關(guān)于電機(jī)與拖動課程教學(xué)改革的探討

丁曉冬

摘要電機(jī)與拖動因為理論較為深奧，研究對象種類較多，并且與生產(chǎn)實踐聯(lián)系密切,成為一門難教難學(xué)的課程。本文結(jié)合多年的教學(xué)實踐，提出合理選擇教學(xué)內(nèi)容，使用多媒體技術(shù)，加強(qiáng)實驗實踐環(huán)節(jié)等幾個方面的措施,以提高該課程的實際教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞電機(jī)拖動教學(xué)改革電機(jī)教學(xué)

中圖分類號：G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

電機(jī)與拖動是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程研究的內(nèi)容理論性強(qiáng)且注重工程實踐,是電氣工程專業(yè)系統(tǒng)知識中重要的承上啟下的環(huán)節(jié)。該門課程涉及電、磁、運動學(xué)等理論, 具有理論較為抽象深奧，具體研究對象種類繁多的特點，要求學(xué)生除了有扎實的理論基礎(chǔ)知識外,還要有較強(qiáng)的動手能力。因此學(xué)生普遍感覺這門課程學(xué)習(xí)起來比較困難。

為了在有限的課時內(nèi)幫助學(xué)生吸收消化課程的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生分析解決工程實踐問題的能力，筆者結(jié)合自身的教學(xué)實踐，簡單談一下體會。

1 精心選擇教學(xué)內(nèi)容，注意使用對比的方法

電機(jī)出現(xiàn)迄今已有近二百多年的歷史，其基本原理沒有改變。但是經(jīng)過眾多科學(xué)家和工程技術(shù)人員的不斷努力，各種新技術(shù)、新材料、新工藝、新方法不斷應(yīng)用在電機(jī)的設(shè)計、制造和控制上。這就使電機(jī)及拖動這門課程的內(nèi)容既有理論上的經(jīng)典性，又有實踐上的創(chuàng)新性。這就要求教師在對教材內(nèi)容加以研究的基礎(chǔ)上,既要保留經(jīng)典理論的知識體系要點，又要結(jié)合專業(yè)知識的新發(fā)展，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理的取舍, 使學(xué)生既能汲取到百年理論積淀的精華，又能感受到科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展的活力。

教師在對教材中教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行取舍時應(yīng)注意協(xié)調(diào)理論深度和應(yīng)用廣度的關(guān)系,注重培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和解決問題的能力。教師在分析電機(jī)基本理論時，要注意理清主線，將各種電機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行聯(lián)系和對比。例如變壓器的工作原理相對容易理解，那么可以在講解異步電動機(jī)時將電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子分別對應(yīng)變壓器的原邊和副邊，這兩種電機(jī)的T型等效電路具有高度的相似性，可以放在一起，讓學(xué)生對比兩個電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)上的異同點，加深學(xué)生的理解。又比如直流電機(jī)和交流電機(jī)都有疊繞組、波繞組，繞組的術(shù)語也相同，可以進(jìn)行對比分析。

學(xué)生畢業(yè)后從事電氣方面的工作，大部分工作內(nèi)容都與電機(jī)拖動即電機(jī)的實際使用相關(guān)聯(lián)，對于電力拖動部分的內(nèi)容，教師一定要理論聯(lián)系實際，仍然可以采取對比的方式進(jìn)行講授。例如直流電動機(jī)和交流電動機(jī)都存在電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)定性判斷問題，判斷條件的結(jié)論相同，但是涉及到的電動機(jī)的機(jī)械特性不同。又比如電動機(jī)的制動問題，直流電動機(jī)和交流電動機(jī)都可以使用反接制動、能耗制動和回饋制動，制動方法名稱相同，但是具體的實現(xiàn)方法不同。

2 合理運用多媒體手段，化抽象為具體

傳統(tǒng)教學(xué)方法主要是借助于黑板書寫，對各種電機(jī)進(jìn)行理論分析，介紹原理，尤其是偏重建立數(shù)學(xué)模型，分析等效電路。這種方式對于電機(jī)實際工作情境的表達(dá)無能為力，抽象的理論與具體的對象脫節(jié)，無法激發(fā)學(xué)生研究電機(jī)的興趣和動力，教學(xué)效果不好。

運用多媒體技術(shù)是解決這一矛盾的最佳途徑。 筆者通過購買、網(wǎng)上下載等方式，獲得了直流電機(jī)、交流電機(jī)、變壓器和各種控制電機(jī)的視頻資料、圖片和動畫，根據(jù)授課內(nèi)容，對這些素材進(jìn)行選擇性的編輯，制作成為筆者所需要的多媒體資料。

