高等農(nóng)業(yè)院校工科電氣類課程教學(xué)探索與實踐

摘要：為適應(yīng)高素質(zhì)人才培養(yǎng)的現(xiàn)代社會發(fā)展需要，根據(jù)近年課程教學(xué)和科研的實際體會，結(jié)合電機與拖動課程的教學(xué)現(xiàn)狀，對電類課程教學(xué)方法及教學(xué)手段等方面的教學(xué)改革內(nèi)容進行了探討，提出了重視電氣工程自動化專業(yè)理論規(guī)律“數(shù)學(xué)化”，引入“模擬實踐”教學(xué)方法，會起到很好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：電機與拖動；教學(xué)改革；教學(xué)方法

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）35-0107-02

電氣工程及自動化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課基本概念、基礎(chǔ)理論、計算方法等內(nèi)容較多且枯燥，但只有很好的掌握才能為后續(xù)課程學(xué)習(xí)、從事專業(yè)工作以及進一步研究課題打下良好的基礎(chǔ)，從而更好地運用知識解決工程實際問題。以往的教學(xué)中，學(xué)生普遍反映的問題是課程有些概念抽象、不容易理解，教學(xué)方法老套、實踐課程安排少。

為了全面提高我國電氣工程及自動化學(xué)科本科教學(xué)質(zhì)量，適應(yīng)山東省高等教育名校建設(shè)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色名校建設(shè)工程要求，適應(yīng)具有創(chuàng)新意識、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的高素質(zhì)人才培養(yǎng)需要，對現(xiàn)有電氣工程自動化學(xué)科本科教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)計劃和教學(xué)評價機制進行探索和實踐改革，下面著重以電機與拖動教學(xué)為例進行闡述。

一、數(shù)學(xué)推導(dǎo)準(zhǔn)確，理論規(guī)律“數(shù)學(xué)化”

理論課授課內(nèi)容，重在揭示內(nèi)在規(guī)律，通常電學(xué)課程理論內(nèi)容與數(shù)學(xué)緊密相關(guān)，如自動控制原理、數(shù)字信號處理授課內(nèi)容與數(shù)學(xué)中的laplace和z變換密切相關(guān)，而電機與拖動基礎(chǔ)理論與復(fù)變函數(shù)和梯度、散度和弦度緊密聯(lián)系。因此把課程理論內(nèi)容講清楚，讓學(xué)生清楚理解每個方程的來龍去脈，并不是一件容易的事情，需要教師利用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)推導(dǎo)得出理論公式和規(guī)律。因此，在平時的教學(xué)中應(yīng)該注重學(xué)生數(shù)學(xué)能力的培養(yǎng)，及時消除授課內(nèi)容的“盲區(qū)”，使理論規(guī)律和方程“數(shù)學(xué)化”，只有這樣講課才更生動、邏輯性更強，學(xué)生也更易于理解。

這個推導(dǎo)過程可使同學(xué)們更清晰理解和掌握基波磁動勢和各次諧波磁動勢的計算，同時使同學(xué)們認識到數(shù)學(xué)是學(xué)好電學(xué)理論知識的基礎(chǔ)，要從數(shù)學(xué)本質(zhì)上弄清每個方程的來龍去脈及其物理意義。除了電機拖動這門課，電類很多課程（自動控制原理、數(shù)字信號處理、信號與系統(tǒng)等）都遵循這一規(guī)律。

二、引入“模擬實踐”教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生興趣

課堂教學(xué)要培養(yǎng)學(xué)生的興趣，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。當(dāng)然，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和教師的講課質(zhì)量有關(guān)，一個教師講課十分精彩，自然會吸引學(xué)生[1-3]。

對于工科教學(xué)，麻省理工學(xué)院授課主要采用實驗——結(jié)論——理論規(guī)律總結(jié)的教學(xué)模式，教室配有實驗臺，通過實驗演示再總結(jié)理論知識，從而收到非常好的課堂教學(xué)效果。我們限于教學(xué)實驗條件，無法在理論教學(xué)中進行實驗演示，但可以引入一些“模擬實踐”教學(xué)環(huán)節(jié)。現(xiàn)有教材很多都是前人結(jié)論的總結(jié)，不利于學(xué)生全面掌握理論知識的內(nèi)涵。而通過模擬實驗，就可以用實驗得出的結(jié)果驗證理論知識的來源，這樣不僅可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，更好地增加師生之間的互動性，同時有利于培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力，達到理想的授課效果。

例如在講解全電流安培定律的課堂教學(xué)中，我們做了以下“模擬實驗”，第一步實驗揭示通電導(dǎo)體會產(chǎn)生磁效應(yīng)，第二步實驗電流與磁場成右手螺旋關(guān)系，第三步實驗二根通電平行導(dǎo)體相吸的現(xiàn)象。模擬情景式實驗教學(xué)極大的吸引了同學(xué)們的好奇心和興趣，其中穿插對同學(xué)們的提問，同學(xué)們被深深吸引住了。從學(xué)生認知的角度，進行富有啟發(fā)性的模擬實驗，引導(dǎo)學(xué)生積極思維，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的方法和能力，最后從理論上總結(jié)其理論規(guī)律

