“電機(jī)與拖動”課程教學(xué)改革與實(shí)踐

杜麗敏，王憲偉，譚麗，何秉高

摘 要：文章以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，分析了目前“電機(jī)與拖動”課程教學(xué)中存在的問題，從“電機(jī)與拖動”教學(xué)內(nèi)容的刪減和優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)、課堂互動內(nèi)容安排、實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法、課程考核側(cè)重點(diǎn)等方面進(jìn)行了深入研究。實(shí)踐證明，上述教學(xué)改革方法從本質(zhì)上提升了教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到了培養(yǎng)應(yīng)用型人才的要求。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型人才培養(yǎng);教學(xué)內(nèi)容;課堂互動;實(shí)踐教學(xué);考核方式

2014年，國務(wù)院提出了地方本科高校轉(zhuǎn)型的建議，地方普通高校應(yīng)從學(xué)術(shù)型向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變[1]。伴隨著一些高校人才培養(yǎng)模式的重新定位，相應(yīng)的課程改革也掀起了新的高潮。以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的高校，教學(xué)模式已經(jīng)不再單一，板書結(jié)合多媒體教學(xué)，精品資源共享，擁有豐富的實(shí)驗(yàn)課程、互動式的教學(xué)理念，然而總體效果不佳?？偨Y(jié)原因如下：（1）教學(xué)內(nèi)容安排不合理，刪減和優(yōu)化不規(guī)范。一些專業(yè)教師欠缺實(shí)際應(yīng)用考察，課程內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)比較模糊;部分教師為了減輕自己的教學(xué)任務(wù)，干脆直接刪掉比較難講但實(shí)際上很重要的內(nèi)容。（2）課堂互動內(nèi)容簡單、脫離實(shí)際，沒有足夠吸引學(xué)生參與。（3）考核形式表面多樣化，但本質(zhì)上較以往沒有什么不同，應(yīng)側(cè)重考核學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力，然而這樣的題型非常少。（4）實(shí)驗(yàn)課程的重視程度遠(yuǎn)不如理論課程，在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生仍按照老師給的實(shí)驗(yàn)步驟去操作，實(shí)驗(yàn)更強(qiáng)調(diào)結(jié)果，忽視了過程中的思考、理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的重要性。（5）教師對教學(xué)實(shí)踐能力的提升重視程度不夠，而在教學(xué)改革中，這是促進(jìn)教學(xué)改革成功的必要條件。

針對以上情況，筆者以“電機(jī)與拖動”課程為例，從以下幾方面著手，對該門課程的教學(xué)方法和手段改革進(jìn)行了詳細(xì)研究。

1 教學(xué)內(nèi)容的刪減和優(yōu)化

長春大學(xué)自動化專業(yè)選擇的授課教材是顧繩谷主編的“十一五”國家級規(guī)劃教材《電機(jī)及拖動基礎(chǔ)》，分為上、下冊兩本書，理論課為48學(xué)時，實(shí)驗(yàn)課為8學(xué)時。由于學(xué)時有限，教學(xué)中不可能對教材的所有內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)講解，從電機(jī)應(yīng)用角度出發(fā)，最終要了解的應(yīng)是電機(jī)帶動負(fù)載時如何起動、制動和調(diào)速問題。按照此原則，再加上根據(jù)應(yīng)用型本科院校學(xué)生的實(shí)際接受能力，對教材內(nèi)容進(jìn)行了如下刪減和優(yōu)化：

