电机原理及拖动教学改革的探索

贾 旭 梁 雪 张 羽

东北大学信息科学与工程学院 辽宁沈阳 110819

电机原理及拖动教学改革的探索

贾 旭 梁 雪 张 羽

东北大学信息科学与工程学院 辽宁沈阳 110819

电机原理及拖动是自动化及电气自动化专业的一门专业基础课，在相关专业学习过程中起着承上启下的作用。从外部教学环境的改善、理论教学的规划与改革、实践教学的形式、考核方式的优化等方面提出相关教学改革的思路与具体措施，并在教学实践中进行尝试，取得了一定的成果。

教学；改革；电机原理及拖动

电机原理及拖动是自动化及电气等专业学生的专业基础课程，是在之前电路、数学、物理和机械等课程的基础上学习的，又是后续自动控制原理、电力传动系统等课程的基础，在整个教学体系中起着承上启下的重要作用。同时，电机拖动课程又是一门抽象性很强的课程，在传统教学中，教师往往过于注重理论教学而忽视了实验教学在电机拖动课程中的重要作用，经常是教师在台上滔滔不绝，学生确是云里雾里难以真正理解，最后形成“考试靠背、实验靠蒙”的现象，难以在实际应用中真正地使用相关知识。[1-3]笔者结合工作经验，在电机原理与拖动课程体系、课堂教学及实践教学等方面提出相关探索。

1 外部教学环境的改善

无论何种改革都离不开外部政策与资金的支持，电机拖动课程的改革也是如此。目前各高校考核办法多数较为僵化繁杂，实验教师经常为应付各种名目的检查做面子课，难以自由发挥，不能很好地调动学生的积极性。[4]为此应在教学大纲编写过程中留有较大的余地以使教师能够发挥出自己的专长，结合相关的工程实践经历讲解电机及拖动的具体应用案例，起到理论结合实际的作用。[5]其次就是资金的支持，无论是教学改革的提出还是相关改革措施的实施都需要有配套的资金来进行调研和对基础设置进行改善。尤其是现阶段各高校因不够重视实践教学而导致的实验设备陈旧与数量不足；同时，改革也好，探索也罢，总是要在比较中前行，要比较就需要与同行交流，相应的访问交流需要一定的资金支撑。目前对于教学改革，主要还是口头上的，一旦涉及实干与采购时，就会有较大的阻力，这些都需要相关人员的努力与争取。

2 理论教学的规划与改革

传统的电机及拖动课程存在知识结构单一的问题，当前各种知识大量出现并飞速发展，知识更新周期越变越短，若知识面狭窄，知识储备不足，极易造成结构性失衡，使学生往往只知道某项技术应当“怎么做”而不是“为什么做”，学生没有学习目的，也就没有探索新知识的动力。[6]随着信息科学技术的发展、经济全球化的推进，边缘学科越来越多，多学科融合的现象也越来越多，现有的教育培养方式使学生的能力结构单一[7]，缺乏解决复杂问题的能力，面对需要优化决策的问题时往往束手无策，很难提高学习和工作的效率。

理论教学方面应对现有的电机及拖动课程教材及书籍进行整合，形成一套全新的、适合高校自动化及电气专业、有一定特色的新型教学模式。[8]首先，在编写教材过程中应坚持教材的完整性与逻辑性，在构架理论框架时应力求脉络清楚，内容丰满，表达清晰，语句通顺。理论教学应该对学生起到引导的作用，所以教学过程中应积极吸收国内外先进的工程技术与理论知识，选择符合时代背景且符合电机基本理论的控制与调速的经典案例进行课程教学。[9]

在理论教学的过程中，不但要对传统电机的基本原理进行系统讲解，还应该对越来越多的新型电机的设计理念与控制方法有一定的涉猎，这样无论对改善教师能力还是提升学生的学习兴趣都能够起到积极的作用。

3 实践教学形式的改革

学科的专业性质不同，对学生实践动手能力的要求也不同，为符合社会对自动化与电气专业学生的基本要求，实践动手能力是对其培养过程中的重中之重。因而，为了培养合格的符合需求的专业人才，在教学过程中应以社会需求为导向，培养出有较好动手与操作能力的学生，增强其就业竞争力，使其在参与工作后能够迅速适应工作环境并从中吸收消化相关行业知识。

3.1 实验室教学

实践教学分为实验室教学与工业现场教学两部分。目前的实验室教学中往往存在这样一些问题：设备套数有限且多数设备陈旧，同时维修滞后等因素影响实验的精确性，例如在三相芯式变压器相关实验中对其功率测量所使用的功率表，若其测量值有偏差，其功率因数会大于1，无论在理论上还是实际中都是不可能会出现的现象。

大部分实验采用挂箱结构或实验箱完成，其电路与系统均为封闭式，实验过程中操作的灵活性不佳，若实验设备或连线稍有问题，学生便无法独立分析与解决问题。一种解决办法是在实验中引入仿真软件，其结果是，真实设备不能做或是因为安全原因不能做的实验，仿真实验都能做到[10]；对于电机启动等快过程，在仿真实验中可以观察到其中一些参数的暂态变化过程；同时对耗材的需求较小，因其无须接线，在调试与观测过程中可以灵活掌控实验教学的时间；误差分析与错误诊断也较为方便。

