“电机学”实验引领理论教学的反转模式探讨

曾成碧 苗虹 段述江

【摘要】在四川大学双创教学背景下，教学团队根据多年来的教学经验，提出实验引领理论教学的反转教学模式，即学生通过电机实验，观察实验现象，学生主动或被引导提出疑问，围绕实验现象与疑问组织理论教学、进行形象生动地课堂讲解，也可拓展学生的学习宽度与深度;还可培养学生通过现象分析研究事物本质的创新探寻规律，提高双创能力。

【关键词】电机学  实验  理论教学  反转模式

【中图分类号】G64  【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）27-0249-01

一、引言

“电机学”是电气工程领域的一门重要基础课和核心专业课，在课程教学体系中即起到承上启下的纽带作用，又是电机与电器方向的必备专业课，所以该课程兼有基础性和专业性的特点，涵盖电、磁、力、热、机械等多门学科的理论知识。电机是广泛应用的重要设备，所以其课程具有强应用性的特点。从结构到理论的抽象，再到运行的分析，既具体又抽象，电机学是一门公认的很难、很枯燥的课程[1]。

电机学的传统教学模式是从理论教学到实验验证的过程。这样的教学模式往往使学生理论学习时毫无感知，没有足够恒心与毅力，学生很难自觉地探讨电机学的学习方法，严重影响学习兴趣和教学效果，所以电机学教学的关键点是激发学生的学习情趣与探索热情，适应当前双创要求，不断地探索和改革电机学教学模式势在必行[1-2]。

根据我校电气工程及其自动化专业特点和本科生培养目标，结合教学团队理论和实践教学的探索经验[1-3]，采用从实践到理论的反转教学模式，通过动手实验看到现象，激发求知欲望，再到理论学习。此模式探索激发本科学生学习兴趣和全面掌握这门课程教学模式，而且培养从现象探索本质的创新研究规律，为双创培养奠定基础和创造机会。

二、实验引领理论教学的反转模式

根据我校电气工程及其自动化专业特点和本科生培养目标，结合教学团队理论和实践教学，采用从实验引领理论教学的反转模式，即通过动手实验观察现象，产生好奇心，激发求知欲望，再引领理论教学学习。

实验引领理论教学模式旨在探索激发学生学习兴趣、提高学习主动性的措施和方法。兴趣是最好的老师，兴趣高昂的课程不再枯燥，学习不再煎熬，达到最佳学习状态，从而全面主动学习和掌握这门课程。这样的教学模式培养从学生观察实验现象出发，培养探索现象背后的本质的创新学习规律，为双创培养奠定方法基础和创造创新机会。而且此教学模式在日益压缩教学学时的背景下，学生通过实验，积极思考学习，可以弥补因教学学时不足引起教学内容的不足。

三、实验课程学时及内容安排

32学时设计的实验项目覆盖电机学四大部分，设计实验12个，实验台操作24学时;实验需要现象级引导讲学12学时。同步电机4个，变压器类3个实验，异步电机类3个实验，直流电机2个，满足我校专业后续课程的学习和面向发电公司和电网公司就业的基本要求。

1.根据理论教学进度保证完成的实验

三相变压器的空载与短路;三相变压器的联接组别测定;三相异步机的空载与短路;三相同步发电机的运行特性。

2.创新反转调整完成的实验

他励直流发电机的外特性与空载特性实验;直流电动机的工作特性;单相变压器的空载与短路;三相异步机的工作特性;三相同步机的并联运行;同步电机稳态参数的实验测定。

3.创新引领级的实验

三相异步机起动、调速;三相同步发电机的瞬变参数的动态测定。

四、实验引领理论教学的实施过程

教学老师根据实验设置，进行实验引导，但不深入到理论讲解，学生观察实验现象，引导学生透过现象提出疑问，然后引领理论的教学。

以直流发电机实验为例，实验的目的是测定直流发电机他励、并励、积复励三种励磁方式下的基本特性，通过实验观察现象：并励发电机的自励过程，反复设定不能自励的情况，引导思考自励条件。

1.实验观察

实验室观察直流发电机的可以测的物理量有哪些，保持哪些物理量不变时，哪两个物理量的对应关系是什么特性;实验室的接线让学生形象了解他励、并励、积复励三种励磁;通过改变并励励磁绕组两端的接线、改变励磁回路的电阻，实验观察并励发电机的建立电压的条件，当发电机不能建立电压时如何改变可行。实验空载特性实验时，励磁电流双向调节的测量结果。

2.实验引领

通过实验，观察实验现象，引导学生提出疑问：什么是特性？直流发电机的基本特性有哪些？并励发电机的自励条件有哪些？当发电机不能自励时应如何处理？做空载特性实验时，励磁电流双向调节的测量结果如何？所以得出结论：励磁电流必须保持单方向调节。

围绕实验现象与疑问组织课堂理论教学，既解决了实验现象引出的疑问，又全面地让学生了解直流电机的结构、基础理论和运行特性。整堂课形象、生动、充满教学与学习热情。

其次还鼓励学生理论学习后再进一步实验探寻，加深理论知识的理解和动手能力。

五、结束语

电机学教學团队根据教学与实验经验，不断探索教学模式与方法，实施了多种的教学模式、教学方法的改革与试点，本文采用的实验引领理论的反转教学模式，取得很好的教学效果，通过实验现象，激发学生的好奇心和求知欲望，理论教学更形象，可以拓展课程学习内容，培养学生透过现象研究事物本质的规律，为创新创业奠定理论与实验基础。

参考文献：

[1]曾成碧等.双创示范基地背景下的“电机学”教学改革探讨[J].教育现代化，2018（28）：64-65

[2]谢和平.以创新创业教育为引导全面深化教育教学改革[J].中国高教研究，2017（3）：1-5

[3]曾成碧等.“电机学”非标答案考试的探讨[J]. 教育教学论坛[J]，2019（1）196-197

作者简介：

曾成碧（1969-），女，博士，教授，在四川大学电气信息学院从事电机学教学及实验。

段述江（1963-），男，工程师，在四川大学电气信息学院从事电机学实验与实践指导。