賈 旭 梁 雪 張 羽

東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 遼寧沈陽 110819

電機(jī)原理及拖動(dòng)教學(xué)改革的探索

賈 旭 梁 雪 張 羽

東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 遼寧沈陽 110819

電機(jī)原理及拖動(dòng)是自動(dòng)化及電氣自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在相關(guān)專業(yè)學(xué)習(xí)過程中起著承上啟下的作用。從外部教學(xué)環(huán)境的改善、理論教學(xué)的規(guī)劃與改革、實(shí)踐教學(xué)的形式、考核方式的優(yōu)化等方面提出相關(guān)教學(xué)改革的思路與具體措施，并在教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行嘗試，取得了一定的成果。

教學(xué)；改革；電機(jī)原理及拖動(dòng)

電機(jī)原理及拖動(dòng)是自動(dòng)化及電氣等專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是在之前電路、數(shù)學(xué)、物理和機(jī)械等課程的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)的，又是后續(xù)自動(dòng)控制原理、電力傳動(dòng)系統(tǒng)等課程的基礎(chǔ)，在整個(gè)教學(xué)體系中起著承上啟下的重要作用。同時(shí)，電機(jī)拖動(dòng)課程又是一門抽象性很強(qiáng)的課程，在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師往往過于注重理論教學(xué)而忽視了實(shí)驗(yàn)教學(xué)在電機(jī)拖動(dòng)課程中的重要作用，經(jīng)常是教師在臺上滔滔不絕，學(xué)生確是云里霧里難以真正理解，最后形成“考試靠背、實(shí)驗(yàn)靠蒙”的現(xiàn)象，難以在實(shí)際應(yīng)用中真正地使用相關(guān)知識。[1-3]筆者結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，在電機(jī)原理與拖動(dòng)課程體系、課堂教學(xué)及實(shí)踐教學(xué)等方面提出相關(guān)探索。

1 外部教學(xué)環(huán)境的改善

無論何種改革都離不開外部政策與資金的支持，電機(jī)拖動(dòng)課程的改革也是如此。目前各高校考核辦法多數(shù)較為僵化繁雜，實(shí)驗(yàn)教師經(jīng)常為應(yīng)付各種名目的檢查做面子課，難以自由發(fā)揮，不能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。[4]為此應(yīng)在教學(xué)大綱編寫過程中留有較大的余地以使教師能夠發(fā)揮出自己的專長，結(jié)合相關(guān)的工程實(shí)踐經(jīng)歷講解電機(jī)及拖動(dòng)的具體應(yīng)用案例，起到理論結(jié)合實(shí)際的作用。[5]其次就是資金的支持，無論是教學(xué)改革的提出還是相關(guān)改革措施的實(shí)施都需要有配套的資金來進(jìn)行調(diào)研和對基礎(chǔ)設(shè)置進(jìn)行改善。尤其是現(xiàn)階段各高校因不夠重視實(shí)踐教學(xué)而導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊與數(shù)量不足；同時(shí)，改革也好，探索也罷，總是要在比較中前行，要比較就需要與同行交流，相應(yīng)的訪問交流需要一定的資金支撐。目前對于教學(xué)改革，主要還是口頭上的，一旦涉及實(shí)干與采購時(shí)，就會(huì)有較大的阻力，這些都需要相關(guān)人員的努力與爭取。

2 理論教學(xué)的規(guī)劃與改革

傳統(tǒng)的電機(jī)及拖動(dòng)課程存在知識結(jié)構(gòu)單一的問題，當(dāng)前各種知識大量出現(xiàn)并飛速發(fā)展，知識更新周期越變越短，若知識面狹窄，知識儲(chǔ)備不足，極易造成結(jié)構(gòu)性失衡，使學(xué)生往往只知道某項(xiàng)技術(shù)應(yīng)當(dāng)“怎么做”而不是“為什么做”，學(xué)生沒有學(xué)習(xí)目的，也就沒有探索新知識的動(dòng)力。[6]隨著信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)全球化的推進(jìn)，邊緣學(xué)科越來越多，多學(xué)科融合的現(xiàn)象也越來越多，現(xiàn)有的教育培養(yǎng)方式使學(xué)生的能力結(jié)構(gòu)單一[7]，缺乏解決復(fù)雜問題的能力，面對需要優(yōu)化決策的問題時(shí)往往束手無策，很難提高學(xué)習(xí)和工作的效率。

