獨(dú)立學(xué)院 “電機(jī)學(xué)” 課程教學(xué)改革探索

錢(qián)荔

摘 要： “電機(jī)學(xué)”是高等學(xué)校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)課，課程內(nèi)容復(fù)雜，涉及多門(mén)學(xué)科。本文在分析了獨(dú)立學(xué)院學(xué)生特點(diǎn)和“電機(jī)學(xué)”課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)“電機(jī)學(xué)”課程進(jìn)行了教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整和教學(xué)方法的探索，提出了“實(shí)例教學(xué)”與“網(wǎng)絡(luò)教學(xué)”的方法，增強(qiáng)了課程教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： 獨(dú)立學(xué)院 電機(jī)學(xué) 教學(xué)改革

一、引言

“電機(jī)學(xué)”是獨(dú)立學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門(mén)專業(yè)課，對(duì)學(xué)生有一定的數(shù)理基礎(chǔ)要求，先修課程包括“高等數(shù)學(xué)”、“大學(xué)物理”、“電路”、“工程電磁場(chǎng)”等?！半姍C(jī)學(xué)”的內(nèi)容是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，課程主要介紹變壓器、異步電機(jī)、同步電機(jī)、直流電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的基本理論知識(shí)和基本分析方法。

獨(dú)立院校是由普通本科高校按新機(jī)制、新模式舉辦的本科層次的二級(jí)學(xué)院，學(xué)院生源水平在近幾年有了較大的提高，錄取的學(xué)生中達(dá)本二錄取線的占很大比例，學(xué)院對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)為高素質(zhì)應(yīng)用型人才，實(shí)施因材施教、分層次、多渠道的人才培養(yǎng)模式，原先針對(duì)數(shù)理基礎(chǔ)較薄弱的學(xué)生的教學(xué)方式已不再適用，生源的變化及培養(yǎng)目標(biāo)的變化使得“電機(jī)學(xué)”的教學(xué)改革勢(shì)在必行。

二、“電機(jī)學(xué)”課程特點(diǎn)

“電機(jī)學(xué)”課程主要介紹各類(lèi)電機(jī)的基本工作原理和基本運(yùn)行規(guī)律。課程針對(duì)具體的電機(jī)設(shè)備，應(yīng)用電磁感應(yīng)定律和電磁力定律，先進(jìn)行定性分析，分析發(fā)生在有限的電機(jī)空間內(nèi)的電磁過(guò)程，再進(jìn)行定量分析，將復(fù)雜的電磁過(guò)程簡(jiǎn)化為基本方程和等效電路、相量圖，從而得到電機(jī)運(yùn)行的基本規(guī)律。課程的主要特點(diǎn)為：

1.數(shù)理基礎(chǔ)要求高。“電機(jī)學(xué)”課程要求學(xué)生有扎實(shí)的大學(xué)物理和高等數(shù)學(xué)功底，在理解和掌握物理概念的同時(shí)能利用所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)處理電機(jī)內(nèi)部電磁場(chǎng)方面的問(wèn)題，并要有一定的電路分析和計(jì)算能力。

2.抽象思維能力要求高?！半姍C(jī)學(xué)”課程要分析電機(jī)內(nèi)部情況，包含電機(jī)繞組的空間放置與連接，導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)的矢量合成，三相磁動(dòng)勢(shì)的空間矢量合成，這些都對(duì)學(xué)生的抽象思維和空間想象能力有較高的要求。

3.內(nèi)容多、難度高、課時(shí)緊?！半姍C(jī)學(xué)”課程涉及的學(xué)科較廣，包含的知識(shí)點(diǎn)很多，其中電磁場(chǎng)部分的內(nèi)容比較抽象，教授難度較高，而理論課時(shí)只有64學(xué)時(shí)。

4.應(yīng)用性強(qiáng)。電機(jī)是實(shí)用型的機(jī)械，在一般的電氣系統(tǒng)中都有應(yīng)用，所以在教學(xué)過(guò)程中不能只關(guān)注理論部分的講解，還要聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用。對(duì)于獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)電機(jī)學(xué)的重點(diǎn)還是如何運(yùn)用電機(jī)而不是設(shè)計(jì)電機(jī)和制造電機(jī)。

三、教學(xué)改革探索

1.課程內(nèi)容調(diào)整與補(bǔ)充?！半姍C(jī)學(xué)”的基礎(chǔ)課程主要是“大學(xué)物理”、“高等數(shù)學(xué)”和“電路”。因?yàn)榍靶拚n程“電路”進(jìn)行了教學(xué)內(nèi)容改革，去掉了磁路部分的內(nèi)容，所以在“電機(jī)學(xué)”的授課內(nèi)容上必須添加磁路部分的內(nèi)容。同時(shí)考慮到學(xué)生的基礎(chǔ)和特點(diǎn)，在課時(shí)的分配上以基礎(chǔ)為重，只講解每類(lèi)電機(jī)的基本工作原理和基本分析方法，對(duì)一些特殊運(yùn)行情況及分析方法不再講解。

2.仿真軟件的應(yīng)用。Saber軟件是美國(guó)Synopsys公司推出的一款系統(tǒng)仿真軟件，可用于電子、電力電子、機(jī)電一體化、機(jī)械、光電、光學(xué)、控制等不同類(lèi)型系統(tǒng)構(gòu)成的混合系統(tǒng)仿真，為復(fù)雜的混合信號(hào)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證提供了一個(gè)功能強(qiáng)大的混合信號(hào)仿真器，兼容模擬、數(shù)字、控制量的混合仿真，可以解決從系統(tǒng)開(kāi)發(fā)到詳細(xì)設(shè)計(jì)驗(yàn)證等一系列問(wèn)題。該軟件可以對(duì)電機(jī)的多種運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行模擬，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。Saber軟件仿真的真實(shí)性強(qiáng)，學(xué)習(xí)難度適中，非常適合“電機(jī)學(xué)”課程的教學(xué)及學(xué)生課后學(xué)習(xí)。

