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摘要：结合高校“变频器技术”教学现状，以更加关注变频器的实际使用方法为重点，以学生为主体，以项目式教学来激发学生的学习兴趣，对高校变频器教学项目的合理设置进行了探讨，并应用到教学过程当中，取得了良好的教学效果。
关键词：项目式教学；课程项目设计；变频器；教学案例
作者简介：陈青华（1981-），女，河南郑州人，郑州轻工业学院电气信息工程学院，讲师。（河南 郑州 450002）周炯亮（1977-），男，河南开封人，河南职业技术学院机电工程系，副教授。（河南 郑州 450046）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）13-0082-02
一、“变频器技术”教学过程中引入项目教学法的必要性
变频器作为交流电动机的驱动装置，具有提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、节约能源、降低生产成本等优点。随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，交流传动与控制技术成为目前发展最为迅速的技术之一，变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其他许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。在数控伺服、纺织机械、电力行业、冷轧机同步传动、高楼供水、起重机械等多种场合都得到广泛的应用，变频器调速技术已成为电气传动自动化的一项核心技术。了解变频器、操作变频器、应用变频器已是现代自动化类大学毕业生必备技能。
“变频器技术”课程主要在“电气自动化专业”、“生产过程自动化”、“机电一体化技术”以及“电机与电器”专业中讲授，其他电类专业亦可选学。变频器技术是一项具有很强实用性的技术使用方法，过去在教学过程中，基本以变频器的原理、内部电路的分析为主，忽略了变频器的使用方法，导致学生学完之后对变频器还是很朦胧，和实际应用对不上号，更别提使用方法了。教学过程完全和实际应用脱节。近年来，项目教学法在高校各专业教学过程中逐步渗透，取得了良好的教学效果。本文就是基于项目教学方法，和“变频器技术”课程教学相结合进行了课程整体设计。
“变频器技术”课程项目教学法要求在教师的指导下，将一个相对独立的变频器应用项目交由学生自己处理，信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价，都由学生自己负责。学生通过该项目的进行，了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求，根据任务需求进行主动性思考，通过克服学习中遇到的困难加深对变频器应用的理解并记忆深刻。同时，选取的项目理论联系实际应用并侧重实际应用，激发了学生的学习兴趣，实现了变频器学习和工作的对接。
二、“变频器技术”课程项目式教学改革与课程内容设计
课程教学以变频器的操作与应用为主线，在掌握电机拖动的相关知识和负载的机械特性的前提下，理解变频器的组成原理，分析变频调速的特点，重点掌握变频器的功能与应用分析、变频器的外部接线，在生产实践中的应用方法。改变过去变频器教学过度偏重理论的弊端，理论教学以够用为度，突出实践应用，重点掌握使用的方法，提高学生工程应用能力。
1.“变频器技术”课程教学目的（引出教学设计思路）
学习变频器的目的最重要就是用，教学目标、教学内容、教学设计等都要围绕实践展开，而不仅仅是单一的理论知识的讲授。会以点带面，能够让学生举一反三。在初学阶段，变频器的应用无非是懂得选型、参数设置以及电气接线。根据教学目的，以工作任务为课程门类划分的主要依据，以便让学生在学习课程的过程中同时学习工作结构。以实践过程和实践知识的掌握为课程结构展开的起点，让学生在一定程度的实践的基础上建构所需的理论知识。在课程内容上，项目式教学强调学生多数学习时间应放在实践知识的学习上，而不是理论知识的掌握上。
2.“变频器技术”课程教学内容设计