在講解電機(jī)結(jié)構(gòu)和原理的過程中，對應(yīng)教材的文字描述，有針對性地播放視頻、圖片和動畫，素材的時間不一定要長，前后不一定要連貫，但是一定要重點突出，單元內(nèi)容完整，能夠使學(xué)生獲得對電機(jī)結(jié)構(gòu)的整體認(rèn)識，使學(xué)生對涉及到的電磁原理的認(rèn)知由抽象變?yōu)榫唧w，由不可見變?yōu)榭梢?。例如交流電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場是一切交流電機(jī)的基礎(chǔ), 但是磁場是看不見摸不著的一種物質(zhì)，只進(jìn)行書面的理論推導(dǎo)，學(xué)生難以理解，這時就可以利用多媒體動畫動態(tài)地演示單相電流時產(chǎn)生的脈振磁場和三相對稱電流時產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場，同時播放物理實驗中相關(guān)磁場形成和工作的視頻，幫助學(xué)生理解旋轉(zhuǎn)磁場的形成過程。又比如電機(jī)繞組部分的內(nèi)容，只看教材中的平面展開圖效果不好，這時可以通過多媒體動畫和電機(jī)制造視頻完整地演示電機(jī)繞組的布置過程并配以解說。

合理使用多媒體技術(shù)，可以在短時間內(nèi)將抽象的理論轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生感興趣的影音信息，有利于學(xué)生的接受和理解，提高了教學(xué)效果。

3 重視實驗實踐環(huán)節(jié)，了解電機(jī)故障與維修的知識

與其他專業(yè)技術(shù)課程相比較，電機(jī)與拖動課程的實驗學(xué)時比較多，很明顯地體現(xiàn)出本課程與工程實踐密切聯(lián)系的特點。分析實驗內(nèi)容的設(shè)置就會發(fā)現(xiàn)，驗證性的實驗內(nèi)容占據(jù)了主導(dǎo)地位，這也能體現(xiàn)出本課程理論性強(qiáng)的特點。正是因為“驗證”的性質(zhì)，所以學(xué)生往往是機(jī)械地按照實驗指導(dǎo)書的步驟去操作，記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)，完成實驗報告，而不去思考實驗過程為什么這樣設(shè)計，不去動腦分析實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)表達(dá)出來的意義，這樣根本就沒有達(dá)到“驗證”的目的。

要充分實現(xiàn)實驗環(huán)節(jié)對理論教學(xué)的重要作用，筆者有如下幾點體會：（1）充分利用實驗設(shè)備，增大設(shè)計性實驗的比例，引導(dǎo)、鼓勵學(xué)生創(chuàng)造性的思維，提高學(xué)生分析和解決問題的能力。但是驗證性實驗必須要選擇性地保留，不能因為過分強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動性而忽視對基本理論的掌握， 畢竟只有“先會走，才能跑”。（2）實驗就是一個認(rèn)知的過程，學(xué)生實驗過程出現(xiàn)問題和錯誤在所難免，在保證不損壞實驗設(shè)備和學(xué)生人身安全的情況下，老師要大膽放手，不要干涉學(xué)生的操作，允許學(xué)生多次失誤，充分信任學(xué)生自己解決問題的能力。從筆者指導(dǎo)實驗的經(jīng)歷來看，大多數(shù)學(xué)生完全有能力也很樂于自己分析解決問題，老師僅僅是在關(guān)鍵問題上進(jìn)行提示。（3）筆者所在實驗室專門購置了2-3kw的電機(jī)讓學(xué)生進(jìn)行拆裝練習(xí)，加深對電機(jī)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。通過參觀企業(yè)，把電機(jī)的生產(chǎn)制作過程展示給學(xué)生；通過播放視頻，把電機(jī)的故障現(xiàn)象、故障原因判斷和維修過程介紹給學(xué)生。盡可能利用各種方式使學(xué)生接觸工程實踐的內(nèi)容，鍛煉學(xué)生的動手能力，為從事電氣專業(yè)工作打下基礎(chǔ)。

4 展望

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在電機(jī)與拖動課程的教學(xué)中, 計算機(jī)仿真技術(shù)愈來愈多地被引入課堂教學(xué)，借助EDA、Matlab等專業(yè)軟件，建立電機(jī)不同工作情況的模型，通過仿真來模擬電機(jī)的實際工作狀態(tài)，分析實驗數(shù)據(jù)反映出的電機(jī)運行的狀況，可以有效的彌補(bǔ)實驗設(shè)備不能完全表達(dá)實際生產(chǎn)工況的缺憾。

參考文獻(xiàn)

[1]顧繩谷.電機(jī)及拖動基礎(chǔ)(第2版)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.

[2]蔣金周.“電拖”課程難學(xué)之分析與探索[J].深圳:中國現(xiàn)代教育研究,2003(2).

[3]王曉雪,隋榕生.關(guān)于電機(jī)拖動教學(xué)的探討[J].上海:實驗室研究與探索,2004.23(10).