电机学课程教学改革与实践

电机学课程教学改革与实践

张炯崔雪峰

（哈尔滨远东理工学院黑龙江哈尔滨150001）

摘要：针对电机学课程教学过桯中存在的问题，尝试和探索合适的电机学课程教学改革措施：优化教学内容、深化课堂教学改革、将仿真技术应用到课堂教学中、重视对学生工程实验能力的培养，使电机学课程教学不仅有利于学生对基础知识、基本理论掌握，更重要的的培养学生的综合能力，为今后参加工作和后续深造打下良好的基础

关键词：综合能力；电机学；教学；改革与实践

“电机学”是电气工程及其自动化专业的一门重要的专业基础课，历来都被公认为一门难学难教的课程。首先是学生学习方法上的不适应，“电机学”中公式多，涉及概念多，又与实际问题密切结合，应用条件各异，学生常感觉难以把握。其次与“电机学”本身的特点有关，电机学的内容相对较散，电机的类型较多，又涉及电、磁、力、运动、材料、空间结构及工程应用等多方面内容，需要较强的综合学习能力。为了适应新时期对创新人才培养提出的新要求，以及新形势下自动化等专业人才培养目标的需要，其教学内容、教学方法和教学手段的改革理应受到重视。如何使学生较好地理解和掌握电机学的核心内容，为其以后在电力工程领域中的学习和实践打下坚实的基础，并使其通过本课程的学习，提高分析和解决工程实际问题的能力，是我们教师在教学实践中一直思考和探索的问题。

一、优化教学内容

“电机学”这门课程的主要内容包括动力学基础、直流电机及其电力拖动、变压器、三相异步电动机及其电力拖动、同步电动机、控制电机与特种电机等。在介绍电机的基本工作原理及构成的同时，需要分析电机拖动系统的各种平衡关系，同时还要穿插电、磁、力等方面的基本知识及定律，因此该课程涵盖的内容广，知识点多，重点及难点突出。另一方面，为适应我校关于加强实践教学环节的教学改革和新一轮教学大纲的制定，2014级的“电机学”课程的教学学时数由64调为56。如何在压缩学时的同时，提高培养质量，这就需要优化教学内容，着重培养学生的工程应用能力和实践能力，加强教学内容的实用性和应用性。

因此，首先本着“应用、实用”的原则调整了本课程的培养目标，围绕自动化专业学生的就业方向和就业岗位，将重点放在电机拖动技术的知识点上，强化拖动及应用。对电机原理部分的学时安排可以做适当的压缩，把电机的具体结构的介绍放在实验教学环节中学习，既可以节约一部分课时，又可加强了电机的实践教学。其次，将本课程中理论性强又过于强调的知识点弱化或者摒去。例如，三相异步电动机的磁动势是本课程中的一个难点，三相交流绕组的磁动势是一个旋转空间矢量，计算公式复杂，理论性强，在以往的讲述过程中，往往花费了很多时间，学生还不能理解，因此，可以将这部分的内容弱化，与后面章节中的三相异步电机合在一起讲授，使得知识结构紧凑，也提高了学生掌握和理解的程度，教学效果及学生反映都较好。诸如此类的教学内容调整，还有将原来单一的纯理论教学课程体系，改变为应用性理论、实践教学、实验训练综合的课程实践教学体系，初步体现了应用型人才培养目标。

二、深化课堂教学改革

课堂教学是教学的主渠道。充分利用好课堂，提高教学质量应考虑以下几方面的因素。

（一）激发学生对本课程的兴趣。

设计好第一堂课，介绍第一章绪论的内容时，不能只泛泛地介绍地电机的分类、基本知识，这样学生并不能够深入的理解学习电机、应用电机的重要性和必要性。如果能够启发学生从日常生活，甚至身边去找各种类型的电机，例如男生剃须刀中的直流电动机，女生所用的吹风机中的交流电动机，还有电动自行车中的无刷直流电动机等，由此可以大大激发学生学习本课程的兴趣，同时也让学生体会到学习电机的重要性。

