电机与拖动课程教学改革的研究

梁云朋 张松灿

河南科技大学 河南洛阳 471003

电机与拖动课程教学改革的研究

梁云朋 张松灿

河南科技大学 河南洛阳 471003

在分析电机与拖动课程特点的基础上，本文分别从教学模式、教学方式、教学内容和教学反馈4个方面论述电机与拖动课程教学改革，以提高学生的学习自主性和分析与解决问题能力。

电机与拖动；教学模式；对比法；教学反馈

电机与拖动课程是自动化专业的一门重要专业基础课,同时也是自动化学生接受的第一门专业基础课。该课程的主要内容是运用基础课程,如高等数学、电路和物理学有关电磁学的基本理论分析电机基本运行原理、内部电磁物理过程、电机数学模型、电机运行特性、机械特性以及电机起动、调速和制动等工程实际问题。该课程既具有理论性强又具有实践性强的特点。理论性强具体表现为抽象概念多、推导多、计算多,涉及的电磁场内容多,实践性强表现为其研究对象电机的具体性和广泛使用性,因此学生普遍反映学习时感觉无从下手。如何让学生在有限的时间内尽快掌握电机的基本理论知识,激发学生的学习兴趣，增强学生学习的积极性和主动性,为后续课程如半导体变流技术、自动控制和运动控制等课程打下理论基础,是电机与拖动课程教学必须解决的问题。笔者在长期从事电机与拖动教学过程中从课堂教学模式、教学方法、考核方法和教学反馈方法以及教学内容选择4个方面加以改进,促使学生在较短的时间内掌握电机的基本理论知识,提高分析问题与解决问题的能力。

一、改革课堂教学模式，提高学生学习的自主性和参与性

由于电机与拖动课程内容多，课时相对较少，目前常见的教学模式以灌输式为主，这也是课程特点决定的，从而造成学生养成依赖心理，学习主动性和课堂参与性不高，电机与拖动课程内容的知识连贯性和逻辑性很强，基于这一特点比较适合采用启发式教学模式，具体做法是在讲解新内容时，教师不是直接给出结论然后分析论证，而是有针对性地提出问题，引导学生利用已有知识分析、解决问题，然后得出结论，最后由教师加以补充总结。由于加入了课堂师生的互动环节，学生的学习积极性和主动性显著提高。收到良好的教学效果。例如在讲授直流电动机的调速一节时，首先由教师简述电机调速的实际应用以及电机调速的必要性，接着提出问题1：直流电动机如何进行调速？有哪些调速方法？引导学生回忆直流电机的速度公式，提出问题2：电机公式哪些参量改变可以改变电机的转速？从而使学生主动思考得到直流电动机的3种调速方式：降压调速、电枢回路串电阻调速和弱磁调速。在得出调速方式的基础上提出问题3：这3种调速方式各有什么特点？引导学生回忆直流电动机的机械特性方程，分别改变电枢电压、电枢回路总电阻和磁通得到3组人工机械特性，对照机械特性从机械特性硬度、理想空载转速等方面自然得到3种调速方式的特点。最后教师总结电机与拖动课程的一般分析方法，使学生通过教学参与过程体会并掌握课程的工程分析方法。收到一箭双雕的教学效果。

二、采用对比的教学方法，提高学生的知识掌握能力

电机与拖动的概念多、公式多、内容繁杂，很多同学学习起来感到没有头绪，考前复习无从下手。但是电机与拖动的内容具有规律性，一般而言其主要内容包括直流和交流两部分，两部分的学习内容和方法具有相似性，因为不管是直流电机还是交流电机其共同的理论基础均为法拉第电磁感应定律、电磁力定律、安培环路定律等。其内容必有相通之处。因此采用对比法教学通过直流与交流相关知识点的比较、分析可以用较短时间帮助学生掌握各自的特点收到事半功倍的教学效果。例如：对直流电动机和三相异步电动机的基本运行原理采用对比法教学,两者的理论基础均为电磁力定律,即转子受到单方向的电磁转矩驱使转子旋转从而完成电能向机械能的转换。只需分析两种电机各自磁场和电流性质就可以全面掌握各自的运行原理。直流电机磁场是方向不变的磁场,但是其转子电流以传导方式通过电刷和换向器引入电枢导体的交变电流,方向不变的磁场和交变的电枢导体电流相互作用产生单方向的电磁转矩,驱使电枢旋转此为直流电动机的运行原理,对比直流电动机,三相异步电动机其定子磁场是旋转磁场,而其转子电流则是感应电流,通过转子与定子旋转磁场的相对运动感应产生的,该感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩,这是三相异步电动机的运行原理。这两种电机的共通之处都是以电磁场为媒介的机电能量转换装置,不同之处在于其磁场和转子电流的性质不同。通过对比可以使学生理顺知识的前后脉络,从而加深对知识的理解与掌握。

