方 煒，劉曉東

（安徽工業(yè)大學 電氣與信息工程學院，安徽 馬鞍山243002）

電機原理及拖動作為自動化專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課，在我校有著悠久的教學歷史，也有著堅實的教學基礎(chǔ)，以及較為完善的實驗教學設(shè)備。但多年來，教學理論和教學內(nèi)容基本保持不變，教學方法和教學手段也較為固定。為了適應(yīng)新時期對創(chuàng)新人才培養(yǎng)提出的新要求，以及新形勢下自動化等專業(yè)人才培養(yǎng)目標的需要，其教學內(nèi)容、教學方法和教學手段的改革理應(yīng)受到重視。［1］本文結(jié)合筆者在這門課程教學中的體會，借鑒同行寶貴的教學經(jīng)驗，總結(jié)電機原理及拖動課程教學中的問題，嘗試優(yōu)化教學內(nèi)容，探索教學方法和教學模式，以推進該課程教學的改革。

一、優(yōu)化教學內(nèi)容

電機原理及拖動這門課程的主要內(nèi)容包括動力學基礎(chǔ)、直流電機及其電力拖動、變壓器、三相異步電動機及其電力拖動、同步電動機、控制電機與特種電機等。在介紹電機的基本工作原理及構(gòu)成的同時，需要分析電機拖動系統(tǒng)的各種平衡關(guān)系，同時還要穿插電、磁、力等方面的基本知識及定律，因此該課程涵蓋的內(nèi)容廣，知識點多，重點及難點突出。另一方面，為適應(yīng)我校關(guān)于加強實踐教學環(huán)節(jié)的教學改革和新一輪教學大綱的制定，2013級的“電機原理及拖動”課程的教學學時數(shù)由80調(diào)整為72（理論學時60，實驗學時12）。如何在壓縮學時的同時，提高培養(yǎng)質(zhì)量，這就需要優(yōu)化教學內(nèi)容，著重培養(yǎng)學生的工程應(yīng)用能力和實踐能力，加強教學內(nèi)容的實用性和應(yīng)用性。［2］

因此，我們首先本著“應(yīng)用、實用”的原則調(diào)整了本課程的培養(yǎng)目標，圍繞自動化專業(yè)學生的就業(yè)方向和就業(yè)崗位，將重點放在電機拖動技術(shù)的知識點上，強化拖動及應(yīng)用。自動化專業(yè)的學生學習電機原理及拖動的目的是合理地使用電機、應(yīng)用電機，沒有必要對電機原理及具體結(jié)構(gòu)非常清楚，所以對電機原理部分的學時安排可以做適當?shù)膲嚎s，把電機的具體結(jié)構(gòu)的介紹放在實驗教學環(huán)節(jié)中學習，既可以節(jié)約一部分課時，又可加強了電機的實踐教學。其次，將本課程中理論性強又過于強調(diào)的知識點弱化或者摒去。例如，三相異步電動機的磁動勢是本課程中的一個難點，三相交流繞組的磁動勢是一個旋轉(zhuǎn)空間矢量，計算公式復雜，理論性強，在以往的講述過程中，往往花費了很多時間，學生還不能理解。其實講授三相異步電動機的磁動勢的目的是要告訴學生三相異步電動機的磁場是一個旋轉(zhuǎn)的磁場，帶動電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，從而拖動生產(chǎn)機械。因此，可以將這部分的內(nèi)容弱化，與后面章節(jié)中的三相異步電動機的電力拖動合在一起講授，使得知識結(jié)構(gòu)緊湊，也提高了學生掌握和理解的程度，教學效果及學生反映都較好。諸如此類的教學內(nèi)容調(diào)整，還有將原來單一的純理論教學課程體系，改變?yōu)閼?yīng)用性理論、實踐教學、實驗訓練綜合的課程實踐教學體系，初步體現(xiàn)了應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標。

