力。而传统的课程设计教学方式如下:在两周内布置课题任务,给定目标电机参数,学生通过MATLAB仿真软件,设计其闭环控制方式与整定环路参数。这种教学方式的弊端在于:(1)教学与学生实施安排过于集中:此前的课程设计一般安排在理论课程知识教授结束后的两周内完成,学生尚未对理论知识充分理解,并且短时间内难以建立与工程的联系,实施的效果不佳。(2)课程设计题目固化:此前课程设计一般由电机调速与控制原理教材上的例题改编,设计题目较为固定,或者只对其中的电机参数、控制结构简单改动,学生的设计一般可以参考往年学生留下的模板,甚至有照搬现象。因此在设计过程中,学生并没有真正理解电机控制原理,从而导致课程设计流于形式,无法达到考查的目的。(3)课程设计使用的设计工具单一:在电机调速与控制的课程设计中,虽然借助了计算机辅助仿真软件MATLAB,但是单一的设计工具限定了学生发挥的空间;并且在将来学生走向科研、工作岗位后,使用的开发工具可能有所不同。(4)课程设计脱离工程实际:此前的课程设计先通过理论计算进行电机控制系统的参数计算,并在MATLAB仿真软件上进行模型验证。学生完成课程设计后仍无法理解实际工程中的电机调速系统是何种形式,其控制系统载体以及软件实现又是什么样的,因此并没有真正打通理论和工程实践这条通路。(5)课程设计缺乏交叉融合:众所周知,电气工程是一门交叉融合的综合性学科,电路、模拟电子、数字电子、电力电子此电类课程是本专业的基础课程,电机调速与控制是在此类课程基础上的专业应用型课程。但是配套的课程设计并没有真正实现电类课程的融合,学生在课程设计实施完后,并不能很好地掌握如电子元器件的使用、电力电子拓扑的选取等内容。针对上述问题,为了适应工程教育认证以及新工科学科建设要求,加强学生理论知识和实践能力的联系,以及提高其解决复杂工程问题的能力,笔者提出了一些措施对电机调速与课程设计的教学进行改革。

三、教学改进措施

(一)教学组织的改革

传统的电机调速与控制课程设计实施安排过于集中,且与日常教学相脱节,学生在学习理论知识后不能马上通过实践巩固,不能较好地达到课程设计应有的效果[6]。针对该问题,将课程设计实践环节按照工程项目管理中的任务目标分解的方式,结合到理论课程的教学工作中。在学期开始时即布置总体设计任务,并且在理论课程各个章节讲授中布置分解任务,如讲授绪论,可让学生开展关于目前工业应用的电机及其驱动器的调研,了解关于驱动器拓扑及功率器件型号、控制板和驱动板的器件选型等方面内容;在较宽裕的学期安排中,可提前布置学生熟悉相关的仿真软件以及电路设计软件;在讲授第三章关于转速电流双反馈电机调速系统时,布置的作业可与学生要开展的设计题目结合,学生在理论课程学习时可完成参数计算,减轻之后的设计工作量。通过这种以学生学习为中心全周期的工程实践培养模式,既加深了学生对理论知识与课程设计实践的关联性,同时也使得整个课程设计开展在相对轻松的氛围下进行。

(二)课程设计题目的改革

在课程设计题目的改革方面,经过高校教师、企业专家共同参与的培养方案修订研讨会,将课程设计名称变更为基于电路设计软件的电机控制系统课程设计,并以学生发展为中心,设计具有挑战性的教学目标和教学内容,使实践教学内容与时俱进。课程设计的目标为中小型直流、交流电机控制系统设计驱动电路,通过设计掌握中小型电机驱动方法及电路设计软件的使用。在课程设计的目标对象电机上,与实际工程应用更加贴合,选取了工业制造应用的实际电机参数。要求学生根据电机的工作原理,分析电机驱动的基本形式,完成驱动电路的方案设计,主要包括:主电路拓扑、直流母线电压等级、整流电路、滤波电路、斩波电路、电流检测电路、转速/位置检测电路等,并利用辅助设计软件绘制驱动电路原理图、布板,撰写设计总结报告。报告内容主要包括:设计目的与要求、系统技术指标或设计要求、系统控制方案、器件选型、硬件工作原理及有关参数计算、主要参考资料及心得体会。差异化的课程设计题目,既可以让学生形成分组讨论,又不容易陷入固有模式。

(三)开发性的设计工具

此前的课程设计使用单一的设计软件,原因是课程设计题目和教学内容的局限性。由于改革了教学目标和内容,学生在课程设计实施过程中可使用多种工具,如参数计算与模型仿真时可使用MATLAB,硬件电路原理设计与布板布线时可使用AltiumDesigner、Protel、KiCad等,在虚拟仿真时可使用Protues,在控制软件设计时可使用Keil、CCS等不同处理器平台的开发环境。这种开发的方式,不强制学生使用何种工具进行开发,可以激发学生探索的热情,开展自主性深度学习,并投身到更具挑战性的工程实践中。

(四)与工程实践接轨

课程设计的改革在专业基础上,结合新工科发展趋势,注重学科交叉和综合性;在理论学习基础上,加强学生动手方面的训练,增强学生工程、成本和项目管理意识,提高学生解决复杂工程问题的能力。例如,通过课程设计期望学生掌握电机调速系统的功能需求、标准、电路设计与器件选型以及控制算法仿真和软件编写;并熟悉项目开发的一般流程、工程文档的编制。课程设计不仅可以增强学生的动手能力,也在一定程度上增加了学生的行业认知,毕业后可更快地投入工作中。

(五)注重专业融合

课程设计的改革,更加注重专业内的融合[7]。如在电机调速系统拓扑的设计上结合了电力电子技术课程中的PWM变换器与逆变器部分;在硬件设计上结合了模拟电子线路与电路;在数字化控制技术方面,对于微处理的应用结合了数字电路与单片机应用技术;在电机控制软件的实现上,结合了自动控制理论内容。通过一个完整的实践训练,学生能更加理解专业内课程的联系以及其应用场合,并且能够以学习效果为中心,进行有效检验与实施,并形成性教学评价。

四、实施效果

本课程设计从教学组织形式、教学目标、教学内容等方面进行了改革,并从2018—2019学年起在电气工程及其自动化专业2016级两个班进行了试点,至今已开展实施2年,学生的评教有显著提高,相应的理论课程的学习效果也有所提高,学生的动手与工程能力也明显提升,学生去往相应的工作单位已初步具备行业认知,可以更快融入工作。图1、图2为学生开展课程设计提交的PCB设计图与硬件设计原理图。

五、持续改进

电动机课件篇3

文章编号:1671-489X(2015)08-0044-03

随着社会的发展、科学技术的进步,人类知识体系的更新越来越快,终身教育成为每个人一生相随的伴侣。而国家开放大学拥有最好的网络教育支撑环境,是在职教育的首选。从最早的BBS文字交互,到现在的双向视频会议,到微课、速课、电大在线、蓝卓移动校园学习平台等,各种软硬件配置层出不穷,而且每一个都在一定范围内受到推崇,对远程教学起到一定促进的作用。那么,哪种教学效果更好,哪种更适用于基层电大的教学和教学管理,哪种性价比更高,更迅便快捷,更能促进教学相长,更受授课教师和学员的欢迎,怎样整合更能适应现代远程教育的需要,是基层网络工作者要着力解决的问题。本文拟就此类问题谈下看法,希望能找到最适合教学的网络支撑环境。