理論教學(xué)方面應(yīng)對現(xiàn)有的電機(jī)及拖動(dòng)課程教材及書籍進(jìn)行整合，形成一套全新的、適合高校自動(dòng)化及電氣專業(yè)、有一定特色的新型教學(xué)模式。[8]首先，在編寫教材過程中應(yīng)堅(jiān)持教材的完整性與邏輯性，在構(gòu)架理論框架時(shí)應(yīng)力求脈絡(luò)清楚，內(nèi)容豐滿，表達(dá)清晰，語句通順。理論教學(xué)應(yīng)該對學(xué)生起到引導(dǎo)的作用，所以教學(xué)過程中應(yīng)積極吸收國內(nèi)外先進(jìn)的工程技術(shù)與理論知識，選擇符合時(shí)代背景且符合電機(jī)基本理論的控制與調(diào)速的經(jīng)典案例進(jìn)行課程教學(xué)。[9]

在理論教學(xué)的過程中，不但要對傳統(tǒng)電機(jī)的基本原理進(jìn)行系統(tǒng)講解，還應(yīng)該對越來越多的新型電機(jī)的設(shè)計(jì)理念與控制方法有一定的涉獵，這樣無論對改善教師能力還是提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣都能夠起到積極的作用。

3 實(shí)踐教學(xué)形式的改革

學(xué)科的專業(yè)性質(zhì)不同，對學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的要求也不同，為符合社會(huì)對自動(dòng)化與電氣專業(yè)學(xué)生的基本要求，實(shí)踐動(dòng)手能力是對其培養(yǎng)過程中的重中之重。因而，為了培養(yǎng)合格的符合需求的專業(yè)人才，在教學(xué)過程中應(yīng)以社會(huì)需求為導(dǎo)向，培養(yǎng)出有較好動(dòng)手與操作能力的學(xué)生，增強(qiáng)其就業(yè)競爭力，使其在參與工作后能夠迅速適應(yīng)工作環(huán)境并從中吸收消化相關(guān)行業(yè)知識。

3.1 實(shí)驗(yàn)室教學(xué)

實(shí)踐教學(xué)分為實(shí)驗(yàn)室教學(xué)與工業(yè)現(xiàn)場教學(xué)兩部分。目前的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)中往往存在這樣一些問題：設(shè)備套數(shù)有限且多數(shù)設(shè)備陳舊，同時(shí)維修滯后等因素影響實(shí)驗(yàn)的精確性，例如在三相芯式變壓器相關(guān)實(shí)驗(yàn)中對其功率測量所使用的功率表，若其測量值有偏差，其功率因數(shù)會(huì)大于1，無論在理論上還是實(shí)際中都是不可能會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象。

大部分實(shí)驗(yàn)采用掛箱結(jié)構(gòu)或?qū)嶒?yàn)箱完成，其電路與系統(tǒng)均為封閉式，實(shí)驗(yàn)過程中操作的靈活性不佳，若實(shí)驗(yàn)設(shè)備或連線稍有問題，學(xué)生便無法獨(dú)立分析與解決問題。一種解決辦法是在實(shí)驗(yàn)中引入仿真軟件，其結(jié)果是，真實(shí)設(shè)備不能做或是因?yàn)榘踩虿荒茏龅膶?shí)驗(yàn)，仿真實(shí)驗(yàn)都能做到[10]；對于電機(jī)啟動(dòng)等快過程，在仿真實(shí)驗(yàn)中可以觀察到其中一些參數(shù)的暫態(tài)變化過程；同時(shí)對耗材的需求較小，因其無須接線，在調(diào)試與觀測過程中可以靈活掌控實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間；誤差分析與錯(cuò)誤診斷也較為方便。

3.2 現(xiàn)場教學(xué)

