“电机与拖动”课程教学改革探索

杨友平　李涛

摘要：“电机与拖动”课程具有理论性和实践性都很强的特点。根据目前长江大学电子信息学院电气工程及其自动化专业学生学习现状，对“电机与拖动”课程做相应的教学改革。改革方向主要表现在教学内容的优化、教学方法的多样化、期末考核的标准化三个方面，目的在于引导学生进行工程实践，提高学生应用所学知识解决实际问题的能力。

关键词：电机与拖动 实验教学 案例教学

随着教学改革的不断深入，“电机与拖动”这门课程的教学内容也在不断发生着变化。怎样适应学科的发展去创新“电机与拖动”学科的教学，是我们教授这门课的教师必需面临的新课题。运用传统的教学方式教学往往是老师讲起来枯燥吃力，学生学起来则感到空洞乏味。教学矛盾的日渐突出，往往使教学效果事倍功半。我讲授这门课程已多年，对这门课程的基本特点比较了解，近几年的教学实践中我一直在进行着教改方面的探索，现将我对“电机与拖动”这门课程的教学改革的一些想法总结如下，望与同仁们共同商榷。

1“电机与拖动”教学改革的现状和目的

1.1“电机与拖动”教学改革现状

为了提高“电机与拖动”的课堂效果，帮助学生掌握相关知识。各大院校的教师们在提高自身专业水平的同时，绞尽脑汁提出各种改革方案并加以实践来提高课堂效果，帮助学生学好这门课。在各种改革方案中，针对学生自身特点的不同，提出了不同方案，但大多研究的是理论教学的改进，把重心更多地放在教师如何教，而对学生如何学这块提及很少。教学是教师教和学生学的互动过程，两者缺一不可，要想达到良好的教学效果，要想学生能确实地学好所需的知识，教师在研究如何教的时候，也应该在如何引导学生学方面下功夫。兴趣是最好的老师，提高学生的学习兴趣是帮助学生顺利掌握知识的有效途径。

“电机与拖动”其理论性和工程实践性都比较强，其理论性尤为抽象，它是将实际生活中发生的一些电磁现象，用电学的基本定律、定理进行科学的解释，再上升到理论的高度加以总结。如在电磁学中场的概念是个抽象的概念，学生接受起来比较困难，为了让学生更好的理解场的概念，通过采用案例分析的方式，加深学生的感性认识，然后挖掘其中相关知识点，帮助学生在掌握理论知识的同时熟悉其应用场所。本文提出在理论教学过程中穿插实际应用的案例分析方法，引导学生从身边熟悉的应用中学习相关的理论知识，然后再借助“电机与拖动”中几个典型的实验巩固所学基础知识。

1.2“电机与拖动”教学改革方向和目的

针对我校电气工程及其自动化专业学生的学习特点，结合本专业培养工程应用型人才的宗旨，提出在理论教学中穿插案例分析的教学方法和将动手能力的考查作为期末考核标准的改革方案。将案例分析引入理论教学，辅以实验验证的改革方向是为了在完成教学任务的同时，激发学生的学习兴趣，培养学生的动手能力。将案例分析能力和动手能力纳入考查范围有助于提高学生动手、动脑意识，避免期末考查只注重考查学生的理论知识，而忽视学生动手能力和工程思维的考查。这样不仅让学生既注重理论知识的学习，又注重工程思维、动手能力的培养。因而将案例分析能力和动手能力考查作为考核标准是十分必要的。

2“电机与拖动”教学改革方案

为了让更多学生更好地学好这门专业基础课程，要求不仅要掌握“电机与拖动”的相关理论和技术，还要用这些理论和技术理解和解决实际问题，真正地做到理论和实践相结合。对课程教学方面进行了如下研究：

2.1教材的选择

根据学生学习特点和培养目标选择教材。“电机与拖动”课程经典教材很多，有纯理论教学的如国外的教材《电机学》（Stephen D.Umans）；国内的《电机学》（辜承林，陈乔夫，熊永前），《电机原理及拖动》（彭鸿才）等。这些教材比较注重基础知识的讲解，涉及相关建模方面较少，可作为教师备课辅助教材。根据学生学习特点，注重工程应用型方向的培养，经过仔细对比和查阅，选择了《电机与拖动MATLAB仿真》，这本教材包含了电机方面基础知识，同时对经典的电机用MATLAB软件实现并给出了对应的程序，更加注重理论和实践的结合，可以为学生课后利用仿真软件学习提供参考，加深对知识点的理解。

2.2教学内容的优化

（1）绪论部分不可少。绪论介绍课程的知识结构和学习的目的和意义，学生可以通过绪论的学习了解课程的特点和要求，可以对要接触的课程有一个感性认识。

（2）基本知识要讲透。对于电学基础知识较弱的学生，初步接触这门课时会很难，需花较多时间抓一些基本概念。如电场与磁场、电路与磁路等的关系，如何将“场”转换為“路”，以及各种物理量之间的关系等。

（3）重物理意义轻推导过程。本课程有四大部分（变压器、直流电机、感应电机和同步电机等），其内容多，公式多，推导过程繁琐，在教学过程中可以就推导过程做个简单介绍，重点是通过物理意义的讲解来加深学生对其本质的理解，引导学生如何用这些公式建立数学模型解决实际问题，再通过MATLAB工具编写相关程序进行仿真，加深对各种电机的理解。

