以變壓器聯(lián)結(jié)組為例淺析電機(jī)學(xué)課程教學(xué)改革

朱志瑩　朱晨菲　魏港慶　袁藝芳　夏咸好　柏楊

【摘 要】本文分析了電機(jī)學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題。以 “三相變壓器聯(lián)結(jié)組的研究”為主題提出了改進(jìn)教學(xué)的方法；引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、找規(guī)律式、問(wèn)題式、實(shí)驗(yàn)式等教學(xué)方法；引入混合式教學(xué)模式，以提高教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生對(duì)電機(jī)學(xué)的掌握和應(yīng)用能力。

【關(guān)鍵詞】電機(jī)學(xué)；三相變壓器聯(lián)結(jié)組；教學(xué)改進(jìn)；混合式教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)： TD611.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）12-0063-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.12.027

0 引言

電機(jī)學(xué)是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，電機(jī)學(xué)對(duì)數(shù)理基礎(chǔ)、抽象思維能力要求高，且內(nèi)容多、難度高、課時(shí)緊，應(yīng)用性強(qiáng)。因其種類(lèi)繁多且判斷方式較為復(fù)雜，三相變壓器聯(lián)結(jié)組的判斷一直是電機(jī)學(xué)課程的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。對(duì)三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)組的分析通常包括兩方面：一是根據(jù)繞組接線圖畫(huà)出對(duì)應(yīng)的相量圖以確定聯(lián)結(jié)組別；二是根據(jù)聯(lián)結(jié)組別畫(huà)出相量圖和繞組接線圖。本文主要圍繞三相變壓器聯(lián)結(jié)組的教學(xué)改進(jìn)方案展開(kāi)研究。

1 目前電機(jī)學(xué)教育中存在的問(wèn)題

目前電機(jī)學(xué)課程多采用課堂講授的方式，在具體的教學(xué)實(shí)踐中還存在諸多不足：一是教學(xué)方法仍是以教師的講授為主，學(xué)生自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)的積極性沒(méi)有調(diào)動(dòng)起來(lái)，學(xué)生對(duì)課堂的參與度不夠，興趣不大；二是現(xiàn)代科技技術(shù)發(fā)展速度快，知識(shí)日益更新，導(dǎo)致電機(jī)學(xué)教學(xué)內(nèi)容不斷增多，但隨著專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革的深入，課程學(xué)時(shí)不增反而減少，導(dǎo)致上課時(shí)間甚至都不夠老師講完課本知識(shí)；三是理論與實(shí)踐的結(jié)合度不高，由于學(xué)生缺乏對(duì)電機(jī)的感性認(rèn)識(shí) 使得教師在講解電機(jī)的結(jié)構(gòu)及其工作原理時(shí)，由于學(xué)生們沒(méi)有見(jiàn)過(guò)實(shí)物所以會(huì)感覺(jué)抽象，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解感到困難，使得教學(xué)效率低下；這樣的教學(xué)方式導(dǎo)致學(xué)生對(duì)知識(shí)的接受多于對(duì)知識(shí)的思考與建構(gòu)，學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力無(wú)法得到培養(yǎng)和提高。

2 改進(jìn)教學(xué)的方法

2.1 引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)是指教師的教學(xué)以幫助學(xué)生自學(xué)為主。教師首先以提綱的形式給出本節(jié)內(nèi)容需要解決的問(wèn)題，配以部分相關(guān)課程的學(xué)習(xí)資料，指引學(xué)生自學(xué)的方向，學(xué)生可以通過(guò)觀看網(wǎng)課以及查找文獻(xiàn)資料先進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行初步的回答。然后回到課堂中來(lái)，教師會(huì)對(duì)本課的基本內(nèi)容、和基本概念進(jìn)行簡(jiǎn)單提要，就本課的重點(diǎn)難點(diǎn)與學(xué)生進(jìn)行討論研究。例如：