1 经典的网络教学平台――电大在线

电大在线是最早的电大网络教学平台,以其开放性、共享性、易操作、好管理而受到教师和学员的欢迎。

硬件构成 服务器端采用的是IBM System x3650 M4服务器,造价在三万元左右。客户端可以采用普通的微型计算机,只要网络畅通,就可以随时访问电大在线,进行学习和讨论。

软件构成 基层电大在线软件全称为电大在线分校版1.5版本。电大在线使用的软件系统平台具有功能强大、操作管理简便的特性,操作系统为Microsoft Windows 2003 Advance Server,数据库使用Microsoft SQL Server 2000。电大在线与CERNET之间的带宽为100 M,和公网之间带宽为4 M,无论对于大流量的流媒体播放,还是大访问量,都能保证网络的通畅和快捷。该软件价格为6000元。

运行情况分析 以笔者所在学校为例,荣成电大在线2008年建成后,已平稳运行八年,实现了教学统一、教学相长的目标。从2008年12月份到现在,共实现总浏览人次达到197 929人次,最高日访问量达1500人次,教师共上传教学文本、教学视频资料等各种教学资源数量达11 476个,

学生访问量达十万次以上。在互动讨论区中,公共论坛发帖子数达9603个,其中学生发帖数达7289,教师回帖数为2314。课程论坛尤其活跃,发帖子数达107 715个,其中学生发帖数达到64 677个,教师回帖数达43 038个,充分实现师生互动、教学相长的目标。

主要优势 电大在线,总体上是个性价比较强、运行平稳、管理方便、比较实用的网络教学支撑环境。

现今存在的不足

1)师生在线实时互动的机会少一些,教师对学员的网络实时监控功能相对较弱,教学效果反馈功能也相对弱些。

2)电大在线目前只支持电脑版的,有的手机虽然也能登录,但是分校版的只支持安卓系统,有些功能也不能正常使用,苹果手机则无法正常登录分校电大在线。

2 领先的移动教管平台――蓝卓移动校园平台

蓝卓移动校园平台是上海蓝卓教育信息科技有限公司开发的,用于教育领域移动学习服务的平台,以发短信和彩信等形式,让教师与学生形成互动,从而达到教学和教学管理的目的。

硬件环境 服务器端:无需学校自己架设,由上海蓝卓教育信息科技有限公司提供软硬件服务支撑环境,只花钱购买其服务即可。客户端:手机或电脑,学员拥有一台普通的手机即可,智能手机更佳。

软件环境 移动学习服务平台是以短信、彩信、Web2.0、客户端等移动互联网技术为核心应用,基于面向教育领域的SaaS模式,为学校提供集产品、技术研发、软硬件、培训支持、日常运营等服务为一体的移动学习服务平台。现在使用的移动校园4.0是一个基于云计算和移动互联网技术的移动学习服务平台,实现学习支持服务和移动学习两大体系的完美融合。

运行情况分析 蓝卓平台在移动学习服务平台方面的应用主要体现在:首先,教师方面,主要是通过蓝卓移动学习服务平台放送短信,提示学员按时上电大在线学习,完成作业,考前辅导,及通知考试时间、考试成绩推送等,实现对学生的管理和服务;其次,学生方面,通过手机接收教师所发放的短信、彩信、微课件等,从而接受教师提供的服务。笔者所在的学校从2010年开始使用平台,五年来累计发短信5000余条,学生回复4000余条。

蓝卓平台的优势

1)即时性:随发随收,不受时间、地点限制。

2)互动性:学员收到信息后可以回复,教师也可以在平台上看到学员接收情况,互动效果好,有利于教师的管理和服务,也利于学生与教师互动交流。

3)领先性:与传统软件相比,蓝卓移动校园在用户规模、建设投资、设备部署、服务模式、使用方式、网络接入、升级更新等多个方面均具有明显的优势。

存在的不足

1)发彩信有一定的流量限制,一次发送最大数量不能超过40 K;不能发过大的课件,学生接受下载学习时需要较大流量。

2)费用较高,每个学生每年付费20元,按每年在校生3000计,每年费用6万元。彩信每条0.32元,还要另行计费。

3)学员彩信接收情况也不太好,由于受到手机型号、流量等限制,以及操作水平影响,50%的彩信学员不能收到或收到了打不开,导致教师做的视频、音频等课件不能按时到学生手里,这就直接影响到远程教学效果。

3 便捷的课件录制系统――速课录制系统

网络教学的支撑环境,除了教师与学生的互动管理平台,还有一个重要的支撑环境,就是课程录制系统,它帮助教师把传统的课堂―学生―黑板式讲授,转化为网络教学视频以及IP课件,从而通过网络平台传递给学生。

现在网上提供的视频录制系统很多,像Lectora的录屏、CS(Camtasia Studio)的录屏等,对计算机教师来说,使用起来不是难题。但除了计算机教师以外,其他专业的教师专业教学水平很高,计算机水平却非常有限,要想短期内精通这些软件的使用,是个较难的问题。如何让教师快速简便地录制教学视频,就成为一个十分重要、十分紧迫的问题。

速课录制系统全称速课便携式智能课件录播系统,是由国家数字化学习资源中心开发的一套简单、易用、便携的随堂授课内容录播工具。它是集成了录制与编辑、学习内容与进度控制、个性化设计等一体的智能课件录播系统,是为国家数字化学习资源库和分中心资源库建设的工具,包括便携式主机一套、速课编辑软件一套,可以进行视频、音频、文档三分屏录制,也可以只录制音频和文档以及视频和文档,还可以用编辑软件进行修改,操作简便,对初学计算机的人来说尤其适用,也减少了大量的教师学习计算机软件的时间和精力。

硬件系统 一台便携式移动录播系统,以及外设调音台、音频控制器、无线话筒、摄像机。

软件系统 速课录制系统suke_Setup_V10_offi。

优点

1)外形小巧,方便携带,生成的课件容量小,录制完毕的课件比原素材容量更小。

2)录制的课件可自由拆分、组合。

3)课件播放过程可师生互动交互。

4)支持多种课件类型,可生成包括三分屏、综合型以及公开课模式在内的九种不同类型的课件。

5)多种格式课件文件,能成符合国际标准的AICC认证准则和SCORM标准,能成普通的HTML文件和.exe文件。

缺点

1)除便携式主机外,录制音频时还需接相应音频设备,录制视频时也需接录像机,虽然这些设备都作为便携式主机的外设由供应商提供了,但是接口较多,只能由专业技术人员来安装,比较麻烦,且易出错。

2)造价较高,一台速课录制设备价格在18万左右,前期投入较大。

3)图像录入时色差较大,导致颜色略有些失真。通过本机器录屏时,文字和图像不够清晰,有少量失真的感觉。

4 先进的教学理念――微课

微课概念 微课是指按照新课程标准及教学实践要求,以视频为主要载体,记录教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点(重点难点疑点)或教学环节而开展的精彩教与学活动全过程。微课并不是一种上课形势,也不是某种交互平台,而是教师传授知识的一种理念。也就是说,要把一门复杂的课程分成很多细小知识点,或者叫知识碎片,然后针对某一知识点做成3~5分钟的视频进行讲解,这些视频最终通过网络和手机或电脑等终端,到达学生手里。微课设计是精心的信息化教学设计,形式是流媒体,内容是某个知识点或教学环节,时间是简短的,本质是完整的教学活动。

