《电机与拖动基础》课程教学改革探讨与实践

朱豆 杨玉

摘要：针对目前《电机与拖动基础》课程教学中教学内容增加，教学课时减少的矛盾，而该课程是工业自动化专业的重要基础课，是一门教师难教学生难学的课程。本文分析了电机与拖动基础课程教学过程中存在的问题，结合本校的专业特点，讨论了在教学方法、教学手段和考试制度等方面进行地探索和革新，提高教学质量和效果。

关键词：电机与拖动基础；教学改革；实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）08-0124-02

一、引言

近年来，培养新世纪所需要的创新型人才已成为各高校培养人才的方向，加强基础课教学，新增开设新技术领域和工程实践类的课程，多门专业基础课程和专业课的教学课时数都被大大地压缩，对课程进行教学改革是解决日趋减少的教学时数与日益增加的教学内容之间矛盾的唯一途径，只有这样才能在有限的教学课时内，高质量地完成课程的教学，为学生打下一个坚实、牢固的专业基础知识。

二、课程性质及所面临的问题

《电机及拖动基础》是一门理论与实践结合非常强的自动化、电气工程及其自动化等专业的专业基础课，是联系公共基础课程与专业课程的一个重要桥梁。课程本身理论性强，物理概念多且较难建立，所涉及的基础理论和知识面较广。它集电、磁、力、热多种特性于一身，同时教学内容又与科学实验和生产实际联系密切，研究的对象本身实际具体，它要求学生既要了解电机的结构、工作原理及运行性能，又要掌握电机的起动、调速、制动、过渡过程及电动机的容量选择，使得课程内容繁杂，分析抽象，学生难以较好地掌握。而传统教学过多地依赖理论教学，造成理论与实践脱节，缺乏学习的针对性、应用性和启发性，很难激发学生的学习兴趣和学习的主动性，学生普遍反映难懂、难学，教学效果不理想。

三、教学内容的改革

《电机与拖动基础》课程实际由《电机学》和《拖动基础》两门课程组成，教学过程中，一般都较为详细地分析电机原理，而对于自动化类的学生而言，主要的目的是学习应用电动机来拖动生产机械，所以在课程内容安排上电机原理部分少讲，电机拖动部分多讲，课程讲解时重结论轻推导。对于交直流电机的绕组以叠绕组为例，重点介绍绕组的组成规律和实际生产中常采用的类型，电机和电枢绕组的结构留到认识实习下厂对实物具体分析；讲解交流电机的电动势和磁通势以及机械特性的方程时，少讲公式的推导，侧重介绍分析方法，强调特点和结论；强化交直流电动机的起动、制动、调速和三相变压器的连接组别等重点内容的讲述，对各类电机过渡过程和发电机部分只做简单介绍。力求做到实践中应用广的多讲，应用少的少讲，通过查阅大量资料，找出与课程相关的视频、声音以及动画，加深学生的理解，对丰富课堂内容，减少相应的讲述课时，调动学生学习的积极性和参与性有极大帮助，同时合理分配理论和实验课时，实现理论和实践的相互融合。

四、教学方法和手段的改革

1.采用启发式和问题式教学。亚里士多德说过：“思维从对问题的惊讶开始”，课堂教学要突破单向的消息传递模式，通过步步设问启发思维，让学生在教师的引导下，动脑、动口、动手，充分把握学习的主动权和发挥学习的主观能动性；比如在讲授直流电机的工作原理时，可提出“若直流电动机的线圈两端接的是滑环，电动机可否转动？为什么？”进而总结换向器的作用。来尝试调动学生的思维能力，激发学生的学习兴趣和学习积极性，使其能主动进行研究性学习。教师在课堂设计问题时应对每个环节精细构思，把问题设在何处，设在何时，是采用设问还是反问，都十分讲究。如在讲到他励直流电动机机械特性时，教师可提问：“他励直流电动机正在运行时，励磁绕组断线，会产生什么后果？”向学生征集答案，一般学生都回答飞车，但对为什么会飞车，解释并不一定正确，有学生说是磁通为零或下降为剩磁，这时教师可反问：“若是这样电磁转矩为多少？电动机还能加速吗？”这样对回答错误不要马上予以纠正，要采用暗示、提醒、点拨为主的方法，使学生继续思考，自己认清错误，得出正确答案，在实验课时再加以验证，这样学生的印象是最深刻的。同时教师归纳的过程是教会学生对知识的概括性思维，也是非常关键的。如在讲到三相异步电动机工作原理时，提出它是基于三个理论：（1）旋转磁场理论；（2）电磁感应理论；（3）电磁力理论。这样学生能更好地理解了其感应电机的含义，使学生加深理解和记忆。

