大工程观下变频器技术课程的教学改革与实践

Ｉ丝一　学固地…………………………一　大工程观下变频器技术课程的教学改革与实践　滨州学院自动控制研究中心邱世广　【摘要】大工程观教育思想是美国教育界的反思，９０年代出现后得到快速发展，进而形成了一套行之有效的教学方法，在本质上与应用型人才的培养是相通的，　对工科课程的教学方法提出了具体的要求，变频器技术是一门实践性很强的课程，课堂讲授不利于学生的理解，按照大工程观的教学方法进行教学改革，对于提　高教学效果，具有重要的意义。　【关键词】大工程观；变频器；教学改革　景以及整体性的思维方式、职业道德　技术课程的教学方法进行改革，力图　大工程观是由麻省理工学院的工　及社会责任感，这也是应用型技术人　以大工程观为指导，突出工程这一主　学院院长乔尔・莫西斯在１９９４年提出　才培养的基本要求。本文以电气自动　题，帮助学生建立工程概念，培养学　的，其核心是要避免工程教育过分科　化专业的变频器技术课程为例，对于　生的工程实践能力，力求提高学生的　一、前言　学化、学术化，教育要向工程实践回　课程的教学改革与实践进行了探讨。　工程综合素质。　归。其形成背景是这样的，２０世纪　二、变频器技术课程的特点及教　三、变频器技术课程教学的改革　４０－８０年代，美国工程教育引进科学　学中存在的问题　１．将变频器当前的研究趋势引入　教育，开设数学、物理等基础学科，　变频器技术是电气自动化专业的　课堂　过分强调科学基础理论研究与教育，　使得二战前工程教育注重的工程设计　和集成、工程实践教育等项目被消除　或者大幅度减少，偏离以实践为基础　的工程教育的本质，其直接后果是造　成美国工业在一系列产品领域让出霸　门对实践能力要求很高的专业课　程，变频器是一个强弱电结合的完整　的计算机控制系统，该课程要求学　生掌握变频器技术的发展现状和发展　趋势，熟悉变频器的基本原理和具体　一以变频器为代表的交流传动技术　从８０年代开始应用以来，得到了迅猛　发展，对企业的节能减排具有不可替　代的作用，在企业普及率很高，并有　逐步取代传统的直流传动系统的趋　势。变频器技术属于高新技术，国内　大约有２００个左右的变频器品牌，企　业竞争异常激烈，新技术的开发和应　用对企业的发展具有决定性的作用，　主地位，对美国的竞争力构成严重威　胁，大工程观正是以乔尔・莫西斯为　代表的美国教育家为改革教育模式而　提出的概念。简单而言，大工程观要　求工程教育更加注重培养学生的三个　能力：工程实践能力、综合的知识背　工程实现方法，掌握基于变频器的控　制系统的工程实现、工程调试和工程　维护方法。变频器课程涉及电气自动　化专业的大多专业课程，为保证学生　在学习前有充足的专业知识积累，本　因而新技术、新功能、新应用层出不　课程一般在最后一个学期讲授，具有　穷，这在客观上也要求电气自动化专　鲜明的工程特色，本文尝试对变频器　业的从业人员不断更新自己的知识储　找书本、上网查找相关资料、进行小　到提高。由于学生获得的知识大部分　学主体还给学生，但老师不是清闲　组讨论、上台发言、交流体会最后展　由自学中来，学生的自学能力得到了　的，而是关注每个小组中的学生的学　示成果的表现也是考核的一个因数。　较大的提升，丰富了学生的获取知识　习进度。教师也必须熟悉掌握教学领　为使学生能适应将来社会的需要，尽　的方法和途径，大多数学生从一开始　域内的知识达到融会贯通，这样才能　量以过程对学生进行考核，可以综合　的抗拒到后来的主动去学习，到１５Ｎ　在学生进行小组讨论遇到问题时以老　个人自评、小组评、小组间互评、老　时，已经有大部分同学自主完成了整　师丰富的专业知识及时给学生指导并　师评等几项得分，学会尊重学生，培　个学期的教学任务，而可以增加课外　予以解释说明，让课堂讨论能继续进　养学生的自觉性，从而体现一定的客　的实际任务。同时，因为学生习惯了　行。