《電機與拖動基礎》課程教學改革探討與實踐

朱豆 楊玉

摘要：針對目前《電機與拖動基礎》課程教學中教學內容增加，教學課時減少的矛盾，而該課程是工業自動化專業的重要基礎課，是一門教師難教學生難學的課程。本文分析了電機與拖動基礎課程教學過程中存在的問題，結合本校的專業特點，討論了在教學方法、教學手段和考試制度等方面進行地探索和革新，提高教學質量和效果。

關鍵詞：電機與拖動基礎；教學改革；實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）08-0124-02

一、引言

近年來，培養新世紀所需要的創新型人才已成為各高校培養人才的方向，加強基礎課教學，新增開設新技術領域和工程實踐類的課程，多門專業基礎課程和專業課的教學課時數都被大大地壓縮，對課程進行教學改革是解決日趨減少的教學時數與日益增加的教學內容之間矛盾的唯一途徑，只有這樣才能在有限的教學課時內，高質量地完成課程的教學，為學生打下一個堅實、牢固的專業基礎知識。

二、課程性質及所面臨的問題

《電機及拖動基礎》是一門理論與實踐結合非常強的自動化、電氣工程及其自動化等專業的專業基礎課，是聯系公共基礎課程與專業課程的一個重要橋梁。課程本身理論性強，物理概念多且較難建立，所涉及的基礎理論和知識面較廣。它集電、磁、力、熱多種特性于一身，同時教學內容又與科學實驗和生產實際聯系密切，研究的對象本身實際具體，它要求學生既要了解電機的結構、工作原理及運行性能，又要掌握電機的起動、調速、制動、過渡過程及電動機的容量選擇，使得課程內容繁雜，分析抽象，學生難以較好地掌握。而傳統教學過多地依賴理論教學，造成理論與實踐脫節，缺乏學習的針對性、應用性和啟發性，很難激發學生的學習興趣和學習的主動性，學生普遍反映難懂、難學，教學效果不理想。

三、教學內容的改革

《電機與拖動基礎》課程實際由《電機學》和《拖動基礎》兩門課程組成，教學過程中，一般都較為詳細地分析電機原理，而對于自動化類的學生而言，主要的目的是學習應用電動機來拖動生產機械，所以在課程內容安排上電機原理部分少講，電機拖動部分多講，課程講解時重結論輕推導。對于交直流電機的繞組以疊繞組為例，重點介紹繞組的組成規律和實際生產中常采用的類型，電機和電樞繞組的結構留到認識實習下廠對實物具體分析；講解交流電機的電動勢和磁通勢以及機械特性的方程時，少講公式的推導，側重介紹分析方法，強調特點和結論；強化交直流電動機的起動、制動、調速和三相變壓器的連接組別等重點內容的講述，對各類電機過渡過程和發電機部分只做簡單介紹。力求做到實踐中應用廣的多講，應用少的少講，通過查閱大量資料，找出與課程相關的視頻、聲音以及動畫，加深學生的理解，對豐富課堂內容，減少相應的講述課時，調動學生學習的積極性和參與性有極大幫助，同時合理分配理論和實驗課時，實現理論和實踐的相互融合。

四、教學方法和手段的改革

1.采用啟發式和問題式教學。亞里士多德說過：“思維從對問題的驚訝開始”，課堂教學要突破單向的消息傳遞模式，通過步步設問啟發思維，讓學生在教師的引導下，動腦、動口、動手，充分把握學習的主動權和發揮學習的主觀能動性；比如在講授直流電機的工作原理時，可提出“若直流電動機的線圈兩端接的是滑環，電動機可否轉動？為什么？”進而總結換向器的作用。來嘗試調動學生的思維能力，激發學生的學習興趣和學習積極性，使其能主動進行研究性學習。教師在課堂設計問題時應對每個環節精細構思，把問題設在何處，設在何時，是采用設問還是反問，都十分講究。如在講到他勵直流電動機機械特性時，教師可提問：“他勵直流電動機正在運行時，勵磁繞組斷線，會產生什么后果？”向學生征集答案，一般學生都回答飛車，但對為什么會飛車，解釋并不一定正確，有學生說是磁通為零或下降為剩磁，這時教師可反問：“若是這樣電磁轉矩為多少？電動機還能加速嗎？”這樣對回答錯誤不要馬上予以糾正，要采用暗示、提醒、點撥為主的方法，使學生繼續思考，自己認清錯誤，得出正確答案，在實驗課時再加以驗證，這樣學生的印象是最深刻的。同時教師歸納的過程是教會學生對知識的概括性思維，也是非常關鍵的。如在講到三相異步電動機工作原理時，提出它是基于三個理論：（1）旋轉磁場理論；（2）電磁感應理論；（3）電磁力理論。這樣學生能更好地理解了其感應電機的含義，使學生加深理解和記憶。

