“电机学”特色教学体系研究

孙雨萍

(山东大学(南校区)电气工程学院,山东济南250061)

0 引言

21世纪的人才是知识、能力和各种非智力因素综合作用的产物。早在1999年召开的国家技术创新大会上明确提出了新时代高层次创新型人才应具备以下几个方面:第一要具备知识基础和很强的求知欲,第二要有创新意识和创新的激情,第三具备发现问题和分析问题的能力,第四要有脚踏实地不怕困难的精神,第五要有市场引导下成果转化的能力。所以我们的高等教育应在培养学生创新精神和实践能力上做文章。而工程教育是高等教育中一个重要的分支,对未来的科技创新起着非常重要的作用。

工程是一种职业,工程是创造人类需要的新系统新产品的职业。工程的核心是设计,这种设计需要创新,需要有创造性、独创性和丰富的想象力。但由于目前高等教育中普遍存在着重理论轻实践的倾向,使得课堂教学与实践教学相脱离,这种状况如不及时加以改变,必将影响我们培养人才的质量。因此打破传统的“电机学”教学模式,创建一种课堂教学与实践教学有机结合的教学模式——即特色教学体系,是高等工程教育改革的一次尝试。

1 “电机学”课程的特点

“电机学”是一门理论性、实践性、综合性、应用性较强的技术课程,针对本课程这一特点,通过《电机学》教学环节如何培养学生自学能力、创新能力、实践能力和综合应用能力就成为工程教育的首要任务。

“电机学”属于技术基础课,即阐述基础理论,又带有综合应用性质,具有以下特点。一是综合性:电机是一个包含电、磁、力及其相互关系的基本规律的整体,各种规律同时起作用,各物理量之间相互影响,因此必须学会全面地看问题,片面的孤立的分析问题必然出错或者不能得出完善的结论;二是实用性:虽然各规律同时起作用,但在实际问题中又有主次之分,有时在一种条件下被忽略的因素在另一种条件下却成为主要因素,要注意结合实物根据具体情况做具体分析;三是基础理论性:该课程具有较强的理论性,而电机的种类繁多不能一一列举,因此要掌握基本理论、基本概念、基本分析方法才能做到举一反三。

“电机学”作为一门技术基础课大多安排在大学第五学期,在此之前学生学习的课程一般为理论性、逻辑性较强的基础课,一时很难适应“电机学”这种理论性、综合性、实践性、应用性很强的应用技术课程的特点,导致学生学习被动,普遍感到课程内容杂、难理解、理论与实践脱节,在学习过程中出现急躁、茫然、疲乏现象。因此,加强理论与实践的有机结合,使学生对“电机学”这门课程由抽象到具体,是解决产生上述问题的有效途径。

2 建立“电机学”特色教学体系

以往的“电机学”教学模式是集中进行课堂教学,课程结束后集中进行一周的认识实习,组织学生下厂参观。存在的主要问题是实习受条件限制,学生只能看不能动手操作,往往是走马观花、流于形式,效果不理想,实习费用高。针对这些问题,对传统的教学方式进行了改革,打破传统的教学模式创建一种课堂教学与实践教学有机结合的教学体系。

2003年《电机认识实习中心》作为学院教学研究项目立项后,组建了《电机认识实习中心》,并与2004年正式投入使用。将原有认识实习与课堂教学融为一体,把原来集中一周的认识实习去掉,改为课堂教学与认识实习穿插进行,这样总教学学时不变 ,学生可直接方便的在该中心进行实习。该中心配备各种电机,结合课堂教学内容学生在该中心亲自动手进行各种电机的拆卸和组装,还配备了各种电机教学片,并在该中心将电机生产厂家的主要生产过程展现出来,如电机的绕线、嵌线、总装等。根据“电机学”教学大纲要求,按照教学进度制定了一套完整的与课堂教学同步的电机认识实习计划、电机认识实习教学大纲和电机认识实习指导书,将课堂教学与实践教学穿插同步进行,形成《电机学》特色教学体系。收到了较好的效果,深受教师和学生的欢迎。

按照这种教学体系进行教学真正做到了课堂教学与实践教学的有机结合,从而实现了三个转化,即从抽象到直观的转化,从理论到实践的转化,从培养书本人才到培养创新人才的转化。

