“電機與拖動”課程教學改革探索

楊友平　李濤

摘要：“電機與拖動”課程具有理論性和實踐性都很強的特點。根據目前長江大學電子信息學院電氣工程及其自動化專業學生學習現狀，對“電機與拖動”課程做相應的教學改革。改革方向主要表現在教學內容的優化、教學方法的多樣化、期末考核的標準化三個方面，目的在于引導學生進行工程實踐，提高學生應用所學知識解決實際問題的能力。

關鍵詞：電機與拖動 實驗教學 案例教學

隨著教學改革的不斷深入，“電機與拖動”這門課程的教學內容也在不斷發生著變化。怎樣適應學科的發展去創新“電機與拖動”學科的教學，是我們教授這門課的教師必需面臨的新課題。運用傳統的教學方式教學往往是老師講起來枯燥吃力，學生學起來則感到空洞乏味。教學矛盾的日漸突出，往往使教學效果事倍功半。我講授這門課程已多年，對這門課程的基本特點比較了解，近幾年的教學實踐中我一直在進行著教改方面的探索，現將我對“電機與拖動”這門課程的教學改革的一些想法總結如下，望與同仁們共同商榷。

1“電機與拖動”教學改革的現狀和目的

1.1“電機與拖動”教學改革現狀

為了提高“電機與拖動”的課堂效果，幫助學生掌握相關知識。各大院校的教師們在提高自身專業水平的同時，絞盡腦汁提出各種改革方案并加以實踐來提高課堂效果，幫助學生學好這門課。在各種改革方案中，針對學生自身特點的不同，提出了不同方案，但大多研究的是理論教學的改進，把重心更多地放在教師如何教，而對學生如何學這塊提及很少。教學是教師教和學生學的互動過程，兩者缺一不可，要想達到良好的教學效果，要想學生能確實地學好所需的知識，教師在研究如何教的時候，也應該在如何引導學生學方面下功夫。興趣是最好的老師，提高學生的學習興趣是幫助學生順利掌握知識的有效途徑。

“電機與拖動”其理論性和工程實踐性都比較強，其理論性尤為抽象，它是將實際生活中發生的一些電磁現象，用電學的基本定律、定理進行科學的解釋，再上升到理論的高度加以總結。如在電磁學中場的概念是個抽象的概念，學生接受起來比較困難，為了讓學生更好的理解場的概念，通過采用案例分析的方式，加深學生的感性認識，然后挖掘其中相關知識點，幫助學生在掌握理論知識的同時熟悉其應用場所。本文提出在理論教學過程中穿插實際應用的案例分析方法，引導學生從身邊熟悉的應用中學習相關的理論知識，然后再借助“電機與拖動”中幾個典型的實驗鞏固所學基礎知識。

1.2“電機與拖動”教學改革方向和目的

針對我校電氣工程及其自動化專業學生的學習特點，結合本專業培養工程應用型人才的宗旨，提出在理論教學中穿插案例分析的教學方法和將動手能力的考查作為期末考核標準的改革方案。將案例分析引入理論教學，輔以實驗驗證的改革方向是為了在完成教學任務的同時，激發學生的學習興趣，培養學生的動手能力。將案例分析能力和動手能力納入考查范圍有助于提高學生動手、動腦意識，避免期末考查只注重考查學生的理論知識，而忽視學生動手能力和工程思維的考查。這樣不僅讓學生既注重理論知識的學習，又注重工程思維、動手能力的培養。因而將案例分析能力和動手能力考查作為考核標準是十分必要的。

2“電機與拖動”教學改革方案

為了讓更多學生更好地學好這門專業基礎課程，要求不僅要掌握“電機與拖動”的相關理論和技術，還要用這些理論和技術理解和解決實際問題，真正地做到理論和實踐相結合。對課程教學方面進行了如下研究：

