比較教學(xué)法在電機與拖動課程教學(xué)中的應(yīng)用

摘要 電機與拖動課程是工業(yè)電氣自動化等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)必修課程。采用比較教學(xué)法是提高教學(xué)質(zhì)量的有效途徑之一。基于不同的教學(xué)內(nèi)容和目的，對電機與拖動課程的比較教學(xué)法進(jìn)行探討，提出順序比較、對照比較和歸類比較等多種比較方式，在教學(xué)實踐中取得較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 電機與拖動;比較教學(xué)法;順序;對照;歸類

中圖分類號:G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1671-489X(2010)03-0035-02

Application of Comparative Teaching Method of Electric Machinery Drive//Zhang Li， Qiu Yang， Wang Zhenchong

Abstract Electric machinery drive course is a compulsory course for electronic engineering major. Comparative teaching method is used for getting better teaching effect and quality. Based on different teaching content and aim， the comparative teaching method of electric machinery drive course is deeply and thoughtful discussed in the article. The sequence， antitheses and classifying comparative teaching method， and so on are highlighted out to reach better educate effect.

Key words electric machinery drive; comparative teaching method; sequence; antitheses; classifying

Author’s address Institute of Mechanical and Electronic Engineering， China University of Mining and Technology (Beijing)， Beijing， China 100083

1 引言

教師與學(xué)生為實現(xiàn)教學(xué)任務(wù)和教學(xué)目的，在教學(xué)過程中所采取的行為方式總稱為教學(xué)方法。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目的和學(xué)生的實際情況等選擇合適的教學(xué)方法。電機與拖動課程作為工業(yè)電氣自動化等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課，將直流電機、變壓器、交流電機、電力拖動等內(nèi)容科學(xué)有機地結(jié)合在一起，原理與應(yīng)用二者并重，具有較強理論性和實踐性，在課程體系中承擔(dān)著承前啟后的作用。其內(nèi)容多，涉及面廣，難度較大，具有概念抽象、理論繁瑣、公式和結(jié)論較多等特點，長期以來在教與學(xué)兩方面都存在較大困難。因此，在教學(xué)活動中，如何把合適的比較教學(xué)法應(yīng)用到電機與拖動的課程教學(xué)中，深化課程改革，提高電機與拖動課程的教學(xué)水平與質(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)適應(yīng)大眾化高等教育改革和中國礦業(yè)大學(xué)具體的需求，具備較強動手能力和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)專業(yè)人才，是該課程教學(xué)的一個重要問題[1-2]。

2 比較教學(xué)法

比較教學(xué)法也稱對比教學(xué)法，是教師在教學(xué)過程中，著重體現(xiàn)確定教學(xué)內(nèi)容之間異同關(guān)系的思維過程和方法，是一種利用對比來找出各種電機的共性和特點，加深對各種電機與拖動系統(tǒng)性能和原理的理解的方法。比較教學(xué)法一改往日教師講課滿堂灌的傳統(tǒng)授課方式，變單向教學(xué)為互動教學(xué)，多方面、多角度進(jìn)行比較，有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力;能加深學(xué)生對知識點的印象，有利于刺激學(xué)生的好奇心和求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力和創(chuàng)新能力;同時有利于學(xué)生更好地認(rèn)識各種電機的共性和差異，有助于學(xué)生對知識的消化與吸收，使學(xué)生獲得的新知識更加準(zhǔn)確，已學(xué)的舊知識更加深刻，溫故而知新[3-4]。

3 比較教學(xué)法在電機與拖動課程教學(xué)中的應(yīng)用

3.1 順序比較，以變壓器為基礎(chǔ)，掌握交流電動機工作原理順序比較，就是把新知識點和已學(xué)的舊知識點比較，使學(xué)生容易理解所學(xué)知識的本質(zhì)，便于歸納和記憶。如講述異步交流電動機的工作原理時，可以先復(fù)習(xí)變壓器工作原理，然后在此基礎(chǔ)上分3步:1)異步電動機定子加電壓、轉(zhuǎn)子開路時的電磁關(guān)系，此時電動機的等值電路以及基本方程的形式與變壓器空載時的情況基本相同，但是變比除了繞組匝數(shù)，還要加上繞組系數(shù);2)三相異步電動機轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時的電磁關(guān)系相當(dāng)于變壓器短路情況，在運行等值電路的基礎(chǔ)上，在進(jìn)行繞組折算(包含阻抗、電壓和電流的折算)時同時也要考慮繞組系數(shù);3)三相異步電動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的電磁關(guān)系，除了繞組的折算，還要有頻率的折算，則轉(zhuǎn)子電阻變?yōu)椋瑥亩谧儔浩鞯戎惦娐返幕A(chǔ)上得到三相異步交流電動機的等值電路(如圖1所示)。這樣，既復(fù)習(xí)了變壓器的知識，同時學(xué)生對交流電動機的等值電路印象深刻，溫故而知新[5-6]。