現(xiàn)場的實(shí)踐教學(xué)則能更好地起到結(jié)合理論與實(shí)際的作用。電機(jī)與變壓器都是很常見的電氣設(shè)備，但作為沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生，對其結(jié)構(gòu)很難有直觀的認(rèn)識，對問題的理解也很困難，對于這部分內(nèi)容若采用現(xiàn)場教學(xué)則能起到很好的作用。例如教師可以將一臺電機(jī)拆開，參照實(shí)物對學(xué)生講解電機(jī)的結(jié)構(gòu)及各部分的作用，使學(xué)生直觀地理解與掌握其結(jié)構(gòu)。[11,12]講解后，可以讓學(xué)生先觀察，再親自動(dòng)手拆線與組裝各部分構(gòu)件，討論每個(gè)部件的名稱與作用以加深印象。

4 考核方式的優(yōu)化

電機(jī)及電機(jī)拖動(dòng)課程現(xiàn)有的考核方式以百分制為主，依據(jù)學(xué)生平時(shí)課堂表現(xiàn)、作業(yè)成績與期末考試成績進(jìn)行評定，且以期末考試成績?yōu)橹?，其比重一般?0%～90%。這種以筆試為主的考核方式導(dǎo)致學(xué)生不注重日常學(xué)習(xí)與積累，在期末時(shí)又忙于應(yīng)付考試，限制了學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力的形成與發(fā)展，與素質(zhì)教育及創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標(biāo)不符。電機(jī)及電機(jī)拖動(dòng)課程雖然也配有相關(guān)實(shí)驗(yàn)，但也僅限于對理論教學(xué)的驗(yàn)證，學(xué)生積極性不高，期末考試中對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的涉及也很少，不能很好地反映學(xué)生動(dòng)手能力與實(shí)踐操作能力。

為此，應(yīng)對考核方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)母母铩Ｊ紫仁亲兘K結(jié)性考試為過程考核，除期末考試外，增設(shè)期中考試、隨堂測驗(yàn)、小論文或小型調(diào)查報(bào)告，同時(shí)將電機(jī)實(shí)驗(yàn)變?yōu)楠?dú)立的課程單獨(dú)進(jìn)行評價(jià)。[13]

在對考核模式進(jìn)行改革后，可以明顯觀察到其效果。課堂教學(xué)過程中學(xué)生提問的積極性大大提高，在撰寫小論文的過程中提高了學(xué)生信息收集的能力，提升了學(xué)習(xí)的興趣，使得學(xué)生更加注重平時(shí)的積累。獨(dú)立成課的實(shí)驗(yàn)課也使得學(xué)生對實(shí)踐的重視程度大大提高，通過實(shí)際操作與數(shù)據(jù)檢驗(yàn)更好地培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手的能力。

5 結(jié)束語

電機(jī)原理及拖動(dòng)是一門內(nèi)容豐富，涉獵面廣的課程，其基于公共基礎(chǔ)課程同時(shí)又作為專業(yè)課的基礎(chǔ)，怎樣讓學(xué)生更好地掌握相關(guān)知識，是每一個(gè)教學(xué)工作者努力的方向。以上在外部條件、理論與實(shí)踐以及考核方式等方面提出了一些改革方法，其中一些已被證明行之有效，極大地提升了學(xué)生的積極性與能力，變被動(dòng)聽講為主動(dòng)提問，形成了良好的教學(xué)互動(dòng)。不可否認(rèn)在某些教學(xué)過程中依然存在著不盡如人意的地方，今后仍需在教學(xué)過程中繼續(xù)探索，不斷完善。

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[4] 黃松柏.電機(jī)學(xué)教學(xué)改革探討[J].輕工科技,2013(2):131-132.

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Exploration on Teaching Reformation of Electrical Machines and Their Drives

Jia Xu，Liang Xue，Zhang Yu
Northeastern University， Shenyang， 110819， China

Electrical machines and their drives is a professional basic course of automation and electrical automation professional， plays a vital role in the related feld in the process of learning. Put forward concrete measures of teaching reform and related ideas of optimization so as to improve the teaching， from the external environment planning and theory teaching reform， practice teaching form， assessment methods，and some attempts in the teaching practice， and achieved certain results.

teaching； reform； electrical machines and their drives

2014-11-20

賈旭，本科，助理實(shí)驗(yàn)師。梁雪，碩士，助理實(shí)驗(yàn)師。張羽，碩士，實(shí)驗(yàn)師，實(shí)驗(yàn)中心副主任。