电机学课堂教学的思考与探索

权 悦，徐朝胜，国 海，叶爱琴

（安徽科技学院 机电与车辆工程学院，安徽 凤阳 233100）

电机学课程是电气工程及其自动化专业的一门重要的专业基础课，也是一门理论与实际结合较为紧密的课程，在专业课程体系和人才培养中起着承上启下的作用.但电机学又是公认的一门难学难教的课程，文献[1]指出造成这种结果的原因主要是该课程自身的特点和教学中客观存在的一些问题引起的：教材内容不断简化导致学生对理论理解下降；课程内容繁多、理论推导过于抽象，这都给学生的学习和老师的教学带来了一定的难度.目前，应用型人才培养模式对电机学的教学提出了更高的要求.怎样合理的安排电机学课程的教学内容，如何在有限的学时下使学生掌握电机的基本内容，是一个值得探讨的内容.文献[2-4]分别从课程体系优化、理论教学改革、实践教学改革等方面，阐述了对电机学课程教学的看法.针对电机学教学过程中的问题，本文将从安排教学内容、改进教学手段等方面对电机学课程的建设进行探索，希望能以此提高电机学的教学质量与教学效果.

1 结合本校实际，提炼课堂教学内容

教材的选择是整个教学的前提，文献[5]介绍了教材选择的一般原则.结合本校电气工程与自动化专业人才培养方案的要求，以及在教学计划中电机学课程对其他后续课程的影响，选择了哈尔滨理工大学汤蕴璆、史乃教授主编的《电机学》（第三版）作为课程的基本教材.该教材的内容丰富，包括磁路、变压器、直流电机、异步电机、同步电机以及常用的各种控制电机，还有关于电机仿真的一些内容.在有限的课堂教学时间内，不可能面面俱到，完成整本教材的教学.为此，结合作者几年的教学经验和本校电气工程与自动化专业学生的实际情况，有针对性的对教材内容做了取舍，例如将磁路、变压器、异步电机及控制电机作为课堂讲解的主要内容，同步电机作为选讲内容，教材关于电机仿真计算问题作为课后的扩展内容.同时为了更好的在课堂中提高学生的学习积极性，还选择了一些常用电机的基本应用作为案例，在课堂进行讨论，分析.通过这种内容的整合、扩展，既可以提高学生的学习兴趣，又避免了学生反映的“学完电机学，不知所以然”的尴尬局面，在教学中取到了较好的效果，也得到了大部分学生的认可.

2 充分利用多媒体技术，改进教学手段

电机学与工程实际联系比较紧密，并且理论推导繁琐、内容抽象，不易理解掌握.为了使学生更好的理解课程内容，我们充分的运用多媒体技术，使抽象的概念形象化.

2.1 精心制作PPT课件

PPT课件是多媒体教学的基础，如何制作简洁明了、形象生动的课件是课堂教学顺利进行的前提.在准备多媒体课件的时候，主要遵循以下原则：背景颜色主要以白色为主，采用黑色字体，对于主要的概念、公式及结果采用其他颜色的字体以示其重要性；在内容的组织上，避免长篇幅的文字内容，以框图、公式为主，文字叙述为辅；对所必须的文字叙述只列出点；适当的引入动画内容，对比较抽象的概念尽可能以动画的形式加以演示；公式的必要推导过程应该有逻辑的分步显示，并且对引用的定理、结论标出出处，以方便学生的理解.

2.2 充分利用多媒体平台，课堂引入相应的仿真环节

电机学中磁场的分布，以及电磁关系比较抽象，也是在课堂教学过程中学生反映比较难以理解的部分.针对这一部分的教学，除了在课件上加以描述外，还引入了一些相关的电磁场仿真实例，来加深学生的理解.例如，在介绍直流电机电枢反应的过程中，在课堂上采用有限元软件Ansoft对电机的磁场分布、磁隙密度进行相应的稳态和瞬态分析，运用图形和动画的形式描述电枢反应的产生过程.在讲解异步电机定子旋转磁场的内容时，应用Flash动画来演示磁场随三相交流电压的变化，将抽象的概念形象化.这样，既能活跃课堂的学习氛围，扩展学习内容，又能对书本上的内容进行生动的描述.

2.3 利用视频教程，加深学生对电机构造、应用的理解

电机内部绕组的组成是电机学的中一个重要内容.如果单纯的按照教程内容讲解，学生反映难以理解，尤其是三相电机绕组的分布，这部分内容的最好结合实物.由于受到学校教学条件的限制，没有电机供学生拆装.为此，作者利用丰富的网络资源，下载了相应电机的拆装视频教程和各种电机的控制系统视频教程.这些视频，一部分用来对课堂内容进行补充，一部分可以拷贝给学生进行课外观摩.通过这种在课堂中穿插视频的方式，既可以活跃课堂气氛提高学生的学习兴趣，又能将教材中抽象的描述以接近实物的方式引入课堂，加深学生的理解.

