李宏偉，聶 晶

（石河子大學(xué) 機(jī)械電氣工程學(xué)院，新疆 石河子 832000）

《電機(jī)學(xué)》課程教學(xué)改革的實(shí)踐

李宏偉，聶 晶

（石河子大學(xué) 機(jī)械電氣工程學(xué)院，新疆 石河子 832000）

教師應(yīng)注重基礎(chǔ)理論，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用基礎(chǔ)理論分析和解決問題的能力及加強(qiáng)工程觀念為主線，提出改革后《電機(jī)學(xué)》課程的教學(xué)內(nèi)容，對(duì)教學(xué)形式及教學(xué)手段的改革進(jìn)行了總結(jié)。通過現(xiàn)代化的教學(xué)手段，以工程目的為主導(dǎo)的系列實(shí)驗(yàn)和相關(guān)電機(jī)專題的研究等改革措施來實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

電機(jī)學(xué)；改革；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)形式

一、引言

《電機(jī)學(xué)》課程是電氣類學(xué)生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，教學(xué)內(nèi)容涉及的電、磁基礎(chǔ)理論知識(shí)多，具有理論性強(qiáng)、概念抽象、計(jì)算復(fù)雜的特點(diǎn)，同時(shí)也是學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)后續(xù)課程的基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)，不但要求學(xué)生掌握《電機(jī)學(xué)》課程中的基本知識(shí)和分析方法、同時(shí)能對(duì)相關(guān)的專業(yè)知識(shí)融會(huì)貫通。因此教師在有限的授課過程中需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，注重教學(xué)形式及教學(xué)手段的改革，在掌握基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

二、教學(xué)內(nèi)容的改革

確立了電機(jī)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的新體系，形成以電機(jī)的穩(wěn)態(tài)特性為主，以變壓器、異步電機(jī)、同步電機(jī)和直流電機(jī)四種電機(jī)為主要內(nèi)容的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形式。抓住每種電機(jī)的四個(gè)基本要求：基本結(jié)構(gòu)和用途；基本工作原理；基本特性；基本分析方法，進(jìn)行系統(tǒng)地講解和全面地分析。四種電機(jī)的教學(xué)內(nèi)容如下。

在實(shí)際教學(xué)過程中，對(duì)教學(xué)內(nèi)容的把握上，進(jìn)行了如下調(diào)整。

1.以變壓器、異步電機(jī)、同步電機(jī)和直流電機(jī)四種典型通用電機(jī)為教學(xué)重點(diǎn)，著重講解其工作原理和穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性，以及各類電機(jī)的共同性問題。突出本專業(yè)本科教學(xué)應(yīng)掌握的基本概念、基本理論和基本分析方法，提高學(xué)生解決工程實(shí)際問題的能力。

2.突出重點(diǎn)內(nèi)容，減少章節(jié)和層次，較大幅度壓縮篇幅。針對(duì)目前《電機(jī)學(xué)》教學(xué)時(shí)數(shù)（課內(nèi)時(shí)間80學(xué)時(shí)左右），有較多的削減。精簡(jiǎn)內(nèi)容：電機(jī)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，如繞組；電機(jī)運(yùn)行中的專題性問題，如直流電機(jī)換向等。此外，對(duì)例題、思考題和習(xí)題也進(jìn)行了精選和梳理。

3.諧波問題、不對(duì)稱問題和暫態(tài)過程是電機(jī)學(xué)本科教材中不可缺少的基本內(nèi)容，也是初學(xué)者的幾個(gè)難點(diǎn)問題，對(duì)其要求應(yīng)適度。諧波問題和不對(duì)稱問題著重介紹基本概念和分析手段，以及對(duì)電機(jī)運(yùn)行的影響，為今后的工作打下一定的基礎(chǔ)；暫態(tài)過程僅介紹其物理概念，有助于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。

4.對(duì)當(dāng)前科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)發(fā)展中的一些熱點(diǎn)問題給予關(guān)注。如交流調(diào)速；變壓器、異步電機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；同步電機(jī)的各種運(yùn)行方式等。