同时，教师应该有良好的课堂组　观公平，使学生不怕考核而大胆展示　在课堂上展示自己，表现能力和自信　织能力，能够将课堂的讨论控制在合　自我能力。　心得到了提高。　理的范围内。这对于我作为老师的专　四、教学成效　３．教学轻松了，课堂气氛活跃了、　业技术得到更大的提升。　１．学生的学习积极性得到了较大　轻松了。由于课堂上学生的自主性得　提高，能基本杜绝睡觉、上课玩手机　到提高，课堂气氛相当活跃，同时因　等不良作风。由于以学生为主的课堂　为在课堂上，为使学生大胆发言，平　设计，使课堂气氛十分活跃，吸引了　时多鼓励，师生关系在上课过程中也　同学们的注意力到学习中来。同时，　得到巩固，变得更为融洽。而且，因　因为每组间存在竞争的意识，使很大　为讲课内容少了，我现在只讲述一些　部分同学踊跃预习，预期使自己组在　学生难理解或理解错误的内容，讲课　回答问题及解决问题上获得先机，从　内容比以前讲得少了很多，上课也不　而取得好成绩，部分基础较差的同　用像以前那样，讲了多遍，还是有学　参考文献　［１　Ｊ【美】乔伊斯（Ｊｏｙｃｅ，Ｂ）等著荆建华等译教学模式（第　七版）Ｄ北京：中国轻工业出版社　【２】李晓项目教学法在我校的应用Ｕ］中国职业技术　教育，２００５（５）．　［３］袁华．职业中学电子专业课程项目教学的误区与对　策［『］职业教育研究，２００９（１）　学，为使自己不拖组的后腿，从而　生听不进耳。同时，因为分组和主动　“不得不”参与到学习中来也会动手　完成任务，学生在课堂中，也慢慢培　动脑思考。　养了学生的团体合作意识。　２．学生的学习效果和学习能力得　４．在现行的分组教学中虽然将教　一作者简介：刘树洪（１９６５一），男，毕业于暨南大　学电子工程系无线电电子专业，讲师，东莞理工学　校教师，研究方向：无线电子教育。　１７８一电子世再　…………………………．　学国地一　－　备，时刻把握变频器技术的发展趋　因此变频器在企业中得到广泛应用，　器实物外形及内部各组件的照片，内　势。因此，在变频器技术课程的教学　尤其是在变频器的一些具有传统应用　容更贴近生产实际，更具立体感，使　过程中，让学生不断了解变频器技术　优势的场合，变频器的普及率特别　得学生学习起来不再那么吃力。　２．学生的动手能力得到很大的提　当前的发展现状，使得课程的教学紧　高，对于这些变频器的热点领域，要　求学生重点掌握。同时，变频器技术　高　中存在很多工程难点，这些工程难点　通过不停的实验，不停的学习，　往往涉及的知识点比较多，甚至属于　学生得以将以前学过的强电实验和弱　不同的课程，如果给学生单独讲解工　电实验综合起来，知识得以融会贯　　教学过程中要注重与实际变频器　程难点本身，学生不是很容易理解，　通，有效的提高了学生的动手能力。产品相结合。对于变频器产品，无　甚至听不懂，因此有必要在讲授工程　３．课程的及格率明显提高　论是进口品牌如西门子、ＡＢＢ、富士　难点时进行必要的知识扩展，将工程　通过几年的尝试，课程的教学效　紧跟随工程的发展，这也是大工程观　对课堂教学的基本要求。　２．将具有代表性的变频器品牌融　入教学过程中。　等，还是国产品牌如英威腾、汇川、　欧瑞传动、新风光电子等，其同类产　品内部结构基本相同，都有详尽的产　品说明书，而且其官方网站都有都有　大量的产品结构、性能、应用案例等　方面的信息，教学过程中尽量将这些　内容融入变频器授课过程，以做到教　学更加贴近工程实践。　３．用实验近似实现变频器系统的　工程实现方法　变频器是一个复杂的计算机控制　系统，若只采用课堂讲授的方法则学　生的学习过程比较乏味，而且不太容　易理解，所以笔者尝试将课堂讲授过　程分解到一些实验当中，采取课堂讲　授与实验相结合的方法，让学生在实　践当中进行学习。电气自动化专业的　学生有多门实验课程，所以可以利用　学生做过的实验设计一些模拟实验，　作为讲授变频器课程的实验。