獨立學院 “電機學” 課程教學改革探索

錢荔

摘 要： “電機學”是高等學校電氣工程及其自動化專業的專業課，課程內容復雜，涉及多門學科。本文在分析了獨立學院學生特點和“電機學”課程特點的基礎上，對“電機學”課程進行了教學內容的調整和教學方法的探索，提出了“實例教學”與“網絡教學”的方法，增強了課程教學效果。

關鍵詞： 獨立學院 電機學 教學改革

一、引言

“電機學”是獨立學院電氣工程及其自動化專業的一門專業課，對學生有一定的數理基礎要求，先修課程包括“高等數學”、“大學物理”、“電路”、“工程電磁場”等。“電機學”的內容是電氣工程及其自動化專業學生知識結構的重要組成部分，課程主要介紹變壓器、異步電機、同步電機、直流電機穩態運行的基本理論知識和基本分析方法。

獨立院校是由普通本科高校按新機制、新模式舉辦的本科層次的二級學院，學院生源水平在近幾年有了較大的提高，錄取的學生中達本二錄取線的占很大比例，學院對學生的培養目標為高素質應用型人才，實施因材施教、分層次、多渠道的人才培養模式，原先針對數理基礎較薄弱的學生的教學方式已不再適用，生源的變化及培養目標的變化使得“電機學”的教學改革勢在必行。

二、“電機學”課程特點

“電機學”課程主要介紹各類電機的基本工作原理和基本運行規律。課程針對具體的電機設備，應用電磁感應定律和電磁力定律，先進行定性分析，分析發生在有限的電機空間內的電磁過程，再進行定量分析，將復雜的電磁過程簡化為基本方程和等效電路、相量圖，從而得到電機運行的基本規律。課程的主要特點為：

1.數理基礎要求高。“電機學”課程要求學生有扎實的大學物理和高等數學功底，在理解和掌握物理概念的同時能利用所學數學知識處理電機內部電磁場方面的問題，并要有一定的電路分析和計算能力。

2.抽象思維能力要求高。“電機學”課程要分析電機內部情況，包含電機繞組的空間放置與連接，導體電動勢的矢量合成，三相磁動勢的空間矢量合成，這些都對學生的抽象思維和空間想象能力有較高的要求。

3.內容多、難度高、課時緊。“電機學”課程涉及的學科較廣，包含的知識點很多，其中電磁場部分的內容比較抽象，教授難度較高，而理論課時只有64學時。

4.應用性強。電機是實用型的機械，在一般的電氣系統中都有應用，所以在教學過程中不能只關注理論部分的講解，還要聯系實際應用。對于獨立學院的學生來說，學習電機學的重點還是如何運用電機而不是設計電機和制造電機。

三、教學改革探索

1.課程內容調整與補充。“電機學”的基礎課程主要是“大學物理”、“高等數學”和“電路”。因為前修課程“電路”進行了教學內容改革，去掉了磁路部分的內容，所以在“電機學”的授課內容上必須添加磁路部分的內容。同時考慮到學生的基礎和特點，在課時的分配上以基礎為重，只講解每類電機的基本工作原理和基本分析方法，對一些特殊運行情況及分析方法不再講解。

2.仿真軟件的應用。Saber軟件是美國Synopsys公司推出的一款系統仿真軟件，可用于電子、電力電子、機電一體化、機械、光電、光學、控制等不同類型系統構成的混合系統仿真，為復雜的混合信號設計與驗證提供了一個功能強大的混合信號仿真器，兼容模擬、數字、控制量的混合仿真，可以解決從系統開發到詳細設計驗證等一系列問題。該軟件可以對電機的多種運行狀態進行模擬，并對結果進行分析。Saber軟件仿真的真實性強，學習難度適中，非常適合“電機學”課程的教學及學生課后學習。

Matlab軟件是美國MathWorks公司出品的一款仿真軟件，其中的Simulink提供了一個可視化開發環境，可以在其中的電力系統模塊庫選擇合適的電機模塊和其他電源模塊搭建完整的電機系統，由于已模塊化，只要輸入相應參數，就可以模擬真實電機系統運行狀態并進行結果分析。

兩種仿真軟件易于獲得，方便學習，對獨立學院學生來說是最適用的電機仿真軟件，在教學過程中簡單教授仿真軟件及應用實例可以激發學生的學習熱情，同時對后面的電機學課程設計有一定的幫助。

3.實例教學。學習是為了應用，獨立學院培養學生的主要方向是“應用型”，所以在教授過程中除了基本原理的講解外，最重要的是讓學生知道電機有何應用及怎么用。講授完一個電機的基本內容后可以一個具體的應用實例說明電機的應用，包含電機、電機的控制電路和保護電路的設計，這些內容不僅能豐富電機學的教學，而且能將前期的一些課程聯系起來，比如控制電路和保護電路要用到的單片機、PLC等內容。

4.實驗教學與課程設計。實驗教學在“電機學”課程的教學環節中是不可缺少的。（1）實驗部分教學內容和理論教學內容及課程設計相結合，在原有基礎上改進，加入一點思考設計過程，并要求學生以小組的形式獨立完成。（2）課程設計部分緊貼時代前沿和學科領域的最新技術，充分利用學校軟硬件條件，讓學生以團隊的形式完成實例系統的開發，旨在培養學生的多學科綜合應用能力、總體設計能力、創新能力和團隊協作能力。

5.網絡教學的應用。隨著網絡技術的發展，網絡教學越來越熱，在傳統教學中如果加入網絡教學，那么不僅可以鞏固課堂教學的成果，還可以實現隨時隨地學習，使得學習的便利性大大提高。網絡教學的實現可以通過建設專門的課程網站和建立學習群實現。

課程網站建設的目的是充實教學資源，給學生提供一個隨時隨地學習和交流的平臺。網絡平臺分為學習部分、測試部分和交流部分。（1）學習部分包括理論學習部分和應用學習部分。①理論學習部分提供課程學習的學習手冊、基本課件、本課程所涉及的專業英語內容部分，同時提供國內外名牌大學免費開放教育課件的下載地址。②應用學習部分包括仿真部分和實物開發部分，仿真部分提供包括本課程仿真軟件的選擇和應用實例；實物開發部分會給出實物開發過程演示。（2）測試部分提供課程在線測試。（3）交流部分提供：①答疑環節，包括在線答疑、微信答疑和發送郵件答疑；②仿真環節，包括仿真軟件選擇和應用的討論平臺；③實物制作交流和展示環節，包括實物的開發環節討論和最后的實物展示。（4）錄制課程教學過程的全程錄像，作為影像資料可在網絡平臺上在線播放或下載。

學習群的建立可以通過社交軟件實現，比如QQ或微信，建立專門的學習討論群，大家可以在學習群中提出問題，討論問題，解決問題，集思廣益。

總之，在“電機學”的教學改革探索中，應根據學生的特點進行教學改革，內容上以基礎知識為重，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，注重實踐應用，利用仿真軟件進行實例教學，同時利用網絡實現在線式和離線式教學，這樣可以調動學生的學習積極性，收到良好的教學效果。

參考文獻：

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