二、深化課堂教學改革

課堂教學是教學的主渠道。充分利用好課堂，提高教學質(zhì)量應(yīng)考慮以下幾方面的因素。

（一）設(shè)計好第一堂課

1．激發(fā)學生對本課程的興趣。與大多數(shù)課程相同，電機原理及拖動的第一堂課應(yīng)該向?qū)W生介紹電機的發(fā)展、現(xiàn)狀以及本課程的學習任務(wù)。但是，僅僅結(jié)合書本上第一章緒論的內(nèi)容，泛泛地介紹地電機的分類、基本知識，學生并不能夠深入的理解學習電機、應(yīng)用電機的重要性和必要性。如果能夠啟發(fā)學生從日常生活，甚至身邊去找各種類型的電機，例如男生剃須刀中的直流電動機，女生所用的吹風機中的交流電動機，還有電動自行車中的無刷直流電動機等，由此可以大大激發(fā)學生學習本課程的興趣，同時也讓學生體會到學習電機的重要性。

2．了解學生掌握基礎(chǔ)知識的水平。電機原理及拖動涉及到的基礎(chǔ)知識有高等數(shù)學、電路知識。通過簡單的幾個提問讓學生回憶所學過的電磁基本定律、基本物理量及向量等知識，可以初步了解學生對這些知識的掌握情況，摸清班級的學習狀況，以便在后面的教學中，更好地銜接學生的知識結(jié)構(gòu)，也避免了基礎(chǔ)較差的學生跟不上課程學習的現(xiàn)象。

（二）充分利用現(xiàn)代化教學手段

多媒體教學的普及給我們提供了豐富的教案資源。如果僅對照課件上的內(nèi)容進行講授，教學方法仍顯單一、枯燥，如果在課程講述的過程中，穿插多種多媒體教學方法，將知識點和這些多媒體教學方式揉合在一起，加深學生對關(guān)鍵知識的理解，往往能起到事半功倍的效果。

1．動畫演示。將電機的基本知識通過簡易動畫的形式演示出來，一方面學生能夠很快領(lǐng)悟所學的內(nèi)容，另一方面也會加深他們對這些知識點的印象。例如，直流電機的換向比較難以理解，一直以來是教學中的難點。筆者通過一個3D的動畫案例，演示了直流電機磁場的建立、電樞電流的流動、以及換向的工作條件和過程，非常直觀地向?qū)W生介紹了這個知識點，而且將原來一個小時的教學內(nèi)容壓縮在30分鐘左右。同理，三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場是本課程中的一個重點，其旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方向與三相定子電流有著直接的關(guān)系，但從理論分析、數(shù)學公式的角度去解釋，學生不太感興趣，也難以理解。但如果通過一個gif的動畫案例，介紹三相異步電動機的各部件結(jié)構(gòu)，外部電源合閘、起動旋轉(zhuǎn)的整個過程，可以給學生直觀的視覺效果，在激發(fā)他們學習興趣的同時也加深對知識點的理解和記憶，學習效果很好。

2．綜合利用優(yōu)秀的視頻教學內(nèi)容。電機原理及拖動這門課程有著很強的工程應(yīng)用背景，但學生缺乏的就是工程概念。僅僅從課本和課件上的圖片，學生是無法對本課程的研究對象有個直觀的認識，很多學生還沒見過電機和變壓器。通過優(yōu)秀的視頻教學，能夠避免學習的盲目性。例如，工程上為了減少和降低三相異步電動機的渦流損耗和磁滯損耗，轉(zhuǎn)子通常采用0．5mm的硅鋼片疊加沖壓而成，轉(zhuǎn)子繞組的放置也非常講究。由于條件所限，無法讓學生看到真實的電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。于是，在課程講授過程中，筆者穿插了西安交通大學拍攝的一個視頻教學內(nèi)容，從硅鋼片的沖壓、對孔、疊壓、鑄鋁、絕緣處理，直至轉(zhuǎn)子交流繞組的繞制、疊放等，將枯燥無味的理論教學，簡單的教學圖片，轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷦拥纳a(chǎn)現(xiàn)場講解，讓學生對電機的工程背景有了初步的印象。