三、適當(dāng)引入多媒體教學(xué)，授課生動化

由于多媒體教學(xué)擺脫了傳統(tǒng)的“粉筆+黑板”的教學(xué)方法，把多媒體作為教學(xué)工具和手段，真正做到圖文并茂、動靜結(jié)合、聲情融會、使學(xué)生最大限度地獲取信息，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和求知欲望，提高了教學(xué)效果和教學(xué)效率。但多媒體技術(shù)作為一種輔助教學(xué)手段，其使用應(yīng)以提高教學(xué)質(zhì)量為宗旨。在國外許多大學(xué)，盡管教室、研究間配備有齊全的投影儀、幻燈片等，但運用多媒體情況與課程性質(zhì)有關(guān)。例如像電學(xué)基礎(chǔ)類課程電路理論、自動原理，數(shù)學(xué)類課程“數(shù)字信號處理等邏輯性較強的課程，仍沿用傳統(tǒng)的方式，即教師在黑板上一步步地定義、推證；而對“自動控制元件與系統(tǒng)集成”、“電力系統(tǒng)繼電保護”、“高電壓技術(shù)”等專業(yè)性較強的課程則以計算機、多媒體為主，幻燈片、黑板為輔多種方式相結(jié)合，使授課生動化。

多媒體教學(xué)更易創(chuàng)設(shè)引人入勝的教學(xué)過程和情景，使學(xué)生充滿認知興趣，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，促進學(xué)生自覺地形成獲取知識、技能和技巧的能力。可以更生動的講解復(fù)雜的理論規(guī)律和工程應(yīng)用。

例如在電機與拖動授課中引入磁力線分布如圖1所示。

四、確定學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位

隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，大學(xué)的學(xué)習(xí)方式出現(xiàn)許多新特征，自主學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)等理念得到廣泛認同[4-5]。但不少學(xué)生仍然把分數(shù)、文憑作為學(xué)習(xí)的主要目的，缺乏自主學(xué)習(xí)的精神。要確立學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，逐步改變以教師為中心的知識傳授型教學(xué)方式，開設(shè)由學(xué)生和教師共同選題的自主學(xué)習(xí)課程，構(gòu)建多元學(xué)習(xí)模式，加強學(xué)習(xí)策略和方法的訓(xùn)練指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生再學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力，樹立終生學(xué)習(xí)的觀念，促進個性發(fā)展。

教師加強自身的學(xué)習(xí)，及時跟隨當(dāng)今學(xué)科的前沿發(fā)展，不斷更新知識，引導(dǎo)學(xué)生對本學(xué)科的前沿知識的興趣和熱愛。確立學(xué)生在課堂的主體地位，讓學(xué)習(xí)方式多樣化，大力提倡探究性學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的方法，培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)的愿望和能力。從改革課堂教學(xué)模式上，改變學(xué)習(xí)方式。

五、改革單一筆試考核方式勢在必行

考試是手段而不是目的，考試的最終目的是督促學(xué)生更好的學(xué)習(xí)，提高教學(xué)質(zhì)量。而目前所開設(shè)的課程中考試課所占比例過大，往往一個學(xué)期有5～6門課程要在期末一到兩周內(nèi)完成，“重考試，輕考查”，“重期末，輕平時\"，這樣便造成學(xué)生平時松松垮垮，期末窮于應(yīng)付，導(dǎo)致相當(dāng)一部分學(xué)生平時并沒有真正下工夫認真學(xué)習(xí)，而是靠臨時突擊、猜題甚至作弊蒙混過關(guān)。這種分數(shù)為“王”的考試方式并不利于學(xué)生真實水平的反映，也一定程度上阻礙了教學(xué)改革的進行。

電氣工程學(xué)科各門課程教授的是學(xué)生解決問題的能力，而非死記硬背公式和理論。考試形式可以多樣化，加大開卷考試的課程門次，爭取每學(xué)期閉卷考試課不超過3門。很多帶有編程性質(zhì)的課程如PLC等應(yīng)以設(shè)計、上機考試為主，也可以開卷考試，有些其他課程可以以考查、考核、小論文、小設(shè)計等多種形式分階段完成。

總之，電氣工程自動化學(xué)科本科教學(xué)中，要不斷深化教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為導(dǎo)向，按照不同學(xué)科、專業(yè)、課程對教學(xué)的要求，改進教學(xué)方法，探索模擬實踐教學(xué)模式，著力提高大學(xué)生創(chuàng)新實踐的興趣和能力。對培養(yǎng)滿足社會各層次需求的電氣工程自動化專業(yè)人才隊伍和學(xué)科可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

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（責(zé)任編輯：劉麗娜）