“電機與拖動”課程創新的探索與實踐

摘 要：為了更好貫徹素質教育和創新教育思想，針對電力工程及其自動化專業《電機與拖動》課程存在的問題，從籌劃人才培養頂層設計入手，創新專業教學模式，將多種教學方法和手段有機地結合，取得了顯著的教學效果。

關鍵詞：教學模式；教學方法；教學手段

[中圖分類號]：G64 [文獻標識碼]：A

[文章編號]：1002-2139（2013）-17--01

電力工程及其自動化專業是我系乃至學校傳統優勢專業，《電機與拖動》是電力工程及其自動化專業一門工程技術基礎主干課程，課程特點是理論性強，概念抽象；綜合性強，涉及的基礎理論和知識面較廣，牽涉電、磁、熱、機械等綜合知識；實用性強，有工程類課程的特點。在課時壓縮的前提下，如何在有限的課時內使學員獲得最大的信息量，掌握更多的理論和工程實踐知識，使教學內容跟得上快速發展的先進技術。我們針對這一問題，根據新制定的人才培養方法和課程標準，優化整合教學內容，反映學科的發展趨勢和需要；采用靈活的教學方法和多種教學手段，使學員掌握電機與電力拖動系統的基本概念、基本理論和基本分析計算方法，提高自學能力和分析、解決工程實際問題的能力；采用新的考試模式，提高學員的口頭表達和應變能力。

一、改革構想

專業教學模式的改革與創新是一項系統工程，課堂教學過程是由教學目標、課程體系、課程思想、教學內容、教學手段、教學方法、教學形式、教員和學員等要素構成的復雜的動態系統，只注重某一方面（如單純教學內容或教學方法）的改革是不夠的，必須對教學全過程進行系統設計才能實現教學的整體優化。教學組織形式是由教學內容以及傳授教學內容的方法所決定，沒有離開特定教學內容和教學方法的教學組織形式。從如何傳授教學內容的角度來看，它是教學方法；從傳授知識的過程中教員與學員的關系、地位和作用來看，它是一種教學的組織形式。因此教學活動的改革就集中在教學方法手段的改進上。

二、具體實施

（一）解讀人才培養方案，優化整合教學內容

根據新制定的課程標準，以電機與電力拖動的原理與工程應用為主線，將變壓器、交流電機、直流電機、電力拖動等知識單元，按照結構、電磁關系、數學模型、系統運行的順序，突出基本概念、基本原理和分析計算，同時體現各部分之間的內在聯系， 構成一個完整的知識體系；突出工程應用能力培養，通過精心設計實驗教學環節，強化學員在電機與拖動系統的設備選型、運行維護、設備檢測與故障排除方面的能力培養。

（二）采用靈活的教學方法和手段，激發學員的學習興趣，培養學員的自學能力和創新能力

1、教學方法

1.1歸納教學法

在講解理論知識后，教員對內容歸納出要點，總結為結論性知識，使知識系統化、條理化，并提煉出重點、難點，有利于學員掌握。

1.2問題教學法

教材的部分內容學員通過自學能很快掌握，但理解的深度不夠，這部分內容經教員提出問題后留給學員自學，能緩解學時數少的矛盾，將課堂講授、課內討論、課外自學有機結合。例如，課程進行到變壓器的效率與效率特性時，教員提出兩個問題：①變壓器運行時都有哪些損耗，如何計算？②變壓器的最大負載系數是多少？工程實際應用中應取為多少？為什么？將其留給學員自學，個別學員有疑問可在答疑時間給予分析和解釋。

1.3啟發教學法

根據教學目的、內容、學員的知識水平和知識規律，采用啟發誘導的辦法促進學員自主思考，引導思路，指出問題的實質，傳授知識、培養能力，也就是提出問題—啟發—解決問題的過程。

1.4比較教學法

對課程中的基本概念、基本規律及分析方法中的共性進行分析歸納，采用比較方式進行教學。例如變壓器和三相異步電機的工作原理，有很多類似的地方，兩者都是基于電磁感應的基本原理，變壓器相當于一臺靜止的電機，兩者的電壓方程，等效電路都是類似的；同步電機與異步電機的交流繞組的結構與工作原理類似。通過以上分析歸納，能有效加深學員對知識的理解，掌握分析問題的思路和方法。

2、教學手段

由于《電機與拖動》是抽象理論與實際結構相結合的課程，必須對電機的結構有清晰、完整的認識，才能正確理解和掌握基本的理論和知識。因此電機結構認識是教學過程中必不可少的環節。我們不斷探索和豐富電機結構認識實習的教學方法和手段，改革實施方式，采用實物、三維虛擬仿真技術和仿真演示實驗教學等教學手段，激發了學員的興趣和熱情，增強了對電機結構的認識，提高了課堂知識的傳授效率。

2.1實物教學

通過建立電機認識實習中心，使學員可隨時到該實習中心進行電機的拆裝，與實際電機近距離接觸，大大激發了他們的興趣和積極性。

2.2三維虛擬仿真技術教學

除了讓學員接觸電機實物，還建立了電機整體和各零部件的三維模型，增強了教學內容的表現力，使學員運用多種感官參與教學活動。例如用于演示變壓器、異步電機和同步電機復雜的結構和抽象的內部電磁過程，把看不見摸不著的抽象知識形象化，有助于學員理解和掌握，提高學員的學習興趣。

2.3仿真演示實驗教學

仿真實驗可逼真的模擬出學員實驗操作的整個過程，可在實驗課前實施。例如做變壓器的參數測定實驗前，學員可以事先利用MATLAB軟件的電力系統模塊進行系統建模，仿真空載實驗和短路實驗的整個過程，將相應的電壓、電流波形通過示波器模塊輸出，實時顯示測量結果，實現更靈活的操作，是實物實驗課的現代化補充。

（三）采用新的考試模式，提高學員的口頭表達和應變能力

制定了新的考試模式，采用平時成績（15%），口試成績（15%）和閉卷考試（70%）結合的考試方法，獨立計分，各部分考核內容的側重點有所不同。口試答辯考試采用學員現場從口試試題庫中現場抽題，現場答辯的方式進行，教員以學員抽中的題目為中心，對學員進行單獨答辯，多角度、多方位地提出問題，引導學員進行創造性的分析和判斷。口試答辯考試不僅考核學員理論知識掌握的程度，還可提高學員的口頭表達能力和應變能力。

三、總結

為了達到“授人以漁”的目標，從籌劃人才培養頂層設計入手，創新專業教學模式、組織形式與方法手段。筆者在教學工作中，將歸納教學法、問題教學法、啟發教學法、比較教學法、實物教學、三維虛擬仿真技術和仿真演示實驗等多種教學方法和手段有機地結合，對《電機與拖動》課程進行教學改革與實踐，取得了顯著的教學效果，實踐表明教學改革是成功的。

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