《電機(jī)與變壓器》課程教學(xué)手段與方法的探討

伍麗靜

摘 要：目前，各職業(yè)院校都在實(shí)行教改，目的是提高教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生學(xué)以致用。然而，技工院校的生源較差，多數(shù)是學(xué)困生，怎樣使這些學(xué)生對(duì)課程感興趣，降低理論課程難度，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)應(yīng)用能力，是當(dāng)務(wù)之急。筆者作為一名職教電子專業(yè)教師，通過多年的教學(xué)，總結(jié)了有關(guān)《電機(jī)與變壓器》課程的一些教學(xué)方法、教學(xué)手段以供參考。

關(guān)鍵詞：電機(jī)；教學(xué)方法；教學(xué)手段

1 教學(xué)方法

課堂教學(xué)講授與多媒體、演示實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)參觀相結(jié)合，充分利用動(dòng)畫效果、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及各種教具，使課堂教學(xué)變得豐富多彩，生動(dòng)有趣，電機(jī)復(fù)雜的理論易于理解。

教師將提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性放在中心環(huán)節(jié)，為此采取了啟發(fā)式、討論式、提問式等多種有效的的方法。例如為了使學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)目的，并對(duì)每堂的具體內(nèi)容建立濃厚興趣，在引入問題時(shí)，根據(jù)不同內(nèi)容采取多種方法：

反差引入法：看似司空見慣的現(xiàn)象，有時(shí)確有相反的結(jié)果；

問題引入法：從學(xué)生能理解感興趣的問題出發(fā)，引入授課內(nèi)容；

實(shí)例引入法：通過工廠出現(xiàn)的相關(guān)事例分析過渡到授課內(nèi)容。

2 教學(xué)手段

1）簡(jiǎn)化課程中的理論推導(dǎo)，突出重點(diǎn)，使問題簡(jiǎn)單化，降低教學(xué)難度。

2）用現(xiàn)場(chǎng)參觀、課堂中生動(dòng)的演示實(shí)驗(yàn)、多媒體輔助教學(xué)等教學(xué)手段，使復(fù)雜問題直觀化簡(jiǎn)單化，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

3）善于將所授理論與實(shí)際相結(jié)合，突出課程的實(shí)用性，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

3 應(yīng)用案例

應(yīng)用案例一：?jiǎn)蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī)的脈動(dòng)磁場(chǎng)

《電機(jī)與變壓器》課程理論性、實(shí)踐性、綜合性、應(yīng)用性很強(qiáng)的特點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)被動(dòng)，普遍感到課程內(nèi)容雜、難理解、理論與實(shí)踐脫節(jié)。在學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)畏難情緒。因此加強(qiáng)理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生對(duì)課程認(rèn)識(shí)由抽象到具體是解決上述問題的有效方法。下面以單相異步電動(dòng)機(jī)的脈動(dòng)磁場(chǎng)概念為例，看如何利用現(xiàn)場(chǎng)演示實(shí)驗(yàn)并結(jié)合反差引入法使這一概念變得具體明了，學(xué)生印象深刻。

應(yīng)用設(shè)想：在單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理中，通過電磁理論分析得出：當(dāng)僅給電動(dòng)機(jī)工作繞組通入單相交流電時(shí)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)是大小隨電流的瞬時(shí)值變化而變化，但磁場(chǎng)的軸線空間位置不變的，從而引出脈動(dòng)磁場(chǎng)的概念。但脈動(dòng)磁場(chǎng)有什么特性？與前章的三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)有什么不同？書中通過較煩瑣的理論分析得出單相異步電動(dòng)機(jī)脈動(dòng)磁場(chǎng)的特性—轉(zhuǎn)矩特性，這樣勢(shì)必會(huì)使學(xué)生感到枯燥、難學(xué)，很可能在還沒有分析出特性時(shí)，有學(xué)生就已經(jīng)不學(xué)了。為了解決這一問題，用現(xiàn)場(chǎng)的演示實(shí)驗(yàn)取而代之，可達(dá)到事半功倍的效果。

