“電機與拖動”課程教學改革與實踐

杜麗敏，王憲偉，譚麗，何秉高

摘 要：文章以應用型人才培養為目標，分析了目前“電機與拖動”課程教學中存在的問題，從“電機與拖動”教學內容的刪減和優化標準、課堂互動內容安排、實驗課教學方法、課程考核側重點等方面進行了深入研究。實踐證明，上述教學改革方法從本質上提升了教學質量，達到了培養應用型人才的要求。

關鍵詞：應用型人才培養;教學內容;課堂互動;實踐教學;考核方式

2014年，國務院提出了地方本科高校轉型的建議，地方普通高校應從學術型向應用型轉變[1]。伴隨著一些高校人才培養模式的重新定位，相應的課程改革也掀起了新的高潮。以培養應用型人才為目標的高校，教學模式已經不再單一，板書結合多媒體教學，精品資源共享，擁有豐富的實驗課程、互動式的教學理念，然而總體效果不佳。總結原因如下：（1）教學內容安排不合理，刪減和優化不規范。一些專業教師欠缺實際應用考察，課程內容側重點比較模糊;部分教師為了減輕自己的教學任務，干脆直接刪掉比較難講但實際上很重要的內容。（2）課堂互動內容簡單、脫離實際，沒有足夠吸引學生參與。（3）考核形式表面多樣化，但本質上較以往沒有什么不同，應側重考核學生分析和解決實際問題的能力，然而這樣的題型非常少。（4）實驗課程的重視程度遠不如理論課程，在實驗過程中，學生仍按照老師給的實驗步驟去操作，實驗更強調結果，忽視了過程中的思考、理論指導實驗的重要性。（5）教師對教學實踐能力的提升重視程度不夠，而在教學改革中，這是促進教學改革成功的必要條件。

針對以上情況，筆者以“電機與拖動”課程為例，從以下幾方面著手，對該門課程的教學方法和手段改革進行了詳細研究。

1 教學內容的刪減和優化

長春大學自動化專業選擇的授課教材是顧繩谷主編的“十一五”國家級規劃教材《電機及拖動基礎》，分為上、下冊兩本書，理論課為48學時，實驗課為8學時。由于學時有限，教學中不可能對教材的所有內容進行詳細講解，從電機應用角度出發，最終要了解的應是電機帶動負載時如何起動、制動和調速問題。按照此原則，再加上根據應用型本科院校學生的實際接受能力，對教材內容進行了如下刪減和優化：

（1）刪減或者略講。交、直流電機及變壓器的基本結構略講;交、直流電機繞組的基本形式及其連接規律略講;對于有些推導過程比較繁瑣的公式，由于在實際應用中可以直接應用，這部分內容可以略去。但是，對公式原理要詳細解釋，以便學生加深記憶，比如電磁轉矩公式Te=Ct?Ia，為什么電磁轉矩Te與磁通?和Ia有關，根據左手定則就能判斷三者之間的關系，這里Ct是常數;直流電機的換向略講，這一部分內容較難，只需了解換向與哪些因素有關即可，以便在實際應用時，出現此現象，能解釋其原因;變壓器和三相異步電動機等效電路的推導略講，變壓器求取等效電路的目的是得到變壓器運行特性，三相異步電動機求取等效電路的目的是計算功率方程式、轉矩方程式和推導機械特性，所以，只了解等效電路的結構即可，后者才是重點;電力拖動系統動力學基礎這一章，除了生產機械的負載轉矩特性，其他小節可以刪去或者略講。在實際應用時，電機轉動慣量可以通過查閱資料進行計算，而要了解電機的起動、制動和調速，除了要清楚電機的機械特性，還要知道負載的轉矩特性，所以這一小節要重點講;同步電機和控制電機內容可以刪去，這一部分內容在后續的特種電機課程中會詳細講解。

（2）優化、重點突出。《電機及拖動基礎》上冊主要講解電機結構與工作原理，下冊主要論述電力拖動內容，即電動機的機械特性及各種運行狀態（起動、反接制動、能耗制動、回饋制動）以及電動機調速方法等。該部分與實際系統應用直接相關，應該重點講解。為了達到更好的授課效果，應在這一部分加入一些工程案例內容。