2.1教材的選擇

根據學生學習特點和培養目標選擇教材。“電機與拖動”課程經典教材很多，有純理論教學的如國外的教材《電機學》（Stephen D.Umans）；國內的《電機學》（辜承林，陳喬夫，熊永前），《電機原理及拖動》（彭鴻才）等。這些教材比較注重基礎知識的講解，涉及相關建模方面較少，可作為教師備課輔助教材。根據學生學習特點，注重工程應用型方向的培養，經過仔細對比和查閱，選擇了《電機與拖動MATLAB仿真》，這本教材包含了電機方面基礎知識，同時對經典的電機用MATLAB軟件實現并給出了對應的程序，更加注重理論和實踐的結合，可以為學生課后利用仿真軟件學習提供參考，加深對知識點的理解。

2.2教學內容的優化

（1）緒論部分不可少。緒論介紹課程的知識結構和學習的目的和意義，學生可以通過緒論的學習了解課程的特點和要求，可以對要接觸的課程有一個感性認識。

（2）基本知識要講透。對于電學基礎知識較弱的學生，初步接觸這門課時會很難，需花較多時間抓一些基本概念。如電場與磁場、電路與磁路等的關系，如何將“場”轉換為“路”，以及各種物理量之間的關系等。

（3）重物理意義輕推導過程。本課程有四大部分（變壓器、直流電機、感應電機和同步電機等），其內容多，公式多，推導過程繁瑣，在教學過程中可以就推導過程做個簡單介紹，重點是通過物理意義的講解來加深學生對其本質的理解，引導學生如何用這些公式建立數學模型解決實際問題，再通過MATLAB工具編寫相關程序進行仿真，加深對各種電機的理解。

（4）實際應用的介紹。在理論教學過程中，為了將抽象的概念具體化，用3個實際應用的案例幫助學生學習理解，在課堂上進行討論和總結。根據教學內容選定有代表性的3個實際應用案例，如家用電風扇故障分析、變壓器相序分析、家用吊扇的結構分析。

（5）驗證實驗的介紹。“電機與拖動”課程中設有3個實驗即變壓器參數的測試；他勵直流電機的機械特性測試；三相異步電動機的機械特性測試。通過相關實驗，測量電機的相關參數，分析其機械特性，通過這3個實驗加深對所學知識的理解和掌握。課后再給學生布置作業要求用MATLAB工具進行編程仿真。

2.3教學方法的多樣化

（1）案例分析法

如在緒論的介紹過程中，可以引入家用電器中常出現的一些現象，如吊扇轉動時，為什么會擺動；洗衣機脫水時，為什么脫水機脫水效果不好等，是可以用“電機與拖動”課程中單相電機的基本結構和工作原理來解釋的。因為，說到底它們都是一種電磁現象。通過案例分析讓學生對整個課程有個總認識，要學什么，干什么。在該課程教學過程中，可根據實際情況引入幾個案例分析。

（2）課堂教學和課下鞏固相結合

課堂時間有限，在教學過程中應靈活應用課堂時間，可以適當地采用開放式教學方式，以提問、啟發、解惑的方式進行，努力讓學生加入課堂學習，以工程思維學習專業課。如采取每章學完后，學生同步上交1份本章小結；課后布置用MATLAB工具進行仿真的同步練習作業。采用這種牽引式的學習方式，可以培養學生的自學能力。

（3）采取以學為主，以教為輔的教學方式

高等教育應注重培養學生的創造性思維和創新能力，教學中應采取以學為主，以教為輔的教學方式。教師在教學過程中只應起到一種引導作用。教師應該通過一些獨特的教學方法和手段培養起學生的學習興趣，調動起學生思考的主觀能動性，從而讓學生在探究式學習中產生思維火花，激發他們自主學習的無限潛能。教師在教學過程中應該引導學生找到適合自身的學習方法，給學生創造出良好的學習氛圍和學習自由的空間。“電機與拖動”課程教學，可從以下幾方面貫徹以學生為主體，以教師為輔助的教學方式：①教師傳授知識過程中多設問，讓學生通過課本或查閱資料自尋答案，對于共性的疑難問題再適時解答。②有些歸納性結論可在學生充分思考或反復實踐后給出，留給學生一定的思考理解的空間。③成立學習興趣小組或創新實踐團隊，提高學生學習和實踐中溝通、交流和協作動手的能力。④鼓勵學生在學習中大膽質疑，在實踐中大膽創新，培養學生創新意識。