硬件环境 可以是一台电脑,也可以是一间教室,采用摄像机或白板等电子设备。

软件环境 各种录屏软件,像Lectora录屏、CS(Camtasia

Studio)录屏速课录制设备等,都可以使用。

微课优点

1)教学时间较短:5~10分钟为宜,最少的1~2分钟,最长不超过10分钟。

2)教学内容较少,突出某个学科知识点或技能点。

3)流媒体播放性,可以视频、动画等基于网络流媒体播放。

4)资源容量较小,适于基于移动设备的移动学习。

5)自主学习为主,是供学习者自主学习的课程,适合一对一的学习。

微课的不足 知识碎片化,不易形成一个完整的学习系统。

5 比较与整合

比较分析 通过以上分析可以看出,电大在线作为一款经典的在线教学和教学管理软件,虽然在前些年中给电大学员提供了相当多的学习和帮助,但其偏向于电脑版,已经不能完全适应移动时代,特别是手机客户的要求;蓝卓移动校园虽然实时快捷,但是对于在线学习,尤其是利用彩信进行视频、音频文件的传输播放,难以达到远程学习的要求。因此,急需开发出电大在线的手机版,或者是增加和改进蓝卓校园移动平台的功能,希望能够拥有一个集电大在线和移动校园功能于一体的APP,暂且叫做掌上电大,它既能实现电大在线的学生学习功能、教师的教学和教学管理功能,也能实现蓝卓群发接收短信、实时反馈功能。

从教学角度来讲,普通的课堂讲解和IP课件也难以适应现代网络教学的要求。最佳的解决方案是,教师把一门课程分解成许多微小的知识点,做成短小精悍的、吸引力较强的微课,通过速课录制系统进行录制,转化为MP4等网络流媒体形式,传送到掌上电大,便于学生上传和下载、学习和使用。

现有资源整合示意图(图1)

整合后掌上电大功能结构 掌上电大项目包含Web端和APP端。

1)Web端后台,主要为后台操作,涉及系统管理、电大教务、电大教学和移动办公等。作用:①基础数据建立及用户管理,用于师生数据的后台导入,为APP端提供数据基础,同时方便批量生成系统用户;②教师移动课堂的课件管理及相应的课堂答疑解惑。

2)APP前端可设计为三个模块:①电大教务,包括招生指南、专业课程、课表安排、辅导教师、成绩查询、学分查询、毕业查询等;②电大教学,包括我的课程、在线教学辅导、课程论坛、在线作业、考前资料下载等;③移动办公,包括电子邮件、公告通知、短信群发反馈、考前提醒等功能。

电动机课件篇4

关键词:《机电系统动力学》;创新型人才;培养模式

中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)41-0041-02

一、《机电系统动力学》课程教学改革的意义

《机电系统动力学》是一门学习机械和电气系统动态特征的课程,掌握了机械和电气系统动力学规律,可以在机械和电气产品设计、制造和使用中避免由于系统振动产生的破坏性,也可以利用有益的振动,使机械和电气系统动态特性得到最优化。从设计、制造到运行的过程中,动态问题存在于机械和电气系统的整个生命周期,所以对于学生主修机械和电气而言,机电系统动力学将是一个非常重要的专业必修课程。但是《机电系统动力学》涉及到的知识面非常广,和其他专业课程是密切相关的。对于这样一个庞大的知识系统,同学们将很难完全理解所学知识点,不能正确理解和掌握这门课的要点,对《机电系统动力学》课程没有整体的、系统的认识,更不能将课堂所学内容转化为解决实际工程问题的能力。因此,要大力倡导《机电系统动力学》课程的改革,提高学生分析、解决工程问题的能力,强化课程内容建设,主动引导学生建立完善的专业知识体系。

二、教学改革的具体方法

1.注重与其他专业课程的衔接。在授课中,如果只是为了一门《机电系统动力学》的课堂教学,学生将无法真正的将学习知识转化为他们的专业知识体系,《机电系统动力学》不能形成自己的知识库,它将形成一个相对封闭的独立知识。我们必须加强相关专业知识的串联。先进制造技术中涉及的诸多环节需要考虑动力学问题,动态设计在现代设计方法中要求学生具有适当的分析和动态建模能力,所以在课堂教学应把《机电系统动力学》和专业课程教学内容的交叉部分重点说明,让学生主动把其他专业知识和机电系统动力学知识相互融合,让学生可以更系统地掌握《机电系统动力学》课程的相关知识。

2.教学效果检验形式的多样化。教学和考试分开,将检查着眼于学生的理论知识的理解,以及掌握和灵活运用的能力上。将课外大作业或闭卷考试方式及实验测试组合成多形式评估方法。一个简单的大作业很难反映学生对课堂所学知识的理解,有涉嫌“滥竽充数”之意,极大损害了学生的学习热情;而简单的试卷考试,“一考定终身”的方式太片面了,不能有效地评估学生对课程内容的理解情况。经多年探讨采用以下三种方式对学生的成绩进行考核。①文献综述。结合《机电系统动力学》所学内容,在课程结束前,老师和学生进行一次文献综述大讨论,学生根据自己感兴趣的研究领域,大量查阅国内外科技数据库,并精选几篇经典外国科技文献做专题汇报,回答老师和同学们提出的各种问题。②课堂作业评价。在每个教学阶段,老师给出相关作业,学生课后查阅资料并解答。为了使学生在完成作业中遇到困难能得到及时解决,老师会不定期地为同学们集中答疑或组织讨论。③实际工程项目考核。老师给出一些实际工程项目,学生根据自己的兴趣爱好选择领域,这些实际工程项目都是结合的教师的科研课题。学生根据自己的特点选择方向,老师最后确定研究方向,根据老师科研研究方向凝练机电系统动力学领域的科学问题。这个阶段的实施,为学生今后的科研学术道路打下了良好的基础。

3.实验教学与课堂教学相结合。考虑到理论必须与实际相结合,实验测试是《机电系统动力学》的一个重要组成部分。具体工程项目使同学们充分了解了一些动力学分析测试仪器如数据采集分析仪、加速度传感器、声波传感器等仪器的熟练使用,对学生使用和掌握相应的数据采集和分析方法进行培训,使学生掌握先进的分析仪器和数据采集使用方法。课堂结合实验不但使同学们《机电系统动力学》课程理论知识得到加强,同时动力学分析测试仪器在工程实际项目中具体应用也为同学们今后走上工作岗位打下了牢固的应用基础。

4.生产实践与学校理论学习相结合。《机电系统动力学》这门课程更强调理论与实际相结合。以大作业的形式对同学们进行课后的考察非常的重要和必要。针对不同专业的学生,必须重视理论联系实际。根据学校附近大型工厂多的特点,鼓励学生多到工厂实地考察,以工厂实际机电设备为具体研究对象进行分析。学生也通过到工厂实地考察,找出并发现工程实际问题的科学问题。为了解决以工程实际问题为背景的大作业,必须根据工程实际问题在网上查阅大量相关数据。要求学生一方面进行建模分析,另一方面使用相应的软件进行数值求解,从而大大提高了同学们解决工程实际问题的能力。整个大作业就相当于让学生以工程实际问题为背景,结合所学知识解决实际问题。采取这种形式,学生们充分了解了解决工程实际问题的全过程。同学们对《机电系统动力学》课程也有了一个更深入的了解。