Matlab軟件是美國(guó)MathWorks公司出品的一款仿真軟件，其中的Simulink提供了一個(gè)可視化開(kāi)發(fā)環(huán)境，可以在其中的電力系統(tǒng)模塊庫(kù)選擇合適的電機(jī)模塊和其他電源模塊搭建完整的電機(jī)系統(tǒng)，由于已模塊化，只要輸入相應(yīng)參數(shù)，就可以模擬真實(shí)電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)并進(jìn)行結(jié)果分析。

兩種仿真軟件易于獲得，方便學(xué)習(xí)，對(duì)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生來(lái)說(shuō)是最適用的電機(jī)仿真軟件，在教學(xué)過(guò)程中簡(jiǎn)單教授仿真軟件及應(yīng)用實(shí)例可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)對(duì)后面的電機(jī)學(xué)課程設(shè)計(jì)有一定的幫助。

3.實(shí)例教學(xué)。學(xué)習(xí)是為了應(yīng)用，獨(dú)立學(xué)院培養(yǎng)學(xué)生的主要方向是“應(yīng)用型”，所以在教授過(guò)程中除了基本原理的講解外，最重要的是讓學(xué)生知道電機(jī)有何應(yīng)用及怎么用。講授完一個(gè)電機(jī)的基本內(nèi)容后可以一個(gè)具體的應(yīng)用實(shí)例說(shuō)明電機(jī)的應(yīng)用，包含電機(jī)、電機(jī)的控制電路和保護(hù)電路的設(shè)計(jì)，這些內(nèi)容不僅能豐富電機(jī)學(xué)的教學(xué)，而且能將前期的一些課程聯(lián)系起來(lái)，比如控制電路和保護(hù)電路要用到的單片機(jī)、PLC等內(nèi)容。

4.實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課程設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在“電機(jī)學(xué)”課程的教學(xué)環(huán)節(jié)中是不可缺少的。（1）實(shí)驗(yàn)部分教學(xué)內(nèi)容和理論教學(xué)內(nèi)容及課程設(shè)計(jì)相結(jié)合，在原有基礎(chǔ)上改進(jìn)，加入一點(diǎn)思考設(shè)計(jì)過(guò)程，并要求學(xué)生以小組的形式獨(dú)立完成。（2）課程設(shè)計(jì)部分緊貼時(shí)代前沿和學(xué)科領(lǐng)域的最新技術(shù)，充分利用學(xué)校軟硬件條件，讓學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式完成實(shí)例系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，旨在培養(yǎng)學(xué)生的多學(xué)科綜合應(yīng)用能力、總體設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

5.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的應(yīng)用。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)越來(lái)越熱，在傳統(tǒng)教學(xué)中如果加入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，那么不僅可以鞏固課堂教學(xué)的成果，還可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，使得學(xué)習(xí)的便利性大大提高。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)建設(shè)專門(mén)的課程網(wǎng)站和建立學(xué)習(xí)群實(shí)現(xiàn)。

課程網(wǎng)站建設(shè)的目的是充實(shí)教學(xué)資源，給學(xué)生提供一個(gè)隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)和交流的平臺(tái)。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)分為學(xué)習(xí)部分、測(cè)試部分和交流部分。（1）學(xué)習(xí)部分包括理論學(xué)習(xí)部分和應(yīng)用學(xué)習(xí)部分。①理論學(xué)習(xí)部分提供課程學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)手冊(cè)、基本課件、本課程所涉及的專業(yè)英語(yǔ)內(nèi)容部分，同時(shí)提供國(guó)內(nèi)外名牌大學(xué)免費(fèi)開(kāi)放教育課件的下載地址。②應(yīng)用學(xué)習(xí)部分包括仿真部分和實(shí)物開(kāi)發(fā)部分，仿真部分提供包括本課程仿真軟件的選擇和應(yīng)用實(shí)例；實(shí)物開(kāi)發(fā)部分會(huì)給出實(shí)物開(kāi)發(fā)過(guò)程演示。（2）測(cè)試部分提供課程在線測(cè)試。（3）交流部分提供：①答疑環(huán)節(jié)，包括在線答疑、微信答疑和發(fā)送郵件答疑；②仿真環(huán)節(jié)，包括仿真軟件選擇和應(yīng)用的討論平臺(tái)；③實(shí)物制作交流和展示環(huán)節(jié)，包括實(shí)物的開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)討論和最后的實(shí)物展示。（4）錄制課程教學(xué)過(guò)程的全程錄像，作為影像資料可在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上在線播放或下載。

學(xué)習(xí)群的建立可以通過(guò)社交軟件實(shí)現(xiàn)，比如QQ或微信，建立專門(mén)的學(xué)習(xí)討論群，大家可以在學(xué)習(xí)群中提出問(wèn)題，討論問(wèn)題，解決問(wèn)題，集思廣益。

總之，在“電機(jī)學(xué)”的教學(xué)改革探索中，應(yīng)根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)改革，內(nèi)容上以基礎(chǔ)知識(shí)為重，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，注重實(shí)踐應(yīng)用，利用仿真軟件進(jìn)行實(shí)例教學(xué)，同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)在線式和離線式教學(xué)，這樣可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，收到良好的教學(xué)效果。

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