“電機學”精品課建設及教學改革與實踐

摘要：“電機學”課程作為電氣工程專業的重要專業技術基礎課，在教學計劃中起到了承上起下的作用。在“電機學”精品課建設過程中，總結東北電力大學電氣工程學院多年“電機學”教學改革實踐經驗的基礎上，打破傳統的教學模式，創建一種新型的“電機學”課程五位一體的教學模式，從課程設計、教學內容、教學手段等多個方面提出了改革的措施和具體做法。實踐證明，改革后的教學效果良好。

關鍵詞：電機學；教學體系；教學改革；教學模式；五位一體教學

作者簡介：曾令全（1955-），男，重慶人，東北電力大學電氣工程學院，教授；李書權（1970-），男，吉林長春人，東北電力大學電氣工程學院，副教授。（吉林 吉林 132012）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）27-0099-02

“電機學”課程是電氣工程及其自動化專業的一門重要專業技術基礎課，電機學以高等數學、大學物理、電路原理等課程為基礎，研究電機的工作原理、主要結構、基礎理論、運行特性及實驗方法的一門課程，為后續的電力系統分析、電力系統繼電保護、發電廠電氣設備和自動控制等專業課奠定基礎。在專業教學計劃中，“電機學”課程受到了充分的重視。[1，2]“電機學”研究對象的實用性和普遍性以及其對后繼課程的基礎作用，也決定了它在課程設置中的關鍵性地位。[3]由于該課程的自身特點與目前教學方式不夠協調等諸多原因，在教學過程中往往不能獲得較為滿意的教學效果。本課程在省精品課建設過程中，針對課程存在的問題，課程組教師從課程設計的理念與思路、教材建設、教學內容的針對性與適用性、教學方法與教學手段等諸方面做了大膽改革與嘗試，并取得了較好的教學效果。

一、課程設計的理念與思路

在學生掌握應知應會基礎理論知識的基礎上，以培養社會需求的應用型人才為目標，突出實踐教學，并以職業能力培養為重點，在課程開發與設計上注重與電力企業合作，整個課程體系充分體現職業性、實踐性和開放性的要求。

1.課程目標設計

通過“電機學”課程的學習，使學生熟悉電機中的物理現象和電磁關系，熟練掌握電機的基本概念和基本原理，掌握電機的基本分析方法和基本實驗方法，能夠利用數學模型進行基本的計算，培養學生應用工程觀點處理工程實際問題的初步能力，為后續課程的學習奠定基礎。

2.課程內容設計

“電機學”課程內容設計為四大部分，即變壓器、交流繞組、異步電機、同步電機，依次按照“磁路-變壓器-交流繞組-異步電機-同步電機”的順序進行教學安排，每部分又按照“結構-原理-特性-應用”的順序依次展開，突出培養學生的實際應用能力。同時，后期安排電機繞組工藝實習、電機控制實習及電機運行仿真實習。

3.教材使用設計

依據“以應用為目的，以夠用為度，以掌握概念、強化應用為重點”的原則，編寫針對電力系統專業特點的“電機學”課程教材和實驗教材。本課程組編寫的《電機學》教材被推薦為普通高校國家“十二五”規劃教材，該教材曾榮獲吉林省高校優秀教材一等獎。

4.教學模式設計

依據電機學理論抽象、實踐性強的特點，采用模擬仿真教學模式，使得實際無法顯現的電機物理過程直觀化；采用任務驅動的教學模式，以電機繞組嵌線工藝、組裝調試等為任務，開展電機學實踐教學，強化學生的職業意識。

5.評價方式的設計

構建以培養職業崗位能力為目標的考核體系。考核方式多元化，包括閉卷考試、模擬操作、現場答辯、實際操作和提交專題報告等多種形式。實踐環節以實際操作為主，理論教學考核內容“三基內容”占40%，“綜合應用內容”占60%，重點考核學生的綜合分析能力和實際應用能力。

二、教學內容的針對性與適用性

1.教學內容的針對性

針對電力企業持續發展的需要，結合電力職業崗位實際工作情況，突出電氣專業的人才培養特色，精心選取“電機學”教學內容?！半姍C學”課程內容設計以電力系統中的兩大重要元件——變壓器和同步發電機為重點，“以夠用為原則，以應用為重點，兼顧實用與發展”展開理論教學和實踐教學。為了突出對學生的實際應用能力的培養，特設置“電機工藝實習”、“電機控制實習”和“電機運行仿真實習”，以提高學生就業的競爭力，并為今后的個人專業方面的持續發展奠定良好的基礎。

2.教學內容的適用性

“電機學”課程是電氣工程專業的技術基礎課，教學中合理配置教學內容，讓學生“既見樹木，又見森林”。將電機的應用作為重點，為后續課程的學習奠定基礎，培養學生在電力生產中解決電機及相關實際問題的基本能力，使學生能適應電力企業的工作需要。

