多種教學方法在電機與拖動教學中的應用

【摘 要】電機與拖動是電氣工程及自動化專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，其理論性、實踐性、綜合性、應用性較強。由于教學難點問題頗多，教學效果不明顯。針對不同的難點采用不同的教學方法可以較好地解決以上難題。

【關鍵詞】電機與拖動 教學 教學方法

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674－4810（2012）09－0057－02

電機與拖動是電氣工程及自動化專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，其理論性、實踐性、綜合性、應用性較強。主要介紹電機的原理、特性、結構、性質、分析計算及其應用，使學生掌握變壓器、交流電機（感應電機、同步電機）和直流電機的基本知識、基本理論、基本計算方法，具有一般運行問題的分析能力，為學習后續(xù)課程奠定扎實的理論基礎。本門課除了要求學生具備扎實的數(shù)學、電磁、電路、力學知識，并有空間想象及邏輯分析能力外，還要面對以下難題：（1）復雜的電機結構；（2）較多的公式推導與計算；（3）繁雜的分析過程；（4）電機的各種特性及其分析，既要掌握各類電機的特點，還要提煉出各種類型電機的共同點。這些使得學生的學習存在較大的難度，因而有些同學畏難而退，積極性不高。

根據(jù)筆者的經(jīng)驗，針對不同的難點采用不同的教學方法，如板書與課件結合法、工程方法、類比和對比法、口試答辯考核法，可以較好地解決以上難點問題。

一 板書與課件結合法

用課件教學有很多優(yōu)點，改變了傳統(tǒng)教學的“一張嘴、一本書、一支粉筆、一塊黑板”單調教學方式。優(yōu)勢主要體現(xiàn)在四個方面：（1）通過增加實例、圖片、照片、說明等使相應較枯燥的理論更易理解和掌握；（2）通過動態(tài)的形式來展示一些操作流程、發(fā)生過程、運行機制等，使學生模擬體驗相應的原理和機理；（3）通過多媒體課件大大增加信息量，給學生提供豐富的思考和研究素材，培養(yǎng)學生的分析、概括、評價等研究能力；（4）通過多媒體課件的運用減少教師板書的時間，提高課堂教學效率。對于復雜的電機結構，如三相異步電機和同步電機，就可以用三維動畫的方式，通過異步電機和同步電機拆裝展示各部件的形狀和各部分的配合，還可以結合實物教學。過去的傳統(tǒng)教學方式如投影等，甚至單純的實物教學都不如此種方法好。再如，可將異步電機與同步電機的工作原理用動畫的形式表示出來，既清楚又容易理解，比單純地通過在黑板上畫圖和展示靜態(tài)的圖形，效果要好得多。

應用課件講課有很多優(yōu)點，但也不能忽視傳統(tǒng)教學方法如板書的優(yōu)勢。在工科課程教學中，由于存在邏輯復雜，知識連貫性強的特點，需要學生在聽課過程中連續(xù)思考，因此完全采用幻燈片教學的方法是不可取的。如在電機與拖動教學中有很多的公式需要推導。若只是單純地在課件中走馬觀花式地放映出來，學生印象不深，而且忽略了與學生的互動，不知道學生是否理解。因此，對于復雜的公式，需要學生掌握的需用板書推導。如講解標幺值的優(yōu)點之一：采用標幺值計算時，無需折算。若在課件中給出結論后，對結論進行板書推導，如公式（1）所示。讓學生的思路隨著老師的思路走，一邊推導，學生一邊思考，比單純對照課件講解效果要好。

（1）

又如判斷三相變壓器的連接組別，若只是在課件中將連接組別的判斷步驟展示出來，學生的思考時間較短，也會出現(xiàn)課堂上聽得懂，而課下自己判斷失誤的問題。因此此處適用課件和板書的方法，將判斷步驟在黑板中畫出來，同時讓學生拿出紙和筆，和老師一起畫。在判斷了幾種典型的連接組別后，讓學生做作業(yè)鞏固，效果較好。

二 工程方法

電機與拖動是有工程特點的課程，很多內容如果按照理論推導和理解十分復雜，也沒有必要，因此要多使用工程方法研究。比如說變壓器的原邊電壓與原邊主電勢和原邊電阻壓降之間的關系，見公式（2）：