三、优化教学内容，注重知识的前后逻辑性

电机与拖动课程就其主要内容包括直流和交流两部分，两部分的学习内容和方法具有相似性，一般电机学的部分主要是研究电机的实物模型(电机的基本运行原理)、物理模型(电机的内部电磁关系)、数学模型(电压方程式、转矩方程式和功率方程式等)以及电机的运行特性和外特性，电机拖动内容主要包括电机的起动、调速和制动。这样在教学内容的选择和讲解顺序上也必须通盘考虑，注重知识的逻辑性和前后连贯性。例如直流部分讲解采取先电机学内容接着讲述直流拖动的内容，这样做可以使学生对刚掌握的知识从后续章节学习中得到及时的应用，既可以复习以往内容，又可以学以致用，从而达到较好的教学效果。在教学中学习新的知识点时有意识地穿插已有知识点，起到强化的效果。例如在讲述直流电机的调速时就有意识地引导学生回忆直流电机的速度公式、固有机械特性、人工机械特性甚至包括铁磁材料的磁饱和特性等，一方面利用这些知识点分析解决直流电机的调速问题，另一方面也起到了复习已有知识点的效果。即在设计教学过程时利用电机与拖动课程的特点有意识地引导学生复习巩固已有知识点、利用学过的知识解决新问题，既可以巩固学习成果又可以提高学生理论结合实践分析问题解决问题的工程实践能力。一定程度上解决专业课理论与实践脱节的问题。

四、改进考核方式，提高教学反馈的实效性

电机与拖动课程的考核方式与其它专业课一样，平时主要是课后作业，一般而言课后作业是检验课堂授课效果的主要手段，可以通过对作业的批改直观地了解学生对相关知识点的掌握程度和欠缺之处。但是课后作业提交时间一般在布置后的2周左右，再加上批改时间1周，这样其反馈时需滞后3周左右，3周1章内容基本讲述完成了，这样作业反馈对教学的改进作用被大大削弱了，如何迅速及时地从学生中获取教学反馈就成为专业课教师面临的一个问题。解决办法的关键是提高教学反馈的实效性。

1.采用分组方式将学生分成若干组,依据大纲要求将1章的知识点和考察点合理分组,将包含一定量知识点的作业题分配给各个小组,并且要求同一小组的学生针对本章作业进行讨论,由于每一小组的作业量减小,提交作业时间可以提前,同时安排习题课时间抽取若干小组学生上讲台给全班同学讲述并板书习题答案,这样既可以用较短时间检验同学们的知识巩固情况,及时调整讲课进度,又可以促使学生加强协作,培养其团队意识和语言表达能力。同时也可以直接了解学生知识的掌握能力，弥补作业教学反馈的局限性。

2.加强课堂教学环节的教学反馈。采用启发式教学有针对性地提出问题，仔细观察和倾听学生的课堂发言，及时调节课程进度。

3.利用课堂空余时间进行当堂测验，及时了解和掌握近期所讲述的知识点的掌握情况。

长期的教学实践表明：综合以上考核方式能够及时有效地了解学生对所讲知识的掌握水平，从而有的放矢的地调整教学进度，提高学生的自主学习能力。

五、结束语

电机与拖动是一门理论性很强的技术基础课，采用理论分析方法分析各种电机及拖动的实际问题时，必须结合电机的具体结构，采用工程观点和工程分析方法。通过教学改革，注重理论联系实际，注重实践教学的实效性，使教学与实践有机地结合起来，不断探索、不断完善，对进一步提高教学水平和教学质量起到积极地推动作用。

[1]王冰峰.比较法在电机与拖动教学中的应用[J].高等教育研究，2000，3

[2]李书权，侯勇，崔实，等.电机学课程教学改革的研究与实践[J].电气电子教学学报，2006，28(4)

The study of teaching reform of electric machine and drag

Liang Yunpeng, Zhang Songcan
Henan university of science and technology, Luoyang, 471003, China

On the basis of analyzing the feature of electric machine and drag, the teaching reform of the course is discussed from four aspects: teaching pattern, teaching method, teaching content and feedback in teaching in order to improve the students’ learning independence and analyze and implement skills.

electric machine and drag; teaching pattern; correlation method; feedback in teaching

2010-04-13

梁云朋，硕士，讲师。