2 教學方法和手段改革

講好一門專業課需要教師擁有較強的理論知識、豐富的工程實踐經驗以及有效的教學方法和先進的教學手段。下文針對教學方法如何改革提出幾點建議。

2.1 講知識的內在聯系，善于總結

“電機與拖動”普遍被認為是一門比較抽象難學的專業課，內容較多，實踐性較強，為幫助學生更好地理解所學內容，在教學過程中應注意章節之間的內在聯系，引導學生建立系統的知識結構，把復雜的知識結構簡單化，抓住重點，善于總結，這也是講好任何一門課程的關鍵所在。

例如變壓器這一章，前6節內容主要講了變壓器等效電路的推導，知道等效電路，就可以得到第7節變壓器的穩態運行特性，從變壓器應用上考慮，變壓器的運行特性就是變壓器這一章的重點內容。可見，學生在學習的過程中通過建立小節之間的關系，便能抓住每章的重點。

電機上、下冊兩本書內容比較多，那么如何建立聯系呢？其實，上冊書主要依托數學和物理學工具講解抽象化的理論，即電機電動勢、電磁轉矩、電動勢平衡方程和轉矩平衡方程的推導等。下冊書重點講拖動應用內容，即根據電機的機械特性來掌握電機起動、制動和調速方法。而機械特性是根據上冊書上述提到的公式和方程得到的，這樣就建立了電機拖動上冊書與下冊書、章與章之間的聯系。可見，只要在學習過程中抓住章節之間的內在聯系，善于總結，即便課程內容再多、再難，學習也會變得很輕松。

2.2 規范課堂互動內容，注意啟發式教學

在以往的課堂上，師生互動的內容比較直接、簡單，學生多半回答“是”或者“否”，這樣的互動意義不大。增加互動環節的目的是激發學生深入思考，由被動聽課變成主動聽課，因此，互動內容盡可能與電機實際應用聯系起來，促使學生樹立解決問題的意識。例如，針對直流電機起動這一知識點，可以提出以下問題進行討論：（1）為什么電機不能直接起動？如果直接起動會造成什么影響？（2）為什么電機帶不同的負載起動時間不一樣？不同的電機、同樣的負載起動時間一樣嗎？電機如何選型？（3）電機為什么會發生堵轉？電機發生堵轉時對電機有損害嗎？（4）根據先修的控制理論知識，如何使電機的起動時間最短？上述這些問題都與應用相關，且具有一定的難度和實際意義，因此更能激發學生進行深入思考，促進學生和老師之間的互動。總之，啟發式教學方法尤其重要[2-3]。另外，要提高互動效果和學生參與情況，還需要教師對學生的心理有一定的了解，能夠站在學生的角度考慮問題。實踐證明，有相當一部分學生信心不足，擔心回答錯誤，不敢參與到互動環節，教師應給予學生更多的鼓勵，讓每一個學生都能積極主動參與進來，教學效率才能真正提高。

2.3 多媒體教學手段

最大限度地利用多媒體資源和網絡資源，將比較抽象的和不易理解的內容如電機的結構、繞組分布、工作原理，做成PPT并配以動畫呈現給學生，既能吸引學生的注意力，也有助于學生的理解。另外，除了多媒體，也不能忽視黑板的作用，教師如果過分依賴多媒體，就變相地成了“填鴨式”教育[4]。因此，多媒體還應充分結合板書進行授課，每節課講授的內容大綱、重點和難點應使用板書進行強化。

3 加強實驗環節建設

傳統的實驗環節存在的問題是實驗內容固定，實驗步驟由老師課前給出，學生按部就班地、機械地進行實驗，缺乏獨立的思考。實驗過程忽視理論的指導作用，離開實踐的理論是空洞的，不以理論為指導的實踐是盲目的。

