《電機(jī)學(xué)》課程研究性教學(xué)的實踐

莫岳平　靳宏　張建華　葛強(qiáng)

摘要：《電機(jī)學(xué)》課程涉及機(jī)、電、磁場，以及金屬材料、絕緣材料和電動力學(xué)等多門學(xué)科，需要的知識面很寬，學(xué)生普遍感到難學(xué)。本文從課堂教學(xué)手段、課堂教學(xué)內(nèi)容及考核方式等方面入手，介紹了揚州大學(xué)在《電機(jī)學(xué)》課程研究性教學(xué)改革中的一些做法，如：用錄像增加感性認(rèn)識、用動畫解釋復(fù)雜過程等。實踐證明：這些做法，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了課堂教學(xué)質(zhì)量，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：電機(jī)學(xué)；教學(xué)改革；研究性教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）39-0134-02

一、前言

研究性教學(xué)正在我國高校中轟轟烈烈地展開著，作為一名教師，有必要對所教授課程進(jìn)行全面的研究，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和課堂教學(xué)的效果。

《電機(jī)學(xué)》課程是我校電氣工程及其自動化、熱能與動力工程、自動化等專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，也是以往學(xué)生公認(rèn)的“硬骨頭”。《電機(jī)學(xué)》課程涉及機(jī)、電、磁場，以及金屬材料、絕緣材料和電動力學(xué)等多門學(xué)科，需要的知識面很寬。但由于受學(xué)分壓縮的限制，以往開設(shè)的《金屬工藝學(xué)》、《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》、《磁路計算》等課程，有的被取消，有的被合并到相應(yīng)課程中，而《電機(jī)學(xué)》課程本身的課堂教學(xué)時數(shù)也被壓縮了25%。因此，如何講好《電機(jī)學(xué)》課程，起到該課程應(yīng)有的作用，已顯得十分迫切。圍繞這一問題，并根據(jù)研究性教學(xué)的要求，相關(guān)教師就《電機(jī)學(xué)》課程如何開展研究性教學(xué)進(jìn)行了探索。

二、課堂教學(xué)手段的改革

《電機(jī)學(xué)》課程是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，內(nèi)容涉及常用交、直流電機(jī)及變壓器的結(jié)構(gòu)、工作原理、運行分析以及交、直流電機(jī)的各種拖動特性、分析計算和電機(jī)選擇與實驗方法等，既有系統(tǒng)的理論，又與工程實際緊密結(jié)合；既有長串的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)，又有很多難以理解的概念（如：電樞反應(yīng)、旋轉(zhuǎn)磁動勢）和不容易想象的結(jié)構(gòu)（如：交、直流繞組）[1]?？梢?，《電機(jī)學(xué)》確實是一門非常難學(xué)的課程。為此，我們進(jìn)行了以下幾種課題教學(xué)方法的改革試驗。

1.用錄像增加感性認(rèn)識。由于電機(jī)的實習(xí)一般都安排在課程結(jié)束后進(jìn)行，做電機(jī)實驗時只能看到電機(jī)外表，不能了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而書本更是只能局限于實物的平面圖或照片。為了彌補這一不足，在揚州大學(xué)教改課題“基于AUTHORWARE《電機(jī)學(xué)》MCAI研制”[2]的支持下，我們拍攝了結(jié)構(gòu)和原理較為復(fù)雜的直流電機(jī)、交流異步電機(jī)和同步電機(jī)的教學(xué)錄像，錄像中介紹了各種電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及其應(yīng)用，使學(xué)生在學(xué)習(xí)各種電機(jī)前，對各種電機(jī)有一個直觀的認(rèn)識，了解各部件的作用和組成，以及電機(jī)的制造、裝配過程和應(yīng)用場所，從而避免了以往學(xué)生學(xué)了某種電機(jī)后仍不知道該電機(jī)為何物的尷尬局面，也使得學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有了很大提高。

2.用動畫解釋復(fù)雜過程。各種電機(jī)的工作原理，特別是交、直流繞組的設(shè)計和分布排列等內(nèi)容是學(xué)生學(xué)到各種電機(jī)時必需逾越的難題。為此，我們利用課件中的動畫內(nèi)容，用動畫的方式來解釋各種電機(jī)的工作原理（如圖1）[3]和交、直流繞組如何設(shè)計、分布和排列[3]。這樣既吸引了學(xué)生的眼球，也讓學(xué)生更容易了解和掌握各種電機(jī)的工作原理和繞組的設(shè)計、分布、排列。

3.應(yīng)用類比法?！峨姍C(jī)學(xué)》這門課程涉及到直流電機(jī)、交流異步電機(jī)、同步電機(jī)以及變壓器等各種常用的電機(jī)，這些電機(jī)相互之間既有許多相同的地方，又有各自特點和不同之處。因此，在講到新的一種電機(jī)時，可采用類比的方法來比較新的一種電機(jī)和已經(jīng)學(xué)過的電機(jī)之間的相同之處與不同之處，既增加了教學(xué)內(nèi)容之間的相互聯(lián)系，又讓學(xué)生更容易記住各種電機(jī)的特點，還避免了各種電機(jī)類似內(nèi)容之間“打架”。如交、直流電機(jī)及變壓器的功率關(guān)系和效率計算，它們之間既有雷同的地方，又各有自己的特點。

