項目引導式教學法在電機學課程教學中應用的探討

王曉光 劉凌云 馮晶晶 陳俊 陳輝

摘要：電機學是電氣工程及其自動化專業(yè)的重要專業(yè)基礎課程，通過該課程的學習，使學生系統(tǒng)地掌握電機的基本理論、分析方法和基本實驗技能，培養(yǎng)學生對于電氣工程問題分析與設計的初步能力。為了改善電機學難學的問題，本文提出項目引導式的教學方法，以實際的項目設計流程引導學生對電機學基本知識點、分析方法的學習效果，培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力。

關鍵詞：電機學;項目引導;復雜工程問題

一、引言

電機學課程是專業(yè)核心課程之一，通過本課程的教學為后續(xù)專業(yè)課程和進一步的專業(yè)學習奠定基礎。電機學的基本概念、理論較多，涉及到的磁場、電磁轉換過程較為復雜，學生普遍認為電機學的學習難度較大，號稱“四大天書之一”。但是，電機學是基本電磁學的典型應用，同時具有基礎性和專業(yè)性。所以，電機學的教學效果直接影響著學生對其他專業(yè)核心課的學習效果。

為了改善傳統(tǒng)教學模式弊端，文獻[1]將工程項目引導的教學模式應用在“機械設計”課程中。文獻[2]對項目引導實踐教學模式在現(xiàn)代材料科學與工程專業(yè)的應用進行了探索。文獻[3]將項目引導和任務驅動兩種教學方法融合用于數(shù)字信號處理課程的教學當中。文獻[4]將項目教學法用于PLC 應用技術教學環(huán)節(jié)當中。文獻[5]在Matlab與工程計算課程教學實踐中采用了工程項目引導的教學方式。由此可見，項目引導式教學法在諸多工科相關的課程教學中得到應用，并取得了較好的教學效果。

為了提高電機學課程的教學效果，培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力，更加符合專業(yè)認證對本科教學的要求及對學生培養(yǎng)的指標，教學團隊根據(jù)多年的教學經(jīng)驗及項目實踐經(jīng)歷，將實際的項目引入電機學的教學環(huán)節(jié)當中，將項目開發(fā)與電機學的教學內(nèi)容有機結合，使學生隨著項目的進展對電機學的教學內(nèi)容進行學習。

二、項目引導式教學法的實施

2.1 傳統(tǒng)的電機學教學方法

以我校電機學課程體系安排，電機學課程包括四部分內(nèi)容：變壓器、交流繞組共同理論、同步電機、直流電機，主要講解各個內(nèi)容的基本結構、工作原理和特性、基本分析方法。課程理論性和綜合性都比較強，教學方法以課堂講授基本原理為主，以實驗、平時作業(yè)、課上討論為輔，多種形式共同實施教學過程。

首先，在電機學每章講授之前，將設計好的項目課題展示給學生。例如在講授變壓器章節(jié)之前，先拋給學生們一個設計變壓器的任務，設計一個手機充電器用小型變壓器、充電電流3A;在講解交流繞組共同理論章節(jié)之前，給出一個教室用風扇的電機繞組，實現(xiàn)繞組通電后產(chǎn)生一個圓形旋轉的磁場;在講解交流繞組共同理論章節(jié)之前，要求大家思考如何設計一個小型手持發(fā)電機;在講解直流電機之前，要求大家先設計一款電動玩具用直流電動機。

其次，每次給出設計任務，均要符合以下原則：1. 標準化，設計任務均按照標準的產(chǎn)品設計要求給出項目需求書、設計標準、應用場合等詳細的要求。2. 通用化，應用場合一定要貼合日常生活，最好是學生們?nèi)粘Ｊ褂玫脑O備，從而提高學生們的興趣和設計欲望。3. 簡單化，設計的項目需要的原理簡單、功能簡單，部分學生通過已經(jīng)學過的高中物理、工程電磁場等課程、對電機學的預習，輔以網(wǎng)絡資料可以擬出一個大概的設計方案，使學生具有一定的成就感，從而對接下來將要學習的教學內(nèi)容具有一定的求知欲，從而使學生由 “被動學習”轉為“自發(fā)學習”或“主動學習”。4.先進化，拋給學生的設計任務或產(chǎn)品具有一定的先進性，而不是老舊的技術或產(chǎn)品，使得學生對設計的項目具有一定期待感，也使得學生對自己設計的項目具有一定是實用性。

最后，根據(jù)項目的設計要求以及學生對該項目設計中存在的問題，對電機學各個章節(jié)內(nèi)容進行詳細的講解。以項目的設計開發(fā)流程為主線，將教學內(nèi)容重新組織和優(yōu)化，由簡單到困難，逐步深化講解的內(nèi)容。先講解原理、概念性的知識，再講解公式及特性，最后講解分析方法，以線蓋面，逐層深入。

項目引導式教學法的實施過程中，使學生在項目開發(fā)過程中提出問題，利用課程學到知識和自學方法分析問題，利用團隊合作、個人創(chuàng)新等能力解決問題。項目引導式教學設計與學生能力對應關系如圖1所示。所以，該方法使學生由“被動學習”變成了“主動式學習”，增加了學生的學習欲望、鍛煉了學生的自學能力、提高了提出問題分析問題解決問題的能力。激發(fā)學習興趣，同時促進學生自覺主動地去思考、去探索，進一步從理論和實踐中汲取知識，開拓思維，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

通過精心設計的項目任務和設計內(nèi)容，引導學生在項目開發(fā)的過程中對電機學的教學內(nèi)容進行學習，將工程實例和教學內(nèi)容有機結合，融入了因材施教、創(chuàng)新引導和工程結合等理念，系統(tǒng)性地培養(yǎng)學生作為一名工程師所需的基本素養(yǎng)，解決當前理論教學不足的問題。

參考文獻

[1] 朱林劍， 陳慶紅. 工程項目引導的“機械設計”教學模式探討[J]. 機械設計， 2018， 35（S2）：95-97.

[2] 谷龍艷， 雷巖， 呂金洲， 等. “項目引導”實踐教學模式的探索和實施[J]. 廣州化工， 2018， v.46（12）：148-150.

[3] 張峰， 石現(xiàn)峰， 趙黎. 項目引導多任務驅動在數(shù)字信號處理教學中的應用[J]. 教育教學論壇， 2017（48）：163-164.

[4] 段志群， 張淑艷， 張金紅. 以項目為引導，進行《PLC應用技術》教學內(nèi)容整合研究[J]. 信息通信， 2017（10）：293-294.

[5] 陳慶光，黃愛愛，祝磊，薛凌云.工程項目引導的《Matlab與工程計算》課程教學實踐[J].教育現(xiàn)代化，2019，6（05）：129-132+142.