比較教學(xué)法在“電機(jī)與拖動基礎(chǔ)”課程教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：“電機(jī)與拖動基礎(chǔ)”課程是自動化專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在專業(yè)學(xué)習(xí)中占有很重要的地位。針對本課程難教難學(xué)的狀況，采用比較教學(xué)法是提高教學(xué)質(zhì)量的有效途徑之一。本文根據(jù)自動化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和課程特點(diǎn)，對“電機(jī)與拖動基礎(chǔ)”課程的比較教學(xué)法進(jìn)行了探討，通過運(yùn)用多種比較方式，在該課程的教學(xué)實(shí)踐中取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：電機(jī)與拖動基礎(chǔ);比較教學(xué)法;應(yīng)用

一、 引言

“電機(jī)與拖動基礎(chǔ)”課程是自動化專業(yè)的一門重要的專業(yè)主干課。該課程理論性強(qiáng)，涉及的知識面廣，公式多，造成了該課程難教難學(xué)，教學(xué)效果有限，通過將比較教學(xué)法引入到“電機(jī)與拖動基礎(chǔ)”課程教學(xué)中，是深化該課程改革，提高課程教學(xué)質(zhì)量，充分調(diào)動學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)造性，從而培養(yǎng)出具有較強(qiáng)學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才，更好地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)目標(biāo)的有效途徑。

二、 比較教學(xué)法

比較教學(xué)也叫對比教學(xué)，是在教學(xué)中著重體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容之間異同關(guān)系的教學(xué)方法，是一種利用對比來找出不同知識點(diǎn)的共性和特點(diǎn)，加深對所學(xué)知識的掌握和理解的方法。該方法適用于利用相同的工作原理、有相似結(jié)構(gòu)和類似特性、可用相同的分析方法和分析思路的知識內(nèi)容部分。比較教學(xué)法變單向教學(xué)為互動教學(xué)，通過將一些相似、相近或相同的知識點(diǎn)分別進(jìn)行多方面、多角度的比較分析，辨析異同，能加深學(xué)生對所學(xué)知識的印象，避免前后知識點(diǎn)相互混淆和干擾，使學(xué)生更好地認(rèn)識各種電機(jī)的共性和差異，以便更深入地理解并掌握新知識，鞏固舊知識，即做到“溫故而知新”。同時有利于激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，提高學(xué)生的發(fā)散思維能力和創(chuàng)新能力。

三、 比較教學(xué)法的具體運(yùn)用

（一） 前后比較

前后比較，就是把新學(xué)的知識跟舊知識相比較，找出異同，便于歸納和記憶。

比如學(xué)習(xí)交流電機(jī)時，可把它跟前面學(xué)過的直流電機(jī)相比較：交流電機(jī)和直流電機(jī)都包含定子、轉(zhuǎn)子和氣隙三個主要部分，都有電樞即能量交換的樞紐，但是直流電機(jī)的電樞是轉(zhuǎn)子繞組，交流電機(jī)的電樞為定子繞組。又如直流電機(jī)中直流發(fā)電機(jī)和直流電動機(jī)基本結(jié)構(gòu)相同且具有運(yùn)行上的可逆性，即當(dāng)滿足一定條件時直流發(fā)電機(jī)可用作直流電動機(jī)，直流電動機(jī)也可用作直流發(fā)電機(jī)。電樞電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩是直流電機(jī)分析和計算中的兩個重要物理量，但對于直流電動機(jī)和直流發(fā)電機(jī)它們的意義完全不同：直流發(fā)電機(jī)中電樞電動勢與電樞電流方向相同，稱為電源電動勢，

其電磁轉(zhuǎn)矩與電機(jī)轉(zhuǎn)速方向相反，是制動轉(zhuǎn)矩;而直流電動機(jī)中電樞電動勢與電樞電流方向相反，稱為反電動勢，其電磁轉(zhuǎn)矩與電機(jī)轉(zhuǎn)速方向相同，是驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。另外兩者額定功率的含義也不同：對于直流電動機(jī)，額定功率是指電機(jī)轉(zhuǎn)軸上輸出的額定機(jī)械功率;對于直流發(fā)電機(jī)，額定功率是指電刷間輸出的額定電功率。

