朱彩紅
(蘇州市職業(yè)大學 電子信息工程系,江蘇 蘇州 215104)
“電機與拖動”是“電機學”與“電力拖動”兩門課的綜合,是電氣自動化相關專業(yè)的一門專業(yè)基礎課,其特點在于既有較強的理論性,又有較廣的工程背景,既難教,也較難學.在傳統(tǒng)的課堂教學中,“教”和“學”很難在課堂中得到良好的協(xié)調,因而也就難以對教學內容進行及時而有效地消化,從而使教學效果受到影響.基礎薄弱的學生,更感到這門課難學.而在實驗教學中,僅靠現(xiàn)有的硬件實驗條件,很難涵蓋知識點的各個方面,教學效果也不是很好,達不到鞏固課堂理論知識和提高學生的實踐與創(chuàng)新能力的預期效果.因此必須更新觀念,建立一個包括理論講授、計算機輔助教學、實驗教學等在內的全方位的課程教學新體系,充分調動教師和學生兩方面的積極性.
教學改革的基本任務就是培養(yǎng)學生具有獲取新知識的能力和方法,培養(yǎng)學生具有良好的創(chuàng)新思維品質.教師必須科學地認識“教”與“學”的關系,正確處理教與學的實踐過程,更新教育觀念,以學生第一、教學第一、服務第一的思想來組織實施教育教學活動,從“經驗型”教師轉變?yōu)椤把芯啃汀苯處?,由知識的“提供者”轉變?yōu)椤耙龑д摺?,不斷研究學科前沿,拓寬教學內容,改革傳統(tǒng)教學方法,努力成為一名研究型教師.
受課程總學時的限制[1],教學內容的優(yōu)化和重構勢在必行,也是課程教改的必由之路.首先應從調整教材入手.如傳統(tǒng)的教材非常注重嚴謹性與整體性,嚴謹?shù)睦碚撏茖﹄姍C進行深入研究是必要的,然而在高職院校理論教學夠用就好的辦學宗旨下,長篇的推導有可能會增加學生畏難心理,如果某一步沒有聽清楚,將影響后面的學習,所以有些推導可以考慮放在書的附錄中或放在參考書中,正文中主要給出分析(推導)思路、分析結論,這樣,學生思路清楚,容易抓住重點.而提高教材中插圖的質量將有助于學生對有關概念的理解,這主要指兩方面,一是要用更合適、更能說明問題的插圖;二是要提高插圖的質量,電機是空間概念很強的,很多學生上本課程之前沒有看過電機(至多也就是電風扇之類),像電機結構,特別是磁動勢、旋轉磁場等概念,學生一時很難在腦中建立起來,如果教材中用清晰的立體圖形,特別是配以少量的彩色插圖(照片),就能幫助初學者獲得初步的印象,可以大大提高教學效率.
具體做法是:①改變過去直流電動機與三相異步電動機并重的安排,突出三相異步電動機的內容;②刪去一些繁瑣的理論推導,如刪去三相異步電動機旋轉磁場的數(shù)學推導公式,采用直觀的圖解來講解,學生只要具備最基本的電磁感應定律知識,就可以掌握旋轉磁場理論;③講授變壓器和三相異步電動機的等值電路時,可直接給出等值電路的線路圖,不用進行繞組折算和頻率折算(變壓器只需繞組折算),再根據它們的結構來解釋線路圖中各個量的含義;④在講授基本理論的同時,把理論知識與生產、生活實際的具體實例相結合,通過實例分析,加深學生對基本理論知識的掌握.
對高職院校而言,學生素質的好壞、實踐動手能力的高低就是學校的“生命”[2].因此,教師應積極改進教學方法,以期最大程度地提高學生分析和解決問題的能力,使學生能夠適應社會發(fā)展的要求.
在傳統(tǒng)的教學活動中,教師的主要任務是講解教材中的概念、定理并進行證明,學生的主要任務是對這些事實性概念及原理進行記憶、理解和簡單應用.學生獲取的只是教師課堂傳授內容的簡單堆砌,很難基于教師傳授的知識對問題作出推論和預測,更達不到解釋相關現(xiàn)象和問題的水平.當前的教學改革著眼于教學方法的改進,以提高教學質量.比如采用對比式教學,對初學者來說,電機雖然很難學,但它們之間往往是相互關聯(lián)的,采用比較法,可以達到事半功倍的效果.相對來說,變壓器比較簡單,可先講,學生一般都比較容易理解,而在講解異步電機時可以根據其內部電磁關系,聯(lián)想與變壓器的相似性.這樣既講解了異步電機,又加深了對變壓器的認識.除此之外還有直流電機、交流電機的比較,同步電機與異步電機的比較等.通過對比,使學生理順前后知識的脈絡,加深對知識的理解和掌握.