3.2 對照比較，鞏固直流電動機和直流發(fā)電機原理對照比較就是把要學(xué)習(xí)的2種或2種以上的知識點，同時交錯地加以對照比較學(xué)習(xí)。例如在講述直流電機基本結(jié)構(gòu)和工作原理時，得到結(jié)論:直流電機中的直流發(fā)電機和直流電動機的基本結(jié)構(gòu)是相同的，并且在運行上具有可逆性，即直流發(fā)電機可用作直流電動機，直流電動機也可用作直流發(fā)電機。電樞感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩是直流電機定量分析中的2個重要物理量，對于直流電動機和直流發(fā)電機2個物理量都存在，但是意義完全不同，教師可以對比講述。

1)基本方程式，直流電動機為，直流發(fā)電機為。

2)在基本方程式的基礎(chǔ)上，得到功率平衡方程式，直流電動機為，直流發(fā)電機為。

他勵直流電動機和發(fā)電機功率流程圖如圖2、圖3所示，其中電磁功率PM既有電功率的性質(zhì)，又有機械功率的性質(zhì)，是直流電機機電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵，對于直流發(fā)電機和電動機而言，計算公式相同，但是來源不同:直流電動機的電磁功率是電源提供的電功率除去電樞的銅損耗之后的功率;直流發(fā)電機的電磁功率是原動機提供的機械功率除去鐵損耗和機械損耗即空載損耗之后剩下的功率。同時電磁功率的去向也不同:直流電動機的電磁功率除去鐵損耗和機械損耗即空載損耗之后成為輸出的機械功率傳遞給負(fù)載;直流發(fā)電機的電磁功率除去電樞的銅損耗之后成為電功率輸出。這樣，激發(fā)學(xué)生潛在的求知欲，從而自覺地去探索直流電動機和發(fā)電機之間的聯(lián)系和區(qū)別，鍛煉分析問題和解決問題的能力[6-8]。

3.3 歸類比較，掌握直流他勵電動機的人機機械特性把相類似或性質(zhì)相同的概念，按一定的標(biāo)準(zhǔn)歸類，同時在同類概念間進(jìn)行比較，準(zhǔn)確區(qū)分各自的性質(zhì)特征。如講述直流他勵電動機的人為機械特性時，其固有特性的表達(dá)式為。

在固有機械特性基礎(chǔ)上改變電壓(即降壓)、電樞回路電阻和磁場的磁通量(即弱磁)，可得到人為機械特性的表達(dá)式:，，。

3個表達(dá)式雖然電壓、電樞回路電阻或磁場不同，但是表達(dá)式均可寫成形式，即可以對比其理想空載轉(zhuǎn)速和斜率，從而找到各人為特性的特點:降壓人為機械特性的理想空載轉(zhuǎn)速與電壓成正比，但是機械特性的斜率不變，即為一組平行的直線;電樞串電阻時的人為機械特性的電機的理想空載轉(zhuǎn)速不變，但是機械特性的斜率變大，電動機的機械特性變軟;弱磁人為機械特性的理想空載轉(zhuǎn)速變大，但是機械特性變軟，即轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差[6，9，10]。

4 結(jié)束語

在教學(xué)過程中采用好的教學(xué)方法，對增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生的基本素質(zhì)、提高教學(xué)質(zhì)量起到積極的推動作用。比較教學(xué)法能使學(xué)生迅速掌握電機與拖動問題的本質(zhì)特點，比較適宜突破難點，增進(jìn)理解與記憶，有助于學(xué)生構(gòu)建合理的知識體系，訓(xùn)練學(xué)生的思維能力。但是運用比較教學(xué)法時要注意強化比較對象的教學(xué)，教學(xué)過程中注意比較教學(xué)的語言要生動和精煉，同時引出比較對象的時間要恰到好處。本文對電機與拖動課程的比較教學(xué)法進(jìn)行闡述，提出順序比較、對照比較和歸類比較等多種比較教學(xué)方法。筆者在過去多年的教學(xué)中對這些方法進(jìn)行積極的探索，并取得較好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]郭曉紅.《電機與拖動》課程教學(xué)中的創(chuàng)新探討[J].電力學(xué)報，2008(3):249-251

[2]陳鵬飛.對比教學(xué)法在《工程制圖》教學(xué)中的應(yīng)用[J].職業(yè)教育研究，2008(8):147-148

[3]陳樹良，尹秀梅.比較教學(xué)法應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].遼寧工學(xué)院學(xué)報，2005(5):116-118

[4]肖敏.比較教學(xué)法在現(xiàn)代設(shè)計方法課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].高教論壇，2006(6):120-121

[5]李文輝，丁守成.電機類課程教學(xué)改革的研究與實踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2004(5):18-20

[6]李發(fā)海，王巖.電機與拖動基礎(chǔ)[M].北京:清華大學(xué)出版社，2008

[7]林嵩.比較教學(xué)法在《電機及拖動》課程中的應(yīng)用[J].科技資訊，2006(20):213-214

[8]李書權(quán)，侯勇，等.電機學(xué)課程教學(xué)改革的研究與實踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2006(4):49-52

[9]王宗超.對比教學(xué)法在《歷史與社會》中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代教育科學(xué)，2009(1):102-103

[10]楊道馳，馮根生.對“電機及拖動基礎(chǔ)”課程教學(xué)方法的探討[J].沈陽電力高等專科學(xué)校學(xué)報，2004(1):36-38