《电机学》课程研究性教学的实践

莫岳平　靳宏　张建华　葛强

摘要：《电机学》课程涉及机、电、磁场，以及金属材料、绝缘材料和电动力学等多门学科，需要的知识面很宽，学生普遍感到难学。本文从课堂教学手段、课堂教学内容及考核方式等方面入手，介绍了扬州大学在《电机学》课程研究性教学改革中的一些做法，如：用录像增加感性认识、用动画解释复杂过程等。实践证明：这些做法，培养了学生的学习兴趣，提高了课堂教学质量，取得了较好的效果。

关键词：电机学；教学改革；研究性教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）39-0134-02

一、前言

研究性教学正在我国高校中轰轰烈烈地展开着，作为一名教师，有必要对所教授课程进行全面的研究，以提高学生学习的兴趣和课堂教学的效果。

《电机学》课程是我校电气工程及其自动化、热能与动力工程、自动化等专业的一门重要专业基础课，也是以往学生公认的“硬骨头”。《电机学》课程涉及机、电、磁场，以及金属材料、绝缘材料和电动力学等多门学科，需要的知识面很宽。但由于受学分压缩的限制，以往开设的《金属工艺学》、《机械设计基础》、《磁路计算》等课程，有的被取消，有的被合并到相应课程中，而《电机学》课程本身的课堂教学时数也被压缩了25%。因此，如何讲好《电机学》课程，起到该课程应有的作用，已显得十分迫切。围绕这一问题，并根据研究性教学的要求，相关教师就《电机学》课程如何开展研究性教学进行了探索。

二、课堂教学手段的改革

《电机学》课程是一门专业基础课，内容涉及常用交、直流电机及变压器的结构、工作原理、运行分析以及交、直流电机的各种拖动特性、分析计算和电机选择与实验方法等，既有系统的理论，又与工程实际紧密结合；既有长串的数学公式推导，又有很多难以理解的概念（如：电枢反应、旋转磁动势）和不容易想象的结构（如：交、直流绕组）[1]。可见，《电机学》确实是一门非常难学的课程。为此，我们进行了以下几种课题教学方法的改革试验。

1.用录像增加感性认识。由于电机的实习一般都安排在课程结束后进行，做电机实验时只能看到电机外表，不能了解其内部结构，而书本更是只能局限于实物的平面图或照片。为了弥补这一不足，在扬州大学教改课题“基于AUTHORWARE《电机学》MCAI研制”[2]的支持下，我们拍摄了结构和原理较为复杂的直流电机、交流异步电机和同步电机的教学录像，录像中介绍了各种电机的内部结构、工作原理及其应用，使学生在学习各种电机前，对各种电机有一个直观的认识，了解各部件的作用和组成，以及电机的制造、装配过程和应用场所，从而避免了以往学生学了某种电机后仍不知道该电机为何物的尴尬局面，也使得学生的学习兴趣有了很大提高。

2.用动画解释复杂过程。各种电机的工作原理，特别是交、直流绕组的设计和分布排列等内容是学生学到各种电机时必需逾越的难题。为此，我们利用课件中的动画内容，用动画的方式来解释各种电机的工作原理（如图1）[3]和交、直流绕组如何设计、分布和排列[3]。这样既吸引了学生的眼球，也让学生更容易了解和掌握各种电机的工作原理和绕组的设计、分布、排列。

3.应用类比法。《电机学》这门课程涉及到直流电机、交流异步电机、同步电机以及变压器等各种常用的电机，这些电机相互之间既有许多相同的地方，又有各自特点和不同之处。因此，在讲到新的一种电机时，可采用类比的方法来比较新的一种电机和已经学过的电机之间的相同之处与不同之处，既增加了教学内容之间的相互联系，又让学生更容易记住各种电机的特点，还避免了各种电机类似内容之间“打架”。如交、直流电机及变压器的功率关系和效率计算，它们之间既有雷同的地方，又各有自己的特点。

4.将工程实例引入课堂。《电机学》课程既有严密的理论，又与工程实际紧密相连，因此，只有结合工程实例，课堂教学才显得有血有肉、丰富多彩，才能吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣。

三、课堂教学内容的改革

1.精心组织授课内容。教材强调系统全面。一般《电机学》教材都将各种电机，如直流电机、交流异步电机、同步电机及变压器等一一罗列，强调内容的系统性和全面性。因此，授课教师要根据授课对象，按照教学大纲的要求，有选择性地挑选授课内容。要精心组织，有重点、有主次之分，这样才不会使你的学生听课时感到没有头绪、无所适从。

2.透过现象看本质，激发学生的求知欲望。

在单相变压器参数测定一节中，教科书中给出了单相变压器的空载试验和短路试验电路图（图2、图3）[4]，但均没有说明测量仪表摆放的位置。同样是测量变压器的电压、电流和消耗的功率，但空载试验和短路试验两种情况下，各种仪表摆放的位置是截然不同的。对比图2和图3，图2中电流表紧靠变压器，电压表远离变压器，而图3则完全相反，为什么呢？好学的学生不禁要问。这一问题是电类工程测量中具有代表意义的典型问题，学生如果理解了其中的奥妙，对其今后的工作将会很有帮助。因此，教师如能将这一问题给学生提出来，并加以解释清楚，不仅使学生学到了书本以外的工程实践知识，也能大大激发学生的求知欲望，并对这门课程产生浓厚兴趣。

四、考核方式的改革

《电机学》这门课程涉及的内容多、公式多，理论性很强，又紧密联系工程实际，因此，应考有一定难度。为了使学生既学到有用的知识，又不至于害怕这门课程，我们对这门课程的考核方式做了改革尝试。

我们的做法是：《电机学》课程成绩有4个部分组成，即期末考试（闭卷笔试，占50%）、平时成绩（以平时作业为主，占20%）、实验成绩（占15%）[5]、期中大作业（占15%）。期中大作业要求学生完成一篇关于某种电机的国内外发展概括、结构、工作原理、产品介绍及应用情况的论文，并挑选部分优秀论文在班级做介绍。这样做，既培养了学生获取知识的能力、锻炼了学生的表达能力，又使学生对电机有了充分、全面的认识，还了解了书本以外的关于电机的许多知识。实践证明，大部分学生对这种形式的作业感兴趣，增长了知识，开阔了眼界。

五、结语

在教学实践中，我们采用以上手段，对相应的授课内容进行了增加和删减。着重加强与工程实际相关的内容，增强教学的可视性和动画性，并对考核方式做了相应的改革。实践证明，在采用增强学习的趣味性和紧密联系工程实践的教学方式后，学生对《电机学》课程的学习兴趣和热情大大提高，学习效果也显著提升。以上只是我们对《电机学》课程研究性教学的初步尝试，希望对该课程的研究性教学工作起到一定的促进作用。

参考文献：

[1]胡虔生，胡敏强.电机学[M].北京：中国电力出版社，2006.

[2]葛强，等.基于AUTHORWARE《电机学》MCAI研制[J].扬州大学学报，2004，（3）.

[3]徐德淦，等.电机学[M].北京：机械工业出版社，2006.

[4]李发海，王岩.电机及拖动基础[M].第三版.北京：清华大学出版社，2005.

[5]莫岳平，等.实践课程的改革与实践[J].扬州大学学报（高教研究版），2002，（4）.