5.教学内容和工程应用软件相结合。与机电系统动力学课程相关的软件非常多,如Ansys主要应用领域是考虑结构弹性变形的连续系统动力学特征。Maple软件的最大特点是符号建模功能,可用于动态方程导出。MATLAB软件内含多种函数,可用于数值仿真计算。Adams软件主要应用领域是在多刚体系统动力学的建模与仿真,它可以用于多刚体系统的建模和仿真。多体动力学方程的学习,可以在第二类拉格朗日方程的学习之后,再通过Maple符号推理,从而推导出多体动力学方程。数值仿真结果可与其他分析软件计算结果对比。对于《机电系统动力学》课程的相关内容,学生可以使用软件数值分析并与理论计算结果相比较,从而进一步加强学生对机电系统动力学课程的理解。

通过对《机电系统动力学》课程创新人才培养模式的探讨,教学质量得到大大改善,使枯燥的课堂教学变得兴趣盎然,同时把课堂理论与工程应用实例相结合,使学生的创新能力,应用知识解决工程实际问题的能力得到大大提高,使知识点都能够映射到具体的工程问题,学生解决工程实际问题的技能也得到大大提升,通过具体工程实际问题,各种工程软件及计算机数值仿真能力也得到进一步拓展,为今后学生们走上工作岗位解决工程实际问题提前进行了预演。同时也帮助学生建立了较完整的专业知识体系,把机电系统的设计、制造、运行和《机电系统动力学》课程有机结合起来,把《机电系统动力学》知识灵活运用于机电产品的整个生命周期,使机电产品的总体性能得到优化和改善,也使学生们对知识点的理解更加透彻,进一步夯实和拓展了《机电系统动力学》课程的知识体系。

参考文献:

[1]李有堂.机械系统动力学[M].北京:国防工业出版社,2010.

电动机课件篇5

【关键词】课堂教学;教学方法;电气控制;PLC

高等工科院校开设的电气控制与PLC课程是一门理论紧密联系实践的课程,其理论系统性强,前后紧密连贯;此外,实践性亦强,技能训练与生产实际是理论教学有效直观的评价途径,反馈信息易于对教学进行矫正和检测。为了提高学生分析实际问题的与解决问题的能力,结合教学工作实践,对如何提高电气控制与PLC课堂教学效果提出了一些自己的看法。

1 上好第一堂课

学生在学习过程中只注意对局部知识的学习,缺少对课程的总体把握,不了解所学课程在整个课程体系中的位置和课程的培养目标。此外,就是没有职业生涯规划,没办法把所学的东西和以后职业相联系,从而缺乏目标和方向感,学习的动力不足。

为此,在第一堂课要让学生明白电气控制与PLC课程在机电类专业培养方案中处于什么样的地位,把承上启下的关系及相关课程介绍清楚,让学生知道此课程在本专业知识体系中处于什么样的位置,进一步强调本课程所学的理论基础对传统专业设备改造升级的意义以及如何提高传统设备的附加值,传统机械设备为了提高附加值必须结合电气控制来实现自动化和信息化,再次言明此课程对机械类专业学生就业的促进作用,学好此课程可以使学生增加一个就业面,不仅可以从事纯机械方向的就业还可以从事电气控制方面的工作,使学生能够立足机械,做好面向机械的自动化,提高自身的专业附加值。

此外,在第一堂课可以使用电气控制仿真软件,做一个PLC控制卷闸门开闭的课堂演示实验,让学生大体直观的明白电气控制和PLC是用来干什么的,从而提高学生学习本课程的兴趣;同时,也让学生了解到PLC使用梯形图编程简单易学,从而提高学生学习本课程的自信。

2 课堂使用多媒体课件和模拟软件

电气控制与PLC课程中有大量的电气控制原理图,各元器件间的逻辑关系不易讲解清楚,多媒体课件很好地克服了传统板书的缺点,内容准备与布置灵活方便,课堂信息容量大大提高,还可以把元器件逻辑动作视频和声音引进多媒体课件,有效增加了内容的生动性,有利于学生的理解和掌握。需要注意的是在制作多媒体课件过程中无法预知学生要提问什么问题,因此在电气控制与PLC课程的讲授过程中也需要少量的板书内容。此外,在教学中使用三菱或西门子等PLC教学仿真软件,这些软件一般集编程环境、模拟操作面板和三维仿真环境于一体,在对三维仿真环境和模拟操作面板中的仿真设备编程之后,可以模拟下载调试运行,观察结果,使得课堂教学更加生动形象,取得了良好的教学效果。再者,如果多媒体课件或录像资料缺少时,为了让学生在学习过程中了解设备实际工作过程,进一步了解企业,提前与社会接轨,也可采用现场课堂教学的方式,实习时结合现场设备进行现场教学。通过这种方式,学生对企业和相关设备的工作过程有了一定的了解,增强了学生的感性认识,为将来的就业奠定一定的基础。

3 尝试项目式教学

在教学过程中,教师要提前设计好每个教学项目的任务,将实践技能和实践经验结合到项目教学中。项目教学法在电气控制课程中的实施,可以围绕典型机床进行项目设计,例如,车床C6140刀架移动电机的控制、车床C6140主轴电机的控制、卧式车床C6140电气控制电路的检修等。每一个项目都有其依附的实体,需要带领学生观察机床的实际工作过程和机床的电路,使学生身临其境激发兴趣,实现学习和工作的对接。因此,教师本身要具备一定的实践技能,才能顺利完成各个项目教学。将理论与实践在项目教学中衔接以后,会把教材中原有的知识体系打乱,需要教师按照设定的项目将相关知识重新整合起来,需要哪部分知识,就把相应内容重新给学生强调强化,如项目教学进行车床C6140刀架移动电机的控制电路安装与调试时,要给学生强调的相关基础知识有低压电器、HMI及其他主令电器和接触器,控制电路原理图和接线图,三相鼠笼式异步电动机的直接启停与点动部分。在项目教学过程中,每个科目都是相互关联的,教师就要掌握课程的关联内容,以便于对学生进行指导、考核和评价,例如电机拖动部分的电机参数、拖动方式等都是电气拖动基础课内容,在电气控制课项目设计过程中是不可或缺的;工厂供电课程中的电气安全距离、电源和设备的保护等内容也是分析和设计电气控制电路必须掌握的知识,电控类课程指导教师也必须掌握。

4 课堂互动

上课一开始先安排学生回顾上次课堂讲授的内容并回答问题。回顾的过程有利于提高学生学习的主动性,同时也能使课堂快速安静下来。根据艾宾库斯遗忘曲线,每次课堂开始的回顾对所学内容的识记促进作用巨大。提问内容的设置要覆盖上一次课讲授的主要内容,目的在于复习上次课堂讲授的内容,可以有效防止知识的快速遗忘。

5 充分利用课间10分钟休息时间

在课间10分钟休息时间,播放轻音乐或者爆笑喜剧片经典片段,放松学生绷紧的神经,使其得到快速休息,特别是爆笑片能够显著提高神经元的活性。在此种状态下,学的东西记忆深刻,掌握牢靠。

