《電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革探討與實(shí)踐

朱豆 楊玉

摘要：針對(duì)目前《電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中教學(xué)內(nèi)容增加，教學(xué)課時(shí)減少的矛盾，而該課程是工業(yè)自動(dòng)化專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，是一門教師難教學(xué)生難學(xué)的課程。本文分析了電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中存在的問題，結(jié)合本校的專業(yè)特點(diǎn)，討論了在教學(xué)方法、教學(xué)手段和考試制度等方面進(jìn)行地探索和革新，提高教學(xué)質(zhì)量和效果。

關(guān)鍵詞：電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)；教學(xué)改革；實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）08-0124-02

一、引言

近年來，培養(yǎng)新世紀(jì)所需要的創(chuàng)新型人才已成為各高校培養(yǎng)人才的方向，加強(qiáng)基礎(chǔ)課教學(xué)，新增開設(shè)新技術(shù)領(lǐng)域和工程實(shí)踐類的課程，多門專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課的教學(xué)課時(shí)數(shù)都被大大地壓縮，對(duì)課程進(jìn)行教學(xué)改革是解決日趨減少的教學(xué)時(shí)數(shù)與日益增加的教學(xué)內(nèi)容之間矛盾的唯一途徑，只有這樣才能在有限的教學(xué)課時(shí)內(nèi)，高質(zhì)量地完成課程的教學(xué)，為學(xué)生打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)、牢固的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。

二、課程性質(zhì)及所面臨的問題

《電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)》是一門理論與實(shí)踐結(jié)合非常強(qiáng)的自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是聯(lián)系公共基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程的一個(gè)重要橋梁。課程本身理論性強(qiáng)，物理概念多且較難建立，所涉及的基礎(chǔ)理論和知識(shí)面較廣。它集電、磁、力、熱多種特性于一身，同時(shí)教學(xué)內(nèi)容又與科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系密切，研究的對(duì)象本身實(shí)際具體，它要求學(xué)生既要了解電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及運(yùn)行性能，又要掌握電機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)、過渡過程及電動(dòng)機(jī)的容量選擇，使得課程內(nèi)容繁雜，分析抽象，學(xué)生難以較好地掌握。而傳統(tǒng)教學(xué)過多地依賴?yán)碚摻虒W(xué)，造成理論與實(shí)踐脫節(jié)，缺乏學(xué)習(xí)的針對(duì)性、應(yīng)用性和啟發(fā)性，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，學(xué)生普遍反映難懂、難學(xué)，教學(xué)效果不理想。

三、教學(xué)內(nèi)容的改革

《電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)》課程實(shí)際由《電機(jī)學(xué)》和《拖動(dòng)基礎(chǔ)》兩門課程組成，教學(xué)過程中，一般都較為詳細(xì)地分析電機(jī)原理，而對(duì)于自動(dòng)化類的學(xué)生而言，主要的目的是學(xué)習(xí)應(yīng)用電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，所以在課程內(nèi)容安排上電機(jī)原理部分少講，電機(jī)拖動(dòng)部分多講，課程講解時(shí)重結(jié)論輕推導(dǎo)。對(duì)于交直流電機(jī)的繞組以疊繞組為例，重點(diǎn)介紹繞組的組成規(guī)律和實(shí)際生產(chǎn)中常采用的類型，電機(jī)和電樞繞組的結(jié)構(gòu)留到認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)下廠對(duì)實(shí)物具體分析；講解交流電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)和磁通勢(shì)以及機(jī)械特性的方程時(shí)，少講公式的推導(dǎo)，側(cè)重介紹分析方法，強(qiáng)調(diào)特點(diǎn)和結(jié)論；強(qiáng)化交直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速和三相變壓器的連接組別等重點(diǎn)內(nèi)容的講述，對(duì)各類電機(jī)過渡過程和發(fā)電機(jī)部分只做簡(jiǎn)單介紹。力求做到實(shí)踐中應(yīng)用廣的多講，應(yīng)用少的少講，通過查閱大量資料，找出與課程相關(guān)的視頻、聲音以及動(dòng)畫，加深學(xué)生的理解，對(duì)豐富課堂內(nèi)容，減少相應(yīng)的講述課時(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和參與性有極大幫助，同時(shí)合理分配理論和實(shí)驗(yàn)課時(shí)，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的相互融合。

