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“电机学”课程教学改革探讨

来源:用户上传      作者: 王振华 张金霞

  摘要:针对“电机学”课程在教学过程中存在的问题,结合“电机学”的学科特点,讨论了“电机学”课程教学改革的动因和教学改革的理念,从教师作用、教学内容、教学手段、教学环境方面详细阐述了教学改革的细节,并进行了分析。
  关键词:电机学;课程教学改革;教改思路
  作者简介:王振华(1984-),男,河南商丘人,青海大学水利电力学院,讲师;张金霞(1965-),女,山东滕州人,青海大学水利电力学院,教授。(青海 西宁 810016)
  基金项目:本文系2011年青海大学项目(项目编号:KC-11-3-8)的研究成果。
  中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)13-0060-02
  “电机学”是全国高等院校电气类专业,特别是电气工程及其自动化专业的一门专业基础课,它是一些后续的专业课,如“电力拖动”、“电机设计”、“交流调速技术”等专业课的继续,对这些后续专业课的学习起着决定性的作用。另外,“电机学”课程的教学对象量大面广,其教学质量对学生的培养质量起到非常重要的基础性作用。“电机学”又是广大学生感到比较头疼的一门课程,其原因主要有以下几个方面:首先,在变压器、直流电机、同步电机和异步电机的讲述中均涉及到电、磁、力、空间结构、运动等内容,需要较强的综合能力,这是最主要的原因;其次,概念多,公式多,内容比较抽象且与实际联系比较密切。
  本文将从三个方面(教改原因、教改理念和教改思路)介绍青海大学(以下简称“我校”)“电机学”的课程改革。
  一、“电机学”课程教学改革的原因
  “电机学”讲授的变压器、直流电机、异步电动机、同步电机等四类基本电机的结构、原理、特性和应用等方面的内容已经比较完善,但对于“电机学”课程的教学来说却需要深层次的教学改革,其主要原因如下:
  第一,过去的几十年里,我国乃至世界的电力、电子、计算机行业都发生了诸多崭新的变化。这些行业的发展带动了电机的元件和器件以及控制策略发生了较大变革。教师应对该学科和产业的重大变革多多关注,同时引入到课堂当中。
  第二,在传统的教学过程中,教师只是根据自己的经验或以前的教学情况制订教学计划、教学内容和教学要求,讲述内容的选择、大纲的制定、课后作业的布置等一律由教师制订,学生只是按规定的内容听课、做作业。这种传统的教学方法不利于对学生进行因材施教。
  第三,我国在全面建设新型社会主义国家的进程中,对人才的培养提出了更高的要求。传统的“电机学”课程主要要求学生了解电机的原理、构造,熟愁一些计算电机参数的方法等。而对于培养高层次学生来说,这远远不够。学生需要从专业基础课中认识到实际工程中使用的一些电机,从而遇到问题时能够顺利解决。而“电机学”课程教学的现状是:理论与实际基本脱节,很大一部分学生在学完“电机学”课程后往往不能熟练地操作和使用实际电机。
  第四,教师的教学方法和手段往往比较单一,学生不需主动思维和创新,缺乏现代化教学设备和手段。
  基于上述原因,在我国各高校推行“电机学”课程的改革具有重要的现实意义。
  二、“电机学”教学改革的理念
  综合上述情况进行考虑,有必要进行教学改革。因此,我校设立了“电机学”课程教学改革的项目,进行了“电机学”教学改革的探讨。在实践中主要围绕“教什么”和“怎么教”这两个问题。在这两个问题的指引下,形成了我校“电机学”教学改革的理念。主要如下:
  第一,要赋予“电机学”课程新的时代感,把该产业和该学科的变革引入课堂,赋予该课程以时代特色。要做到这一点,教师必须学习该学科和该产业新的知识,然后传授给学生。这样教师在授课时不仅是传授传统知识,同时教授学生书本上没有的新知识、新理论。
  第二,在教学过程中,要让学生变“被动”为“主动”。学生由被灌输知识转变为主动要求“被灌输”。要做到这一点,应该让学生积极地参与进来。教师首先要走进学生中间,了解学生的需求,然后制订教学大纲。
  第三,教师在教学过程中要引导学生通过学习“电机学”课程的基本内容在一定程度上养成勤于思考的习惯,使他们在以后的学习和工作过程中多思考、敢质疑,从而通过创新推动我国的行业发展。而要做到这一点,必须改变原来的教学方法,在教学过程中不是纯粹讲述一些知识,而是不断引导学生思考,从而促使他们形成不断思考、不断质疑的习惯。这样才符合素质教育的要求,有助于培养学生的创新能力,使之成为新时代建设新型社会主义国家的高科技人才。
  第四,在传统的教学过程中,教师或者使用PPT课件授课,或者使用传统的板书授课,风格比较单一,不利于学生集中精力,因此对学生的吸引力不大。要改变这种现状,教师必须突破这种单一风格的教学,采用多种教学手段,把学生的注意力最大程度地吸引过来。
  三、“电机学”未来教学改革的思路
  上述教学理念如何在教学过程中实现?下面从几方面进行阐述。
  1.教师作用的改革
  虽然大学生已经具有一定的自主学习、自我控制的能力。但大部分大二学生自主学习的能力并不强,特别是针对一门比较抽象、难理解的课程,他们在学习的过程中会逐渐失去学习“电机学”的兴趣。因此,作为一线教师需要加强对学生的引导,使学生能够积极主动地去学习“电机学”。
  (1)积极引导学生提高学习兴趣。兴趣是学生最好的老师。有了浓厚的学习兴趣,学生就会积极主动地学习知识,发挥他们学习的积极性与主动性。而如何引导学生提高学习兴趣呢?这就需要教师在平时的教学过程中让学生感受到电机和生活、生产息息相关,自己无时无刻不在和这些知识打交道。因此,电机学不是纸上谈兵,不是脱离实际的学习。它和生活联系紧密,具有很强的使用价值。当学生充分认识到这些时,就会在一定程度上提高他们的学习兴趣和学习热情。   (2)积极引导学生学会比较学习的习惯。“电机学”教材中主要讲述直流电机、变压器、异步电机、同步电机。不同电机之间既有不同之处,又有相似之处。首先,它们都是遵循电磁原理来工作的,但是在工作中所形成的磁场性质各不相同:直流电机所形成的磁场是固定的,是依靠励磁绕组通入直流电所形成的;变压器形成的磁场是脉振的,是依靠一次绕组通入交流电所形成的;异步电机所形成的磁场是旋转的,是通过定子的旋转磁场在转子中产生感应电流,产生电磁转矩,转子中并不直接产生磁场;而同步电机转子本身产生固定方向的磁场(用永磁铁或直流电流产生),定子旋转磁场“拖着”转子磁场(转子)转动。另外,不同电机之间又有相似之处,比如当电源电压的大小不变时,变压器和异步电机的主磁通都不变;变压器和同步发电机都可以并联运行等。因此,在教学过程中要引导学习比较这些不同之处和相同之处,通过对比加深对各种电机的理解和认识,以促进学生更好的学习。
  2.教学内容改革
  教学内容是教学的根本,教学内容中要不断加入新的元素才能在一定程度上促进该学科的发展。教师在教学过程中如何进行教学内容的改革呢?