6 鼓励学生参加工程实训和相关竞赛

学以致用,鼓励学生多动手,多参加相关学科竞赛,促进动手能力的培养和专业素养的提高。作者自己带的几届学生陆续参加了在鄂尔多斯、兰州、徐州和合肥举办的多届中国机器人大赛暨ROBCUP中国公开赛,获得一等奖共计11项,二等奖和三等奖众多;在第十二和第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中获得三等奖两项。这些参赛使学生通过参赛作品制作过程动手能力得到极大提高,工程素养得到良好锻炼。电控类课程相关知识早已熟练掌握,课堂之外的学习反过来又极大促进了课堂学习和课堂教学。

7 提高教师自身的业务素质

电气控制与PLC是一门应用性很强的专业课程,为此要求任课教师除了具有较高的理论水平外,还必须具有科研与技术开发能力。为了适应这一要求,教师除了完成理论课讲授任务,同时还要积极到工厂实地考察学习,参与实验室建设以及科研与技术开发工作,从整体上提高自身素质。

【参考文献】

[1]姜大源.职业教育的教学方法[J].中国职业技术教育,2007(25).

[2]李进梅.电力拖动控制线路与技能训练[M].4版.中国劳动出版社,2007.

电动机课件篇6

一、本院机电传动控制课程背景简介

《机电传动控制》课程是本院机械电子工程专业的一门重要专业必修课。机电传动控制这门课程的主要任务是掌握交直流电动机、步进电机、各种伺服电机及常用电器元件的工作原理、特性、应用场合和选用方法;利用继电器和PLC等技术手段实现对电机运行状态及运行速度的控制;掌握各种常用控制电路以及控制电路的设计;了解最新控制技术在机电传动控制中的应用。机电传动控制课程原理和应用并重,元件和系统紧密结合,具有较强的实践性,其目的就是学习和掌握各类生产机械设备中的控制技术。

本院结合机械电子工程专业学生培养方案,制定了机电传动控制课程教学大纲,选定了由冯清秀、邓星钟等编著的《机电传动控制》第五版教材,开课时间定在大三的春学期。

二、教学中存在的问题

1.教材内容不合理

本院针对机械电子工程专业大二开设了模拟电路与数字电路课程,大三秋学期开设了可编程控制器原理及应用,这为本门课程的学习提供了一定的基础,但同时也导致了内容重叠现象的出现。如教材第七章可编程控制器原理与应用、教材第八章电力电子学基础在大二及大三秋学期已经学习过,如果严格按照所选教材章节进行授课,会出现教学内容重复讲述的现象,导致出现学生不认真听课的状况。同时占用了宝贵的课时,教学中,为了在有限的学时内完成相应的教学任务,授课教师不得不采用满堂灌的方法,所有内容从头讲到尾,致使学生分不清重点,不能有效吸收,整体教学效果较差。

2.教学形式单一

机电传动控制课程中涉及到的接线图、电路图、特性曲线图、程序图较多,为提高教学质量和效率,在教学中采用了多媒体的教学方式。减少了课堂上板书画图的时间,而且可以通过多媒体的方式把书本上难以理解的图形直观动态地展现出来,对于提高学生的学习积极性,进一步加强学生对知识的理解有很大的帮助。但是机电传动控制课程的教学仍采用以教师讲授的单一灌输形式,这导致了部分学生似懂非懂的情况出现。不能有效调动学生参与到教学环节中来,学生学习积极性不高。

3.实验及实践创新不足

本院机电传动控制课程只象征性地开设了三个观摩实验,而且由于新老校区交通和实验条件的限制,不能及时开展。在实验过程中,学生仅仅是按照实验大纲给定的电路图接线,观测实验现象。不能激发学生思考能力,不能锻炼学生动手创新能力,不能取得好的效果。

三、教学改革措施

1.教学内容的调整

针对电子电力学基础和可编程控制器原理与应用两个章节,采取带领学生快速复习的方法,压缩授课时间,教学重点放在应用PLC技术对电机的控制上,并增加工程实例的讲解。结合工程实例,给学生布置调研报告或者实例课题设计,锻炼学生解决简单工程实践问题的能力。

2.考核方式改革

机电传动控制课程考核环节决定着学生课程学习成绩,对学生的课程学习表现具有一定的指引作用,这通常是学生们最为关切的。本院现有的考核模式是平时考勤10分、课下作业10分、实验10分以及期末试卷70分。在该模式下学生只需到课,按时完成作业,参加实验,提交实验报告,参加期末考试即可,不能对学生的课堂表现做出评价,不能评估学生平时对于理论力学课程的掌握情况,不能调动学生的学习积极性。

为了改变这一现状,在保证公平、公正、公开的基础上,对考核方式进行渐进性改革,针对14级学生采用期末成绩70分,实验10分,平时考勤5分,课堂表现5分,实例设计报告5分,作业5分的模式,强化对学生参与课堂学习 讨论、实践操作及创新能力的培养,通过以上改革,学生课堂活跃度和积极性进一步提高。针对15级学生,将采用期末成绩60分,实验10分,平时考勤5分,课堂表现10分,实例设计报告10分,作业5分的考核模式,进一步强化学习课堂表现和实践应用环节,调动学习学习主动性、积极性,提高学习知识掌握能力和实践应用创新能力。

3.授课方式方法的改革

3.1 课堂授课方式的改革

改变由教师单一灌输的形式,采用师生互动-角色转换的教学方式,适当增加知识回顾和总结环节课时比例。以直流电机基本结构为例。首先,授课教师先通过PPT课件结合一张直流电机简图A向学生讲授直流电机的基本结构组成;接下来换另外一张简图B让学生分组讨论,指派一名同学上台讲解;台下同学就简图的每个部件进行提问,并对部件结构质疑,如极靴电枢铁心表面为什么冲槽?极靴做成这样的形状有什么作用?试讲同学针对问题一一解答,授课教师最最后点评并进行知识总结。通过以上教学方式,极大地提高了学生的课堂参与程度,加深了知识掌握程度,培养了学生思考问题和应变能力,提高了课堂教学效果。

3.2 采用实践教学的新模式

机电传动控制课程教学过程中,发现由于学生生活中很少能接触到机械零件和电器元件,导致对电机结构、工作原理、工作特性、实际应用及控制方面知识匮乏,实践能力差,创新能力不足。本院下一步将计划采取设备器械进教室,学生进平台的教学模式。将教学器件、设备带进课堂;在机电传动实验室基础上建立如“全方位移动机器人”“无人机工作站”等创新平台,挖掘有兴趣爱好的学生参与到机电项目中来,将理论知识与工程实践紧密勾连起来,使机电设备深入学生学生生活,提升学生的专业素质。

电动机课件篇7

0 引言

本文将论述电子信息工程专业课程体系中计算机教育课程设置的研究和初步实践。电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科,其主干学科包括信息科学、电子科学及计算机科学。因此,其专业培养目标定为:具有坚实的电子信息工程专业基本知识和基础理论,能熟练掌握电子技术、计算机技术、网络与信息系统工程设计与管理等方面的知识,通过电子与信息工程实践的基本训练,了解学科的应用前景和最新发展动态,具备设计、开发、应用和集成电子设备、信息系统的能力,并具有良好的科研创新能力。上述目标体现了该专业学生应具备的知识结构,同时也充分体现了计算机技术对培养电子信息工程专业学生的重要性。