首先，應(yīng)用電磁理論分析單相異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的磁場(chǎng)引出脈動(dòng)磁場(chǎng)的概念；然后引入問題：脈動(dòng)磁場(chǎng)能使電機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)起來嗎？給學(xué)生幾分鐘的時(shí)間討論，結(jié)果大部分學(xué)生猜的是電機(jī)可以自行轉(zhuǎn)起來。接下來通過實(shí)驗(yàn)演示來證實(shí)學(xué)生的結(jié)論是否正確。老師或指導(dǎo)一學(xué)生利用教室內(nèi)的吊扇，先將吊扇的電源停掉，再將吊扇的電容拆掉然后通電試驗(yàn)。讓學(xué)生通過觀察吊扇的送電后的現(xiàn)象，顯然現(xiàn)象會(huì)與學(xué)生所猜結(jié)論相反。這會(huì)調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)一步探究問題的積極性，并加深了脈動(dòng)磁場(chǎng)的特點(diǎn)印象。這樣既省略了抽象而枯燥的理論分析有達(dá)到了達(dá)到了激發(fā)興趣、易于理解、便于記憶和應(yīng)用的效果。

應(yīng)用過程：

（1）將教室中的某臺(tái)運(yùn)行正常的吊扇停電后，斷開電容的接線，用絕緣膠布包好斷開的接線端，再給吊扇送電，觀察現(xiàn)象—吊扇不動(dòng)。

（2）用手向某一方向撥動(dòng)吊扇的風(fēng)葉，觀察現(xiàn)象—吊扇沿?fù)軇?dòng)的方向慢速旋轉(zhuǎn)起來。只要保持通電，吊扇就維持這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

（3）將吊扇停電，再送電，觀察到吊扇不轉(zhuǎn)，此時(shí)用手向反方向撥動(dòng)風(fēng)葉，觀察到吊扇沿反方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來。

通過上述實(shí)驗(yàn)的三步，啟發(fā)學(xué)生得出脈動(dòng)磁場(chǎng)特性——轉(zhuǎn)矩特性：

（1）脈動(dòng)磁場(chǎng)不能使電動(dòng)機(jī)自行啟動(dòng)，T=0，n=0，電機(jī)通電

不轉(zhuǎn)。

（2）當(dāng)n╪0，則T╪0，此時(shí)電機(jī)運(yùn)行。

（3）電機(jī)的轉(zhuǎn)向取決所加外力方向。

應(yīng)用案例二：鐵磁物質(zhì)的飽和效應(yīng)及磁化曲線

電機(jī)和變壓器的鐵心都是由鐵磁材料構(gòu)成的。而鐵磁物質(zhì)又具有飽和性。鐵磁物質(zhì)的飽和性又直接影響電機(jī)和變壓器的電磁參數(shù)。學(xué)生理解起來很困難，在教學(xué)過程中采用多種教學(xué)方式幫助理解，為電機(jī)和變壓器的各種電磁參量的關(guān)系鋪平道路。

（1）多媒體教學(xué)

鐵磁材料的飽和磁效應(yīng)是電機(jī)與變壓器課程中較難理解的概念，通過一個(gè)交互式多媒體軟件使問題直觀化。

下圖左有一動(dòng)圈式電流表，一個(gè)繞有線圈的方形鐵心，圖右為勵(lì)磁電流與磁通的關(guān)系曲線；通過調(diào)勵(lì)磁電流的的大小，可以觀察到鐵心的磁通變化情況；同時(shí)也顯示出勵(lì)磁電流與磁通變化的關(guān)系曲線。通過以上的實(shí)驗(yàn)，我們可以得到以下結(jié)論：當(dāng)電流較小時(shí)，隨勵(lì)磁電流的增加，磁通幾乎是正比增加。當(dāng)鐵心中的磁密過大時(shí)，隨電流的增加，磁通緩慢的增加，最后幾乎不增加了。這就稱為飽和效應(yīng)。

（2）、啟發(fā)式教學(xué)