（2）

可以看出此公式中原邊電壓與主電勢之間的關系不是很明朗，加之主電勢不好測量，因此主電勢實際上是不知道的。但是，若采用工程方法，忽略很小的漏阻抗壓降Z1，則此公式（2）可以寫成公式（3）：

（3）

因此有：

（4）

可見，影響主磁通Φm大小的因素有電源電壓U1、電源頻率f1和一次側線圈匝數(shù)N1。只要知道電源電壓、電源頻率和原邊線圈匝數(shù)，就可以求出主磁通大小。甚至可以認為在電源電壓一定的情況下，若其他參數(shù)不變，則主磁通就不變。實踐證明，用此工程方法誤差很小，完全滿足需要。采用工程方法可以省略繁雜的分析過程，簡化計算，且易于理解。

再如空載實驗測定變壓器的勵磁參數(shù)時，實際上等效電路中包含兩個參數(shù)，原邊漏阻抗Z1和勵磁阻抗Zm。如圖1所示，但是由于有Zm＞Z1，因此忽略原邊漏阻抗Z1，回路中僅存在勵磁阻抗Zm。如圖2所示，通過空載實驗就可以很容易地得出勵磁阻抗Zm，既簡化了計算，又在誤差允許范圍之內，而且也易于理解。

三 類比和對比法

在電機與拖動教學中，還常用到類比法和對比法。這兩種方法可以較為方便地實現(xiàn)對新知識的掌握和對舊知識的回顧。在分析類似的原理時采用類比法，可以通過以前習得的知識較為容易地掌握新知識，“溫故而知新”，這種方法可以提煉出電機的共同點；而每一類電機都有其自身的特點，此時采用對比法，明晰各類電機的特點，可以給學生留下較為深刻的印象。變壓器是人們接觸到的最簡單的、較為常見的一類靜止電機。通過對電機的深入分析，牢牢抓住電磁感應原理，目的是得到基本方程，在基本方程的基礎上，通過折算得到新的方程，由此得到等效電路和向量圖，有了這三個工具就可以自如地分析變壓器在穩(wěn)態(tài)運行中出現(xiàn)的任何情況。掌握了這一套思路和方法后，再分析異步電機時就容易了，類似的原理可以通過與變壓器類比講解得出。既節(jié)省了課時，又有較好的效果。表1、表2分別描述了變壓器和異步電機的相同點和不同點，僅作拋磚引玉之用。

四 口試答辯考核法

改變一份考卷定終身的考試方式，采用口試答辯與期末閉卷考試相結合的考試方法，降低閉卷考試比重，敦促學生增加學習的自覺性，將考核評價貫穿于課程始終。

采用口試答辯方式，主要是提供老師與學生一對一、面對面交流的機會，通過老師提問，學生現(xiàn)場回答的方式進行。學生答辯結束后，現(xiàn)場打分。所提問題由學生通過抽簽的方式獲得，老師可以在此基礎上即興提問相關知識點或其他與課程有關的問題。此種方法不僅可以考查學生對于知識的掌握程度，還可以培養(yǎng)其口頭表達能力和應變能力，促進學生綜合素質的提高。此種方法在筆者所在學校已經(jīng)過兩年的實踐，學生的反映較好，認為經(jīng)過口試答辯，很多以前沒有搞懂的問題，基本上都想清楚了。可見，口試答辯對于總結知識點，把握知識的連貫性和形成系統(tǒng)的知識架構起到了重要作用。另外，老師也可以通過口試了解學生對于知識的掌握程度，從而可以在以后的教學中改進方式方法，達到了“雙贏”的效果。

五 總結

綜上所述，電機與拖動這門課有很多的教學難點，學生掌握起來較困難，但只要把握好電機與拖動的難點和教學關鍵，在課堂教學中采用多種教學手段，并及時發(fā)現(xiàn)學生在學習中的問題，設法加以解決，會使廣大學生取得較好的學習效果。

參考文獻

［1］胡順斌、高亮等.電機與拖動課程教學改革初探［J］.河北農業(yè)大學學報（農林教育版），2001（2）：39～40

［2］張晶.電機與拖動課程教學改革探索［J］.遼寧高職學報，2003（4）：40～41

［3］薛曉萍.電機與拖動實驗課的開放式教學探討［J］.中國電力教育，2008（20）：149～150

［4］趙麗清.關于《電機與拖動基礎》的教學實踐探索［J］.中國電力教育，2008（13）：80～81

〔責任編輯：龐遠燕〕