2.4考核評價標準化

課程考核用于測評“教”和“學”的效果，是課程教學體系的一個重要組成部分。通過考核可以督促學生平時的學習，也可以鞏固課程的相關知識，教師還可以通過課程考核了解每個學生對課程的掌握情況。“電機與拖動”這門課程考核的內容和測評的方式是多樣的。從考核內容上看，它有理論知識的考核也有工程實踐能力的考核。從測評方式上，有試卷式的，有實踐操作式的，也有課題式的。教師可結合教學實際采用不同的考核方法。傳統考核方式，不能客觀、有效地反映學生的真實學習狀況，只注重考核學生的學習結果，忽視了學生的學習過程。根據新時期人才培養目標的要求和該課程特點，需要建立科學合理的課程學習評價體系。我認為應該改革現有課程評價體系，重視過程評價。在整個教學實踐中，教師認真記錄學生課堂表現、課后作業、討論答疑、單元小結和仿真設計實踐報告等學習情況，及時掌握學生的學習情況。進行過程評價，并根據評價反饋對教學內容與教學策略進行調整。

新的課程評價體系包括過程評價和終端考核（期末考試）兩部分。過程評價的結果占總成績30%，過程評價項目包括平時（作業、考勤、小組討論）、綜合作業、實驗等幾個方面，其中平時10%，綜合作業10%，實驗10%。該課程共安排3次實驗，根據實驗教學內容，每個實驗有多個項目供學生選擇，根據實驗項目的完成情況和實驗項目的難易程度進行評分。期末考核成績占總成績70%。經過這幾年教學實踐，采取新的課程評價體系，能夠比較全面客觀地評定學生的學習情況。感覺收到了預期的教學效果。

3結語

“電機與拖動”是電氣工程及其自動化專業的一門專業基礎課，涉及各種電機繁雜的電磁關系分析，學生普遍感到困難。通過采用現代教學理念，有針對性地選擇所用教材，優化教學內容，采取多樣化的教學方法，借助標準化的考核方式等新型教學模式進行課程教學改革。這種新型教學模式通過連續兩年的教學實踐表明，該教學模式行之有效。與以往傳統教學班相比，課堂參與度與參與面明顯增強與擴大，學生的自學能力得到提高，一些學生在自主學習中有不少新發現，對電機有了更深入了解。2014年組織的統一命題的期末考試中，我授課的教學班考試通過率為94.3%，有20%的學生卷面成績為90分及90分以上。

本文提出的一些教學改革思想，豐富了課堂教學的方法，提高了學生分析問題和解決問題的能力，對提高學生的綜合素質和創新意識起到積極作用。

參考文獻：

[1]辜承林，陳喬夫，熊永前.電機學（第3版）[M].武漢：華中科技大學出版社，2010.

[2]劉玫.電機與拖動[M].北京：機械工業出版社，2009.

[3]劉風春，孫建忠.電機與拖動MATLAB仿真[M].北京：機械工業出版社，2008.

[4]黃洪全，任家富，陳光柱.電機學難點教學的多思維融合方法[J].教育教學論壇，2015，（10）：183-184.

[5]鄭孝東.多種教學方法和教學手段在“電機學”教學中的應用[J].中國電力教育，2013，（19）：63-64.

[6]張俊峰.論電機學教學方法的創新探索與實踐[J].群文天地，2012，（19）：239.

基金項目：長江大學教學研究項目（項目編號：JY2014031）。