四、教學(xué)方法和手段的改革

1.采用啟發(fā)式和問題式教學(xué)。亞里士多德說過：“思維從對(duì)問題的驚訝開始”，課堂教學(xué)要突破單向的消息傳遞模式，通過步步設(shè)問啟發(fā)思維，讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，動(dòng)腦、動(dòng)口、動(dòng)手，充分把握學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)和發(fā)揮學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性；比如在講授直流電機(jī)的工作原理時(shí)，可提出“若直流電動(dòng)機(jī)的線圈兩端接的是滑環(huán)，電動(dòng)機(jī)可否轉(zhuǎn)動(dòng)？為什么？”進(jìn)而總結(jié)換向器的作用。來嘗試調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，使其能主動(dòng)進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)。教師在課堂設(shè)計(jì)問題時(shí)應(yīng)對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)精細(xì)構(gòu)思，把問題設(shè)在何處，設(shè)在何時(shí)，是采用設(shè)問還是反問，都十分講究。如在講到他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性時(shí)，教師可提問：“他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁繞組斷線，會(huì)產(chǎn)生什么后果？”向?qū)W生征集答案，一般學(xué)生都回答飛車，但對(duì)為什么會(huì)飛車，解釋并不一定正確，有學(xué)生說是磁通為零或下降為剩磁，這時(shí)教師可反問：“若是這樣電磁轉(zhuǎn)矩為多少？電動(dòng)機(jī)還能加速嗎？”這樣對(duì)回答錯(cuò)誤不要馬上予以糾正，要采用暗示、提醒、點(diǎn)撥為主的方法，使學(xué)生繼續(xù)思考，自己認(rèn)清錯(cuò)誤，得出正確答案，在實(shí)驗(yàn)課時(shí)再加以驗(yàn)證，這樣學(xué)生的印象是最深刻的。同時(shí)教師歸納的過程是教會(huì)學(xué)生對(duì)知識(shí)的概括性思維，也是非常關(guān)鍵的。如在講到三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理時(shí)，提出它是基于三個(gè)理論：（1）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)理論；（2）電磁感應(yīng)理論；（3）電磁力理論。這樣學(xué)生能更好地理解了其感應(yīng)電機(jī)的含義，使學(xué)生加深理解和記憶。

2.采用任務(wù)式和討論式教學(xué)。以探索問題、完成任務(wù)為主線，實(shí)施任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)。具體過程設(shè)計(jì)概括為：以實(shí)際需求為牽引→回顧舊知識(shí)→引入新內(nèi)容→抽象新概念→推理新方法→總結(jié)拓廣→指導(dǎo)應(yīng)用與實(shí)踐。課程以完成實(shí)際任務(wù)的形式進(jìn)行教學(xué)，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性與漸進(jìn)性，注意知識(shí)的前后連貫，引導(dǎo)學(xué)生找到各部分的聯(lián)系和異同點(diǎn)，進(jìn)行對(duì)比總結(jié)教學(xué)。例如在講授三相異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的教學(xué)過程中，學(xué)生通過考察日常生活和生產(chǎn)實(shí)際中生產(chǎn)機(jī)械的工作特點(diǎn)：以建筑工地、大橋橋墩建設(shè)和電廠建設(shè)中塔式起重機(jī)完成起升、下降重物和停車的任務(wù)為例，主要從塔式起重機(jī)如何實(shí)現(xiàn)地面與空中的人員和物質(zhì)的輸送等問題為切入點(diǎn)，提出任務(wù)要求，討論完成任務(wù)應(yīng)具備的專業(yè)知識(shí)，提出研究制動(dòng)的目的，并探討自由停車和以重力加速度下放重物的缺點(diǎn)，進(jìn)而討論電氣制動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方法與產(chǎn)生條件，為進(jìn)一步定量或直觀研究、分析問題，體驗(yàn)制動(dòng)帶來的便利和優(yōu)勢(shì)。