1现代计算机课程与专业课程的融合

现代计算机技术的发展,有力推动了电子信息技术的快速发展。同时,计算机理论与技术相关理念也渗入电子信息工程专业的基础和专业课程内容中,对电子信息工程专业的教学产生重要影响,主要表现在以下几个方面。

(1)在现代电子系统中,电子信息技术和计算机技术结合十分紧密,并逐步走向融合。同时,计算机技术和微电子技术的紧密结合,使嵌入式计算机系统得到飞速发展,也使得片上系统SoC(System onChip)获得广泛的应用。

(2)电子信息技术中需要很多的变换和数据处理,采用的算法是实现系统功能的重要环节,如快速傅氏算法、离散余弦变换、测量数据的误差处理与回归拟合等。在算法实现上,计算机技术具有明显的优势。软件技术的快速发展,使得电子信息领域中的数据运算、数据变换和数据处理都可融入计算机程序中。

(3)计算机仿真技术的快速发展使得电子线路与通信系统的设计、分析和仿真试验更加便捷、高效,出现了许多针对不同应用层次的电子设计自动化(EDA)软件,覆盖了电子设计的全过程。电子系统的设计已离不开计算机,EDA软件的地位越来越重要,已成为电子电路教学中的重要组成部分。

(4)随着软件技术的飞速发展以及Windows操作系统的普及应用,出现了许多新的软件设计方法,如面向对象程序设计、可视化编程、控件技术等。这些新技术极大提高了软件开发的效率,同时也使软件的功能得到极大的加强。

2本专业计算机教育应重视的环节

电子信息工程专业的计算机教育应针对专业特点,重视教学规律,科学地组织课程,合理地安排教学内容。教学中要重视以下几个环节:

(1)明确计算机教育的培养目标

要有效提高本专业学生的计算机能力,必须明确本专业计算机教育的培养目标。根据计算机技术的发展特点、本专业计算机应用的实际情况和对学生专业计算机应用能力要求,建立完整的电子信息工程专业计算机能力培养体系,全面提高学生在电子信息技术中计算机应用的能力和创新意识。

(2)重视与相关计算机技术知识的融合

电子信息技术和计算机技术结合十分紧密,在电子信息工程专业的专业基础课和专业课程中,都包含有计算机技术的内容。因此,在电子信息工程专业的课程设置和课程内容衔接中,必须注意到这种融合性,在专业基础课和专业课的理论及实验教学中尽可能多地结合计算机技术。

(3)注意计算机软硬件内容并重

嵌入式计算机系统的飞速发展,使高性能的单片机和专用微处理器芯片在各种电子系统中得到应用,其特点之一是软硬件共存于一体。因此,该专业的学生不能只偏好计算机软件或硬件技术,必须全面掌握好软件与硬件两方面的知识。

(4)必修与选修相结合

在确保所培养人才的基本规格和质量的基础上,应大量增加以拓宽专业口径,增强适应性,满足学生兴趣爱好、个性发展以及学科发展最新成果为目标的选修课程。根据这一思路,应当考虑:适度压缩必修课,仅将计算机基础、程序设计语言、微机原理及应用及电子设计自动化(EDA)等作为必修课;增加选修课,进一步拓宽学生的知识面,培养其在某一方面的特长;适度增加以专业后续课程为主的专业特色课程,以计算机教育应用实践为主的应用特色课程和以地方人才特殊需求为主的地方特色课程等。

(5)注重计算机教育内容体系的更新

具体来说,一方面要对作为基础的必修课加以精选,适当删除各门课程中相互交叉和重复的内容;另一方面更要积极引入计算机技术新知识、新理论和新方法,将其充实到教学内容中去,对教学内容不断调整更新。使学生能掌握新的知识,具备更深层次的技能,毕业后较好地适应社会需求。

电动机课件篇8

[关键词]机电传动控制课程教学教学体系教学方法

[作者简介]张志义(1966- ),男,吉林梅河口人,北华大学,教授,博士,研究方向为机械电子。(吉林吉林132021)

[中图分类号]G642.3[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2014)14-0135-01

受科学技术发展、社会改革的压力,高等教育亟须研究大学生专业知识结构与就业市场的匹配度问题。基于此研究者提出了按照“技术+特色+创新”设置专业方向课程,从强调对学生综合能力的培养、密切联系产业出发,研究基于典型设备的“机电传动控制”课程教学内容体系和教学方法。

一、机电专业课程概述

机械设计及其自动化专业课程都与工程实际紧密相连,其特点是都可以以某一典型产品为主线,介绍课程的基本概念、原理、元件的结构功能、系统应用及典型产品。教师可以根据课程的具体要求选择一个或几个典型机电产品作为主线介绍课程内容,并结合工程实际讲解本课程理论在典型产品中的应用情况。下面以“机电传动控制”课程的教学与实践为例,介绍以典型产品为主线的教学体系与教学过程。

二、“机电传动控制”课程教学体系

作为机械设计及其自动化专业的主要课程之一的“机电传动控制”是一门应用性和专业性极强的课程。如何在一门课程中使学生了解机械设备所涉及的大部分控制内容,是我们要详细讨论的问题。“机电传动控制”教材主要以原《工厂电气控制》为蓝本,以普通机床控制为对象介绍继电―电接触器控制、PLC控制、电机原理等内容。为使该课程能适应科学技术的发展和课程体系的完善要求,选择数控机床作为教学对象,结合数控机床所涉及的控制知识,在教学大纲中新编入伺服电机原理、变频器原理和数控机床控制技术,力图以系统的观点和统一的框架讲授机电传动控制课程,并以数控机床为对象揭示各种控制技术的内在联系和统一关系。该教学内容体系旨在教学内容和方法与产业发展同步,以培养适应产业发展的合格的工程人才为目标。

课程内容优化是高等教育课程改革的重要内容,关系到高校的教育教学质量和人才培养质量。工程技术专业需要融合各专业技术知识,使各个阶段所学习内容连贯统一。因此,在实施方面需要对机电传动控制课程内容进行合理的组织,内容涵盖在机电控制领域工作所必须掌握的各相关学科基础知识。根据教学大纲中培养目的及课程需求,安排合适的学习单元。各个学习单元要以真实工作任务及典型的工作过程为依据,开发能力主题学习单元,考虑各能力单元之间的逻辑、递进关系,对主题学习单元进行序化并实施,最终达到课程的教学目标。

三、作为典型机电产品的数控机床课程内容及过程

目前许多机电传动控制课以介绍继电器、PLC控制为主,经过多年工程设计应用实践活动,必须以机械行业经常用到的数控机床的控制技术为研究对象,来增强学生的学习兴趣和实用性,切实培养学生的实践能力。

1.数控机床知识结构分析。数控机床是一个典型的机电产品,主要包括机床结构、机床控制两大部分,其中机床结构的相关内容在本专业的前期和后期课程中讲解。以前对于该专业学生开设了机电传动控制、传感器技术、机电接口技术,但没有介绍伺服驱动控制技术、变频器技术、数控控制技术,应将伺服驱动控制技术、变频器技术、数控控制技术编入机电传动控制教材中,使得机电传动控制教材内容更加完善、合理和统一。

