應用型大學《電機學》課程教學改革研究

劉團結+胡艷麗+楊國詩

摘要：近年來，許多高校在教育教學改革的探索中注重培養學生解決問題的能力，即強化應用型人才培養。《電機學》是電氣工程及其自動化專業重要的基礎課程之一，針對目前學時縮減、課程任務重的情況，如何合理地改進教學方法，從原來的理論教學轉變成應用實踐教學是值得關注的問題。

關鍵詞：應用型;電機學;教學方法;考核

中圖分類號：G642.41 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）07-0097-02

一、引言

實踐教學和應用型人才培養從20世紀80年代以來在國際高教中掀起了一股新的潮流。為了滿足中國經濟社會發展及推進中國高等教育大眾化的需求，國內很多本科高校也認識到，培養學生實踐能力和創新能力是相當重要的，教育教學的改革勢在必行。淮南師范學院自2000年升本以來，著力加強電氣信息工程類工科專業的建設，依托于本地煤礦、電力等主導行業及其衍生產業（如礦用電子產品、控制設備、監測儀器儀表等），立足服務于本市及周邊地區地方中小企業，培養地方性、本科應用型人才。簽于此辦學定位，學院不斷進行教學改革，其中課程建設就是一個重要方面。

《電機學》主要是講授電機的結構、原理、特性和應用等方面的內容，涉及了電、磁、機等多個學科的知識，具有較強綜合性、理論性和工程性。該課程是一門公認的難教難學的課程之一，學生普遍反映課程內容多，理解困難，導致學生學習很被動，師生的付出與收獲都不成比例。在近幾年的教學實踐中，學院教師在《電機學》教學方面加強理論與實踐的有機結合，在課程教學上進行了有益探索與實踐，取得了一定的成效。

二、優化課程體系，改革教學內容

目前我校的《電機學》課程壓縮為70學時，2013年我們對《電機學》課程大綱進行了重新修訂，對課程內容及學時進行優化，目前大多數教材都是以變壓器、直流電機、同步電機、異步電機為主。我們著重講述四種電機的結構、原理、穩態運行的特性及分析方法;對教學難點，諸如電機運行的暫態分析、諧波等這些有助于后續課程學習的知識點，則要求學生有選擇性地掌握;對涉及到的工程問題，諸如電機參數測定，并聯運行等內容放在實踐和實驗環節來解決，減輕課堂教學課時少的壓力;對直流電機部分工藝、設計等方面的知識進行刪減;將永磁電機、伺服電機等內容放在后續專業選修課程中;另外針對電氣工程及其自動化的人才培養特點，將變壓器、同步電機、異步電機作為主要內容學習。

三、整合教學資源，改進教學方法

《電機學》是一門理論與實際聯系十分緊密的課程，若學生在學習這門課程時對實物沒有一定的感性認識，很難較好地接受授課內容，所以在教學中必須注意理論知識和工程實際相結合。

該課程教學在使用多媒體課件時給出大量的電機實物照片和結構模型同時，將購買的部分電機實物及能通電演示的四種透明電機模型等教學資源進行整合，放置在固定教室的陳列柜中，讓學生零距離與電機接觸，在講述電機結構時，將陳列柜中已拆卸的電機取出，在課堂上逐一向學生講解。教師向學生講解電機原理時，可對透明電機模型通電演示，學生對每一個部件都有一定的認識，在此基礎上對電機進行特性分析，把原本抽象問題變得生動具體。另外，學生空余時間也可到教室進行參觀學習，對電機的內部結構有更加深刻的認識，這種教學的效果要明顯優于理論教學。

教學內容舉例：交流電機在分析時首先找到其共同點，轉子繞組有電流，定子繞組有正弦交流電流，氣隙磁場為脈振的磁動勢等。在分析時，首先要掌握有關線圈和交流繞組的概念，這樣可以幫助理解交流電機的構成;教學中，要理解機械角和電角度的概念，可以幫助學生建立時空觀概念，把空間上的差別映射到時間上。同時，交流電機教學中還要理解極距、相帶和的槽間角概念，有助于簡化分析。因此，在交流電機教學開始，任課教師需把這些相關內容的術語解釋清楚，同時采取實物展示板書或者板書的方式進行解釋。

