《電機與變壓器》課程教學手段與方法的探討

伍麗靜

摘 要：目前，各職業(yè)院校都在實行教改，目的是提高教學質(zhì)量，使學生學以致用。然而，技工院校的生源較差，多數(shù)是學困生，怎樣使這些學生對課程感興趣，降低理論課程難度，增強學生對理論知識應用能力，是當務之急。筆者作為一名職教電子專業(yè)教師，通過多年的教學，總結(jié)了有關(guān)《電機與變壓器》課程的一些教學方法、教學手段以供參考。

關(guān)鍵詞：電機；教學方法；教學手段

1 教學方法

課堂教學講授與多媒體、演示實驗、現(xiàn)場參觀相結(jié)合，充分利用動畫效果、實驗現(xiàn)象及各種教具，使課堂教學變得豐富多彩，生動有趣，電機復雜的理論易于理解。

教師將提高學生學習的主動性放在中心環(huán)節(jié)，為此采取了啟發(fā)式、討論式、提問式等多種有效的的方法。例如為了使學生樹立正確的學習目的，并對每堂的具體內(nèi)容建立濃厚興趣，在引入問題時，根據(jù)不同內(nèi)容采取多種方法：

反差引入法：看似司空見慣的現(xiàn)象，有時確有相反的結(jié)果；

問題引入法：從學生能理解感興趣的問題出發(fā)，引入授課內(nèi)容；

實例引入法：通過工廠出現(xiàn)的相關(guān)事例分析過渡到授課內(nèi)容。

2 教學手段

1）簡化課程中的理論推導，突出重點，使問題簡單化，降低教學難度。

2）用現(xiàn)場參觀、課堂中生動的演示實驗、多媒體輔助教學等教學手段，使復雜問題直觀化簡單化，提高學生學習興趣。

3）善于將所授理論與實際相結(jié)合，突出課程的實用性，增強了學生的學習動力。

3 應用案例

應用案例一：單相異步電動機的脈動磁場

《電機與變壓器》課程理論性、實踐性、綜合性、應用性很強的特點，導致學生學習被動，普遍感到課程內(nèi)容雜、難理解、理論與實踐脫節(jié)。在學習過程中出現(xiàn)畏難情緒。因此加強理論與實踐的有機結(jié)合，使學生對課程認識由抽象到具體是解決上述問題的有效方法。下面以單相異步電動機的脈動磁場概念為例，看如何利用現(xiàn)場演示實驗并結(jié)合反差引入法使這一概念變得具體明了，學生印象深刻。

應用設(shè)想：在單相異步電動機的工作原理中，通過電磁理論分析得出：當僅給電動機工作繞組通入單相交流電時，產(chǎn)生的磁場是大小隨電流的瞬時值變化而變化，但磁場的軸線空間位置不變的，從而引出脈動磁場的概念。但脈動磁場有什么特性？與前章的三相異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場有什么不同？書中通過較煩瑣的理論分析得出單相異步電動機脈動磁場的特性—轉(zhuǎn)矩特性，這樣勢必會使學生感到枯燥、難學，很可能在還沒有分析出特性時，有學生就已經(jīng)不學了。為了解決這一問題，用現(xiàn)場的演示實驗取而代之，可達到事半功倍的效果。

首先，應用電磁理論分析單相異步電動機產(chǎn)生的磁場引出脈動磁場的概念；然后引入問題：脈動磁場能使電機自動轉(zhuǎn)起來嗎？給學生幾分鐘的時間討論，結(jié)果大部分學生猜的是電機可以自行轉(zhuǎn)起來。接下來通過實驗演示來證實學生的結(jié)論是否正確。老師或指導一學生利用教室內(nèi)的吊扇，先將吊扇的電源停掉，再將吊扇的電容拆掉然后通電試驗。讓學生通過觀察吊扇的送電后的現(xiàn)象，顯然現(xiàn)象會與學生所猜結(jié)論相反。這會調(diào)動學生進一步探究問題的積極性，并加深了脈動磁場的特點印象。這樣既省略了抽象而枯燥的理論分析有達到了達到了激發(fā)興趣、易于理解、便于記憶和應用的效果。

應用過程：

（1）將教室中的某臺運行正常的吊扇停電后，斷開電容的接線，用絕緣膠布包好斷開的接線端，再給吊扇送電，觀察現(xiàn)象—吊扇不動。

（2）用手向某一方向撥動吊扇的風葉，觀察現(xiàn)象—吊扇沿撥動的方向慢速旋轉(zhuǎn)起來。只要保持通電，吊扇就維持這種運動狀態(tài)。

（3）將吊扇停電，再送電，觀察到吊扇不轉(zhuǎn)，此時用手向反方向撥動風葉，觀察到吊扇沿反方向轉(zhuǎn)動起來。

通過上述實驗的三步，啟發(fā)學生得出脈動磁場特性——轉(zhuǎn)矩特性：

（1）脈動磁場不能使電動機自行啟動，T=0，n=0，電機通電

不轉(zhuǎn)。

（2）當n╪0，則T╪0，此時電機運行。

（3）電機的轉(zhuǎn)向取決所加外力方向。

應用案例二：鐵磁物質(zhì)的飽和效應及磁化曲線

電機和變壓器的鐵心都是由鐵磁材料構(gòu)成的。而鐵磁物質(zhì)又具有飽和性。鐵磁物質(zhì)的飽和性又直接影響電機和變壓器的電磁參數(shù)。學生理解起來很困難，在教學過程中采用多種教學方式幫助理解，為電機和變壓器的各種電磁參量的關(guān)系鋪平道路。