2.分解数控机床控制技术内容。将数控机床控制系统分解为四大模块,数控机床的常规控制内容融入继电接触器和PLC控制章节内容中,数控机床的坐标轴控制融入伺服驱动控制章节内容中,数控机床的NCK组态等融入数控控制技术章节中,数控机床模拟主轴控制融入变频器控制章节中(见下图)。在讲授课程内容时,先讲授理论内容,再以数控机床的相关控制部分作为实例进行讲解,并在课程结束前做系统的介绍。

四、“机电传动控制”课程的教学方法和手段

1.将原有知识整合进新课程。机电传动控制课程讲授前已经讲授了机械、电子、液压等方面的基础课程,这些课程内容相对独立,但都与机电传动课程有着密切相关的联系,这就要求教师在讲授该课程时能将各课程相关内容联系起来,将所学知识前后贯穿,融于一个教学内容之中。

2.以模块方式讲解相关电气元件。机电传动课程是为机械类专业开设的一门电气控制类课程,在讲授时应将电气元件看成为黑匣子,只讲授电气元件的输入、输出及工作原理,使学生知道如何设计、使用该元件,为培养系统集成工程师做充分的准备。教学采用实物讲解、师生互动讨论、实例分析、启发教育等多种方式传授工程理念,培养学生成为机械设备自动化生产过程的维护或设计应用型人才。讲授内容理论联系实际,以典型实际机电工程项目设计开发为导向,使学生把专业知识与真实的产品研发实践结合起来。

3.课后教学延伸。在讲授机电传动课程内容时,课上如遇到相关的技术知识就及时给同学布置课外查询作业,并在下次课上用十分钟时间与同学交流,并将同学的讲述情况记入平时成绩。如讲授电机启动停止控制电路时,就将与电机有关的电机系列、电机功率、电机电流估算、所用电缆等内容布置给同学作为课外作业。通过查阅大量与机电传动控制工程相关资料,学生在工程技术的应用上得以训练并能感受真实的工程环境。

4.课内外实验与仿真。将实际的工程环境引入教学环境,采用多媒体、实物、录像来展示其原理技术,并对新技术补充;教师在课堂上通过工业案例的讲解仿真,对所学的全部知识进行汇总和整理,不断强化核心知识的应用和掌握,学生可在课后根据作业情况进行PLC的程序编制与仿真,同时注重周边相关科学技术知识的学习和积累。

总之,提出了“少教多学”“少说多练”“工业案例”“项目导入”的教学方法和策略,营造实际的工程环境,在潜移默化中增进学生的智慧、自信与分析能力,充分利用教学资源,优化教学效果。通过机电传动控制课程的教学建设与改革,在课程的教学大纲、教材、课件、教案、习题库等方面时时更新,形成了一套成熟的质量保证体系,有效地促进了教育思想观念的转变,有利于进一步形成和深化学生的工程意识,为培养合格的人才打下良好的基础。如何提升在校该专业毕业生在工作中的适应性,要进一步研究课程教学规划,让学生用有限的时间学习理论知识和实践技能,以更好地适应就业市场的需求。

[参考文献]

[1]陈新民.应用型本科的课程改革:培养目标、课程体系与教学方法[J].中国大学教育,2011(7).

[2]王刚.工科教育模式的改革和实践[J].高等工程教育研究,2011(1).

电动机课件篇9

【关键词】FLASH动画;积件;教学资源;多媒体

引言

《机床电气控制》是高职学校自动化专业的一门重要专业课,通过多年的教学实践和企业对毕业生的反馈,特别是看到国外及其他院校先进的教学经验,在机床电气控制课程的教学过程中对课程安排和教学方法进行了改革,采用不同的教学手段,理论与实践相结合的教学方法,以提高教学质量。

但是这些方法与手段由于遇到实际瓶颈,还是不能使教学质量有质的飞跃。如灵活利用实物教具,会遇到实物教具不足,不够先进,实物教具不能展示内部零部件,不能根据学生实际情况设计故障等;实习工厂设备的老化,一些具有先进设备的企业场地不得入内参观等;如多媒体,目前的多媒体教学资源还止步于文本演示,一些精品课程网站资源也是教学计划,教案,培养目标等的累积,而教师在授课中最需要的是演示设备的操作,立体演示设备内部组成,能自主设置故障演示结果等,而这方面的多媒体资源—“积件”几乎没有。

一、课件与积件

课件(courseware)是根据教学大纲的要求,经过教学目标确定,教学内容和任务分析,教学活动结构及界面设计等环节,而加以制作的课程软件。其开发思想均以某一选定的教材为蓝本,以整个教材或章节为基本制作单元。课件的应用,确实让教师与学生有耳目一新的感觉,切实提高了教学质量与效率。但课件在教学中应用也出现了瓶颈-课件对教材的依赖程度很高,与现实中课程体系、教材版本的不断地变化形成较大反差;课件专用性较强,只能适用于事先确定的、特定的教学目标和具体的教学情境中,很难被不同教师应用于各自不同的教学实际;课件的整体性较强,不可拆分、重组,教学资源的浪费显而易见。

积件是多媒体教学资源中一个非常重要的组成部分,因其比一般多媒体资源具有更直观、更积极、更主动的特质而受到广大教师的喜爱。例如,《机床电气控制》中过流开关的保护过程,是教学难点之一,教师用图解、实物讲得口干舌燥,大部分学生也一片茫然,因为学生面对实物无法相像其内部磁力与电流的变化,也无法看到内部开关的动作,这时把它制作成动画来演示时,问题便迎刃而解。这表达难点的动画就是积件。

积件,是“散装”的课件元素,是“活”的课件,突破了教材的限制,使教学手段和形式更丰富。

在现实的教学实践中,教师只需要用这些积件来动态化解教学中的重点与难点,提高学生的掌握知识的效率,效果非常明显,所以积件可称得上是多媒体教学资源的灵魂。

二、设计思想

《机床电气控制》是高职学校自动化专业的一门重要专业课,其任务是给学生讲授机床电气控制系统的结构组成、工作原理和应用的基础理论和基本知识,使学生初步掌握机床电气控制系统的设计方法,具有简单机床的设计、分析和调试能力,它的应用性和实践性均很强。

1.研究目标

通过研究,开发一套适合机床电气控制课程的基于FLASH动画积件的多媒体教学资源,弥补目前该专业老师教学资源的不足,打开提高该专业教学质量的瓶颈,以提高《机床电气控制》课程的教学质量,促进该课程的进一步良好持续发展。

2.研究内容

根据研究目标以及该课程的教学目标和要求,确定知识模块所要掌握的知识要点,明确教学重点和难点,研究每个知识模块中需制作积件的知识点,确定积件的功能、表述方式和应用范围,统一积件库的格式和规范,制作并完善积件的功能,组建积件库与积件平台的使用说明等辅助功能。

3.方法设计

根据课程改革思想要领,依托先进的计算机技术,将该课程教师难以表述、演示的内容以动画的形式展现给学生,提高学生的理解能力;将该课程练习内容中难以描述、模拟的内容以互动动画的形式呈现给学生,提高学生的动手能力,以此提高该课程的教学质量。

该门课程的积件开发方法是科学确定方案,专业教师根据该课程内容与特点,结合现有经验设计积件的内容与功能;微机教师充分了解专业教师所提出的要求,制作积件与积件库,并利用网站加以系统化。