3.教學內容的組織與安排

依據“工程-理論-工程”的教學指導思想，序化教學內容。緊密圍繞培養素質高、工程能力強的應用型人才為培養目標，緊緊圍繞工程問題展開理論教學，強調物理內涵，理解理論本質。然后，配合理論教學，進行相關的電機學的實驗和實習，引導學生利用理論知識，去分析出現的各種工程實際問題，提高學生分析和解決實際工程問題的能力。

三、教學方法與教學手段的改革

針對電機學內容抽象，學生缺乏電機的直觀認識，對電機原理中的時-空概念很難建立的實際情況，課程組采用了五位一體的教學模式，教學過程中達到了預期的教學效果。

1.演示、講解、練習相結合方法

在教學過程中教師首先用教具（課件）演示教學內容，讓學生觀察電機運行時發生的各種現象，然后提出本節所講述的內容，同時對基礎知識進行精心講解，最后配合課堂練習。為加強師生的交流，教師課后應進行答疑，以便于及時發現問題、解決問題。例如，交流繞組基本知識一節中，教師先用課件演示電機的結構和繞組，提出繞組如何繞制的問題。這樣，既讓學生建立了繞組的空間概念，又清楚了自己要學習的內容，做到有的放矢。然后，教師精心講解交流繞組的基本概念，劃分相帶的規律，舉例分析單層繞組展開圖的畫法，總結規律。最后，改變繞組參數，讓學生自己動手，課堂完成繞組展開圖。課程結束后安排異步電機繞組工藝實習，使學生真正理解和體會繞組在電機中的重要作用。

2.對比教學法

“電機學”課程理論體系完整，各種電機的內在關系聯系緊密，電機之間既有聯系又有差別。因此，非常適合采用對比的教學方法。如：對異步電機分析時，要時刻與變壓器的分析相對比，把旋轉的異步電機等效為靜止的異步電機，也就相當于變壓器，可以采用變壓器的分析方法來分析異步電機。教學過程中應仔細對比兩者在結構、磁場、用途、等效電路及參數的異同。

3.典型案例教學法

利用生產實際中的典型案例，緊扣“電機學”應解決的理論和實際問題，對案例的過程進行詳細的分析、解剖、總結，以達到提高學生學習積極性、解決問題和分析問題的能力。如：三相Yyn聯結的組式變壓器帶單相負荷時會造成中性點位移現象以及對供電產生的影響。課堂教學從理論上定性分析變壓器不對稱運行的電磁過程，過后在實驗室觀察試驗過程和結果，使學生能夠加深理解中性點浮動的概念。通過案例教學，提高了學生的理論和實踐水平。

4.多媒體輔助教學法

多媒體及網絡教材直觀、形象、靈活，便于學生自主學習，有利于學生更好地理解課堂教學的內容，也有利于學生課程復習和鞏固。課程組編寫了電機學系列多媒體及網絡教材，將電機形象化，大大方便了學生的學習，也提高了他們的學習興趣，提升了教學效果。

5.數字仿真教學法

利用電氣技術仿真中心，模擬變壓器和同步電機的各種動態過程，如變壓器副邊突然短路、空載合閘等運行情況。學生可以如同在現場一樣，進行各種實際操作，也可以進行各種故障分析，進而進行故障處理，系統根據學生的處理操作給出評分。由于該系統完全模擬了現場情況，使學生現場處理事故的能力得到了鍛煉。

四、本課程的特色

以“夠用為度、降低難度、注重應用”為原則，整合課程內容，加強電力系統及工礦企業常用電機的運行、調試及故障處理等方面的訓練，突出對應用型人才的培養目標。

采用五位一體教學方法，突出理論與實踐密切結合，使抽象理論直觀化和形象化。

注重學生綜合能力和素質的培養，利用電氣技術仿真中心，模擬實際現場運行情況，大大提高學生現場處理事故的能力。

考試改革突破了一張卷定成績的做法，注重實踐操作考核，重點考核學生分析問題、解決問題的能力，注重綜合能力和素質的考核。

參考文獻：

[1]石賽美， 尹進田，黃肇.論“電機學”課程教學中對比式教學法的應用[J].中國電力教育，2012，（33）：36-37.

[2]李書權， 曾令全，王秀云.電機學課程教學改革的研究與實踐[J].電氣電子教學學報，2006，（4）：16-18.

[3]劉慧娟，王立德.一堂“電機學”精品課的設計與教學[J].電氣電子教學學報，2008，（4）：6-8.

[4]曾令全.電機學[M].第一版.北京：中國電力出版社，2007.