2.采用任务式和讨论式教学。以探索问题、完成任务为主线，实施任务驱动教学。具体过程设计概括为：以实际需求为牵引→回顾旧知识→引入新内容→抽象新概念→推理新方法→总结拓广→指导应用与实践。课程以完成实际任务的形式进行教学，强调系统性与渐进性，注意知识的前后连贯，引导学生找到各部分的联系和异同点，进行对比总结教学。例如在讲授三相异步电动机制动的教学过程中，学生通过考察日常生活和生产实际中生产机械的工作特点：以建筑工地、大桥桥墩建设和电厂建设中塔式起重机完成起升、下降重物和停车的任务为例，主要从塔式起重机如何实现地面与空中的人员和物质的输送等问题为切入点，提出任务要求，讨论完成任务应具备的专业知识，提出研究制动的目的，并探讨自由停车和以重力加速度下放重物的缺点，进而讨论电气制动的实现方法与产生条件，为进一步定量或直观研究、分析问题，体验制动带来的便利和优势。

3.采用传统课堂和翻转课堂相结合教学。“翻转”让学生自己掌控学习，利用教学视频，学生根据自身知识掌握情况来安排和控制自己的学习，学生观看视频的节奏快慢全由自己掌握，懂了快进跳过，没懂则倒退反复观看，同时可停下来仔细思考或笔记，甚至还可以通过聊天软件向老师和同学寻求帮助。“翻转”增加了学习中的互动，具体表现在教师和学生之间以及学生与学生之间，由于教师的角色已经从内容的呈现者转变为学习的促进者。在进行翻转课堂时，注重选择比较式教学开展课程内容，如直流电机结构和交流电机结构，变压器的折合和异步机的折合，直流电动机的调速和异步电动机的调速，三相异步电动机和单相异步电动机的磁场等内容，开展自主学习与教学，把新旧知识联系起来，对比机械特性曲线，强调交直流电机和变压器之间的异同，让教师有时间与学生交流沟通和解惑问题，真正融入到学生的学习中。

4.改革课程考核方式。针对理论教学课时严重偏少的特点，本课程考核体系制定时不仅要考虑考核学生對电机与拖动基础知识的理解能力，还要考虑考核其应用能力、设计能力、动手能力、创新能力、总结分析能力和口头表达文字处理能力等综合素质，尽量做到使学生在有限的学时里学到更多的有关电机与拖动基础的知识。实验方面注重在开设真实性硬件实验的基础上，适当增加计算机仿真实验，使学生了解工程实际与理想化状态的区别，加强学生的理解与记忆刺激，也使其联系了工程实践去思考问题，而且学生对课程学习的兴趣和积极性也会大大提高，可以收到绝佳的效果。

五、结束语

对教学内容进行全面的优化重组，对教学手段进行全面的革新是教学改革的两个重要的组成部分。借助多媒体课件、仿真手段、实验教学和以图文并茂的形式构建熟悉的认知环境，突破难点，突出重点，化解学生认知冲突，实现教学、学习目标，为课程教学的革新开拓了一个新的方向。同时也给教师提出了更高的要求，教师应在新的教学手段下更好地发挥其本身的优势和创造性，去更好把握形象化教学与抽象思维能力培养的度的问题，并将传统的教学方法上的独特优点与现代高新技术有机地揉合在一起，使学生真正做到学有所思、思有所悟、悟有所得、得有所用，实现《电机与拖动基础》课程教学真正意义上的革新，多年实践证明，取得了很好的教学效果。

参考文献：

[1]秦海鸿，等.“电机学”课程教学改革研究[J].电气电子教学学报，2014，36（4）：36-38.

[2]张辉，等.“电机与拖动基础”课程教学改革探索[J].电气电子教学学报，2016，38（1）：32-35.