（1）刪減或者略講。交、直流電機(jī)及變壓器的基本結(jié)構(gòu)略講;交、直流電機(jī)繞組的基本形式及其連接規(guī)律略講;對于有些推導(dǎo)過程比較繁瑣的公式，由于在實(shí)際應(yīng)用中可以直接應(yīng)用，這部分內(nèi)容可以略去。但是，對公式原理要詳細(xì)解釋，以便學(xué)生加深記憶，比如電磁轉(zhuǎn)矩公式Te=Ct?Ia，為什么電磁轉(zhuǎn)矩Te與磁通?和Ia有關(guān)，根據(jù)左手定則就能判斷三者之間的關(guān)系，這里Ct是常數(shù);直流電機(jī)的換向略講，這一部分內(nèi)容較難，只需了解換向與哪些因素有關(guān)即可，以便在實(shí)際應(yīng)用時，出現(xiàn)此現(xiàn)象，能解釋其原因;變壓器和三相異步電動機(jī)等效電路的推導(dǎo)略講，變壓器求取等效電路的目的是得到變壓器運(yùn)行特性，三相異步電動機(jī)求取等效電路的目的是計(jì)算功率方程式、轉(zhuǎn)矩方程式和推導(dǎo)機(jī)械特性，所以，只了解等效電路的結(jié)構(gòu)即可，后者才是重點(diǎn);電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)基礎(chǔ)這一章，除了生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性，其他小節(jié)可以刪去或者略講。在實(shí)際應(yīng)用時，電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量可以通過查閱資料進(jìn)行計(jì)算，而要了解電機(jī)的起動、制動和調(diào)速，除了要清楚電機(jī)的機(jī)械特性，還要知道負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性，所以這一小節(jié)要重點(diǎn)講;同步電機(jī)和控制電機(jī)內(nèi)容可以刪去，這一部分內(nèi)容在后續(xù)的特種電機(jī)課程中會詳細(xì)講解。

（2）優(yōu)化、重點(diǎn)突出?！峨姍C(jī)及拖動基礎(chǔ)》上冊主要講解電機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理，下冊主要論述電力拖動內(nèi)容，即電動機(jī)的機(jī)械特性及各種運(yùn)行狀態(tài)（起動、反接制動、能耗制動、回饋制動）以及電動機(jī)調(diào)速方法等。該部分與實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用直接相關(guān)，應(yīng)該重點(diǎn)講解。為了達(dá)到更好的授課效果，應(yīng)在這一部分加入一些工程案例內(nèi)容。

2 教學(xué)方法和手段改革

講好一門專業(yè)課需要教師擁有較強(qiáng)的理論知識、豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及有效的教學(xué)方法和先進(jìn)的教學(xué)手段。下文針對教學(xué)方法如何改革提出幾點(diǎn)建議。

2.1 講知識的內(nèi)在聯(lián)系，善于總結(jié)

“電機(jī)與拖動”普遍被認(rèn)為是一門比較抽象難學(xué)的專業(yè)課，內(nèi)容較多，實(shí)踐性較強(qiáng)，為幫助學(xué)生更好地理解所學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)過程中應(yīng)注意章節(jié)之間的內(nèi)在聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生建立系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)，把復(fù)雜的知識結(jié)構(gòu)簡單化，抓住重點(diǎn)，善于總結(jié)，這也是講好任何一門課程的關(guān)鍵所在。

例如變壓器這一章，前6節(jié)內(nèi)容主要講了變壓器等效電路的推導(dǎo)，知道等效電路，就可以得到第7節(jié)變壓器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性，從變壓器應(yīng)用上考慮，變壓器的運(yùn)行特性就是變壓器這一章的重點(diǎn)內(nèi)容。可見，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中通過建立小節(jié)之間的關(guān)系，便能抓住每章的重點(diǎn)。

電機(jī)上、下冊兩本書內(nèi)容比較多，那么如何建立聯(lián)系呢？其實(shí)，上冊書主要依托數(shù)學(xué)和物理學(xué)工具講解抽象化的理論，即電機(jī)電動勢、電磁轉(zhuǎn)矩、電動勢平衡方程和轉(zhuǎn)矩平衡方程的推導(dǎo)等。下冊書重點(diǎn)講拖動應(yīng)用內(nèi)容，即根據(jù)電機(jī)的機(jī)械特性來掌握電機(jī)起動、制動和調(diào)速方法。而機(jī)械特性是根據(jù)上冊書上述提到的公式和方程得到的，這樣就建立了電機(jī)拖動上冊書與下冊書、章與章之間的聯(lián)系?？梢?，只要在學(xué)習(xí)過程中抓住章節(jié)之間的內(nèi)在聯(lián)系，善于總結(jié)，即便課程內(nèi)容再多、再難，學(xué)習(xí)也會變得很輕松。