（4）实际应用的介绍。在理论教学过程中，为了将抽象的概念具体化，用3个实际应用的案例帮助学生学习理解，在课堂上进行讨论和总结。根据教学内容选定有代表性的3个实际应用案例，如家用电风扇故障分析、变压器相序分析、家用吊扇的结构分析。

（5）验证实验的介绍。“电机与拖动”课程中设有3个实验即变压器参数的测试；他励直流电机的机械特性测试；三相异步电动机的机械特性测试。通过相关实验，测量电机的相关参数，分析其机械特性，通过这3个实验加深对所学知识的理解和掌握。课后再给学生布置作业要求用MATLAB工具进行编程仿真。

2.3教学方法的多样化

（1）案例分析法

如在绪论的介绍过程中，可以引入家用电器中常出现的一些现象，如吊扇转动时，为什么会摆动；洗衣机脱水时，为什么脱水机脱水效果不好等，是可以用“电机与拖动”课程中单相电机的基本结构和工作原理来解释的。因为，说到底它们都是一种电磁现象。通过案例分析让学生对整个课程有个总认识，要学什么，干什么。在该课程教学过程中，可根据实际情况引入几个案例分析。

（2）课堂教学和课下巩固相结合

课堂时间有限，在教学过程中应灵活应用课堂时间，可以适当地采用开放式教学方式，以提问、启发、解惑的方式进行，努力让学生加入课堂学习，以工程思维学习专业课。如采取每章学完后，学生同步上交1份本章小结；课后布置用MATLAB工具进行仿真的同步练习作业。采用这种牵引式的学习方式，可以培养学生的自学能力。

（3）采取以学为主，以教为辅的教学方式

高等教育应注重培养学生的创造性思维和创新能力，教学中应采取以学为主，以教为辅的教学方式。教师在教学过程中只应起到一种引导作用。教师应该通过一些独特的教学方法和手段培养起学生的学习兴趣，调动起学生思考的主观能动性，从而让学生在探究式学习中产生思维火花，激发他们自主学习的无限潜能。教师在教学过程中应该引导学生找到适合自身的学习方法，给学生创造出良好的学习氛围和学习自由的空间。“电机与拖动”课程教学，可从以下几方面贯彻以学生为主体，以教师为辅助的教学方式：①教师传授知识过程中多设问，让学生通过课本或查阅资料自寻答案，对于共性的疑难问题再适时解答。②有些归纳性结论可在学生充分思考或反复实践后给出，留给学生一定的思考理解的空间。③成立学习兴趣小组或创新实践团队，提高学生学习和实践中沟通、交流和协作动手的能力。④鼓励学生在学习中大胆质疑，在实践中大胆创新，培养学生创新意识。

2.4考核评价标准化

课程考核用于测评“教”和“学”的效果，是课程教学体系的一个重要组成部分。通过考核可以督促学生平时的学习，也可以巩固课程的相关知识，教师还可以通过课程考核了解每个学生对课程的掌握情况。“电机与拖动”这门课程考核的内容和测评的方式是多样的。从考核内容上看，它有理论知识的考核也有工程实践能力的考核。从测评方式上，有试卷式的，有实践操作式的，也有课题式的。教师可结合教学实际采用不同的考核方法。传统考核方式，不能客观、有效地反映学生的真实学习状况，只注重考核学生的学习结果，忽视了学生的学习过程。根据新时期人才培养目标的要求和该课程特点，需要建立科学合理的课程学习评价体系。我认为应该改革现有课程评价体系，重视过程评价。在整个教学实践中，教师认真记录学生课堂表现、课后作业、讨论答疑、单元小结和仿真设计实践报告等学习情况，及时掌握学生的学习情况。进行过程评价，并根据评价反馈对教学内容与教学策略进行调整。

新的课程评价体系包括过程评价和终端考核（期末考试）两部分。过程评价的结果占总成绩30%，过程评价项目包括平时（作业、考勤、小组讨论）、综合作业、实验等几个方面，其中平时10%，综合作业10%，实验10%。该课程共安排3次实验，根据实验教学内容，每个实验有多个项目供学生选择，根据实验项目的完成情况和实验项目的难易程度进行评分。期末考核成绩占总成绩70%。经过这几年教学实践，采取新的课程评价体系，能够比较全面客观地评定学生的学习情况。感觉收到了预期的教学效果。

3结语

“电机与拖动”是电气工程及其自动化专业的一门专业基础课，涉及各种电机繁杂的电磁关系分析，学生普遍感到困难。通过采用现代教学理念，有针对性地选择所用教材，优化教学内容，采取多样化的教学方法，借助标准化的考核方式等新型教学模式进行课程教学改革。这种新型教学模式通过连续两年的教学实践表明，该教学模式行之有效。与以往传统教学班相比，课堂参与度与参与面明显增强与扩大，学生的自学能力得到提高，一些学生在自主学习中有不少新发现，对电机有了更深入了解。2014年組织的统一命题的期末考试中，我授课的教学班考试通过率为94.3%，有20%的学生卷面成绩为90分及90分以上。

本文提出的一些教学改革思想，丰富了课堂教学的方法，提高了学生分析问题和解决问题的能力，对提高学生的综合素质和创新意识起到积极作用。

参考文献：

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基金项目：长江大学教学研究项目（项目编号：JY2014031）。