《電機學》課程研究性教學的實踐

莫岳平　靳宏　張建華　葛強

摘要：《電機學》課程涉及機、電、磁場，以及金屬材料、絕緣材料和電動力學等多門學科，需要的知識面很寬，學生普遍感到難學。本文從課堂教學手段、課堂教學內容及考核方式等方面入手，介紹了揚州大學在《電機學》課程研究性教學改革中的一些做法，如：用錄像增加感性認識、用動畫解釋復雜過程等。實踐證明：這些做法，培養了學生的學習興趣，提高了課堂教學質量，取得了較好的效果。

關鍵詞：電機學；教學改革；研究性教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）39-0134-02

一、前言

研究性教學正在我國高校中轟轟烈烈地展開著，作為一名教師，有必要對所教授課程進行全面的研究，以提高學生學習的興趣和課堂教學的效果。

《電機學》課程是我校電氣工程及其自動化、熱能與動力工程、自動化等專業的一門重要專業基礎課，也是以往學生公認的“硬骨頭”。《電機學》課程涉及機、電、磁場，以及金屬材料、絕緣材料和電動力學等多門學科，需要的知識面很寬。但由于受學分壓縮的限制，以往開設的《金屬工藝學》、《機械設計基礎》、《磁路計算》等課程，有的被取消，有的被合并到相應課程中，而《電機學》課程本身的課堂教學時數也被壓縮了25%。因此，如何講好《電機學》課程，起到該課程應有的作用，已顯得十分迫切。圍繞這一問題，并根據研究性教學的要求，相關教師就《電機學》課程如何開展研究性教學進行了探索。

二、課堂教學手段的改革

《電機學》課程是一門專業基礎課，內容涉及常用交、直流電機及變壓器的結構、工作原理、運行分析以及交、直流電機的各種拖動特性、分析計算和電機選擇與實驗方法等，既有系統的理論，又與工程實際緊密結合；既有長串的數學公式推導，又有很多難以理解的概念（如：電樞反應、旋轉磁動勢）和不容易想象的結構（如：交、直流繞組）[1]。可見，《電機學》確實是一門非常難學的課程。為此，我們進行了以下幾種課題教學方法的改革試驗。

1.用錄像增加感性認識。由于電機的實習一般都安排在課程結束后進行，做電機實驗時只能看到電機外表，不能了解其內部結構，而書本更是只能局限于實物的平面圖或照片。為了彌補這一不足，在揚州大學教改課題“基于AUTHORWARE《電機學》MCAI研制”[2]的支持下，我們拍攝了結構和原理較為復雜的直流電機、交流異步電機和同步電機的教學錄像，錄像中介紹了各種電機的內部結構、工作原理及其應用，使學生在學習各種電機前，對各種電機有一個直觀的認識，了解各部件的作用和組成，以及電機的制造、裝配過程和應用場所，從而避免了以往學生學了某種電機后仍不知道該電機為何物的尷尬局面，也使得學生的學習興趣有了很大提高。

2.用動畫解釋復雜過程。各種電機的工作原理，特別是交、直流繞組的設計和分布排列等內容是學生學到各種電機時必需逾越的難題。為此，我們利用課件中的動畫內容，用動畫的方式來解釋各種電機的工作原理（如圖1）[3]和交、直流繞組如何設計、分布和排列[3]。這樣既吸引了學生的眼球，也讓學生更容易了解和掌握各種電機的工作原理和繞組的設計、分布、排列。

3.應用類比法。《電機學》這門課程涉及到直流電機、交流異步電機、同步電機以及變壓器等各種常用的電機，這些電機相互之間既有許多相同的地方，又有各自特點和不同之處。因此，在講到新的一種電機時，可采用類比的方法來比較新的一種電機和已經學過的電機之間的相同之處與不同之處，既增加了教學內容之間的相互聯系，又讓學生更容易記住各種電機的特點，還避免了各種電機類似內容之間“打架”。如交、直流電機及變壓器的功率關系和效率計算，它們之間既有雷同的地方，又各有自己的特點。

4.將工程實例引入課堂。《電機學》課程既有嚴密的理論，又與工程實際緊密相連，因此，只有結合工程實例，課堂教學才顯得有血有肉、豐富多彩，才能吸引學生的注意力，激發學生的學習興趣。

三、課堂教學內容的改革

1.精心組織授課內容。教材強調系統全面。一般《電機學》教材都將各種電機，如直流電機、交流異步電機、同步電機及變壓器等一一羅列，強調內容的系統性和全面性。因此，授課教師要根據授課對象，按照教學大綱的要求，有選擇性地挑選授課內容。要精心組織，有重點、有主次之分，這樣才不會使你的學生聽課時感到沒有頭緒、無所適從。

2.透過現象看本質，激發學生的求知欲望。

在單相變壓器參數測定一節中，教科書中給出了單相變壓器的空載試驗和短路試驗電路圖（圖2、圖3）[4]，但均沒有說明測量儀表擺放的位置。同樣是測量變壓器的電壓、電流和消耗的功率，但空載試驗和短路試驗兩種情況下，各種儀表擺放的位置是截然不同的。對比圖2和圖3，圖2中電流表緊靠變壓器，電壓表遠離變壓器，而圖3則完全相反，為什么呢？好學的學生不禁要問。這一問題是電類工程測量中具有代表意義的典型問題，學生如果理解了其中的奧妙，對其今后的工作將會很有幫助。因此，教師如能將這一問題給學生提出來，并加以解釋清楚，不僅使學生學到了書本以外的工程實踐知識，也能大大激發學生的求知欲望，并對這門課程產生濃厚興趣。

四、考核方式的改革

《電機學》這門課程涉及的內容多、公式多，理論性很強，又緊密聯系工程實際，因此，應考有一定難度。為了使學生既學到有用的知識，又不至于害怕這門課程，我們對這門課程的考核方式做了改革嘗試。

我們的做法是：《電機學》課程成績有4個部分組成，即期末考試（閉卷筆試，占50%）、平時成績（以平時作業為主，占20%）、實驗成績（占15%）[5]、期中大作業（占15%）。期中大作業要求學生完成一篇關于某種電機的國內外發展概括、結構、工作原理、產品介紹及應用情況的論文，并挑選部分優秀論文在班級做介紹。這樣做，既培養了學生獲取知識的能力、鍛煉了學生的表達能力，又使學生對電機有了充分、全面的認識，還了解了書本以外的關于電機的許多知識。實踐證明，大部分學生對這種形式的作業感興趣，增長了知識，開闊了眼界。

五、結語

在教學實踐中，我們采用以上手段，對相應的授課內容進行了增加和刪減。著重加強與工程實際相關的內容，增強教學的可視性和動畫性，并對考核方式做了相應的改革。實踐證明，在采用增強學習的趣味性和緊密聯系工程實踐的教學方式后，學生對《電機學》課程的學習興趣和熱情大大提高，學習效果也顯著提升。以上只是我們對《電機學》課程研究性教學的初步嘗試，希望對該課程的研究性教學工作起到一定的促進作用。

參考文獻：

[1]胡虔生，胡敏強.電機學[M].北京：中國電力出版社，2006.

[2]葛強，等.基于AUTHORWARE《電機學》MCAI研制[J].揚州大學學報，2004，（3）.

[3]徐德淦，等.電機學[M].北京：機械工業出版社，2006.

[4]李發海，王巖.電機及拖動基礎[M].第三版.北京：清華大學出版社，2005.

[5]莫岳平，等.實踐課程的改革與實踐[J].揚州大學學報（高教研究版），2002，（4）.