2.2 規(guī)范課堂互動內(nèi)容，注意啟發(fā)式教學(xué)

在以往的課堂上，師生互動的內(nèi)容比較直接、簡單，學(xué)生多半回答“是”或者“否”，這樣的互動意義不大。增加互動環(huán)節(jié)的目的是激發(fā)學(xué)生深入思考，由被動聽課變成主動聽課，因此，互動內(nèi)容盡可能與電機(jī)實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來，促使學(xué)生樹立解決問題的意識。例如，針對直流電機(jī)起動這一知識點(diǎn)，可以提出以下問題進(jìn)行討論：（1）為什么電機(jī)不能直接起動？如果直接起動會造成什么影響？（2）為什么電機(jī)帶不同的負(fù)載起動時間不一樣？不同的電機(jī)、同樣的負(fù)載起動時間一樣嗎？電機(jī)如何選型？（3）電機(jī)為什么會發(fā)生堵轉(zhuǎn)？電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)時對電機(jī)有損害嗎？（4）根據(jù)先修的控制理論知識，如何使電機(jī)的起動時間最短？上述這些問題都與應(yīng)用相關(guān)，且具有一定的難度和實(shí)際意義，因此更能激發(fā)學(xué)生進(jìn)行深入思考，促進(jìn)學(xué)生和老師之間的互動?？傊?，啟發(fā)式教學(xué)方法尤其重要[2-3]。另外，要提高互動效果和學(xué)生參與情況，還需要教師對學(xué)生的心理有一定的了解，能夠站在學(xué)生的角度考慮問題。實(shí)踐證明，有相當(dāng)一部分學(xué)生信心不足，擔(dān)心回答錯誤，不敢參與到互動環(huán)節(jié)，教師應(yīng)給予學(xué)生更多的鼓勵，讓每一個學(xué)生都能積極主動參與進(jìn)來，教學(xué)效率才能真正提高。

2.3 多媒體教學(xué)手段

最大限度地利用多媒體資源和網(wǎng)絡(luò)資源，將比較抽象的和不易理解的內(nèi)容如電機(jī)的結(jié)構(gòu)、繞組分布、工作原理，做成PPT并配以動畫呈現(xiàn)給學(xué)生，既能吸引學(xué)生的注意力，也有助于學(xué)生的理解。另外，除了多媒體，也不能忽視黑板的作用，教師如果過分依賴多媒體，就變相地成了“填鴨式”教育[4]。因此，多媒體還應(yīng)充分結(jié)合板書進(jìn)行授課，每節(jié)課講授的內(nèi)容大綱、重點(diǎn)和難點(diǎn)應(yīng)使用板書進(jìn)行強(qiáng)化。

3 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)建設(shè)

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)存在的問題是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容固定，實(shí)驗(yàn)步驟由老師課前給出，學(xué)生按部就班地、機(jī)械地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，缺乏獨(dú)立的思考。實(shí)驗(yàn)過程忽視理論的指導(dǎo)作用，離開實(shí)踐的理論是空洞的，不以理論為指導(dǎo)的實(shí)踐是盲目的。

加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)建設(shè)的方法：首先，應(yīng)增加靈活的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生自行設(shè)計(jì)、二次開發(fā)的能力。例如，在電機(jī)起動實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)電機(jī)的名牌數(shù)據(jù)，學(xué)生自己計(jì)算最大起動電流，然后設(shè)計(jì)電樞串聯(lián)電阻的大小、起動級數(shù)，觀察電機(jī)起動電流和起動時間，二次開發(fā)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目能夠更好地鍛煉學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。其次，實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)由學(xué)生自己確定，教師在整個實(shí)驗(yàn)過程中只是起引導(dǎo)的作用，例如，做電機(jī)起動實(shí)驗(yàn)時，老師可以提問，如勵磁回路可變電阻應(yīng)該調(diào)到最大值、最小值還是均可？如果學(xué)生不能作答，可以引導(dǎo)學(xué)生思考：起動過程快的電機(jī)，需要較大的起動轉(zhuǎn)矩，那么如何做到呢？經(jīng)過引導(dǎo)學(xué)生就清楚為什么要把勵磁電阻調(diào)到最小。最后，要靈活掌握實(shí)驗(yàn)完成的時間，給學(xué)生留出足夠的時間思考和設(shè)計(jì)，學(xué)生才會把實(shí)驗(yàn)做得更好?？傊?，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是提高學(xué)生實(shí)踐水平和培養(yǎng)應(yīng)用型人才的主要途徑，教師應(yīng)該更加重視。