通过对相关有可能要用到变频器的企业进行调研，确定了学生将来要面向的工作岗位。主要有内含变频器的设备维护、工艺过程更新改造、变频器项目设计开发等岗位。针对学生将要面临的工作岗位明确了“变频器技术”课程教学培养目标，并重在应用。课程培养目标主要是掌握通用变频器的基本工作原理、熟悉变频器的主要应用场合、熟悉各类变频器的性能价格特点，能根据工程要求选用变频器，并用于实际工程设计；能根据控制要求熟练设置变频器的参数并正常运行变频器；会按规范要求安装、调试、维护变频器；能按功能模块分析变频器工作过程，对典型故障能进行分析处理；会使用变频器的常用维修仪器仪表及工具，掌握变频器维修、维护的常见方法，具备一般故障的检测、分析、维修能力；变频器系统集成应用设计能力。根据课程培养能力的要求，教学内容设计采取项目形式，并设计了相应的学习情境，具体如表1所示。
在教学中，结合教学内容和教学对象的实际情况，充分考虑学生需要掌握哪些知识点和操作技能设置教学项目及学习情境，具有一定的针对性和实用性。引导学生独立思考主动性学习，激发了学生学习的兴趣，要求学生不仅是掌握知识，更重要的是能够运用新的知识解决一些实际问题，将变频器的各知识点通过一个具体的项目串联起来，使学生综合运用变频器的能力得到提高。
三、MM420变频器的多段速控制案例项目式教学设计
由于现场工艺上的要求，很多生产机械在不同转速下运行。大多数变频器决提供了多挡频率控制功能，用户可通过几个开关的通、断组合来选择不同的运行频率，实现不同转速下运行的目的。变频器用于多段速控制的应用是一个非常典型的案例，把它作为教学中的一个项目，具有很强的针对性和实用性。
第一，向学生明确项目任务要求。
（1）第1频段控制。PLC控制使MM420变频器数字输入端口“5”为“ON”，端口“6”为“OFF”，变频器工作在由P1001参数所设定的频率为20Hz的第1频段上。
（2）第2频段控制。PLC控制使MM420变频器数字输入端口“5”为“OFF”，“6”为“ON”，变频器工作在由P1002参数所设定的频率为30Hz的第2频段上。
（3）第3频段控制。PLC控制使变频器数字输入端口“5”、“6”均为“ON”， 变频器工作在由P1003参数所设定的频率为50Hz的第3频段上。
（4）电动机停车。PLC控制使变频器数字输入端口“5”、“6”均为“OFF”，电动机停止运行。或在电动机正常运行的任何频段，将SB3断开，使数字输入端口“7”为“OFF”，电动机也能停止运行。
应注意的问题：3个频段的频率值可根据用户要求P1001、P1002和P1003参数来修改。当电动机需要反向运行时，只要将向对应频段的频率值设定为负就可以实现。
第二，学生接受任务后，以小组为单位，讨论学习变频器数字输入端口的控制方法，尤其是5、6、7号端子使用方法；变频器和控制PLC接线原理及方法；多段速控制相关哪些参数，如何设置；PLC程序思路。
第三，学生将讨论学习的结果向老师和其他同学汇报，经讨论修改后拿出项目实施方案并按照方案完成变频器的外部接线、参数设置和PLC程序等。
第四，系统综合调试，观察系统运行，学生自我评价，相互评价，老师评价，填写考核表，整理学习过程中的资料，形成含金量更高的学习笔记。
以上典型的项目式教学的实施，做到了从教到学有机融合，体现出了以学生为主体，激发了学生的学习兴趣，抛开了照本宣科式的枯燥教学。通过学习项目的精心选择合理设置，学生在学中做，在做中学。教师完成项目化的教学设计，在项目实施中教师为主导，通过由简单到复杂的项目任务，引导学生完成项目实施，培养学生的编程创新能力和综合素质，通过近几年的教学实施效果及学生的反馈调查，项目化的“变频器技术”课程教学取得了良好的教学效果。
参考文献：
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[2]王立忠，等.变频器恒压供水教学演示系统设计[J].通化师范学院学报，2010，（2）.
[3]夏明兰.任务驱动法运用于《变频器原理与应用》课程教学探析[J].华章，2010，（24）.
[4]李方园.“变频器应用”课程典型教学案例的探索与实践[J].中国电力教育，2012，（16）.
（责任编辑：刘辉）