2.采用任務式和討論式教學。以探索問題、完成任務為主線，實施任務驅動教學。具體過程設計概括為：以實際需求為牽引→回顧舊知識→引入新內容→抽象新概念→推理新方法→總結拓廣→指導應用與實踐。課程以完成實際任務的形式進行教學，強調系統性與漸進性，注意知識的前后連貫，引導學生找到各部分的聯系和異同點，進行對比總結教學。例如在講授三相異步電動機制動的教學過程中，學生通過考察日常生活和生產實際中生產機械的工作特點：以建筑工地、大橋橋墩建設和電廠建設中塔式起重機完成起升、下降重物和停車的任務為例，主要從塔式起重機如何實現地面與空中的人員和物質的輸送等問題為切入點，提出任務要求，討論完成任務應具備的專業知識，提出研究制動的目的，并探討自由停車和以重力加速度下放重物的缺點，進而討論電氣制動的實現方法與產生條件，為進一步定量或直觀研究、分析問題，體驗制動帶來的便利和優勢。

3.采用傳統課堂和翻轉課堂相結合教學。“翻轉”讓學生自己掌控學習，利用教學視頻，學生根據自身知識掌握情況來安排和控制自己的學習，學生觀看視頻的節奏快慢全由自己掌握，懂了快進跳過，沒懂則倒退反復觀看，同時可停下來仔細思考或筆記，甚至還可以通過聊天軟件向老師和同學尋求幫助。“翻轉”增加了學習中的互動，具體表現在教師和學生之間以及學生與學生之間，由于教師的角色已經從內容的呈現者轉變為學習的促進者。在進行翻轉課堂時，注重選擇比較式教學開展課程內容，如直流電機結構和交流電機結構，變壓器的折合和異步機的折合，直流電動機的調速和異步電動機的調速，三相異步電動機和單相異步電動機的磁場等內容，開展自主學習與教學，把新舊知識聯系起來，對比機械特性曲線，強調交直流電機和變壓器之間的異同，讓教師有時間與學生交流溝通和解惑問題，真正融入到學生的學習中。

4.改革課程考核方式。針對理論教學課時嚴重偏少的特點，本課程考核體系制定時不僅要考慮考核學生對電機與拖動基礎知識的理解能力，還要考慮考核其應用能力、設計能力、動手能力、創新能力、總結分析能力和口頭表達文字處理能力等綜合素質，盡量做到使學生在有限的學時里學到更多的有關電機與拖動基礎的知識。實驗方面注重在開設真實性硬件實驗的基礎上，適當增加計算機仿真實驗，使學生了解工程實際與理想化狀態的區別，加強學生的理解與記憶刺激，也使其聯系了工程實踐去思考問題，而且學生對課程學習的興趣和積極性也會大大提高，可以收到絕佳的效果。

五、結束語

對教學內容進行全面的優化重組，對教學手段進行全面的革新是教學改革的兩個重要的組成部分。借助多媒體課件、仿真手段、實驗教學和以圖文并茂的形式構建熟悉的認知環境，突破難點，突出重點，化解學生認知沖突，實現教學、學習目標，為課程教學的革新開拓了一個新的方向。同時也給教師提出了更高的要求，教師應在新的教學手段下更好地發揮其本身的優勢和創造性，去更好把握形象化教學與抽象思維能力培養的度的問題，并將傳統的教學方法上的獨特優點與現代高新技術有機地揉合在一起，使學生真正做到學有所思、思有所悟、悟有所得、得有所用，實現《電機與拖動基礎》課程教學真正意義上的革新，多年實踐證明，取得了很好的教學效果。

參考文獻：

[1]秦海鴻，等.“電機學”課程教學改革研究[J].電氣電子教學學報，2014，36（4）：36-38.

[2]張輝，等.“電機與拖動基礎”課程教學改革探索[J].電氣電子教學學報，2016，38（1）：32-35.