（二）充分利用现代化教学手段

多媒体教学的普及给我们提供了丰富的教案资源。如果仅对照课件上的内容进行讲授，教学方法仍显单一、枯燥，可以运用计算机辅助教学（CAI），来提高教学效果，将各种电机大量的实物照片和录像、电机内部主要部件的工艺制造过程的动画等带进课堂教学，教师和学生处于主动的人机对话的学习状态，易于唤起学生的学习兴趣，提高学习效率；使一些在传统教学手段下很难表达的教学内容或无法观察到的现象能形象、生动、直观地显示出来，从而加深学生对电机的理解。

“电机学”这门课程有着很强的工程应用背景，但学生缺乏的就是工程概念。仅仅从课本和课件上的图片，学生是无法对本课程的研究对象有个直观的认识，在课程讲授过程中，穿插微课视频教学内容，将枯燥无味的理论教学，简单的教学图片，转变为生动的生产现场讲解，让学生对电机的工程背景有初步的印象。

（三）注重教学内容的衔接

1.基础知识的衔接。“电机学”需要用到电路知识中的基本电磁定律、力学知识中的基本转矩方程式。这些知识不在本课程的授课内容当中，但在教学过程中发现，学生对这些基本知识的掌握水平各不相同，因此在讲授关键知识点前，有必要对这些基础知识加以复习、引用，这样才能更好地学习本课程。

2.前后章节的衔接。学生往往在学习后面的知识点时已经忘记了前面所学的内容。例如，按照“直流电机－直流电机的电力拖动－变压器－交流电机－交流电机的电力拖动－同步电动机”这样的一个教学主线，学生学习到交流电机时，他们对直流电机的概念已经略有模糊，但交流电机和直流电机有着一定的共同点，但又有区别，因此在介绍交流电机的时候，需要简要复习前面直流电机的一些知识点，提高学生掌握电机知识的连贯性和顺畅性。

3.关键知识点的对比衔接。掌握一定的学习方法，把各种不同的电机联系在一起，进行比较、对比，可以使重点、难点变得简明易懂，激发学生学习的主动性和积极性。直流电机和交流电机的电力拖动中都有关于电机制动的介绍，例如反接制动、回馈制动等。但两种不同类型电机制动的原理截然不同，如果在课堂教学的过程中，提醒学生注意对比这两个关键知识点，理解其中的不同之处，可以大大提高学生综合应用电机的能力。

（四）加强理论联系实践，将仿真技术应用到课堂教学中。

理论联系实践不能仅仅依靠实验教学，受到实验硬件平台缺乏、实验设备陈旧等因素的制约，学生的实践教学跟不上课程的发展。但在平时的理论教学中穿插一些实践教学内容，将MATLAB仿真技术应用到“电机学”课程教学中，做到讲理论的时候实时穿插仿真实验操作，充分发挥MATLAB软件在处理实验数据、图表绘制、数值运算及数据可视化方面的强大优势，完善电机理论教学和实践教学的内容，克服传统的理论教学与实践教学的脱节，激发学生学习理论知识的兴趣。通过让学生参与到教学中，充分发挥其主观能动性。通过把资源共享给学生，使学生可以随时随地实验，培养学生实验分析能力、动手能力和创新能力。

实践证明，针对电机学内容多、学时少、概念抽象性、技术性强的特点，通过教学改革之后，适当调整授课内容，把理论与实践、课堂与实际工程有机结合在一起，减少了学生学习的盲目性，增强了主动性，培养了学生的实践能力、创新能力和综合应用能力，具有一定的现实意义和应用价值。

参考文献：

［1］王艾萌．电机学教学方法的创新探索与实践［J］．中国电力教育，2004，（1）：63－67．

［2］漆海霞，等．“电机与拖动”实践教学研究与改革［Ｊ］．中国电力教育，2012（12）：105－106．

［3］余有灵，徐志宇，蔚瑞华，喻剑．面向工科大学生通识教育的课程改革探索与实践[J]．中国电力教育，2014（27）：56-59．

基金项目：黑龙江省高等教育教学改革项目（SJGY20170275）

作者简介：

张炯（1975-）女，汉，副教授，黑龙江哈尔滨

崔雪峰（1982-）男，汉、副教授，黑龙江哈尔滨