多種教學方法在電機與拖動教學中的應用

【摘 要】電機與拖動是電氣工程及自動化專業的一門專業基礎課，其理論性、實踐性、綜合性、應用性較強。由于教學難點問題頗多，教學效果不明顯。針對不同的難點采用不同的教學方法可以較好地解決以上難題。

【關鍵詞】電機與拖動 教學 教學方法

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674－4810（2012）09－0057－02

電機與拖動是電氣工程及自動化專業的一門專業基礎課，其理論性、實踐性、綜合性、應用性較強。主要介紹電機的原理、特性、結構、性質、分析計算及其應用，使學生掌握變壓器、交流電機（感應電機、同步電機）和直流電機的基本知識、基本理論、基本計算方法，具有一般運行問題的分析能力，為學習后續課程奠定扎實的理論基礎。本門課除了要求學生具備扎實的數學、電磁、電路、力學知識，并有空間想象及邏輯分析能力外，還要面對以下難題：（1）復雜的電機結構；（2）較多的公式推導與計算；（3）繁雜的分析過程；（4）電機的各種特性及其分析，既要掌握各類電機的特點，還要提煉出各種類型電機的共同點。這些使得學生的學習存在較大的難度，因而有些同學畏難而退，積極性不高。

根據筆者的經驗，針對不同的難點采用不同的教學方法，如板書與課件結合法、工程方法、類比和對比法、口試答辯考核法，可以較好地解決以上難點問題。

一 板書與課件結合法

用課件教學有很多優點，改變了傳統教學的“一張嘴、一本書、一支粉筆、一塊黑板”單調教學方式。優勢主要體現在四個方面：（1）通過增加實例、圖片、照片、說明等使相應較枯燥的理論更易理解和掌握；（2）通過動態的形式來展示一些操作流程、發生過程、運行機制等，使學生模擬體驗相應的原理和機理；（3）通過多媒體課件大大增加信息量，給學生提供豐富的思考和研究素材，培養學生的分析、概括、評價等研究能力；（4）通過多媒體課件的運用減少教師板書的時間，提高課堂教學效率。對于復雜的電機結構，如三相異步電機和同步電機，就可以用三維動畫的方式，通過異步電機和同步電機拆裝展示各部件的形狀和各部分的配合，還可以結合實物教學。過去的傳統教學方式如投影等，甚至單純的實物教學都不如此種方法好。再如，可將異步電機與同步電機的工作原理用動畫的形式表示出來，既清楚又容易理解，比單純地通過在黑板上畫圖和展示靜態的圖形，效果要好得多。

應用課件講課有很多優點，但也不能忽視傳統教學方法如板書的優勢。在工科課程教學中，由于存在邏輯復雜，知識連貫性強的特點，需要學生在聽課過程中連續思考，因此完全采用幻燈片教學的方法是不可取的。如在電機與拖動教學中有很多的公式需要推導。若只是單純地在課件中走馬觀花式地放映出來，學生印象不深，而且忽略了與學生的互動，不知道學生是否理解。因此，對于復雜的公式，需要學生掌握的需用板書推導。如講解標幺值的優點之一：采用標幺值計算時，無需折算。若在課件中給出結論后，對結論進行板書推導，如公式（1）所示。讓學生的思路隨著老師的思路走，一邊推導，學生一邊思考，比單純對照課件講解效果要好。

（1）

又如判斷三相變壓器的連接組別，若只是在課件中將連接組別的判斷步驟展示出來，學生的思考時間較短，也會出現課堂上聽得懂，而課下自己判斷失誤的問題。因此此處適用課件和板書的方法，將判斷步驟在黑板中畫出來，同時讓學生拿出紙和筆，和老師一起畫。在判斷了幾種典型的連接組別后，讓學生做作業鞏固，效果較好。

二 工程方法

電機與拖動是有工程特點的課程，很多內容如果按照理論推導和理解十分復雜，也沒有必要，因此要多使用工程方法研究。比如說變壓器的原邊電壓與原邊主電勢和原邊電阻壓降之間的關系，見公式（2）：