由于“電機與拖動”課程理論性強,學生學習時容易感到抽象和空洞,不利于充分調動學生的學習興趣和主觀能動性,因此引進多媒體技術、開發(fā)輔助教學軟件、降低教學難度,可以減少教學時間,提高教學效果[3].運用多媒體技術,將各種電器設備及其主要零部件制成圖像、視頻或動畫,在講解電機原理時,把它們形象地表示出來,增加學生的感性認識,若配以實物則效果更佳.對電機與拖動中的某些重點、難點,如交流繞組、旋轉磁場、三相異步電動機中電動勢與磁動勢的諧波分析等,合理利用計算機開發(fā)輔助教學軟件優(yōu)化教學過程.在課堂實踐過程中,把電機學中抽象的磁場、磁勢波形,以人機交互的程序出現(xiàn);在鼠標的點擊選擇下,使電機的結構在多媒體動畫功能下一一分解,逐步組裝,并可重復展示,幾乎可以不用語言,就能使學生看清它們的外形和內核,定子、轉子、線圈及磁場、電流走向等,圖像化教學可以在短時間內讓學生建立感性認識,再對電勢、電流的波形通過色彩效果分解出基波和諧波.而此時,屏幕上顯現(xiàn)出同學們熟悉的公式、特性曲線等,使學生增強和豐富了正確理解和解釋事物相互關系的能力.比如在講直流電機和三相異步電機的工作原理時,通過動畫模擬講解,使學生有了更加直觀的了解;講它們的結構和繞組時,結合圖片、圖像,化靜為動、化難為簡,將電機各部分的相互關系完整地進行展示,同時可以將一些無形的物理量如電流、磁力線等變?yōu)橛行蔚目梢晥D像,給學生提供直觀的感性材料.總之,用多媒體課件教授“電機與拖動”,課堂教學形象、生動,不但將學生從做筆記的負擔中解放出來,而且大大提高了課堂的利用率,激發(fā)了學生的學習興趣.
“電機與拖動”是實踐性很強的課程,必須加強實驗環(huán)節(jié),對實驗教學進行改革,著重學生動手能力的培養(yǎng)[4].實驗改革的重點是加強設計性實驗的教學.傳統(tǒng)的實驗主要是驗證性實驗,普遍采用學生按黑板上的電路圖接線并由教師檢查無誤后,再通電觀察實驗現(xiàn)象和測量實驗數(shù)據的方法.這樣做表面看起來實驗速度快、耗材少、實驗故障率小,但學生主動性差.學生不會懷疑實驗講義的結論的正確性,做實驗僅是驗證一下,不利于學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題能力的培養(yǎng).個別同學對實驗原理并不清楚,僅僅是按實驗步驟機械地去接線、測量、記錄,也能得出與實驗講義一致的結論.應適當增加設計型、綜合型和探索型實驗,鼓勵學生在完成基本實驗內容的前提下,自己設計試驗內容,以鞏固、加深對授課內容的理解.采用分批實驗的方法,盡量讓學生自己動手,獨立完成實驗,提高學生實驗操作的能力.這樣的教學方式,具有很強的直觀性、實驗性、目的性和互動性.學生能看到自己的進步,體驗到成功的喜悅,激發(fā)起強烈的求知欲望,有熱情繼續(xù)投入以后的學習與實訓.
“電機與拖動”課程考試的題目大部分計算量較大,所以用一張試卷在兩個小時內來確定一個學生的成績不是很合理,因此需要在考核方式上進行必要的改革,以強調和加強學生的綜合能力的培養(yǎng)[5].將考核成績分為平時成績、考試成績和實驗成績.平時成績占總成績的20%,主要包括學習態(tài)度、課前預習情況、課堂參與情況、出勤情況、學習主動性、完成作業(yè)及運用所學專業(yè)知識解決問題的能力等.考試采用開卷的形式,由任課教師出好試卷(如今,已經完成試卷庫的建設),按學校相關規(guī)定進行考試,占總成績的70%.實驗成績根據考勤、實驗態(tài)度、動手能力、創(chuàng)新能力、實驗報告來綜合評定,實驗成績占總成績的10%.這樣,要取得好的學習成績,在平時的學習過程中就要下功夫,僅求最后的期末考試取得高分數(shù)是不可能的,促進了學風的轉變.
實踐證明,通過師生教與學的磨合,“電機與拖動”課程的教學改革,取得了較好的教學效果,學生的學習成績和實際動手能力都有所提高,如學生參加電氣中級工考核一次通過率達到90%以上.既為自動控制原理、交直流調速系統(tǒng)、現(xiàn)代電力電子技術、控制電機等后續(xù)課程奠定了專業(yè)理論基礎,又為學生以后從事電氣工程及其他相關領域的工作打下了技術基礎.
[1] 劉永強. 《電機與拖動基礎》課程教學改革探討[J]. 中國科教創(chuàng)新導刊,2008(35):179.
[2] 陳貴榮,劉少克.“電機與拖動”課程教學改革[J]. 電氣電子教學學報,2008,30(6):1-2.
[3] 謝述雙. 高職《電機與電力拖動》課堂教學改革研究略談[J]. 廣西輕工業(yè),2008(3):118-119.
[4] 趙麗清. 關于《電機與拖動基礎》的教學實踐探索[J]. 中國電力教育,2008(13):80-81.
[5] 王繼強,仲偉堂. “電機與拖動”教學改革的研究與實踐[J]. 中國電力教育,2009(9):73-74.