  首先,注重实践教学。实践教学如何来体现呢?第一,鼓励学生动手实践。电机是一种日常生活中非常常见的电器,教师要鼓励学生拆卸或安装生活中已经坏的甚至好的电机、动手制作模型等,这样可以促进学生对电机基本结构的了解。第二,在教学过程中可以适当采用实体模型。由于大部分同学并没有真正接触过电机,只是知道电机的外观,内部结构根本没见过,所以,在学习电机的内部结构时基本是靠想象。如果在教学时能够配有实际的电机模型,那么对于学生理解电机的内部结构将有非常大的促进作用。
  另外,在教学过程中可以适当增加新型电机内容,让学生在课堂上了解目前一些新型电机。最近这些年来,随着各行各业的发展,刺激和带动了电机的发展,特别是新能源发电、智能电网、电动汽车等新能源领域的发展,带动了新型特种电机的研究。因此,教师在课堂中适当引入这些新型电机的部分内容既能在一定程度上活跃课堂气氛、提高学生的学习兴趣,又能为他们以后继续学习或就业打下基础。不过,在介绍这些新内容时不要占用太多课时量,以免本末倒置。
  3.教学手段改革
  采用传统板书与多媒体教学相结合的手段。板书作为一种传统的教学手段逐渐被多媒体所取代。特别是“电机学”课程,图像、公式、特性曲线众多,如果完全采用板书教学将无法形象地展示那些图像、曲线以及变化过程。
  而多媒体电子课件可以克服传统板书的固有缺陷,可以形象地展示“电机学”中抽象的磁场、磁势波形,也省得在黑板上去写那些烦琐的公式推导过程。这样既可以让学生对磁场、磁势的变化有清晰的认识,又能节省时间。
  但是如果完全采用多媒体,学生就容易产生视觉疲劳。另外,多媒体教室一般不能保证充足的光线,这样学生就更容易困乏,以致影响了多媒体教学效果。而传统板书在一定程度上克服了这些缺点。教师在上课时适当采用板书可以克服多媒体的这些弊端,提高课堂效果,更能激发学生的上课兴趣。因此,采用传统板书与多媒体教学结合的手段可以有效改进课堂效果,但课件中内容的出现一定要与教师的授课进度同步,避免后续内容过早出现而分散学生的注意力。
  4.教学环境改革
  教学环境改革可以从教材建设和教学网站建设方面进行。在教材建设方面,教研室教师为了促进学生的学习可以编一些有益于促进学生学习的参考书、辅导书等,比如难点解析、课后习题详解、课程指导与习题集等,这样,可以为学生提供全方位和多角度的指导。
  在教学网站建设上,主要体现在以下几个方面:
  (1)网站应包括教学大纲、重点难点、电子课件、要点讲解、自测习题,并使学生能够自己下载,便于课后复习。教学大纲可以使学生掌握本课程要学习的内容、重点难点,有助于课下复习。电子课件和要点讲解主要是有利于学生课后复习。自测习题可便于学生测试,并发现自己的薄弱之处。
  (2)为了拓展学生的课外知识,可以下载一些课外读物,以丰富学生的知识,同时也是对有限课堂知识的扩充。
  (3)为了促进师生交流,可以开设论坛。学生可以通过论坛随时提问,教师可以进行回答,这样促进了师生之间的交流。
  上述教学环境可以为学生提供一个预习、复习、答疑和钻研的平台,有助于本课程以及相关课程的学习。
  四、结语
  “电机学”的课程教学改革是一个漫长和循序渐进的过程,不可一蹴而就。经过上述努力和探索,我校“电机学”课程取得良好的教学效果,学期期末考试中学生的成绩有了很大提高,课程改革初见成效。
  参考文献:
  [1]吴黎丽,姜卫东.“电机学”课堂教学质量的保障与实践[J].电气电子教学学报,2010,(S1):65-67.
  [2]杜怿,肖凤.“电机学”课程教学方法改革探讨[J].中国电力教育,2012,(21):52-53.
  [3]张俊峰.论电机学教学方法的创新探索与实践[J].群文天地,
  2012,(10):239.
  (责任编辑:王祝萍)
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