（1）多媒體教學

鐵磁材料的飽和磁效應是電機與變壓器課程中較難理解的概念，通過一個交互式多媒體軟件使問題直觀化。

下圖左有一動圈式電流表，一個繞有線圈的方形鐵心，圖右為勵磁電流與磁通的關(guān)系曲線；通過調(diào)勵磁電流的的大小，可以觀察到鐵心的磁通變化情況；同時也顯示出勵磁電流與磁通變化的關(guān)系曲線。通過以上的實驗，我們可以得到以下結(jié)論：當電流較小時，隨勵磁電流的增加，磁通幾乎是正比增加。當鐵心中的磁密過大時，隨電流的增加，磁通緩慢的增加，最后幾乎不增加了。這就稱為飽和效應。

（2）、啟發(fā)式教學

啟發(fā)式教學能夠有效的激發(fā)學生的求知欲望，變被動聽課為主動思考。因此在講課時故意設(shè)下懸念，讓學生思考。例如講到飽和時，會舉生活中的例子讓大家思考，我們往空杯子中投筷子時，當筷子越來越多時，會發(fā)現(xiàn)越往后筷子越難投到杯子里，這是為什么？這時學生的興趣肯定高漲，會回答“阻力大”。我們把杯子比喻成有一定結(jié)構(gòu)尺寸的鐵心，筷子相當于磁通，當鐵心的磁通過多時，稱其為飽和。這是再啟發(fā)學生鐵心飽和時為什么磁阻會增加？磁阻由誰決定？讓學生自己分析，教師補充，最后得到結(jié)論：

鐵心飽和→磁導率減小→磁阻增加

通過多媒體教學和啟發(fā)式教學的應用，學生能夠?qū)﹁F磁物質(zhì)的飽和效應有一個比較深刻的理解，并克服了學生以前被動盲目的死背結(jié)論的現(xiàn)象。

應用案例三：三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場及應用

三相異步電動機的定子繞組是三相異步電動機在實際現(xiàn)場發(fā)生故障的主要部分。電機通電后能否建立旋轉(zhuǎn)磁場直接關(guān)系到電機能否正常運行。三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場是重點內(nèi)容，要求學生在理解三相異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生原理基礎(chǔ)上，進一步掌握實際中由于旋轉(zhuǎn)磁場的問題而引發(fā)的電機故障現(xiàn)象，由此得出處理電機故障的部分技能。

實例引入法，結(jié)合實驗、理論（一體化）教學：

（1）教學課堂放置一臺好的三相異步電動機，先讓學生觀察：給三相異步電動機通入三相交流電電動機旋轉(zhuǎn)的實驗現(xiàn)象。

（2）再讓學生觀察另一個實驗：將一指南針背面放置一磁鐵，然后用手操作磁鐵勻速旋轉(zhuǎn)，引導學生觀察指南針指針發(fā)生的現(xiàn)象，提問學生看到了什么（顯然指針會跟著磁鐵旋轉(zhuǎn)），并解釋現(xiàn)象的原因。

（3）聯(lián)系第一個實驗，引導學生認識三相異步電動機的定子繞組通入三相交流電會產(chǎn)生類似于磁鐵旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場，使學生建立有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場的感性認識。

（4）分析旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生原理，得出旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生條件：三相對稱定子繞組、三相對稱電源；

（5）引入問題實例：提問如果旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生條件中有一個條件不具備，三相異步電動機會發(fā)生什么現(xiàn)象？

實驗：三相異步電動機缺相通電（通電后迅速斷電），引導學生觀察電機能否啟動。

5 應用總結(jié)

電機與變壓器課程是電子專業(yè)較難學的課程之一，理論性強，內(nèi)容較為枯燥，但如果采用較有效的教學方法及教學手段，就會取得較好的教學效果：

1、在理論教學方面，對于大多數(shù)學生而言，較好的解決了現(xiàn)行教材中的大部分重點難點問題。

2、通過將理論與實踐有機的結(jié)合，使學生學習知識的主動性大大的提高。

3、在補充實踐環(huán)節(jié)方面，幫助學生增加了電機維護的技能。

4、通過將電機與變壓器課程中許多繁瑣的文字敘述和公式推導變?yōu)樯鷦佑腥ぁ⒅庇^形象，從而提高了學生的學習興趣及主動精神。獲得理想的教學效果。endprint