2.4 建立教学网站，加强师生的学习交流

电机学由于其内容多、公式繁琐、概念抽象，与工程实际联系紧密，又受到课时不断缩减的影响，是电气工程及其自动化主业公认的一门难教难学的课程.除了在教学过程中采取以上措施外，还建立了相应的教学网站，以方便学生的课后复习.网站的主要内容包括课堂教学的所有内容，有限元软件的教程、各种电机的视频教程、电机的实际应用案例分析及补充的各种习题.网站中还设有的讨论专区，学生可以将学习心得、学习遇到的问题挂在网上；教师定期对讨论专区的内容进行回复，并对典型问题进行汇总.教学网站可以作为学生的第二课堂，加深学生对电机学内容的认识；也可以作为教师与学生互动的平台，让教师及时了解学生的学习动态，以便对教学内容作出调整.教学网站必将对本课程的教学起到很大的辅助作用.

2.5 强调课后复习，巩固所学知识

由于教学内容比较多，课堂的信息量也比较大，很难保证学生充分掌握课堂的教学内容.为此，每堂课都会布置一定量的的课堂作业，督促学生对课堂的重点内容进行巩固和吸收.对于课后作业的完成情况，定期进行检查，结果会作为平时成绩计入最后的成绩.对作业中存在的问题，会在后面的课堂教学过程中进行讨论、分析.

3 结合大学生竞赛，提高学生的学习能动性

全国每年都会举办方方面面的大学生竞赛，灵活地将课堂内容与相关的竞赛结合，也可以在很大程度上激励学生的学习积极性，改进电机学的教学效果.我们学校每年都会举行校内的智能车竞赛，并且会挑选成绩优秀的组别参加安徽省的智能车竞赛.为此，将智能车引入电机学的课堂教学，是近几年在电机学教学中的一次小的创新.由于智能车的方向控制与动力驱动都是通过电机来实现的，以此为突破口可以轻易的将智能车的一些竞赛内容搬入课堂.例如，在第一堂课的时候，将智能车实物带入教师，通过实物演示和往年的比赛视频来调动学生的兴趣；通过不断的启发式引导，让学生对电机的作用有一个大概的认识，为以后的教学留下铺垫.在介绍到相关内容时，学生就会有很高的热情，教学自然会取到事半功倍的效果.通过近三年的实践，也在一定程度上验证了这种方法的可行性.每年，我校电气工程及其自动化专业的学生都会在校内、校外的智能车竞赛中取得较好的成绩，当然这些学生对电机学的内容也都有了比较深刻的理解.

4 全程管理，改革课程的考核方式

本校的电机学课程的最终成绩有三部分组成，包括卷面成绩、实验成绩和平时成绩，分别在最终成绩中所占比例为60%、15%和25%.其中实验成绩包括实验课的出勤、实验报告的书写、实验过程的完成情况；平时成绩包括课堂作业、课堂测试、课堂考勤以及与主讲教师的互动情况.考虑到电机学的特点，借鉴其他学校的考试方法[6、7]，在最后的闭卷考试的试卷上附上重要的公式，为了体现灵活性，不对公式及其中的变量进行标示.这种变化，可以使学生应考从背诵转换到理解，使考试有单纯的对学生考核转变为对学生学习的延伸.通过一学期的实践，这种新的考核方式，在一定程度促进了学生的学习主动性.

5 结束语

电机学是电气工程及其自动化专业公认的一门难教难学的课程.如何更好地让学生理解电机学的内容是电机学主讲教师值得深思的问题.笔者根据自己的教学体会，介绍了自己在教学工作中采取的一些有效措施，希望能对以后的电机学的课堂教学有所帮助，也期盼能得到更多电机教育工作者的指正.

〔1〕张华,陈玉国.应用型人才培养方案下的电机学课程教学实践[J].中国电力教育，2008(146）：113-114.

〔2〕翟庆志,张筱慧.电机学课程教学的改革与实践[J].中国电力教育,2012（3）:76-77.

〔3〕谢宝昌,刘长红,王君艳，等.电机学课程体系的优化[J].电气电子教学学报,2011,3(4):18-20.

〔4〕王铁军,方芳,饶翔等.电机学课程改革的技术要点探讨[J].电力教学,2011（208）:187-188.

〔5〕曹永娟,张群.电机学课程改革探讨[J].中国电力教育,2008(110):83-84.

〔6〕代红,陈刚,肖修建等.电机学课程教学改革的探讨[J].中国电力教育,2010（33）：68-69.

〔7〕刘桂荣.考试改革初探.嘉兴学院学报，2002,14（1）:234-236.