电机拖动实验教学虚拟仿真软件应用

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［摘要］浅析虚拟仿真软件在电机拖动实验教学中的应用，采用理论结合实际的方法，深入挖掘当前高职学生的特点以及目前实验教学中的突出问题，边研究，边实践，边改善，力求取得突出的效果。

［关键词］实践教学；虚拟仿真；电机拖动；教学改革

随着当前职业教育课程改革的发展和教学理念的改变，突出应用型人才的培养，更好地培养出更适合企业岗位需求的人才。这就需要高职院校的工科实验室不断壮大，老师不仅要具有深厚的理论知识，还需要较为娴熟的实践技能。高职院校的培养目标是培养一大批生产、服务第一线的高素质劳动者和实用人才。因此，虚拟仿真软件应用到专业课程的教学环节很有必要，通过足够的仿真实验，不断提升学生的动手实践能力，学生才能真正掌握该学科的知识精髓。本文以电机拖动这门课程为例，分析、阐述虚拟仿真软件的运用。

一、教学现状分析

电机拖动这门课程，是针对本学院机电一体化技术专业、工业机器人专业的学生开设的一门专业必修课程。该课程属于理实一体化课程，需要学生进行动手实践操作，以帮助学生牢固掌握理论知识，不断提升其自身综合素质。结合实训室的实际情况，为保证每位学生的实际操作效果，挖掘其中存在的一些问题。

（一）当前学校实验室的资源设备普遍存在设备与学生人数不匹配的情况对班级总体人数而言，学生人数远远多于设备数量。因此，为了满足学生一人一设备的条件，目前采取的方法主要以分组教学实践为主。这样还是无法实现在规定教学学时内，让每一位学生真正独立操作的目标，学生的实际掌握程度无法正确评估。

（二）实验时间长而实验课时少电机拖动课程中有些实验所需时间较长，如变压器方面的实验，有变压器的空载运行实验、变压器的负载运行实验，并要求对两项实验进行比较。学生经过分组之后，完成这两个实验并记录实验过程中的多项数据，最后进行比较和分析。这就产生了真实实验时间长与课程实验课时设置过短的矛盾，通常采用视频或者图片演示来折中处理，这样不利于学生对实验原理的理解，实际影响实验教学效果。

（三）实验教学内容的学习方法有待提高相关电机拖动实验的实训设备仪器少，因此需要改进实验教学方法，不能采用以实训设备为主的实践教学手段，而增加虚拟仿真软件这一新的实践教学方法。在这里我们主要介绍宇龙机电仿真软件这一虚拟仿真软件，不仅可以运用在电机拖动实验教学中，同时还能运用在电气控制与PLC技术课程和液压与气动技术课程中。与传统的实训设备相比较，宇龙机电仿真软件的可操作性更高、趣味性更强，能让原本枯燥的理论知识通过仿真软件更加生动地展现在学生的眼前，不仅提升了学生的学习兴趣，更让复杂的设备操作借助生动易学的方式使学生更易掌握。

二、虚拟仿真软件在实验教学中的应用

（一）目的和思路电机拖动作为一门专业必修课，它起到了承上启下的作用，不仅是对专业基础课知识的拓展，还要紧密衔接后续的专业课程的内容。因此，学习该课程的主要目的有以下几点：（1）需要学生端正学习态度，规范学习习惯，更加系统地学习该课程的理论知识。（2）不断增强趣味性和生动性，引导学生运用自身所学技能解决实际问题。（3）充分激发学生的学习兴趣，提高学生的主观能动性，紧密联系教师的教导，起到事半功倍的作用。最终使我们的学生不仅掌握了专业知识，还提升了自身的专业技能，达到实践和理论相结合的目的。“以服务为宗旨，以就业为导向，以学生为中心”是所有职业教育的理念。纵观机电类实践课程的特点，摒弃传统的教学方法，并提出学生积极主动学习和教师用多方位教学模式开展电机拖动课程的教学思路。教师在教授专业知识的同时，引导学生培养自主学习的能力，更加全面地促进学生实践技能的发展。因此，通过运用宇龙机电仿真软件的教学方式，只需要机房就能解决设备少学生多的问题，最重要的是能培养学生的思维方法，有利于直接提升学习的效率。