4 教師實(shí)踐水平的提升

應(yīng)用型人才的培養(yǎng)對專業(yè)教師的實(shí)踐能力有更高的要求。教師具備了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在教學(xué)中才能自然而然地把理論與實(shí)踐結(jié)合起來，把專業(yè)課講得更加生動、更加有意義。教師可通過與科研院所合作，申報橫向課題，多參與學(xué)科競賽，與學(xué)生共同學(xué)習(xí)，增加實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。總之，只有教師實(shí)踐水平提升了，才會真正把目前的“水課”變成“金課”，課程改革才能落到實(shí)處。

5 明確考核目的，完善課程考核方法

考核的目的一是檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)程度，二是起到督促學(xué)生學(xué)習(xí)的作用，即力求做到課程考核的客觀公正，充分調(diào)度學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性[5]。傳統(tǒng)的考核內(nèi)容中關(guān)于較靈活的綜合設(shè)計(jì)題型較少，因此，考核改革首先是試卷內(nèi)容的改革，增加綜合分析題和設(shè)計(jì)題的比重。另外，增加隨堂考核，使學(xué)生能在課上保持高度集中的聽課狀態(tài)，主動學(xué)習(xí)。因此，本課程將考核分為3部分，分別為試卷考核、平時考核以及實(shí)驗(yàn)評價，按照應(yīng)用型人才的目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)應(yīng)加大考核比例，這樣的考核設(shè)置可以充分調(diào)度學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。

6 結(jié)語

以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，文章分析了“電機(jī)與拖動”課程目前教學(xué)效果不理想的主要原因。根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，給出了提高教學(xué)質(zhì)量的方法。首先，專業(yè)教師要提升自己的實(shí)踐水平;其次，在教學(xué)方法和手段上要注意章節(jié)之間的內(nèi)在聯(lián)系，注意啟發(fā)式教學(xué)，最大限度地利用多媒體資源和網(wǎng)絡(luò)資源;最后，要重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，在實(shí)驗(yàn)過程中重視理論指導(dǎo)。實(shí)踐證明，采用本文中所提到的課程改革方法，學(xué)生上課積極性明顯提高，課上能夠主動參與討論。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，學(xué)生也開始注意結(jié)合理論。總之，新的課程改革思路達(dá)到了較好的教學(xué)效果，應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)也在逐步實(shí)現(xiàn)。

基金項(xiàng)目：長春大學(xué)校級一般教研項(xiàng)目;項(xiàng)目編號：XJYB17-02。

作者簡介：杜麗敏（1980— ），女，遼寧昌圖人，講師，博士;研究方向：伺服控制算法。

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Teaching reform and practice of “Motor and Drag” course

Du Limin， Wang Xianwei， Tan Li， He Binggao

（College of Electronic Information Engineering， Changchun University， Changchun 130022， China）

Abstract：This paper aims at the training of applied talents， this paper analyzes the problems existing in the current teaching of “motor and drag”， and makes an in-depth study from the following aspects： the standard of cutting and optimizing the teaching content of "motor and drag"， the arrangement of interactive content in class， the teaching method of experimental course， the emphasis of course assessment， etc. Practice has proved that the above-mentioned teaching reform methods improve the teaching quality in essence and meet the requirements of training application-oriented talents.

Key words： training of applied talents; teaching content; classroom interaction; practical teaching; method of assessment