張水平

摘 ? ?要： 整體直觀模型觀認(rèn)為每一門學(xué)科既簡(jiǎn)單又透明，把握整個(gè)課程的體系大局觀并非難事。在整體直觀模型的指導(dǎo)下，系統(tǒng)地建立每一門課程的知識(shí)細(xì)節(jié)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)至關(guān)重要，整體直觀模型教學(xué)觀對(duì)《電機(jī)與拖動(dòng)》的教學(xué)改革具有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞： 整體直觀模型 ? ?《電機(jī)與拖動(dòng)》 ? ?教學(xué)改革 ? ?應(yīng)用

一、整體直觀模型觀介紹

整體直觀模型強(qiáng)調(diào)整體大于部分，整體對(duì)部分的發(fā)展有指導(dǎo)意義。每一個(gè)行業(yè)、每一個(gè)專業(yè)、每一個(gè)學(xué)科甚至每一門課都是一個(gè)整體，總有一個(gè)基本內(nèi)容、基本觀念、基本知識(shí)統(tǒng)管全局，貫穿整個(gè)體系，其他知識(shí)細(xì)節(jié)可以通過整體的邏輯推導(dǎo)出來，好像是從整體中“生長(zhǎng)”出來的，從而賦予知識(shí)“生命的張力”。

整體直觀模型強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，認(rèn)為學(xué)生是認(rèn)知的主體，是知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)者;教師只對(duì)學(xué)生的意義建構(gòu)起到幫助和促進(jìn)作用，并不要求教師直接向?qū)W生傳授和灌輸知識(shí)。教師和學(xué)生的地位、作用和傳統(tǒng)教學(xué)相比已發(fā)生很大變化，整體直觀教學(xué)理念對(duì)教學(xué)改革具有重大的指導(dǎo)意義。

二、當(dāng)前《電機(jī)與拖動(dòng)》教學(xué)中的問題

由于受傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響，老師把學(xué)生看做是“容器”，認(rèn)為只要把“容器”裝滿，學(xué)生把知識(shí)死記下來就完成了教學(xué)任務(wù)，老師和學(xué)生及學(xué)生與學(xué)生之間缺乏交流，重公式和定律而輕發(fā)展過程和實(shí)際應(yīng)用。

實(shí)際教學(xué)中，沒有從整體上看待《電機(jī)與拖動(dòng)》知識(shí)結(jié)構(gòu)，沒有找到貫穿《電機(jī)與拖動(dòng)》的那條“主線”或“骨架”，以及用這條“主線”或“骨架”貫穿直流電機(jī)、變壓器、交流電機(jī)的知識(shí)細(xì)節(jié)，沒有看到直流電機(jī)、變壓器、交流電機(jī)三者之間的共性，缺乏從系統(tǒng)的角度看待電機(jī)與拖動(dòng)，造成學(xué)生對(duì)電機(jī)與拖動(dòng)的知識(shí)缺乏真正理解，所學(xué)的知識(shí)“支離破碎”，知識(shí)成為孤立的“知識(shí)點(diǎn)”，形成不了系統(tǒng)，學(xué)生題目會(huì)做，公式會(huì)背，但不了解其物理意義，遇到實(shí)際問題就不知所措。

三、整體直觀模型在《電機(jī)與拖動(dòng)》教學(xué)改革中的實(shí)際應(yīng)用

教學(xué)改革的重點(diǎn)是改變傳統(tǒng)的教育模式，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)從整體上構(gòu)建整個(gè)知識(shí)體系，用一個(gè)知識(shí)點(diǎn)貫穿整個(gè)知識(shí)，做到“心中有圖”、“心中有模型”、“心中有知識(shí)架構(gòu)”、“心中有主線”，融會(huì)貫通，達(dá)到“開悟”。

（一）構(gòu)建整體知識(shí)體系。

在任何復(fù)雜的系統(tǒng)中，任何復(fù)雜的知識(shí)中，總有一條非常簡(jiǎn)單的暗線貫穿整個(gè)體系，老師和學(xué)生的主要任務(wù)是發(fā)掘這條主線，同時(shí)用這條主線構(gòu)造體系的其他知識(shí)細(xì)節(jié)。