再比如在學(xué)習(xí)異步電動機(jī)時，可把它與已學(xué)變壓器進(jìn)行比較：異步電機(jī)定子加電壓、轉(zhuǎn)子開路時相當(dāng)于變壓器空載，轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時相當(dāng)于變壓器短路，這時它們的工作原理和等效電路都完全相同。主要區(qū)別在于：變壓器都是集中和整距繞組，繞組系數(shù)等于1，其基本方程中的變比就等于繞組的匝數(shù)比;而異步電機(jī)存在短距和分布繞組的情況，它的繞組系數(shù)可能小于1，另外還要考慮定子和轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)的不同，其方程中的變比分電流變比，電動勢變比和阻抗變比;異步電機(jī)的主磁路除了鐵磁材料外還包含氣隙，磁阻更大，使得勵磁電流更大;異步電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時為了得到其等效電路除了有類似于變壓器的繞組折算，還有頻率的折算。這樣既復(fù)習(xí)了變壓器的知識內(nèi)容，又加深了對異步電機(jī)的理解，提高了學(xué)習(xí)效率。

（二） 歸類比較

歸類比較，指的是把性質(zhì)相同的知識內(nèi)容歸類之后進(jìn)行比較，找出相同和不同點(diǎn)以便于記憶。

比如他勵直流電動機(jī)電樞串電阻、降壓和弱磁的3種人為機(jī)械特性，3個人為特性表達(dá)式雖然電壓、電樞回路電阻或磁通不同，但是表達(dá)式均可寫成

n=n0-βTem形式，可以結(jié)合機(jī)械特性曲線圖分別將電樞串電阻、降壓和弱磁的人為機(jī)械特性與固有機(jī)械特性相比較，比如電樞串電阻的人為機(jī)械特性，n0不變β增大，降壓特性是n0減小β不變，弱磁特性又是n0和β都增大，這樣通過比較明確每種人為特性的特點(diǎn)，既便于記憶又可避免混淆。

再比如他勵直流電動機(jī)的3種制動方法：能耗制動，反接制動和回饋制動，可從進(jìn)入制動狀態(tài)的條件，機(jī)械特性表達(dá)式，所串制動電阻的計算公式等幾個方面進(jìn)行比較;還有異步電動機(jī)的變極調(diào)速和變頻調(diào)速的特點(diǎn)、機(jī)械特性等也都可以進(jìn)行比較以加深印象。

另外，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性中反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載和位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載也可以進(jìn)行比較：它們的共同點(diǎn)是負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小都與轉(zhuǎn)速無關(guān);區(qū)別：對于反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，負(fù)載轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速方向相反，總是起反抗運(yùn)動的作用，即負(fù)載轉(zhuǎn)矩的方向會變但作用效果不變。對于位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，負(fù)載轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速方向無關(guān)，即負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小和方向都不變但作用效果會變化。

以上列舉了筆者在《電機(jī)與拖動基礎(chǔ)》教學(xué)過程中運(yùn)用比較教學(xué)法的幾個主要例子，除此之外，在并勵和他勵直流發(fā)電機(jī)，他勵和串勵直流電動機(jī)，鼠籠型和繞線型異步電動機(jī)等內(nèi)容的教學(xué)中也應(yīng)用了比較法，收到了較好的教學(xué)效果。成功運(yùn)用比較教學(xué)法的關(guān)鍵是進(jìn)行比較的知識內(nèi)容有明顯的相同和相異點(diǎn)，有鮮明的可比性，否則很難收到應(yīng)有的效果。

四、 結(jié)語

比較教學(xué)法能使學(xué)生較牢固地掌握所學(xué)知識內(nèi)容的本質(zhì)和特點(diǎn)，有利于突破難點(diǎn)，增進(jìn)理解與記憶，更好地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。另外運(yùn)用比較教學(xué)法時要注意強(qiáng)化用于比較的對象，比較教學(xué)的過程中做到語言簡煉生動，還有就是要注意在恰當(dāng)?shù)臅r間引入比較對象。針對“電機(jī)與拖動基礎(chǔ)”課程的特點(diǎn)，在該課程中引入比較教學(xué)法，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，為提高該課程教學(xué)質(zhì)量和提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，更好地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)目標(biāo)起到了良好的推動作用。

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作者簡介：李瑾，江西省南昌市，南昌工程學(xué)院機(jī)械與電氣工程學(xué)院。