啟發(fā)式教學(xué)能夠有效的激發(fā)學(xué)生的求知欲望，變被動(dòng)聽課為主動(dòng)思考。因此在講課時(shí)故意設(shè)下懸念，讓學(xué)生思考。例如講到飽和時(shí)，會(huì)舉生活中的例子讓大家思考，我們往空杯子中投筷子時(shí)，當(dāng)筷子越來越多時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)越往后筷子越難投到杯子里，這是為什么？這時(shí)學(xué)生的興趣肯定高漲，會(huì)回答“阻力大”。我們把杯子比喻成有一定結(jié)構(gòu)尺寸的鐵心，筷子相當(dāng)于磁通，當(dāng)鐵心的磁通過多時(shí)，稱其為飽和。這是再啟發(fā)學(xué)生鐵心飽和時(shí)為什么磁阻會(huì)增加？磁阻由誰決定？讓學(xué)生自己分析，教師補(bǔ)充，最后得到結(jié)論：

鐵心飽和→磁導(dǎo)率減小→磁阻增加

通過多媒體教學(xué)和啟發(fā)式教學(xué)的應(yīng)用，學(xué)生能夠?qū)﹁F磁物質(zhì)的飽和效應(yīng)有一個(gè)比較深刻的理解，并克服了學(xué)生以前被動(dòng)盲目的死背結(jié)論的現(xiàn)象。

應(yīng)用案例三：三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)及應(yīng)用

三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組是三相異步電動(dòng)機(jī)在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生故障的主要部分。電機(jī)通電后能否建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)直接關(guān)系到電機(jī)能否正常運(yùn)行。三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是重點(diǎn)內(nèi)容，要求學(xué)生在理解三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生原理基礎(chǔ)上，進(jìn)一步掌握實(shí)際中由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的問題而引發(fā)的電機(jī)故障現(xiàn)象，由此得出處理電機(jī)故障的部分技能。

實(shí)例引入法，結(jié)合實(shí)驗(yàn)、理論（一體化）教學(xué)：

（1）教學(xué)課堂放置一臺(tái)好的三相異步電動(dòng)機(jī)，先讓學(xué)生觀察：給三相異步電動(dòng)機(jī)通入三相交流電電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（2）再讓學(xué)生觀察另一個(gè)實(shí)驗(yàn)：將一指南針背面放置一磁鐵，然后用手操作磁鐵勻速旋轉(zhuǎn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察指南針指針發(fā)生的現(xiàn)象，提問學(xué)生看到了什么（顯然指針會(huì)跟著磁鐵旋轉(zhuǎn)），并解釋現(xiàn)象的原因。

（3）聯(lián)系第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組通入三相交流電會(huì)產(chǎn)生類似于磁鐵旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使學(xué)生建立有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的感性認(rèn)識(shí)。

（4）分析旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生原理，得出旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生條件：三相對(duì)稱定子繞組、三相對(duì)稱電源；

（5）引入問題實(shí)例：提問如果旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生條件中有一個(gè)條件不具備，三相異步電動(dòng)機(jī)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？

實(shí)驗(yàn)：三相異步電動(dòng)機(jī)缺相通電（通電后迅速斷電），引導(dǎo)學(xué)生觀察電機(jī)能否啟動(dòng)。

5 應(yīng)用總結(jié)

電機(jī)與變壓器課程是電子專業(yè)較難學(xué)的課程之一，理論性強(qiáng)，內(nèi)容較為枯燥，但如果采用較有效的教學(xué)方法及教學(xué)手段，就會(huì)取得較好的教學(xué)效果：

1、在理論教學(xué)方面，對(duì)于大多數(shù)學(xué)生而言，較好的解決了現(xiàn)行教材中的大部分重點(diǎn)難點(diǎn)問題。

2、通過將理論與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，使學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的主動(dòng)性大大的提高。

3、在補(bǔ)充實(shí)踐環(huán)節(jié)方面，幫助學(xué)生增加了電機(jī)維護(hù)的技能。

4、通過將電機(jī)與變壓器課程中許多繁瑣的文字?jǐn)⑹龊凸酵茖?dǎo)變?yōu)樯鷦?dòng)有趣、直觀形象，從而提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及主動(dòng)精神。獲得理想的教學(xué)效果。endprint