（二）宇龙机电仿真软件的概述宇龙机电控制仿真软件是由上海宇龙软件工程有限公司开发，适用于本校机电一体化技术专业、工业机器人技术专业及其他相关专业课程的实验和实训教学。该仿真软件主要适用于电机拖动基础、液压与气动技术、电气控制与PLC技术三门专业课程的仿真实验实训，可以完成以下教学内容：（1）完成各种电路、气路、液路的搭建，并进行电压、电流、压力和流量的测试及计算。（2）涵盖欧姆龙、西门子、三菱三大系列的PLC部件，完成维修电工中级和高级以及日常教学编制相应PLC程序，更加直观地表现控制对象的自动控制。（3）针对常用机床电气故障案例的排故，能够解决教学过程中的日常故障，紧密联系实际问题，真正掌握排故方法。

（三）宇龙机电仿真软件的实际应用本软件主要解决电气部分的电路搭建，以及控制对象电动机的运行方式。首先安装好软件，在桌面形成该软件的快捷方式，该软件需要插入对应的加密狗才能使用，主要分为单机版和联机版。以教师身份登入，并输入相应的密码，等待数秒联机后，点击“宇龙机电控制仿真软件”的图标，弹出如下登录界面（如图1）：进入程序后，默认进入的是“宇龙机电控制仿真软件”的“机电控制系统”功能界面，如图2所示窗口，空白部分即为机电控制仿真平台：在以上仿真软件的界面上，可以满足电机拖动课程实践教学中的各类实验。以三相鼠笼式异步电动机连续运转控制电路为例，图3是原理接线图，图4是宇龙机电仿真软件的绘制图。学生在“机电控制系统”功能界面中，点击左边“元器件”即可选择所需的元器件，有接触器、熔断丝、继电器、开关、电动机等。选中后，通过点击鼠标左键即可安放至右边绘图区域；通过选择工具栏中的“导线”，即可完成各个元器件之间的连接，如图5所示。最后，点击工具栏上“”即可运行机电控制仿真平台；点击“”即可停止机电控制仿真平台；点击“”为可视图切换，即可查看元器件的接线图，再点击可还原为实物图。整个过程需要注意一些细节部分，比如说：（1）主电路选取的导线电缆规格为1*1.5，28A，控制电路则选择导线电缆规格为1*1，22A；（2）接触器的型号规格由默认的110V修改成380V，否则在运行过程中接触器过热导致烧毁；（3）选择的元器件默认名称都是一样的，需要有所区别的话，需要选中该元器件，点击鼠标右键，选择属性，即可修改成需要的元器件名称。上述虚拟仿真流程结束后，学生可以对电机拖动课程实验“元器件的认识、安装，导线的选择、连接及运行仿真软件”的整个流程有非常清晰的认识。

三、“课证赛结合”的培养方案及实践

“课证赛结合”主要是指所学课程与相对应的专业技能证书以及专业性竞赛相结合，通过“以赛促教，以赛促学”，使得学生更加系统地掌握理论知识，锻炼学生的综合实践能力，使其从中积累经验，为后续学习和进入社会工作打好基础。现学校很重视每年技能节的举办，这同时也是检验教师的教学成果，鼓励更多的学生和教师参与进来，不断结合实践生产获得更多的实际经验。在此基础上，从中挑选拔尖的学生，以资鼓励，并且为“世界技能大赛上海市选拔赛”和“全国职业院校技能大赛”储备人才。“课证赛结合”的培养模式能较为全面地培养学生的综合能力，提供更多的机会给有实才、感兴趣的学生，由专业教师鼎力指导，在各类市赛和国赛中展现他们的才能，取得不俗的成绩。

四、结论

本文主要探讨了虚拟仿真软件在电机拖动课程中的应用，满足了学生更加真实的体验，更加具有生动性，是一种新的教学方法，同时解决了由于设备资源的缺少而带来的教学难题，教学成本大大减少，最终提升了实验教学质量。

参考文献：

［1］邓广涛，崔志恒，赵俊伟，等.改革实践教学管理培养创新能力［J］.实验室研究与探索，2013（6）：349-352.

［2］陈宁宁，林善法，郑育华.开放实验室的建设与管理［J］.实验室研究与探索，2004，23（7）：102-104.

作者：许玉婷 单位：上海东海职业技术学院