緊缺專業(yè)“電機學”課程教學建設探討

何 山,王雪飛,黃 嵩,李建明

(1.新疆大學電氣工程學院,新疆烏魯木齊 830047;2.新疆職業(yè)大學機電學院,新疆烏魯木齊 830013;3.新疆美克化工有限責任公司,新疆庫爾勒 841001)

0 引言

2008年,我校電氣工程及其自動化專業(yè)被批準為新疆維吾爾自治區(qū)級緊缺專業(yè),其教學重在適應自治區(qū)經(jīng)濟加快工業(yè)化發(fā)展的需要,培養(yǎng)具有扎實的基礎知識和具備一定工程實踐能力的高素質技術人才。對學生的動手能力和工程實踐能力有較高要求。針對緊缺專業(yè)培養(yǎng)的需要,我院“電機學”課程的教學課時有了較大幅度的壓縮,而實踐環(huán)節(jié)課時有所增加,課堂教學增加了習題討論課。如何適應緊缺專業(yè)學生的能力培養(yǎng)需要,改變傳統(tǒng)的教學方式和方法,向教師提出了挑戰(zhàn)和新的要求。

我院“電機學”課程授課學時的改變如表1所示。課時從最初的每學期18周減至14周,講課時數(shù)少了,教師仍要幫助和指導學生制定計劃,對學生進行學習評價。教師在教學過程中的作用和責任更大了[1]。

表1 “電機學”授課課時變化

1 改進教學方法

1)提高學習興趣

為了提高學生的學習興趣,我們通過教具和課件,講解電機在家庭中的應用,拉近他們和電機的距離。我們例舉了電機在航天與宇宙探測中的應用、介紹了三峽電站的水輪發(fā)電機、可進入人體血管工作的微型電機、磁懸浮列車和世界上最小的直升機等。使學生明確電機既是生活中不可缺少的,又與高新技術緊密聯(lián)系。

注意理論聯(lián)系實際,突出內容的實踐性和生活性。比如,學生已進行過金工實習,感受過使車床快速停轉的反接制動。聯(lián)系這個實際操作,講解異步電機反接制動的運行原理,生動有趣。

2)啟發(fā)對比教學

啟發(fā)式講授最重要的是引導學生思考,教師要善于提出問題并給學生留出充分的思考空間。一堂課,預先設計好在什么地方提問,提什么問題。在理論分析階段,鼓勵學生樹立新穎獨特的思維,敢于大膽想象[2]。比如講到異步電動機的等值電路和向量圖時,引導學生將其和變壓器進行比較,得出二者的異同。同步電機和異步電機及直流電機的原理有何差異?引導學生經(jīng)過比較后明白,它們在原理上都是繞組和磁場之間發(fā)生了相對運動,只不過有的電機是磁場在旋轉,有的是繞組在旋轉。

3)合理使用多媒體

使用多媒體課件時,主要內容在課堂上集中展示給學生,相當一部分內容通過設置網(wǎng)站,由網(wǎng)絡傳遞給學生,向學生提問,讓其給出答案。并鼓勵學生參與多媒體課件制作。教師在使用多媒體教學時,最好采用邊板書邊播放課件,發(fā)揮兩者各自的優(yōu)勢。

2 加強實踐教學

1)拆裝電機實驗

為了讓學生對電機的生產(chǎn)、加工和裝配過程有所了解,我們組織學生參觀電機廠。學生參觀回來后拆開電機,再進行裝配。經(jīng)過繞線、下線、連接每相繞組、絕緣測試和上電運轉等一系列過程,學生在電機裝配完成并正常運轉時,會感到滿足。他們的動手能力得到了加強。

我院的綜合性和設計性實驗數(shù)量由原來的2個增加到4個。學生可以籍此自己設計實驗線路,經(jīng)教師審核和自己修改后,現(xiàn)場接線完成實驗。

2)建立模型室

我們建立的電機模型室現(xiàn)已初具規(guī)模,室內安置的展品及實物有常規(guī)的變壓器、直流電機、異步電機和同步電機等,還收集了相當數(shù)量的電機零部件,分解展示。另有透明的各種電機教具模型(通電后可以運轉)。通過參觀模型室,學生能深入了解到電機各個零部件的作用、使用的絕緣、導電及緊固材料;電機制造的一般工藝過程、裝配及調整方法等。

3)教學科研結合

將教師從事的科研工作介紹給學生并讓其參與,可以增長他們的見識。如在科研課題“MW級風力發(fā)電機的電磁場、溫度場研究”中,我們使用了ANSYS、Matlab等工程仿真軟件。在使用軟件時,學生先建立二維或三維模型,使其了解電機的結構;而后對電磁場和溫度場等進行計算,可得到磁密和溫度分布的云圖,使用瞬態(tài)求解,可以觀察到磁密和溫度連續(xù)變化過程;電機的起動過程使用Matlab仿真,以便觀察到轉矩和電流等物理量隨時間的變化。這些結果,可以加深理解電機綜合知識[3]。

3 加強討論習題課

我們編寫了《電機學學習指導》,用以鞏固、擴展和深化課堂教學內容,提高學生的解題能力。指導中的習題是從歷年習題課資料中精選出來的,反映了電機學習題的核心內容,解題方法具有典型意義。

[1] 王艾萌.電機學教學方法的創(chuàng)新探索與實踐[J].北京:中國電力教育,2004,(1):87-89

[2] 何山,黃嵩,李勇偉.電機學類比法教學探討[J].北京:中國電力教育,2007,(1):462-463

[3] 何山.有限元軟件在電機教學中的應用[J].北京:現(xiàn)代教育技術,2008,18(3):125-128