（三）注重教學內(nèi)容的銜接

1．基礎(chǔ)知識的銜接。電機原理及拖動需要用到電路知識中的基本電磁定律、力學知識中的基本轉(zhuǎn)矩方程式。這些知識不在本課程的授課內(nèi)容當中，但在教學過程中發(fā)現(xiàn)，學生對這些基本知識的掌握水平各不相同，因此在講授關(guān)鍵知識點前，有必要對這些基礎(chǔ)知識加以復習、引用，這樣才能更好地學習本課程。

2．前后章節(jié)的銜接。本課程是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，課時也相對較長，學生往往在學習后面的知識點時已經(jīng)忘記了前面所學的內(nèi)容。例如，按照“直流電機－直流電機的電力拖動－變壓器－交流電機－交流電機的電力拖動－同步電動機”這樣的一個教學主線，學生學習到交流電機時，他們對直流電機的概念已經(jīng)略有模糊，但交流電機和直流電機有著一定的共同點，但又有區(qū)別，因此在介紹交流電機的時候，需要簡要復習前面直流電機的一些知識點，提高學生掌握電機知識的連貫性和順暢性。

3．關(guān)鍵知識點的對比銜接。對于初學者來說，電機原理及拖動雖然很難學，但如果掌握一定的學習方法，把各種不同的電機聯(lián)系在一起，進行比較、對比，可以使重點、難點變得簡明易懂，激發(fā)學生學習的主動性和積極性。直流電機和交流電機的電力拖動中都有關(guān)于電機制動的介紹，例如反接制動、回饋制動等。但兩種不同類型電機制動的原理截然不同，如果在課堂教學的過程中，提醒學生注意對比這兩個關(guān)鍵知識點，理解其中的不同之處，可以大大提高學生綜合應(yīng)用電機的能力。

（四）加強理論聯(lián)系實踐

理論聯(lián)系實踐不能僅僅依靠實驗教學，受到實驗硬件平臺缺乏、實驗設(shè)備陳舊等因素的制約，學生的實踐教學跟不上課程的發(fā)展。但在平時的理論教學中穿插一些實踐教學內(nèi)容，或者啟發(fā)學生將所學的理論知識聯(lián)系實際，可以一定程度上彌補學生實踐能力不足的現(xiàn)狀，并初步培養(yǎng)他們的工程思維能力。在變壓器的理論授課中，結(jié)合自己的科研項目，將一個自己研制的小型變壓器帶到了課堂現(xiàn)場，向?qū)W生展示了變壓器的ETD34磁芯、骨架、以及用于一次繞組、二次繞組的漆包線。讓每個學生都近距離接觸到硬件實物，了解變壓器的實際構(gòu)造，并嘗試去制作一個變壓器。另外，在關(guān)于三相異步電動機變頻調(diào)速的原理和應(yīng)用這一知識點的講述過程中，雖然無法讓學生直接接觸變頻調(diào)速裝置，但通過啟發(fā)學生對變頻空調(diào)的思考，讓學生理解了變頻調(diào)速的優(yōu)點、特點，對變頻調(diào)速在實際系統(tǒng)中的應(yīng)用也有了一定的認識，并將交流電機的起動、調(diào)速、制動等理論知識和實際聯(lián)系在一起。

通過對電機原理及拖動教學中所遇到的問題進行認真分析和探索研究，改革教學內(nèi)容和教學模式，不僅在學時減少的條件下，提高了教學質(zhì)量，而且使得課程的知識點緊密連接，教學效果顯著提高。

［1］ 譚健敏，等．“電機及拖動”課程教學體系建設(shè)［J］．電氣電子教學學報，2012（32）：68－69．

［2］ 漆海霞，等．“電機與拖動”實踐教學研究與改革［J］．中國電力教育，2012（12）：105－106．