整體直觀模型教學觀在《電機與拖動》教學改革中的應用

張水平

摘 ? ?要： 整體直觀模型觀認為每一門學科既簡單又透明，把握整個課程的體系大局觀并非難事。在整體直觀模型的指導下，系統地建立每一門課程的知識細節，對學生學習能力、創新能力培養至關重要，整體直觀模型教學觀對《電機與拖動》的教學改革具有重要的指導意義。

關鍵詞： 整體直觀模型 ? ?《電機與拖動》 ? ?教學改革 ? ?應用

一、整體直觀模型觀介紹

整體直觀模型強調整體大于部分，整體對部分的發展有指導意義。每一個行業、每一個專業、每一個學科甚至每一門課都是一個整體，總有一個基本內容、基本觀念、基本知識統管全局，貫穿整個體系，其他知識細節可以通過整體的邏輯推導出來，好像是從整體中“生長”出來的，從而賦予知識“生命的張力”。

整體直觀模型強調以學生為中心，認為學生是認知的主體，是知識意義的主動建構者;教師只對學生的意義建構起到幫助和促進作用，并不要求教師直接向學生傳授和灌輸知識。教師和學生的地位、作用和傳統教學相比已發生很大變化，整體直觀教學理念對教學改革具有重大的指導意義。

二、當前《電機與拖動》教學中的問題

由于受傳統教學觀念的影響，老師把學生看做是“容器”，認為只要把“容器”裝滿，學生把知識死記下來就完成了教學任務，老師和學生及學生與學生之間缺乏交流，重公式和定律而輕發展過程和實際應用。

實際教學中，沒有從整體上看待《電機與拖動》知識結構，沒有找到貫穿《電機與拖動》的那條“主線”或“骨架”，以及用這條“主線”或“骨架”貫穿直流電機、變壓器、交流電機的知識細節，沒有看到直流電機、變壓器、交流電機三者之間的共性，缺乏從系統的角度看待電機與拖動，造成學生對電機與拖動的知識缺乏真正理解，所學的知識“支離破碎”，知識成為孤立的“知識點”，形成不了系統，學生題目會做，公式會背，但不了解其物理意義，遇到實際問題就不知所措。

三、整體直觀模型在《電機與拖動》教學改革中的實際應用

教學改革的重點是改變傳統的教育模式，以學生為主體，教師為主導，強調從整體上構建整個知識體系，用一個知識點貫穿整個知識，做到“心中有圖”、“心中有模型”、“心中有知識架構”、“心中有主線”，融會貫通，達到“開悟”。

（一）構建整體知識體系。

在任何復雜的系統中，任何復雜的知識中，總有一條非常簡單的暗線貫穿整個體系，老師和學生的主要任務是發掘這條主線，同時用這條主線構造體系的其他知識細節。

電機與拖動需要從整體上看待。電機與變壓器從結構和原理上非常簡單，從結構上看：電機和變壓器主要是由銅和鐵組成，銅是電路部分，鐵是磁路部分，銅和鐵構成電感;從原理上看，就一句話，電流就是磁場，電場與磁場可以相互轉換，兩根導線中通入電流，兩根導線就會相互作用。直流電機、變壓器、三相異步電動機、同步電機、伺服電機等，從本質上可以看成是兩根導線，在導線中有電流。甚至可以推廣，電力系統本質上可以利用兩根導線建立起來。

童年經歷告訴我們：兩個磁鐵相互作用，要么相互排斥要么相互吸引，使得物體運動;大學時代學習電機和變壓器知識告訴我們：磁場可以通過電流產生（1821年奧斯特發現的現象），電流相互作用，就是磁場相互作用，因為電流就是磁場，這些知識就是電機和變壓器的本質。在童年時代和大學時代，其實就隔了一層薄薄的紙：電流就是磁場，這層紙也把公元前5世紀（發現磁的現象）和現代電氣文明隔開了，人類跨過這一步卻走了2500年。

（二）知識的細化。

電機與拖動主要由直流電機、變壓器、三相異步電機等知識組成。

直流電動機：直流電機由定子、轉子、附加部分組成，定子由定子鐵芯和定子線圈兩部分組成，主要作用是產生主磁通，線圈是電路部分，鐵芯是磁路部分;轉子是由轉子鐵芯、轉子線圈組成，主要是產生電磁轉矩;附加部分由電刷、機座等組成。然后分析基本原理，建立直流電機的等效電路。最后，利用等效電路分析直流電機的啟動、調速、制動、正反轉等。

變壓器：由鐵心和原邊、副邊線圈組成，原邊線圈接交流電源、副邊接負載，然后分析其原理，建立等效電路，最后利用等效電路分析短路實驗、空載實驗，測試變壓器的參數，為變壓器的運行提供參考。

三相交流電機：三相交流電機由定子、轉子兩部分組成，定子由定子鐵芯和定子線圈兩部分組成，主要作用是產生旋轉磁通;轉子是由轉子鐵芯、轉子線圈組成，主要是產生電磁轉矩;然后分析基本原理，建立交流電機的等效電路。最后，利用等效電路分析交流電機的啟動、調速、制動、正反轉等。

（三）真正體驗知識，達到“開悟”。

整體直觀模型非常注重學生的生活經驗，把豐富的生活經驗與電機拖動的一些概念和物理量緊密聯系，有利于學生對概念的理解和創新能力的培養。把電流類比為水流、水管類比為導線、電壓類比為水位差、開關類比為閥門、電源類比為水塔等，這種方式使學習更加有趣、更加生活化，可以發揮學生的想象力，激發學生的學習熱情。

盡量為學生創造比較好的實驗條件，加強實驗環節教學，將理論和實際相結合，使學生回到真實的情景中。實驗教學對工科學生掌握所學課程的內容及靈活運用所學知識解決實際問題的思想方法至關重要。實驗項目應由淺入深，讓學生自主設計實驗，提高他們的興趣，培養他們的動手能力與解決實際問題的思想方法和創新能力。

四、結語

學習并研究一些整體直觀模型學習理論，開展教學實踐，以培養學生創新精神和實踐能力為重點的素質教育，推進課程教材改革，產生深遠的影響和積極的促進作用。實踐證明：采用先進的教育方法，發揮學生主觀能動性，教學效果較好，調動了學生的學習積極性，提高了教學質量。

參考文獻：

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