学生在学习电机学理论时首先结合实物由直观的物理现象再通过课堂教学上升到理论分析,克服了学生以往被动盲目的接受理论的现象,建立起一种正确的思维方法,即由物理现象总结归纳出理论的方法,使抽象的理论变得直观易懂。在学生掌握了正确理论的指导下自己动手进行实践,加深了对理论的理解,且在认识实习中心学生动手进行电机绕线,嵌线和电机装配的操作及电机常见故障演示(常规实验室不能做),加深了对电机全面整体认识,增强了实践能力,突出了工程训练,培养了工程师的素质,为他们将来步入社会走向工作岗位打下坚实基础,弥补了当前工科院校普遍存在的知识学习和生产实践之间严重脱节的现象,使理论与实践有机结合起来。向学生介绍国内外电机行业发展趋势及当前电机领域的研究方向,注重创新过程中知识的应用,做一些典型的电机故障试验,提出问题,引导学生积极思考,把所学理论用于实践,完成从学到用的过渡,使书本人才转化创新型人才。

3 实施“电机学”特色教学体系成效

采用这种课堂教学与实践教学合二为一的教学方式,使理论与实践有机结合,教学效果明显提高,主要体现在以下几个方面。

3.1 直观

电机是一个具体实物,学生在学习这门课时没有感性认识,如只在课堂上一味讲解效果甚微。采用这种新的教学体系,按照教学进度学生可在认识实习中心观看教学片,观察与单元内容相关的物理现象,并在结合具体电机实物的基础上结合课堂理论学习,从感性认识上升为理性认识,该教学模式在整个教学过程中突出直观教学,结合实物首先向学生提出产生理论问题的背景,这一点非常重要,例如:在讲解直流电机前首先让学生在认识中心动手拆开一台电机,对每个部件都有一个感性认识,在此基础上在进行理论认识和分析,学生在接受理论的同时始终与实物联系在一起,使原本抽象的理论变得生动具体。学生在掌握了理论的基础上再自己动手进行理论指导下的实验,再去验证理论,遵守实践—理论—再实践—再理论的认识论方法,使课堂教学与实践有机的融为一体,培养了学生的正确思维方法,使学生在“电机学”学习中身临其境,克服了盲目性,激发了学习兴趣。

3.2 易懂

采用这种教学模式有利于学生对理论问题的理解,例如:在课堂上讲解电机绕组展开图,教师费力不小,学生很难理解,如结合课堂教学安排学生进行绕线和嵌线工艺的学习,这样结合实际线路学生对电机的电路部分很容易理解,起到了事半功倍的效果。

3.3 实践创新能力得到提高

按照教学大纲要求,配合“电机学”课堂教学学生在电机认识中心学会一些必要的生产操作技能,培养了学生的动手能力和实践能力。在认识实习中心展示各种电机及新型控制电机,如太阳能发电机、风力发电机等并向学生介绍目前国内外电机行业发展趋势,使学生开阔视野,有助于培养学生的创新能力。另外在认识实习中心还可以作典型的电机故障试验,提出问题,引导学生积极思考,培养学生发现问题、分析问题和解决实际问题的能力。

3.4 节约教学经费

以往的“电机学”课程结束后集中进行一周的认识实习,组织学生到变压器厂、各种电机厂参观。租用实习车辆费用、下厂实习费用每年至少要花费2万左右。而采用在校内实习中心实习,这部分经费节省下来,并且该中心还对外单位开放实现创收。

4 结束语

课堂教学与实践教学有机结合的教学方法,是辩证唯物论认识论关于感性认识与理性认识相互依存规律的反映,把理论与实践、课堂与实际工程有机结合在一起,减少了学生学习的盲目性,增强了主动性,培养了学生的实践能力、创新能力和综合应用能力。理论和实践都证明了采用这种教学模式对于突出工科院校教学特点,解决工科院校学生普遍存在的理论与实践脱节问题无疑是有益的。

“电机学”认识实习中心仅处于起步阶段,有待不断的发展完善。

[1] 汤蕴璆.电机学,机械工业出版社,2008

[2] 孙雨萍.《加强实践教学环节,提升教学质量》,研究型大学的创新性人才培养.山东大学出版社,2006

[3] 孙雨萍.《课堂教学与实践教学的有机结合》,山东大学出版社,2005