三、教學(xué)形式的改革

通過多年教學(xué)實(shí)踐和總結(jié)交流，對(duì)教學(xué)形式、方法進(jìn)行了如下改革。

1.堅(jiān)持小班授課形式，在教學(xué)組織上，重點(diǎn)以講授概念、原理、分析過程為主，引導(dǎo)學(xué)生積極思考。課堂教學(xué)中，有提問、學(xué)生上講臺(tái)講解、相互討論等互動(dòng)方式。

2.提高講課效果是課堂教學(xué)的核心。對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教材有深刻理解，對(duì)教學(xué)對(duì)象（學(xué)生）有深入了解，注重講課藝術(shù)，提高講課效果，在講課中結(jié)合新的科技成果或生產(chǎn)實(shí)際中遇到的問題，深入淺出地講清較深?yuàn)W的理論問題，而不是照本宣科，這樣開闊了學(xué)生的視野，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.向?qū)W生介紹電機(jī)學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法，消除學(xué)習(xí)的畏難情緒。根據(jù)電機(jī)學(xué)的特點(diǎn)，將課堂教學(xué)與習(xí)題、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等教學(xué)環(huán)節(jié)緊緊相扣，又與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相配合，幫助學(xué)生正確掌握學(xué)習(xí)方法，要求學(xué)生聽好課，課后復(fù)習(xí)弄懂原理，再通過例題學(xué)會(huì)解題方法。根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)安排一定學(xué)時(shí)的習(xí)題講解和答疑，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)自己講解題方法和學(xué)習(xí)的心得體會(huì)等以活躍課堂氣氛。

4.通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)逐步了解電機(jī)結(jié)構(gòu)，直觀地觀察和分析，使理論更結(jié)合實(shí)際。目前本課程的實(shí)驗(yàn)是四類電機(jī)的參數(shù)測(cè)定、運(yùn)行特性和起動(dòng)、調(diào)速；實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)主要是繞制三相異步電機(jī)定子繞組，我們將考慮擴(kuò)充電機(jī)實(shí)習(xí)的選做內(nèi)容，如直流電機(jī)繞組的繞制等內(nèi)容，以進(jìn)一步發(fā)揮實(shí)習(xí)的效果。

5.該課程物理概念比較多，比較抽象，要抓主要矛盾，深入淺出反復(fù)強(qiáng)化基本概念。例如“歸算”，變壓器和異步電機(jī)中都有，本質(zhì)相同，但具體內(nèi)容各不相同，需要向?qū)W生講清這一基本概念，不斷學(xué)習(xí)深入理解，既搞清共性，又能認(rèn)識(shí)個(gè)性。

6.結(jié)合電機(jī)特點(diǎn)講解重點(diǎn)問題，掌握電機(jī)的運(yùn)行性能和分析計(jì)算。對(duì)于四類電機(jī)采用對(duì)比方法講解，舉一反三，逐步加深理解，使學(xué)生學(xué)會(huì)認(rèn)識(shí)事物的規(guī)律，掌握共性和個(gè)性。

四、教學(xué)手段的改革

授課采用黑板、粉筆等傳統(tǒng)的教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)手段。傳統(tǒng)的教學(xué)手段和現(xiàn)代教學(xué)手段各有缺點(diǎn)，傳統(tǒng)的教學(xué)手段可以做到一邊講，一邊板書、畫圖，板書和畫圖的時(shí)間留給學(xué)生思考，這樣可以讓學(xué)生在課堂中消化所講的內(nèi)容，課后可以查閱教師提供的參考資料結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容以加深對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解，但課堂信息量有限；現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段減少了板書和畫圖時(shí)間，課堂中可適當(dāng)增加信息量，從而彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)手段信息量不足的缺點(diǎn)，帶來的新問題是，由于信息變化太快，學(xué)生沒有時(shí)間思考，對(duì)所學(xué)內(nèi)容都是一知半解，從而加重了學(xué)生課后負(fù)擔(dān)。當(dāng)然這些問題可以在以后的教學(xué)過程中通過完善多媒體課件，并將修改過的課件及時(shí)上傳到網(wǎng)上供學(xué)生瀏覽、復(fù)習(xí)來解決。