图1

三、关键技术

积件的开发工具主要是FLASH动画制作软件,其是一款成熟的软件,常用于制作网站小动画,广告片头设计等,在教学中也用于课件制作。

FLASH包含了非常完整的面向对象程序语言—ActionScript。这个程序语言的能力可以作为软件本身环境内的控制功能,当然也能与其他外部环境沟通的能力。在本课程的积件开发中,我们主要利用FLASH CS5作为软件本身环境内的控制功能。

1.取材

在该课程中有一个过流过压开关,是学生难以理解的知识点,在书上只有一张图,如图1。根据专业老师的描述,计算机老师利用FLASH加工该图,去掉中文,绘制脱扣器、释放弹簧等元件,为下一步的动画作好准备。

2.场景布置

图2 图3 图4

元件制作好后,可将原图删除,并根据原图放置好元件。根据电流变化,设计绿色、红色线条代表过流,弱流与正常,如图2所示。

3.技术实现

(1)用以下程序实现电流变化按钮功能:

c.onPress=function(){

startDrag("c",false,left,top,right,bottom);

f=1;}

c.onRelease=function(){

stopDrag();

f=0;}

c.onReleaseOutside=function(){

stopDrag();

f=0;}

this.onEnterFrame=function(){

level=c._x-400;

if(f==1){

i=int(-(level-12.3)/1.8);

//trace(c._x);

//trace(d._x);

if(i==20){i=21;}

if(i

trace(i);

gotoAndStop(i);

}

(2)上述程序中gotoAndStop(i)语句,使该帧上的影片剪辑得以播放,实现如图3、图4所示的过流、弱流动画演示。

四、《机床电气控制》积件开发意义

基于FLASH动画制作的积件其灵活性非常强,适合任何windows环境,可操作性强,受到广大教师的喜爱。但是因积件受到制作过程要求技术支持高,制作者思维扩散性强等诸多因素制约而没有得到广泛的开发,所以目前国内各类积件资源还是比较匮乏。所以本课题的开发与研究,对其他专业课程有较高的借鉴作用,对职业教育甚至其他教育阶段多媒体教学资源的建设起到促进与提高作用。

参考文献:

[1]王丽华.积件思想在FLASH设计中的应用[OL]..

[2]莫克.ActionScript权威指南[M].机械工业出版社.

电动机课件篇10

这样的教学模式已经与时代要求脱节,也不利于学生实践操作技能的发展,对于学生将来的就业和发展是非常不利的。对此,我校一直以来都提倡以技能为本的办学方针,实训室建设虽然达不到生产线水平,但实训类教学仪器基本一应俱全,可以满足该专业的绝大多数实训操作。并且为了达到教学做一体的教学目的,在实训室都配有多媒体教学设备,方便学生在练中学、学中练。然而我们这个专业,虽然对于某些课程,如电子元器件检测、电子测量等,在实训室进行教学做一体式教学效果非常好(因为这些课程是以实际元件和实际测量工具为载体的课程,通过实物演练和教师指导学生能很快掌握元件的使用方法并逐步掌握元件的工作原理及测量方法),但是对于电子专业的其他课程,单从实物角度掌握这门课程还是远远不够的,它只能解决理论课中的看得见摸得着的那部分问题,或者说单纯的教学做一体化教学只能达到本专业的中职教学水平。因为电子专业的课程在本科的教学过程中除了需要运用较多的高等数学外,器件及电路图的原理分析至关重要,对于夹杂在其中的高职教学来说也要兼顾理论教学,如果在理论不通的情况下做实训,只能是走走形式,熟悉熟悉实训过程,换一种工作要求,学生就无从下手或者不能独立完成。这也是高职电子技术专业课程改革的困难所在,正所谓高不成低不就。笔者认为突破理论教学的难关应该是电子技术专业课程改革的重点以及难点。对于电子技术类课程的理论教学学生普遍表示理解起来非常困难,主要原因是电子技术课程理论知识非常抽象,学生难以理解,久而久之就对其失去了兴趣。理论中的抽象问题单靠实物是无法完全解释的,需要有很好的逻辑思维,这些抽象的事物被人们具体化就形成了电路。所以,多画电路图是将抽象事物具体化、理论知识操作化的一种方法,正所谓“好记性不如烂笔头”“书读百遍其义自现”正是这个道理。但是单纯的手绘图对于当代高职学生来说不是非常容易,而且学生也不是非常感兴趣,要多利用计算机辅助软件提高学习效率,更重要的是增加学生学习的兴趣。下面以本专业课程改革实施情况及改革前后效果对比来具体说明。

二、以往单片机课程采用多媒体理论教学加单片机实训的形式

这次单片机课程改革最主要的目的是增加学生上课时的操作项目,力求达到每节课学生都有事可做。过去在多媒体教室上课最主要的问题就是课堂讲授部分到实训的时候很多内容还得重新讲一遍,费时费力,学生动手能力得不到充分锻炼,学习过程非常被动。其主要矛盾可以归结为C语言的程序编写与多媒体教学之间的矛盾。单片机课改的具体做法是将授课地点改为机房,包括实训器材也都拿到机房,在课程安排上,先从C语言上机实训开始学习C语言基础,本着以C语言够用为原则试着编写一些单片机程序下载到单片机集成电路板当中完成单片机实训,实现教学做一体式教学。总的来说,以C语言为载体的这种教学模式效果要好于以硬件为载体的教学模式,并且从教学条件角度,这样做更容易实现教学做一体式教学。单片机课程改革前后最明显的区别就是学生自主设计能力增强了,动手能力、分析能力、团结协作能力都得以锻炼。

三、电机与PLC控制是本专业的一门强电类课程。

本课程改革的重点是在理论部分增加操作项目,并且加入PLC实训部分。以往电机与PLC控制课程采用的是多媒体理论教学加电机实训的形式,电机理论部分和PLC控制部分在多媒体教室进行,电机实训部分在实训室进行。改革之后上课地点选在机房和实训室进行,机房增加一款电气设计软件和一款PLC编程软件及其仿真软件。由于强电课程不是本专业的主干课程,在实训设备配备上还比较欠缺,主要表现在PLC实训方面缺少相关设备。多媒体教室上电气原理图的课程学生得不到动手操作的机会,学习效果不理想。其主要矛盾可以归结为学生手绘图困难与原理图分析之间的矛盾,梯形图程序学习与多媒体教学之间的矛盾。在机房利用已学过的AutoCAD软件平台教学生使用SuperWorks软件载入低压电器符号及绘制电气控制原理图,然后到实训室对熟悉的控制环节进行电机实训演练,进一步加深对控制原理的理解;PLC部分在机房使用STEP7软件和S7-200仿真软件进行梯形图的程序编写及仿真实训。这样一来,学生们通过自己动手利用软件熟悉器件的符号、型号及工作原理,掌握电气控制原理图的绘制及控制方法和控制环节,进一步开发了学生们自主学习理论知识的潜力和创造力,再通过实物接线实操,进一步巩固和验证了之前的学习成果。利用软件辅助教学要好于多媒体教学的效果,通过仿真软件做实训弥补了设备不足的缺陷。对于本专业的弱电类课程也可以采用相关软件进行辅助教学。例如用Protel99SE软件可以辅助电子技术类课程的进行。

四、结语