4.將工程實例引入課堂。《電機(jī)學(xué)》課程既有嚴(yán)密的理論，又與工程實際緊密相連，因此，只有結(jié)合工程實例，課堂教學(xué)才顯得有血有肉、豐富多彩，才能吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、課堂教學(xué)內(nèi)容的改革

1.精心組織授課內(nèi)容。教材強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)全面。一般《電機(jī)學(xué)》教材都將各種電機(jī)，如直流電機(jī)、交流異步電機(jī)、同步電機(jī)及變壓器等一一羅列，強(qiáng)調(diào)內(nèi)容的系統(tǒng)性和全面性。因此，授課教師要根據(jù)授課對象，按照教學(xué)大綱的要求，有選擇性地挑選授課內(nèi)容。要精心組織，有重點、有主次之分，這樣才不會使你的學(xué)生聽課時感到?jīng)]有頭緒、無所適從。

2.透過現(xiàn)象看本質(zhì)，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。

在單相變壓器參數(shù)測定一節(jié)中，教科書中給出了單相變壓器的空載試驗和短路試驗電路圖（圖2、圖3）[4]，但均沒有說明測量儀表擺放的位置。同樣是測量變壓器的電壓、電流和消耗的功率，但空載試驗和短路試驗兩種情況下，各種儀表擺放的位置是截然不同的。對比圖2和圖3，圖2中電流表緊靠變壓器，電壓表遠(yuǎn)離變壓器，而圖3則完全相反，為什么呢？好學(xué)的學(xué)生不禁要問。這一問題是電類工程測量中具有代表意義的典型問題，學(xué)生如果理解了其中的奧妙，對其今后的工作將會很有幫助。因此，教師如能將這一問題給學(xué)生提出來，并加以解釋清楚，不僅使學(xué)生學(xué)到了書本以外的工程實踐知識，也能大大激發(fā)學(xué)生的求知欲望，并對這門課程產(chǎn)生濃厚興趣。

四、考核方式的改革

《電機(jī)學(xué)》這門課程涉及的內(nèi)容多、公式多，理論性很強(qiáng)，又緊密聯(lián)系工程實際，因此，應(yīng)考有一定難度。為了使學(xué)生既學(xué)到有用的知識，又不至于害怕這門課程，我們對這門課程的考核方式做了改革嘗試。

我們的做法是：《電機(jī)學(xué)》課程成績有4個部分組成，即期末考試（閉卷筆試，占50%）、平時成績（以平時作業(yè)為主，占20%）、實驗成績（占15%）[5]、期中大作業(yè)（占15%）。期中大作業(yè)要求學(xué)生完成一篇關(guān)于某種電機(jī)的國內(nèi)外發(fā)展概括、結(jié)構(gòu)、工作原理、產(chǎn)品介紹及應(yīng)用情況的論文，并挑選部分優(yōu)秀論文在班級做介紹。這樣做，既培養(yǎng)了學(xué)生獲取知識的能力、鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力，又使學(xué)生對電機(jī)有了充分、全面的認(rèn)識，還了解了書本以外的關(guān)于電機(jī)的許多知識。實踐證明，大部分學(xué)生對這種形式的作業(yè)感興趣，增長了知識，開闊了眼界。

五、結(jié)語

在教學(xué)實踐中，我們采用以上手段，對相應(yīng)的授課內(nèi)容進(jìn)行了增加和刪減。著重加強(qiáng)與工程實際相關(guān)的內(nèi)容，增強(qiáng)教學(xué)的可視性和動畫性，并對考核方式做了相應(yīng)的改革。實踐證明，在采用增強(qiáng)學(xué)習(xí)的趣味性和緊密聯(lián)系工程實踐的教學(xué)方式后，學(xué)生對《電機(jī)學(xué)》課程的學(xué)習(xí)興趣和熱情大大提高，學(xué)習(xí)效果也顯著提升。以上只是我們對《電機(jī)學(xué)》課程研究性教學(xué)的初步嘗試，希望對該課程的研究性教學(xué)工作起到一定的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡虔生，胡敏強(qiáng).電機(jī)學(xué)[M].北京：中國電力出版社，2006.

[2]葛強(qiáng)，等.基于AUTHORWARE《電機(jī)學(xué)》MCAI研制[J].揚州大學(xué)學(xué)報，2004，（3）.

[3]徐德淦，等.電機(jī)學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[4]李發(fā)海，王巖.電機(jī)及拖動基礎(chǔ)[M].第三版.北京：清華大學(xué)出版社，2005.

[5]莫岳平，等.實踐課程的改革與實踐[J].揚州大學(xué)學(xué)報（高教研究版），2002，（4）.