3.采用傳統(tǒng)課堂和翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合教學(xué)。“翻轉(zhuǎn)”讓學(xué)生自己掌控學(xué)習(xí)，利用教學(xué)視頻，學(xué)生根據(jù)自身知識(shí)掌握情況來安排和控制自己的學(xué)習(xí)，學(xué)生觀看視頻的節(jié)奏快慢全由自己掌握，懂了快進(jìn)跳過，沒懂則倒退反復(fù)觀看，同時(shí)可停下來仔細(xì)思考或筆記，甚至還可以通過聊天軟件向老師和同學(xué)尋求幫助。“翻轉(zhuǎn)”增加了學(xué)習(xí)中的互動(dòng)，具體表現(xiàn)在教師和學(xué)生之間以及學(xué)生與學(xué)生之間，由于教師的角色已經(jīng)從內(nèi)容的呈現(xiàn)者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的促進(jìn)者。在進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂時(shí)，注重選擇比較式教學(xué)開展課程內(nèi)容，如直流電機(jī)結(jié)構(gòu)和交流電機(jī)結(jié)構(gòu)，變壓器的折合和異步機(jī)的折合，直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速和異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速，三相異步電動(dòng)機(jī)和單相異步電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)等內(nèi)容，開展自主學(xué)習(xí)與教學(xué)，把新舊知識(shí)聯(lián)系起來，對(duì)比機(jī)械特性曲線，強(qiáng)調(diào)交直流電機(jī)和變壓器之間的異同，讓教師有時(shí)間與學(xué)生交流溝通和解惑問題，真正融入到學(xué)生的學(xué)習(xí)中。

4.改革課程考核方式。針對(duì)理論教學(xué)課時(shí)嚴(yán)重偏少的特點(diǎn)，本課程考核體系制定時(shí)不僅要考慮考核學(xué)生對(duì)電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解能力，還要考慮考核其應(yīng)用能力、設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、總結(jié)分析能力和口頭表達(dá)文字處理能力等綜合素質(zhì)，盡量做到使學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)里學(xué)到更多的有關(guān)電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)的知識(shí)。實(shí)驗(yàn)方面注重在開設(shè)真實(shí)性硬件實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解工程實(shí)際與理想化狀態(tài)的區(qū)別，加強(qiáng)學(xué)生的理解與記憶刺激，也使其聯(lián)系了工程實(shí)踐去思考問題，而且學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的興趣和積極性也會(huì)大大提高，可以收到絕佳的效果。

五、結(jié)束語(yǔ)

對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行全面的優(yōu)化重組，對(duì)教學(xué)手段進(jìn)行全面的革新是教學(xué)改革的兩個(gè)重要的組成部分。借助多媒體課件、仿真手段、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和以圖文并茂的形式構(gòu)建熟悉的認(rèn)知環(huán)境，突破難點(diǎn)，突出重點(diǎn)，化解學(xué)生認(rèn)知沖突，實(shí)現(xiàn)教學(xué)、學(xué)習(xí)目標(biāo)，為課程教學(xué)的革新開拓了一個(gè)新的方向。同時(shí)也給教師提出了更高的要求，教師應(yīng)在新的教學(xué)手段下更好地發(fā)揮其本身的優(yōu)勢(shì)和創(chuàng)造性，去更好把握形象化教學(xué)與抽象思維能力培養(yǎng)的度的問題，并將傳統(tǒng)的教學(xué)方法上的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)與現(xiàn)代高新技術(shù)有機(jī)地揉合在一起，使學(xué)生真正做到學(xué)有所思、思有所悟、悟有所得、得有所用，實(shí)現(xiàn)《電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)》課程教學(xué)真正意義上的革新，多年實(shí)踐證明，取得了很好的教學(xué)效果。

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