三相變壓器的聯(lián)接方式及聯(lián)結(jié)組的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)及概念比較多且瑣碎，這一節(jié)內(nèi)容可以采取學(xué)生先根據(jù)教師給出的提綱及資料先進(jìn)行自學(xué)，通過(guò)自主學(xué)習(xí)整理和掌握相關(guān)概念及基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)，并對(duì)老師提出的問(wèn)題進(jìn)行初步的回答，然后教師在課堂上利用導(dǎo)學(xué)式教學(xué)法引導(dǎo)學(xué)生以討論式的問(wèn)答形式完成對(duì)這一節(jié)主要知識(shí)的學(xué)習(xí)。因?yàn)檫@種教學(xué)法依托于學(xué)自學(xué)，從而使得課堂教學(xué)濃縮成為了總結(jié)、提煉和驗(yàn)收的過(guò)程。這樣，既解決了學(xué)時(shí)緊張的問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)這種方式，強(qiáng)化了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和思辨性，從而大大提高了課堂效率。

2.2 采用找規(guī)律式教學(xué)方法

相變壓器繞組的連接方式多種多樣，當(dāng)把高壓側(cè)結(jié)成Y形，把低壓側(cè)也結(jié)成Y形時(shí)，我們就說(shuō)這是Y-Y形結(jié)線；當(dāng)把高壓側(cè)結(jié)成Y形，把低壓側(cè)結(jié)成三角形時(shí)，我們就說(shuō)這是 形結(jié)線；當(dāng)把高壓側(cè)結(jié)成三角形，把低壓側(cè)結(jié)成Z形時(shí)，我們就說(shuō)這是-Z形結(jié)線。在上述的每種結(jié)線方式中，又有多種結(jié)線方法可選。例如，在Y-Y形結(jié)線類(lèi)型中有6種結(jié)線方法；在Y- 形結(jié)線和-Y形結(jié)線類(lèi)型中也各有6種結(jié)線方法；同樣，在Y-Z和-Z結(jié)線中也各有6種結(jié)線方法。

在教學(xué)中，面對(duì)如此多的聯(lián)結(jié)方式，如果我們把各種不同的聯(lián)結(jié)方式聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行比較，尋找其中的規(guī)律，就可以輕松記憶。如圖1。

在講解三相變壓器聯(lián)結(jié)組別時(shí)根據(jù)相位及同名端對(duì)其的影響，找尋規(guī)律可得：同一鐵心柱上的繞組屬于同一相，相位相同；錯(cuò)開(kāi)一個(gè)鐵心柱相位滯后120°，鐘點(diǎn)數(shù)按順時(shí)針?lè)较蛟黾?h，錯(cuò)開(kāi)兩個(gè)鐵心柱，相位滯后240°，鐘點(diǎn)數(shù)按順時(shí)針?lè)较蛟黾?h；一、二次繞組同名端標(biāo)志相同的不影響變壓器聯(lián)結(jié)組別的鐘點(diǎn)數(shù)，標(biāo)志為異名端的將使聯(lián)結(jié)組別的鐘點(diǎn)數(shù)按順時(shí)針?lè)较蛟黾?h。按照此規(guī)律，我們只要記住Y， y0 和Y，d11兩種標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組的聯(lián)結(jié)圖，通過(guò)與它比較， 就能直接判定出其他的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)。

圖1

電機(jī)學(xué)雖然很難學(xué)，但也不是無(wú)規(guī)律可循，對(duì)其中的規(guī)律進(jìn)行總結(jié)，前后聯(lián)系，可加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，達(dá)到事半功倍的效果。

2.3 采用問(wèn)題式教學(xué)方法

問(wèn)題式教學(xué)法就是通過(guò)在教授課程之后提出與教學(xué)內(nèi)容同步的問(wèn)題來(lái)增進(jìn)學(xué)生對(duì)的知識(shí)的理解，指導(dǎo)學(xué)生提高解決問(wèn)題和思考的能力。這就需要根據(jù)課程內(nèi)容仔細(xì)地去提出各種問(wèn)題，既要避免問(wèn)題設(shè)置過(guò)分簡(jiǎn)單，也要避免過(guò)分抽象；提出問(wèn)題目的是要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、并積極地去思考。如：講授Y，y0及Y，d11聯(lián)結(jié)組的標(biāo)號(hào)后， 提出如下三個(gè)問(wèn)題：第一， 畫(huà)出其他個(gè)聯(lián)結(jié)組的接線圖及相量圖；第二，歸納總結(jié)影響聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)的因素；第三，尋其中的規(guī)律。上述問(wèn)題的設(shè)計(jì)循序漸進(jìn)且難度適中，而且學(xué)生回答這些問(wèn)題也是對(duì)前面講授的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)及其判方法的具體應(yīng)用，因此通過(guò)這幾個(gè)問(wèn)題既可檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)本節(jié)內(nèi)容的掌握情況， 又能使他們加深對(duì)本節(jié)知識(shí)原理的理解。