在教學過程中教師要避免“填鴨式”的教學方法，應以培養學生獨立獲取知識、分析解決問題的能力為主。我們采用提前布置、課堂討論、課下總結的方法：教師針對要講述的內容，可提前布置思考題，督促學生課下自學;在課堂上通過適當的提問，然后師生共同討論，激發學生的學習熱情;在教師的引導下，要求學生對所學電機從結構、原理、特性的角度進行歸納、整理，比較各種電機的共性與個性，使學生對系統的理論知識掌握更加牢固。

四、改進實驗教學，提高實踐能力

1.實驗教學改革。對于工科學生來說，實驗教學是一個重要環節，學生通過實驗不僅能加深理論知識，還能鍛煉動手能力。《電機學》實驗教學是整個電機課程教學中的一個重要環節，學生理論課所學知識要通過實驗課進行驗證，同時訓練操作技能。在做實驗的過程中加深對理論知識的理解，增強記憶，激發學生學習積極性，同時幫助學生主動地去思考問題、探索問題，從而培養學生實踐動手能力。目前，該課程的實驗是四類電機的參數測定、運行特性和起動、調速。在實驗教學中，避免傳統的機械插拔式接線，加大設計型實驗，給出實驗要求、儀器及注意事項;讓學生在實驗前撰寫預習報告，進行線路詳細設計，經實驗教師檢查后方可進行。另外，在學完每一種電機時，需進入工程訓練中心，對學生進行電機拆解、繞線、嵌線、組裝及控制實訓，使學生對電機的結構、繞組展開圖、運行等理論知識和實際有機結合，加深對電機理論知識的理解，增強其實踐動手能力，并培養學生工程理念，形成真正符合應用型的人才培養模式。

2.科研與實驗結合。教師在《電機學》教學中若能把專業實驗與科研相結合，有利于促進科研成果向教學資源及時轉化。教師安排的實驗內容要豐富，使課程實驗和科學研究貼近，同時從實驗中使學生學到教師科學研究的思維方法，這樣可以使專業知識的教育跟上學科的發展，從而培養符合時代需要的創新型專業人才。科研與實驗結合具體做法是：①教師在研究科研項目的過程中把在國際國內學術刊物及學術會議上發表的電機類科技論文給學生講解，并把論文中成果的有關實驗項目、實驗方法和實驗技術路線轉化為電機學實驗的教學內容。②在實驗中積極觀察學生的動手能力及協調能力，吸納部分學有專長的學生參與到教師在研項目當中。

五、考核方法改革

根據工程應用型人才方案，同時根據課程的應用型特性，該課程考核時改變單一的閉卷筆試方法，轉而注重學生實踐能力方面的考核。期末考試采用閉卷筆試和上機操作相結合的方式，該成績占總成績的70%，平時成績占總成績的30%。其中，期末考試在試卷出題時以實踐應用環節為基礎，以學生會用為原則，考查變壓器的運行方式、參數測定、運用;直流電機的運行特性、起動、調速和制動;感應電機的運行、工作特性和參數測定;同步電機的穩態分析等。實驗考試應包含實驗大綱所規定的重點實驗，特別是設計性實驗，包括口試和現場操作兩大部分。學生在操作過程中，老師要不斷檢查接線等方面，針對實驗內容和實驗現象進行隨機提問，并記錄學生的實驗熟練程度和動手能力，當場打分數。學生的平時成績包括出勤率、作業完成情況和課堂表現。出勤率列入考核范圍可以控制學生的隨意逃課行為，課后作業完成情況能夠充分反映學生對課堂講解知識的理解掌握能力，老師通過批改作業能夠及時觀察授課效果，課堂表現主要考查學生課堂參與程度、回答問題的情況等，提高學生學習的積極性。考核方法的改革可以很好地激發學生的學習自主性。

六、教學效果和體會

通過優化課程體系、改革教學內容、整合教學資源、改進理論教學方法、改進實驗教學方法和改進考核方法等環節的具體實施，從近三年的教學情況來看，教學效果有所提高。

過去學生普遍感到《電機學》理論性太強，抽象難懂，存在厭學心理，學習時始終處于被動的狀態。通過理論和實驗教學改革，為學生提供了良好的實驗與上機環境。通過實驗激發學生學習的興趣，從而凋動了學生學習自覺性，提高了學生學習問題、解決問題和獨立工作的能力。

課程教學改革是一項復雜的系統工程，該課程教學組將在以后的教學實踐中不斷深化《電機學》課程教學和實驗教學改革，使本課程的教學質量能夠再上一個新的臺階。

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