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新科技在電機(jī)拖動(dòng)控制教學(xué)中的應(yīng)用
王惠 王文 游玲玲 2024/8/9 21:28:05
（接上頁(yè)）堂的問(wèn)卷
類別
興趣度 非常感興趣 感興趣 一般 不感興趣 厭煩 共計(jì)
人數(shù) 3 11 46 19 3 82
占比 3.65% 13.41% 56.09% 23.17% 3.65% 100%
圖1 學(xué)生對(duì)電機(jī)拖動(dòng)理論課堂的問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果分析
4.2電機(jī)拖動(dòng)教學(xué)的案例分析
目前，一些高校和研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)始嘗試采用新科技來(lái)改善電機(jī)拖動(dòng)教學(xué)。例如，一些學(xué)校引入了在線模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)云計(jì)算技術(shù)，學(xué)生可以隨時(shí)隨地訪問(wèn)平臺(tái)進(jìn)行電機(jī)拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)，不再受限于實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間和地點(diǎn)。這種方式既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)靈活性，又降低了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的成本。
另外，一些學(xué)校也嘗試引入虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真展示電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程。虛擬實(shí)驗(yàn)室能夠模擬各種工況，為學(xué)生提供更接近實(shí)際的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，同時(shí)避免了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中可能涉及的安全風(fēng)險(xiǎn)。
2022年12月，泰山科技學(xué)院為適應(yīng)教學(xué)的需要，在工程實(shí)訓(xùn)樓二樓建立了控制系統(tǒng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室。經(jīng)過(guò)1年的運(yùn)行，對(duì)智能工程學(xué)院2020-2023級(jí)隨機(jī)100名學(xué)生不記名問(wèn)卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，超過(guò)90%的學(xué)生認(rèn)為虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室里更能學(xué)到知識(shí)。
表2 學(xué)生對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室教學(xué)情況的問(wèn)卷
類別
興趣度 收獲非常大 有收獲 一般 收獲不大 無(wú)收獲 共計(jì)
人數(shù) 68 24 7 1 0 100
比例 68% 24% 7% 1% 0 100%
圖2 學(xué)生對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室教學(xué)情況分析
5新科技在電機(jī)拖動(dòng)教學(xué)中的應(yīng)用
5.1在線模擬實(shí)驗(yàn)的發(fā)展
隨著云計(jì)算和高速網(wǎng)絡(luò)的普及，在線模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)逐漸成為一種受歡迎的電機(jī)拖動(dòng)教學(xué)工具。學(xué)生可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)平臺(tái)，進(jìn)行與電機(jī)拖動(dòng)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，模擬真實(shí)工程場(chǎng)景，了解電機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行和調(diào)試過(guò)程。這種學(xué)習(xí)方式強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性，有助于提高學(xué)生的實(shí)際操作技能和動(dòng)手能力[4]。
在線模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)在于學(xué)生可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，大大增加了學(xué)習(xí)的靈活性。同時(shí)，學(xué)校無(wú)需投入大量資金購(gòu)置實(shí)驗(yàn)設(shè)備，降低了教學(xué)成本。
5.2虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的應(yīng)用
虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真，為學(xué)生提供電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的虛擬實(shí)踐環(huán)境。學(xué)生可以在虛擬場(chǎng)景中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，模擬電機(jī)的啟停、調(diào)速等操作，深入理解電機(jī)拖動(dòng)的原理。虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的引入不僅提高了學(xué)生對(duì)電機(jī)拖動(dòng)實(shí)際應(yīng)用的理解，還強(qiáng)調(diào)了實(shí)踐性和互動(dòng)性。學(xué)生通過(guò)與虛擬環(huán)境互動(dòng)，增強(qiáng)了對(duì)電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的認(rèn)知，培養(yǎng)了解決實(shí)際問(wèn)題的能力[5]。
泰山科技學(xué)院新建的控制系統(tǒng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室利用計(jì)算機(jī)平臺(tái)，完成了硬件向軟件的過(guò)渡，既能通過(guò)硬件直接完成接線實(shí)驗(yàn)，又能通過(guò)虛擬仿真技術(shù)，將實(shí)驗(yàn)過(guò)程和數(shù)據(jù)直接立體化的展現(xiàn)在眼前，為電機(jī)拖動(dòng)教學(xué)提供了一種新思路。
表3 可以通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室完成的電機(jī)拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)舉例
序號(hào) 實(shí)驗(yàn)名稱
1 直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)
2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)
3 直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)工作特性
4 直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速特性
5 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的不對(duì)稱運(yùn)行
...... 等
6新科技應(yīng)用的挑戰(zhàn)與機(jī)遇
教學(xué)改革是任何教育體系中不可避免的一環(huán)，電機(jī)拖動(dòng)教學(xué)也面臨著各種挑戰(zhàn)與機(jī)遇。在引入新科技的同時(shí)，需要認(rèn)真考慮和解決一系列的問(wèn)題，以確保教學(xué)改革的順利推進(jìn)。
6.1挑戰(zhàn)一：技術(shù)設(shè)備的成本與更新
引入新科技涉及到教學(xué)設(shè)備的采購(gòu)和更新，這可能會(huì)成為一項(xiàng)巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)�？萍荚O(shè)備的更新?lián)Q代速度也很快，學(xué)校需要持續(xù)投入資源以保持教學(xué)設(shè)備的先進(jìn)水平。泰山科技學(xué)院堅(jiān)持“四位一體”雙院制教學(xué)，為技術(shù)設(shè)備的采購(gòu)和更新提供了政策支持。
6.2挑戰(zhàn)二：教師教學(xué)理念的更新與適應(yīng)
教育者需要適應(yīng)新科技的引入，這可能需要調(diào)整傳統(tǒng)的教學(xué)理念和方法。泰山科技學(xué)院年輕教師居多，尤其電氣類教師，80后占比超過(guò)九成，他們對(duì)教學(xué)理念的更新和適應(yīng)性更強(qiáng)，可以滿足與時(shí)俱進(jìn)的教學(xué)需要。
6.3挑戰(zhàn)三：學(xué)科內(nèi)容的整合和協(xié)調(diào)
教學(xué)改革涉及到整合和協(xié)調(diào)不同領(lǐng)域的知識(shí)和技術(shù)，以確保新科技能夠有機(jī)地融入電機(jī)拖動(dòng)課程。泰山科技學(xué)院堅(jiān)持以賽促教，將學(xué)科競(jìng)賽完美的融入教學(xué)中，學(xué)生更好的接受不同學(xué)科和領(lǐng)域的知識(shí)，得以（未完，下一頁(yè)）
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