独立学院 “电机学” 课程教学改革探索

钱荔

摘 要： “电机学”是高等学校电气工程及其自动化专业的专业课，课程内容复杂，涉及多门学科。本文在分析了独立学院学生特点和“电机学”课程特点的基础上，对“电机学”课程进行了教学内容的调整和教学方法的探索，提出了“实例教学”与“网络教学”的方法，增强了课程教学效果。

关键词： 独立学院 电机学 教学改革

一、引言

“电机学”是独立学院电气工程及其自动化专业的一门专业课，对学生有一定的数理基础要求，先修课程包括“高等数学”、“大学物理”、“电路”、“工程电磁场”等。“电机学”的内容是电气工程及其自动化专业学生知识结构的重要组成部分，课程主要介绍变压器、异步电机、同步电机、直流电机稳态运行的基本理论知识和基本分析方法。

独立院校是由普通本科高校按新机制、新模式举办的本科层次的二级学院，学院生源水平在近几年有了较大的提高，录取的学生中达本二录取线的占很大比例，学院对学生的培养目标为高素质应用型人才，实施因材施教、分层次、多渠道的人才培养模式，原先针对数理基础较薄弱的学生的教学方式已不再适用，生源的变化及培养目标的变化使得“电机学”的教学改革势在必行。

二、“电机学”课程特点

“电机学”课程主要介绍各类电机的基本工作原理和基本运行规律。课程针对具体的电机设备，应用电磁感应定律和电磁力定律，先进行定性分析，分析发生在有限的电机空间内的电磁过程，再进行定量分析，将复杂的电磁过程简化为基本方程和等效电路、相量图，从而得到电机运行的基本规律。课程的主要特点为：

1.数理基础要求高。“电机学”课程要求学生有扎实的大学物理和高等数学功底，在理解和掌握物理概念的同时能利用所学数学知识处理电机内部电磁场方面的问题，并要有一定的电路分析和计算能力。

2.抽象思维能力要求高。“电机学”课程要分析电机内部情况，包含电机绕组的空间放置与连接，导体电动势的矢量合成，三相磁动势的空间矢量合成，这些都对学生的抽象思维和空间想象能力有较高的要求。

3.内容多、难度高、课时紧。“电机学”课程涉及的学科较广，包含的知识点很多，其中电磁场部分的内容比较抽象，教授难度较高，而理论课时只有64学时。

4.应用性强。电机是实用型的机械，在一般的电气系统中都有应用，所以在教学过程中不能只关注理论部分的讲解，还要联系实际应用。对于独立学院的学生来说，学习电机学的重点还是如何运用电机而不是设计电机和制造电机。

三、教学改革探索

1.课程内容调整与补充。“电机学”的基础课程主要是“大学物理”、“高等数学”和“电路”。因为前修课程“电路”进行了教学内容改革，去掉了磁路部分的内容，所以在“电机学”的授课内容上必须添加磁路部分的内容。同时考虑到学生的基础和特点，在课时的分配上以基础为重，只讲解每类电机的基本工作原理和基本分析方法，对一些特殊运行情况及分析方法不再讲解。

2.仿真软件的应用。Saber软件是美国Synopsys公司推出的一款系统仿真软件，可用于电子、电力电子、机电一体化、机械、光电、光学、控制等不同类型系统构成的混合系统仿真，为复杂的混合信号设计与验证提供了一个功能强大的混合信号仿真器，兼容模拟、数字、控制量的混合仿真，可以解决从系统开发到详细设计验证等一系列问题。该软件可以对电机的多种运行状态进行模拟，并对结果进行分析。Saber软件仿真的真实性强，学习难度适中，非常适合“电机学”课程的教学及学生课后学习。

Matlab软件是美国MathWorks公司出品的一款仿真软件，其中的Simulink提供了一个可视化开发环境，可以在其中的电力系统模块库选择合适的电机模块和其他电源模块搭建完整的电机系统，由于已模块化，只要输入相应参数，就可以模拟真实电机系统运行状态并进行结果分析。

两种仿真软件易于获得，方便学习，对独立学院学生来说是最适用的电机仿真软件，在教学过程中简单教授仿真软件及应用实例可以激发学生的学习热情，同时对后面的电机学课程设计有一定的帮助。

3.实例教学。学习是为了应用，独立学院培养学生的主要方向是“应用型”，所以在教授过程中除了基本原理的讲解外，最重要的是让学生知道电机有何应用及怎么用。讲授完一个电机的基本内容后可以一个具体的应用实例说明电机的应用，包含电机、电机的控制电路和保护电路的设计，这些内容不仅能丰富电机学的教学，而且能将前期的一些课程联系起来，比如控制电路和保护电路要用到的单片机、PLC等内容。

4.实验教学与课程设计。实验教学在“电机学”课程的教学环节中是不可缺少的。（1）实验部分教学内容和理论教学内容及课程设计相结合，在原有基础上改进，加入一点思考设计过程，并要求学生以小组的形式独立完成。（2）课程设计部分紧贴时代前沿和学科领域的最新技术，充分利用学校软硬件条件，让学生以团队的形式完成实例系统的开发，旨在培养学生的多学科综合应用能力、总体设计能力、创新能力和团队协作能力。

5.网络教学的应用。随着网络技术的发展，网络教学越来越热，在传统教学中如果加入网络教学，那么不仅可以巩固课堂教学的成果，还可以实现随时随地学习，使得学习的便利性大大提高。网络教学的实现可以通过建设专门的课程网站和建立学习群实现。

课程网站建设的目的是充实教学资源，给学生提供一个随时随地学习和交流的平台。网络平台分为学习部分、测试部分和交流部分。（1）学习部分包括理论学习部分和应用学习部分。①理论学习部分提供课程学习的学习手册、基本课件、本课程所涉及的专业英语内容部分，同时提供国内外名牌大学免费开放教育课件的下载地址。②应用学习部分包括仿真部分和实物开发部分，仿真部分提供包括本课程仿真软件的选择和应用实例；实物开发部分会给出实物开发过程演示。（2）测试部分提供课程在线测试。（3）交流部分提供：①答疑环节，包括在线答疑、微信答疑和发送邮件答疑；②仿真环节，包括仿真软件选择和应用的讨论平台；③实物制作交流和展示环节，包括实物的开发环节讨论和最后的实物展示。（4）录制课程教学过程的全程录像，作为影像资料可在网络平台上在线播放或下载。

学习群的建立可以通过社交软件实现，比如QQ或微信，建立专门的学习讨论群，大家可以在学习群中提出问题，讨论问题，解决问题，集思广益。

总之，在“电机学”的教学改革探索中，应根据学生的特点进行教学改革，内容上以基础知识为重，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，注重实践应用，利用仿真软件进行实例教学，同时利用网络实现在线式和离线式教学，这样可以调动学生的学习积极性，收到良好的教学效果。

参考文献：

[1]牛维扬，李祖明.电机学（第二版）[M].北京：中国电力出版社，2005.

[2]http：//baike.haosou.com/doc/577704-611597.html

[3]黄松柏.电机学教学改革探讨[J].轻工科技，2013.

[4]秦岭，高宁宇，华亮.Saber仿真软件在“电机学”教学中的应用[J].电气电子教学学报，2011.