任务驱动法在“电力拖动”课程教学中的应用

任务驱动法在“电力拖动”课程教学中的应用

邸彩芸

国网冀北电力有限公司技能培训中心（保定电力职业技术学院） 河北省保定市 071051摘要：本文详细介绍了在实践性较强的“电力拖动”课程中采用的任务驱动教学法，该教学方法由任务选择与设置、任务驱动与控制和任务总结与评价三个环节组成。课堂实施效果表明，这种教学模式受学生欢迎，有助于调动学生学习的主动性，有助于学生对电力拖动知识点掌握与运用，有助于培养学生解决实际工程问题的能力。

关键词：任务驱动法；“电力拖动”课程；应用

1该课程考核方式改革的思路

《电力拖动基础》课程考核改革以提高学生分析问题、解决问题和实际动手能力为目标，以重组教材内容，模块化案例教学为载体，加大过程考核力度，激发学生兴趣，适当给学生施压，进一步提高课程教学水平，增强学生的就业能力。

2.该课程考核改革的指导思想及原则

大纲为本，适度调整原则。为了较好的进行课程考核改革，授课内容以教学大纲为指南，授课及考核的内容覆盖教学大纲的全部知识点，但在讲解方式、讲解详略及测试方式上具有灵活性和可操作性。

调动学生积极性原则。课程考核的改革，给学生适当增加课后任务，即布置一定量的课后作业（包括理论学习、仿真建模调试、硬件制作及调试），老师以精讲和测试为主，增加的教学工作量在老师可以接受的范围之内，不增加学院的过程管理工作量。

理论讲解、系统仿真及实验结合手把手教原则。授课以一本固定教材为主，一本参考书为辅，便于学生系统学习。本课程的考核改革，以机械工业出版社出版的“电力拖动基础”为主讲教材，“电力电子、电机控制系统建模及仿真”教材为参考教材，提供电力电子与电机实验室作为实践场合，将科研成果应用到实践教学当中。

3任务驱动法

任务驱动教学方法是一种基于构建主义学习理论上的教学法，它提出改变以传授知识为主的常规教学理念，采取以解决问题、完成任务为主的多维交互式的教学模式。该教学模式的特点是“以教师为导向，以学生为主体、学生的工程实践能力锻炼为中心”。在这学习的过程中，教师把将要教授的新知识，结合工程实践设计在一个或者几个任务中，学生通过个人或者团队的形式进行分析任务，收集数据、设计方案，最后实施任务。在整个任务驱动过程中，教师从知识的传播者转变为学生学习的引导者，教师引导学生对课程资源的学习，同时当学生遇到困难时给予指导;学生从被动学习转变为主动学习，学生在执行任务的过程中学习并掌握了知识点。

4任务驱动法实施

在“电力拖动”课程教学的过程中，任务驱动法可以分三步进行:任务选择与设置、任务驱动与控制和任务总结与评价。下面展开说明任务驱动法在“电力拖动”教学中的应用。

4.1任务选择与设置

任务的设置要以教学大纲为依据;设置的任务要有层次性、由浅入深，学生能在教师的引导下或者独立完成;任务数目设置合理，不宜过多增加学生负担。课程组根据课程理论与实验教学要求并结合工程实践需求，电力拖动任务驱动法中设置的主要任务如表1所示。根据课程要求掌握他励直流电动机起动方法的分析及起动电阻的计算，设置了任务1。任务1具体要求为:一工厂有一台他励直流电动机，其数据数据:PN=3．7kW，UN=240V，IN=18．9A，nN=1200r/min，最大的起动电流为2IN，拖动TL=0．8TN的恒转矩负载，系统总飞轮矩GD2=64．7N·m2。要求设计该电动机串电阻三级起动电气控制系统。

4.2任务驱动与控制

任务发布后，为了驱动任务的实施，教师要引导学生对任务进行分析与细化，激励学生进行思考，自主完成学习任务。以任务1进行说明，该任务可以细化为3个子任务。子任务1:计算各级起动电阻。学生根据课堂讲授的他励直流电动机电枢回路串电阻分级起动知识点，设计出该机串电阻三级起动主电路，如图1所示。同时根据他励直流电动机各级起动电阻计算步骤，学生根据任务1中的电机参数可计算出各级起动电阻ＲST1=3．66Ω，ＲST2=1．64Ω，ＲST2=0．74Ω。

图1电枢回路串电阻三级起动

子任务2:计算各各级起动时间。串电阻起动的控制电路运用接触器和时间继电器配合完成，学生需要计算各级起动时间。这一知识点在理论课堂上不做讲授，属于课后自学内容，教师指导学生利用“电路”瞬时分析知识自主完成他励直流电动机分级起动过渡过程知识点的学习，来确定各级的起动时间。计算出各级起动时间为t1=2．3s，t2=1．5s，t3=0．9s，t4=0．5s，即从加上电源那时刻开始计算，2．3s后起动电阻ＲST3短接;经过1．5s后，再使ＲST2短接;经过0．9s后，使电阻ＲST1短接;最后经过0．5s后，电机起动结束，达到稳态运行。

子任务3:仿真验证。通过Matlab/Simulink模拟，学生可以验证设计结果的正确性，并能观察起动过程的转速和电流波形。在Matlab/Simulink分别建立三级起动的仿真实验模型和电阻控制子模型，如图2、图3所示。

图2他励直流电动机串电阻起动仿真实验模型

图3串起动电阻电阻控制子模型仿真模型

根据子任务1、2的计算结果，设置各级起动电阻和起动时间，进行仿真得到图4所示的波形。由仿真实验波形图(a)、(b)，学生可以观察到直接起动的时候起动电流达320A，远远大于其额定电流，串电阻起动可以降低起动电流，并且图(b)反映出在整个电动机起动过程中电流都小于最大起动电流2In，所设计的分级电阻起动器满足电动机起动要求。通过图(c)、(d)学生可以观察到他励直流电动机三级起动过程的转速变化波形、转速与电磁转矩之间的变化波形。在任务1完成后，学生进一步理解他励直流电动机起动特点，掌握起动电阻和各段起动时间的计算。

4.3任务总结与评价

完成任务后，我们要求学生对每一个任务进行归纳与总结，撰写任务报告(包括任务实施的理论基础、设计电路图，相关参数计算及心得体会)。通过任务总结，学生巩固了理论知识与实验技能，提高了论文写作水平。

任务评价机制不是目的，但是评价机制是保障任务实施的重要措施，促进学生自觉学习的有效机制。在任务完成后，学生要在班级进行成果汇报，汇报后接受其他学生和教师的提问，教师完成对重点与难点讲解与总结。最后由学生互评和教师评价共同决定该生完成任务的效果，计入课程总评成绩。通过任务评价，学生可以相互交流，可以在互评中相互借鉴，共同进步。

结束语

“电力拖动”是电气工程及其自动化专业的学生涉及比较早的一门专业课，具有理论性强、与工程实践联系密切的特点。，着服务地方，辐射周边地区的办学定位，高校电气工程及其自动化专业人才培养目标的定位是培养在电机及其控制应用领域内应用型高层次人才。为服务于这个目标，笔者在“电力拖动”课程教学过程中逐步改变“以教师为主体、以课堂为中心”的常规教学模式，引入“任务驱动”的教学模式。

参考文献

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