由于電機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理十分復(fù)雜，學(xué)生普遍感到抽象，采用多媒體課件的一些圖片和動(dòng)畫演示的同時(shí)，輔助于透明的真實(shí)的電機(jī)模型。這些便于攜帶的電機(jī)模型可以在課堂上和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)直接演示結(jié)構(gòu)和工作原理，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，加深對(duì)電機(jī)原理的理解和掌握。在課堂學(xué)習(xí)的同時(shí)，組織學(xué)生觀看電機(jī)錄像，內(nèi)容包括變壓器、異步電機(jī)、同步電機(jī)和直流電機(jī)，加深了對(duì)電機(jī)結(jié)構(gòu)、原理、制造工藝、應(yīng)用等方面知識(shí)的理解。

電機(jī)學(xué)是一門理論與實(shí)際緊密聯(lián)系的課程，對(duì)于初學(xué)的學(xué)生，沒有實(shí)踐對(duì)實(shí)物很難有概念，因此，因此要充分利用多媒體、實(shí)物模型、電視錄像和網(wǎng)絡(luò)資源等豐富教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)不斷增強(qiáng)對(duì)電機(jī)的感性認(rèn)識(shí)，進(jìn)而加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的理解。

五、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)與改革

電機(jī)學(xué)實(shí)踐教學(xué)是整個(gè)電機(jī)學(xué)課程教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，通過實(shí)踐不僅能驗(yàn)證理論，訓(xùn)練操作技能。在實(shí)際的操作過程中，能夠加深理解，增強(qiáng)記憶，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)促進(jìn)學(xué)生自覺主動(dòng)地去思考、去探索，進(jìn)一步從理論和實(shí)踐中汲取知識(shí)，開拓思維，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

目前電機(jī)學(xué)實(shí)踐教學(xué)有三種形式：（1）實(shí)驗(yàn)；（2）實(shí)訓(xùn)；（3）綜合實(shí)踐。

1.實(shí)驗(yàn)。課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與教學(xué)內(nèi)容密切聯(lián)系，重點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容通過講課、習(xí)題、直至實(shí)驗(yàn)，反復(fù)從不同角度加強(qiáng)理解，既不重復(fù)又不斷深入。通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握這四類常用電機(jī)的實(shí)驗(yàn)方法以及對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的分析處理。研究型實(shí)驗(yàn)由學(xué)生自主提出實(shí)驗(yàn)方案，教師審核后安排實(shí)驗(yàn)。通過設(shè)計(jì)和研究型性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅加深對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解，更激發(fā)了創(chuàng)造力。

2.實(shí)訓(xùn)。通過電機(jī)實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生通過自己動(dòng)手繞制電機(jī)，對(duì)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，作用原理都有較深刻認(rèn)識(shí)。通過測(cè)試，看到電機(jī)轉(zhuǎn)起來，自己的勞動(dòng)已付之于實(shí)際，增添成就感。

3.綜合實(shí)踐。近年來，課程組在抓好課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)上，著力發(fā)掘大學(xué)生的科技創(chuàng)新潛力，鼓勵(lì)學(xué)生積極申報(bào)大學(xué)生研究訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，在項(xiàng)目實(shí)施過程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格督促，耐心指導(dǎo)。通過綜合實(shí)踐項(xiàng)目不僅加深了對(duì)《電機(jī)學(xué)》等課程的認(rèn)識(shí)，而且讓學(xué)生在創(chuàng)新和摸索中擴(kuò)展了知識(shí)面，培養(yǎng)了實(shí)際分析問題、解決問題的能力。

六、結(jié)束語

為適應(yīng)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)招生、培養(yǎng)對(duì)電機(jī)學(xué)的教學(xué)要求，根據(jù)新版培養(yǎng)計(jì)劃的教學(xué)安排，在保證教學(xué)質(zhì)量的前提下，我們將對(duì)課程體系進(jìn)行進(jìn)一步的改革與研究，保持四大機(jī)的基本理論、基本概念外，大膽更新教學(xué)內(nèi)容，采取吸收學(xué)科前沿技術(shù)，充實(shí)教材內(nèi)容，融入電力電子變流技術(shù)，機(jī)電能量轉(zhuǎn)換技術(shù)，矢量控制系統(tǒng)技術(shù)及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等技術(shù)理論，從基礎(chǔ)、實(shí)用出發(fā)，精選教學(xué)內(nèi)容，修訂教學(xué)計(jì)劃，使學(xué)生能更加主動(dòng)、合理地學(xué)好電機(jī)學(xué)知識(shí)。

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