3.2 现场教学

现场的实践教学则能更好地起到结合理论与实际的作用。电机与变压器都是很常见的电气设备，但作为没有实践经验的学生，对其结构很难有直观的认识，对问题的理解也很困难，对于这部分内容若采用现场教学则能起到很好的作用。例如教师可以将一台电机拆开，参照实物对学生讲解电机的结构及各部分的作用，使学生直观地理解与掌握其结构。[11,12]讲解后，可以让学生先观察，再亲自动手拆线与组装各部分构件，讨论每个部件的名称与作用以加深印象。

4 考核方式的优化

电机及电机拖动课程现有的考核方式以百分制为主，依据学生平时课堂表现、作业成绩与期末考试成绩进行评定，且以期末考试成绩为主，其比重一般为70%～90%。这种以笔试为主的考核方式导致学生不注重日常学习与积累，在期末时又忙于应付考试，限制了学生的创新意识与创新能力的形成与发展，与素质教育及创新型人才培养的目标不符。电机及电机拖动课程虽然也配有相关实验，但也仅限于对理论教学的验证，学生积极性不高，期末考试中对实验内容的涉及也很少，不能很好地反映学生动手能力与实践操作能力。

为此，应对考核方式进行适当的改革。首先是变终结性考试为过程考核，除期末考试外，增设期中考试、随堂测验、小论文或小型调查报告，同时将电机实验变为独立的课程单独进行评价。[13]

在对考核模式进行改革后，可以明显观察到其效果。课堂教学过程中学生提问的积极性大大提高，在撰写小论文的过程中提高了学生信息收集的能力，提升了学习的兴趣，使得学生更加注重平时的积累。独立成课的实验课也使得学生对实践的重视程度大大提高，通过实际操作与数据检验更好地培养学生实践动手的能力。

5 结束语

电机原理及拖动是一门内容丰富，涉猎面广的课程，其基于公共基础课程同时又作为专业课的基础，怎样让学生更好地掌握相关知识，是每一个教学工作者努力的方向。以上在外部条件、理论与实践以及考核方式等方面提出了一些改革方法，其中一些已被证明行之有效，极大地提升了学生的积极性与能力，变被动听讲为主动提问，形成了良好的教学互动。不可否认在某些教学过程中依然存在着不尽如人意的地方，今后仍需在教学过程中继续探索，不断完善。

[1] 夏政伟.应用型本科院校电机拖动课程教学改革的探讨[J].科技信息,2013(16):22.

[2] 苏翠文.浅谈高职《电机与电气控制技术》课程教学方发改革[J].中国成人教育,2012(14):138-139.

[3] 曾丽,姚裕安.“电机与拖动”课程教学改革探索[J].中国电力教育,2011(18):155-156.

[4] 黄松柏.电机学教学改革探讨[J].轻工科技,2013(2):131-132.

[5] 李颖峰.《电机学》教学改革的探索[J].中国电力教育,2008(7):62-63.

[6] 张宁,魏恩甲.基于多目标优化电机控制课程的教改研究[J].教育与教学研究,2013,27(6):80-82.

[7] 谭跃刚,陈国良.面向全日制硕士专业学位研究生的“现代控制理论”课程教学探索与改革[J].学位与研究生教育,2010(8):14-17.

[8] 熊凤,杨青,赵学军.“电机与拖动基础”教学若干方面的实践与探索[J].科学咨询,2013(1):71-72.

[9] 张晓花,朱陈松,朱昌平.学科竞赛促进电机课程教学改革[J].实验室研究与探索,2011,30(6):278-280,290.

[10] 张金霞,王振华,韩进辉.电机学的教学改革与实践[J].中国现代教育装备,2013(11):37-41.

[11] 旷文利.电机教改实践中的创新性教学与思考[J].新课程:教育学术,2012(7):178.

[12] 张阿成.电机教学方法初探[J].中国科教创新导刊,2010(21):75.

[13] 李媛.高职高专《电机学》课程考核模式改革探讨与实践[J].中国科教创新导刊,2012(14):193-195.

Exploration on Teaching Reformation of Electrical Machines and Their Drives

Jia Xu，Liang Xue，Zhang Yu
Northeastern University， Shenyang， 110819， China

Electrical machines and their drives is a professional basic course of automation and electrical automation professional， plays a vital role in the related feld in the process of learning. Put forward concrete measures of teaching reform and related ideas of optimization so as to improve the teaching， from the external environment planning and theory teaching reform， practice teaching form， assessment methods，and some attempts in the teaching practice， and achieved certain results.

teaching； reform； electrical machines and their drives

2014-11-20

贾旭，本科，助理实验师。梁雪，硕士，助理实验师。张羽，硕士，实验师，实验中心副主任。