（2）

可以看出此公式中原邊電壓與主電勢之間的關系不是很明朗，加之主電勢不好測量，因此主電勢實際上是不知道的。但是，若采用工程方法，忽略很小的漏阻抗壓降Z1，則此公式（2）可以寫成公式（3）：

（3）

因此有：

（4）

可見，影響主磁通Φm大小的因素有電源電壓U1、電源頻率f1和一次側線圈匝數N1。只要知道電源電壓、電源頻率和原邊線圈匝數，就可以求出主磁通大小。甚至可以認為在電源電壓一定的情況下，若其他參數不變，則主磁通就不變。實踐證明，用此工程方法誤差很小，完全滿足需要。采用工程方法可以省略繁雜的分析過程，簡化計算，且易于理解。

再如空載實驗測定變壓器的勵磁參數時，實際上等效電路中包含兩個參數，原邊漏阻抗Z1和勵磁阻抗Zm。如圖1所示，但是由于有Zm＞Z1，因此忽略原邊漏阻抗Z1，回路中僅存在勵磁阻抗Zm。如圖2所示，通過空載實驗就可以很容易地得出勵磁阻抗Zm，既簡化了計算，又在誤差允許范圍之內，而且也易于理解。

三 類比和對比法

在電機與拖動教學中，還常用到類比法和對比法。這兩種方法可以較為方便地實現對新知識的掌握和對舊知識的回顧。在分析類似的原理時采用類比法，可以通過以前習得的知識較為容易地掌握新知識，“溫故而知新”，這種方法可以提煉出電機的共同點；而每一類電機都有其自身的特點，此時采用對比法，明晰各類電機的特點，可以給學生留下較為深刻的印象。變壓器是人們接觸到的最簡單的、較為常見的一類靜止電機。通過對電機的深入分析，牢牢抓住電磁感應原理，目的是得到基本方程，在基本方程的基礎上，通過折算得到新的方程，由此得到等效電路和向量圖，有了這三個工具就可以自如地分析變壓器在穩態運行中出現的任何情況。掌握了這一套思路和方法后，再分析異步電機時就容易了，類似的原理可以通過與變壓器類比講解得出。既節省了課時，又有較好的效果。表1、表2分別描述了變壓器和異步電機的相同點和不同點，僅作拋磚引玉之用。

四 口試答辯考核法

改變一份考卷定終身的考試方式，采用口試答辯與期末閉卷考試相結合的考試方法，降低閉卷考試比重，敦促學生增加學習的自覺性，將考核評價貫穿于課程始終。

采用口試答辯方式，主要是提供老師與學生一對一、面對面交流的機會，通過老師提問，學生現場回答的方式進行。學生答辯結束后，現場打分。所提問題由學生通過抽簽的方式獲得，老師可以在此基礎上即興提問相關知識點或其他與課程有關的問題。此種方法不僅可以考查學生對于知識的掌握程度，還可以培養其口頭表達能力和應變能力，促進學生綜合素質的提高。此種方法在筆者所在學校已經過兩年的實踐，學生的反映較好，認為經過口試答辯，很多以前沒有搞懂的問題，基本上都想清楚了。可見，口試答辯對于總結知識點，把握知識的連貫性和形成系統的知識架構起到了重要作用。另外，老師也可以通過口試了解學生對于知識的掌握程度，從而可以在以后的教學中改進方式方法，達到了“雙贏”的效果。

五 總結

綜上所述，電機與拖動這門課有很多的教學難點，學生掌握起來較困難，但只要把握好電機與拖動的難點和教學關鍵，在課堂教學中采用多種教學手段，并及時發現學生在學習中的問題，設法加以解決，會使廣大學生取得較好的學習效果。

參考文獻

［1］胡順斌、高亮等.電機與拖動課程教學改革初探［J］.河北農業大學學報（農林教育版），2001（2）：39～40

［2］張晶.電機與拖動課程教學改革探索［J］.遼寧高職學報，2003（4）：40～41

［3］薛曉萍.電機與拖動實驗課的開放式教學探討［J］.中國電力教育，2008（20）：149～150

［4］趙麗清.關于《電機與拖動基礎》的教學實踐探索［J］.中國電力教育，2008（13）：80～81

〔責任編輯：龐遠燕〕