如变频　器系统包含单片机、电源、电力电子　器件及其驱动等硬件电路，该部分内　容可以分别采用学生以前做过的单片　机实验、电气控制实验、电力电子技　术实验的实验设备模拟实现，实现过　程不求完全实现，做到便于学生理解　变频器的工作原理即可。同时在实验　过程中加强学生对于静电防护、器件　焊接、电磁兼容等具体操作的教育和　实践，同时锻炼学生的整体性思维能　力。通过将变频器课程按照内容设计　为多个实验，使得学生有更多的实践　机会，在实践中学习，这符合大工程　观的培养要求，目前笔者已经完成了　其中部分课程在实验中讲授，教学实　践证明，采用该种教学方法后，学生　的学习效果远远高于纯粹的课堂讲　授。　４．重点突出变频器应用中的工程　热点，适当扩展变频器应用中的工程　难点　由于变频器具有节能、提高产品　工艺、可实现自动控制等诸多优点，　难点作为～个专题来讲，以便于学生　理解。比如变频器恒压频比控制中的　转矩提升的控制方法，既涉及电力拖　动系统的动力学，又涉及变频器的控　制策略，还涉及电动机的饱和问题，　这是一个变频器控制必须要考虑的问　题，既是工程热点，又是工程难点，　可以作为一个专题详细讲解。可见，　重点突出变频器应用中的工程热点、　适当扩展变频器应用中的工程难点，　对于让学生具有一个综合的知识背　景，培养学生的整体性思维能力，提　高学生的工程实践能力具有重要的意　义，这正是大工程观所需要的。　５．注重培养学生的工程职业道德　科学技术是一把双刃剑，其运用　可能产生积极意义，也可能产生负面　影响，诸如生态失衡、环境恶化、　人口失控、资源枯竭等都跟科学技　术的发展息息相关，因此对于工程师　的工程职业道德的培养对于人类社会　的发展具有重要的意义，而工科大学　生作为未来的工程师，自然必须注重　其工程职业道德的培养，这也是大工　程观的培养要求。对于学生的工程职　业道德的培养，要培养学生牢牢树立　科学技术是第一生产力的观念，要热　衷于科技创新，在技术革新上要不怕　困难、一丝不苟、精益求精，在工作　中要以身作则，严格执行职业技术规　范，注重培育新人，同时要有环保节　能意识，要坚持真理。　四、教学效果　通过笔者近年来的不断尝试和改　进，教学效果有了明显的提高：　１．学生对课程的兴趣大大提高　教学内容不再全是课本或黑板上　枯燥的文字，而是融入了大量的实验　教学，一个个简单的实验很好的阐释　了复杂的变频器的基本工作原理。而　且讲解过程中以实际品牌变频器的说　明书为例，说明书内容贯穿整个授课　过程，同时课程ＰＰＴ内含大量的变频　果得到直接的体现，课程的及格率逐　年上升，现在及格率比两年前提高了　１０％以上。　教学效果表明，按照大工程观的　教学改革方向是正确的。　五、结束语　大工程观的教育思想与应用型人　才培养在本质上是一致的，都注重培　养学生的实践能力，都要求学生具　有综合的知识背景，都注重培养学　生的工程职业道道。大工程观的教育　思想将培养学生的工程实践能力放在　首位，这也在客观上也要求教师更多　的了解企业，能够跟企业有更多的交　流，能够跟已毕业的学生有更多的交　流，这对于课程的教学改革具有重要　的作用。　本文尝试按照大工程观的培养要　求对变频器课程进行了初步的教学改　革，取得了较好的教学效果。按照大　工程观进行的教学改革是一个不断实　践、不断积累、不断改进的过程，相　信经过几年的努力和积累，一定会有　更好的教学效果。　参考文献　【１】谢笑珍．“大工程观”的涵义、本质特征探析Ｕ】．　高等工程教育研究，２００８（３）：３５—３８　【２】王令其，左健民，汪木兰．大工程观与应用型工科教　学改革［Ｉ］．理工高教研究，２００９（４）：１３０—１３２．　［３］邱夷平．大学工科教学方法创新之我见Ｕ】．纺织教　育，２０１１（８）：３１１－３１２　本文属滨州学院青年人才创新工程科研基金项目　（项目编号：ＢＺＸＹＱＮＬＧ２０１　２０４）。　电．－７－１Ｕ．￣一１７９—