加強實驗環節建設的方法：首先，應增加靈活的實驗項目，培養學生自行設計、二次開發的能力。例如，在電機起動實驗中，根據電機的名牌數據，學生自己計算最大起動電流，然后設計電樞串聯電阻的大小、起動級數，觀察電機起動電流和起動時間，二次開發的實驗項目能夠更好地鍛煉學生，培養學生的創造性思維。其次，實驗步驟應由學生自己確定，教師在整個實驗過程中只是起引導的作用，例如，做電機起動實驗時，老師可以提問，如勵磁回路可變電阻應該調到最大值、最小值還是均可？如果學生不能作答，可以引導學生思考：起動過程快的電機，需要較大的起動轉矩，那么如何做到呢？經過引導學生就清楚為什么要把勵磁電阻調到最小。最后，要靈活掌握實驗完成的時間，給學生留出足夠的時間思考和設計，學生才會把實驗做得更好。總之，實驗環節是提高學生實踐水平和培養應用型人才的主要途徑，教師應該更加重視。

4 教師實踐水平的提升

應用型人才的培養對專業教師的實踐能力有更高的要求。教師具備了一定的實踐經驗，在教學中才能自然而然地把理論與實踐結合起來，把專業課講得更加生動、更加有意義。教師可通過與科研院所合作，申報橫向課題，多參與學科競賽，與學生共同學習，增加實踐經驗。總之，只有教師實踐水平提升了，才會真正把目前的“水課”變成“金課”，課程改革才能落到實處。

5 明確考核目的，完善課程考核方法

考核的目的一是檢驗學生的學習程度，二是起到督促學生學習的作用，即力求做到課程考核的客觀公正，充分調度學生的學習積極性[5]。傳統的考核內容中關于較靈活的綜合設計題型較少，因此，考核改革首先是試卷內容的改革，增加綜合分析題和設計題的比重。另外，增加隨堂考核，使學生能在課上保持高度集中的聽課狀態，主動學習。因此，本課程將考核分為3部分，分別為試卷考核、平時考核以及實驗評價，按照應用型人才的目標，實驗環節應加大考核比例，這樣的考核設置可以充分調度學生的學習自主性。

6 結語

以培養應用型人才為目標，文章分析了“電機與拖動”課程目前教學效果不理想的主要原因。根據多年教學經驗，給出了提高教學質量的方法。首先，專業教師要提升自己的實踐水平;其次，在教學方法和手段上要注意章節之間的內在聯系，注意啟發式教學，最大限度地利用多媒體資源和網絡資源;最后，要重視實驗環節，在實驗過程中重視理論指導。實踐證明，采用本文中所提到的課程改革方法，學生上課積極性明顯提高，課上能夠主動參與討論。在實驗環節，學生也開始注意結合理論。總之，新的課程改革思路達到了較好的教學效果，應用型人才的培養目標也在逐步實現。

基金項目：長春大學校級一般教研項目;項目編號：XJYB17-02。

作者簡介：杜麗敏（1980— ），女，遼寧昌圖人，講師，博士;研究方向：伺服控制算法。

[參考文獻]

[1]蔡志奇.普通本科高校向應用型轉變的戰略思考[J].高等理科教育，2016（3）：20-26.

[2]王繼強，仲偉堂.“電機與拖動”教學改革的研究與實踐[J].中國電力教育，2009（9）：73-74.

[3]劉起新.關于電機拖動教學改革的幾點措施[J].教學研究，2003（2）：166-168.

[4]陳衛民，孫冠群，蔡慧，等.“電機與拖動基礎”少學時教學方法探析[J].中國電力教育，2014（32）：87-88.

[5]李瑾.“電機與拖動基礎”課程教學改革的探索和實踐[J].科教導刊，2017（11）：125-126.

Teaching reform and practice of “Motor and Drag” course

Du Limin， Wang Xianwei， Tan Li， He Binggao

（College of Electronic Information Engineering， Changchun University， Changchun 130022， China）

Abstract：This paper aims at the training of applied talents， this paper analyzes the problems existing in the current teaching of “motor and drag”， and makes an in-depth study from the following aspects： the standard of cutting and optimizing the teaching content of "motor and drag"， the arrangement of interactive content in class， the teaching method of experimental course， the emphasis of course assessment， etc. Practice has proved that the above-mentioned teaching reform methods improve the teaching quality in essence and meet the requirements of training application-oriented talents.

Key words： training of applied talents; teaching content; classroom interaction; practical teaching; method of assessment