2.4 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際上是理論教學(xué)的應(yīng)用過(guò)程，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)實(shí)物的配置能使學(xué)生對(duì)電機(jī)有更直觀的認(rèn)識(shí)，彌補(bǔ)了抽象思維不足的缺陷，使得理論教學(xué)同實(shí)踐教學(xué)達(dá)到相輔相成的效果，使學(xué)生對(duì)電機(jī)的理解變得更為容易和直觀，提高學(xué)生理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力。如在教授變壓器同名端的判斷方法時(shí)，單一的理論知識(shí)很難讓學(xué)生在心中建立一個(gè)形象的認(rèn)識(shí)，在面授完理論知識(shí)時(shí)，安排三相變壓器同名端測(cè)定和聯(lián)結(jié)組驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，通過(guò)通電法更進(jìn)一步理解和掌握判定三相變壓器繞組同名端的方法，通過(guò)連接三相變壓器的各種繞組以驗(yàn)證三相變壓器聯(lián)結(jié)組別的類(lèi)型。使理論與實(shí)踐結(jié)合，這樣能讓學(xué)生更好地理解理論知識(shí)，同時(shí)也激發(fā)學(xué)生對(duì)電機(jī)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。

3 引入混合式教學(xué)模式

混合式學(xué)習(xí)是信息化背景下高校傳統(tǒng)教學(xué)模式的傳承與升華，它倡導(dǎo)將課堂面授教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)相融合，二者形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，既可以克服傳統(tǒng)課堂教學(xué)以教師為主導(dǎo)、學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、教學(xué)參與度不高，思維能力得不到很好培養(yǎng)的弊端，也可以彌補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)受學(xué)習(xí)者的自控能力和認(rèn)知水平的影響大，輟學(xué)率高，對(duì)新技術(shù)不適應(yīng)等問(wèn)題。

將混合式學(xué)習(xí)引入電機(jī)學(xué)課程教學(xué)中，通過(guò)實(shí)施網(wǎng)上教學(xué)、微課程、翻轉(zhuǎn)課堂等新型教學(xué)模式改變傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)設(shè)“以學(xué)生為中心”的新型的教學(xué)結(jié)構(gòu)，有助于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力；同時(shí)，利用互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)建學(xué)生與教師之間的網(wǎng)上交流平臺(tái)，可以促使教師充分利用已有信息技術(shù)的作用和價(jià)值，改善面對(duì)面教學(xué)課時(shí)不足、師生課下交流不充分的現(xiàn)狀；混合式教學(xué)模式下可實(shí)施多樣化的考核方式，對(duì)學(xué)生進(jìn)行多方面考核，方便了教師能夠全方位的對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)，準(zhǔn)確把握學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的綜合掌握情況。

4 結(jié)語(yǔ)

電機(jī)學(xué)是一門(mén)綜合性、應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，也是電氣專(zhuān)業(yè)學(xué)生們普遍反映比較難學(xué)的一門(mén)課程，通過(guò)對(duì)電機(jī)學(xué)教學(xué)的改革和創(chuàng)新，改善教學(xué)模式，引入互聯(lián)網(wǎng)混合式聯(lián)合教學(xué)，采用多種靈活的教學(xué)方法 ，注重理論聯(lián)系實(shí)際，注重實(shí)踐教學(xué)的實(shí)效性，使得學(xué)生們對(duì)電機(jī)學(xué)不再是“怕學(xué)”，而是“樂(lè)學(xué)”，以取得令人滿意的教學(xué)效果。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李發(fā)海，朱東起.電機(jī)學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2013.

[2]徐帆.混合式教學(xué)模式在電機(jī)學(xué)課程中的應(yīng)用研究[J].河北：科技風(fēng)，2015，241-243.

[3]李書(shū)權(quán).電機(jī)學(xué)課程教學(xué)改革的研究與實(shí)踐[J].南京：電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2006，28（4）：50-52.

[4]谷雷.分析三相變壓器聯(lián)結(jié)組的方法和技巧[J].業(yè)界實(shí)務(wù)，2011（220）：157-161.

[5]錢(qián)荔.獨(dú)立學(xué)院“電機(jī)學(xué)”課程教學(xué)改革探索[J].吉林：考試周刊，2015，23（104）：7-8.