電機(jī)與拖動(dòng)需要從整體上看待。電機(jī)與變壓器從結(jié)構(gòu)和原理上非常簡(jiǎn)單，從結(jié)構(gòu)上看：電機(jī)和變壓器主要是由銅和鐵組成，銅是電路部分，鐵是磁路部分，銅和鐵構(gòu)成電感;從原理上看，就一句話，電流就是磁場(chǎng)，電場(chǎng)與磁場(chǎng)可以相互轉(zhuǎn)換，兩根導(dǎo)線中通入電流，兩根導(dǎo)線就會(huì)相互作用。直流電機(jī)、變壓器、三相異步電動(dòng)機(jī)、同步電機(jī)、伺服電機(jī)等，從本質(zhì)上可以看成是兩根導(dǎo)線，在導(dǎo)線中有電流。甚至可以推廣，電力系統(tǒng)本質(zhì)上可以利用兩根導(dǎo)線建立起來。

童年經(jīng)歷告訴我們：兩個(gè)磁鐵相互作用，要么相互排斥要么相互吸引，使得物體運(yùn)動(dòng);大學(xué)時(shí)代學(xué)習(xí)電機(jī)和變壓器知識(shí)告訴我們：磁場(chǎng)可以通過電流產(chǎn)生（1821年奧斯特發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象），電流相互作用，就是磁場(chǎng)相互作用，因?yàn)殡娏骶褪谴艌?chǎng)，這些知識(shí)就是電機(jī)和變壓器的本質(zhì)。在童年時(shí)代和大學(xué)時(shí)代，其實(shí)就隔了一層薄薄的紙：電流就是磁場(chǎng)，這層紙也把公元前5世紀(jì)（發(fā)現(xiàn)磁的現(xiàn)象）和現(xiàn)代電氣文明隔開了，人類跨過這一步卻走了2500年。

（二）知識(shí)的細(xì)化。

電機(jī)與拖動(dòng)主要由直流電機(jī)、變壓器、三相異步電機(jī)等知識(shí)組成。

直流電動(dòng)機(jī)：直流電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、附加部分組成，定子由定子鐵芯和定子線圈兩部分組成，主要作用是產(chǎn)生主磁通，線圈是電路部分，鐵芯是磁路部分;轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子線圈組成，主要是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩;附加部分由電刷、機(jī)座等組成。然后分析基本原理，建立直流電機(jī)的等效電路。最后，利用等效電路分析直流電機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)等。

變壓器：由鐵心和原邊、副邊線圈組成，原邊線圈接交流電源、副邊接負(fù)載，然后分析其原理，建立等效電路，最后利用等效電路分析短路實(shí)驗(yàn)、空載實(shí)驗(yàn)，測(cè)試變壓器的參數(shù)，為變壓器的運(yùn)行提供參考。

三相交流電機(jī)：三相交流電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子兩部分組成，定子由定子鐵芯和定子線圈兩部分組成，主要作用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁通;轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子線圈組成，主要是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩;然后分析基本原理，建立交流電機(jī)的等效電路。最后，利用等效電路分析交流電機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)等。

（三）真正體驗(yàn)知識(shí)，達(dá)到“開悟”。

整體直觀模型非常注重學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，把豐富的生活經(jīng)驗(yàn)與電機(jī)拖動(dòng)的一些概念和物理量緊密聯(lián)系，有利于學(xué)生對(duì)概念的理解和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。把電流類比為水流、水管類比為導(dǎo)線、電壓類比為水位差、開關(guān)類比為閥門、電源類比為水塔等，這種方式使學(xué)習(xí)更加有趣、更加生活化，可以發(fā)揮學(xué)生的想象力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

盡量為學(xué)生創(chuàng)造比較好的實(shí)驗(yàn)條件，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教學(xué)，將理論和實(shí)際相結(jié)合，使學(xué)生回到真實(shí)的情景中。實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)工科學(xué)生掌握所學(xué)課程的內(nèi)容及靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的思想方法至關(guān)重要。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)由淺入深，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，提高他們的興趣，培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力與解決實(shí)際問題的思想方法和創(chuàng)新能力。

四、結(jié)語

學(xué)習(xí)并研究一些整體直觀模型學(xué)習(xí)理論，開展教學(xué)實(shí)踐，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為重點(diǎn)的素質(zhì)教育，推進(jìn)課程教材改革，產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響和積極的促進(jìn)作用。實(shí)踐證明：采用先進(jìn)的教育方法，發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，教學(xué)效果較好，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高了教學(xué)質(zhì)量。

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