馬天磊　曾慶山　羅勇　彭金柱

摘? ?要：電工學(xué)課程是理工類專業(yè)本科生的一門公共基礎(chǔ)課。該文分析了電工學(xué)課程的教學(xué)特點(diǎn)，提出了基于學(xué)生興趣引導(dǎo)的電工學(xué)案例教學(xué)方法。以課程的三個(gè)主要章節(jié)為例，設(shè)計(jì)圍繞高新技術(shù)的教學(xué)案例，配合課程理論教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)質(zhì)量。實(shí)踐證明，通過興趣引導(dǎo)下的案例教學(xué)改革實(shí)踐，不僅使學(xué)生加深了對(duì)電工學(xué)課程知識(shí)的理解，同時(shí)提高了學(xué)生對(duì)高新技術(shù)知識(shí)的了解程度，融會(huì)貫通，達(dá)到靈活掌握課堂知識(shí)的目的。

關(guān)鍵詞：電工學(xué)? 教學(xué)方法改革? 案例設(shè)計(jì)? 興趣培養(yǎng)? 高新技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM15? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）10（c）-0192-02

Abstract： The electrotechnics course is a professional basic course for undergraduates majoring in electrical information. In this paper， we analyze the teaching characteristics of the electrotechnics course， and put forward a case teaching method of electrotechnics based on the guidance of students interest. Taking three main chapters of the electrotechnics course as examples， this paper designs teaching cases around high-tech， which cooperate with course theory teaching， to enhance students interest in learning and improve teaching quality. Practice has proved that the case teaching reform guided by interest not only deepens students understanding of electrotechnics knowledge， but also improves students' understanding and mastery of high-tech， which achieves the purpose of flexible grasp of electrotechnics knowledge.

Key Words： Electrotechnics; Teaching methods reform; Case design; Interest cultivation; High-tech

在《電工學(xué)》課程教學(xué)過程中，面向的授課對(duì)象是理工類專業(yè)本科生，學(xué)生的專業(yè)、基礎(chǔ)功底等不盡相同，這對(duì)電工學(xué)課程的教學(xué)帶來了許多難題。如何面對(duì)不同類型的學(xué)生，把相同的課本知識(shí)充分的講授清楚，使所有專業(yè)的學(xué)生都能理解和接受，是電工學(xué)教學(xué)的難點(diǎn)。然而，電工學(xué)涉及到大量的電類知識(shí)，不僅理論內(nèi)容多，而且系統(tǒng)和概念復(fù)雜[1-2]。另外，很多學(xué)生不具備數(shù)學(xué)、物理等方面的扎實(shí)基本功。以上兩點(diǎn)共同導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)電工學(xué)的過程中出現(xiàn)不能很好地理解知識(shí)點(diǎn)、課程內(nèi)容跟不上，從而最終導(dǎo)致課程掛科等嚴(yán)重后果。

眾所周知，興趣是促使人們認(rèn)真且努力從事某項(xiàng)事物的最好的動(dòng)力[3]?？紤]到學(xué)生在電工學(xué)課程中遇到的難點(diǎn)，可以引入學(xué)生們感興趣的內(nèi)容，促使學(xué)生對(duì)電工學(xué)課程產(chǎn)生濃厚的興趣，從而激發(fā)自身學(xué)習(xí)的動(dòng)力，這樣能夠起到事半功倍的效果。對(duì)于理工類專業(yè)的學(xué)生來說，普遍對(duì)高新技術(shù)知識(shí)具備濃厚的興趣，而且，他們經(jīng)常會(huì)關(guān)注一些高新科技的論壇和新聞。根據(jù)這一特點(diǎn)，在電工學(xué)教學(xué)過程中，引入高新科技有關(guān)的技術(shù)知識(shí)，能夠有效地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力，將學(xué)生們的注意力重新聚焦到課堂中[4]。

本文選取高等教育出版社出版，唐介、劉蘊(yùn)紅主編的《電工學(xué)（少學(xué)時(shí)）》第四版為教材，并以其中三個(gè)重要章節(jié)為例，設(shè)計(jì)基于高新科技的教學(xué)案例，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，以期達(dá)到用興趣驅(qū)動(dòng)學(xué)生掌握電工學(xué)知識(shí)的目的。

1? 案例設(shè)計(jì)

所選課程的章節(jié)分別為第6章“電動(dòng)機(jī)”、第7章“電氣自動(dòng)控制”、第8章“直流穩(wěn)壓電源”。三個(gè)章節(jié)所涉及知識(shí)點(diǎn)分別為電能實(shí)現(xiàn)能量利用和轉(zhuǎn)化的三個(gè)代表，覆蓋了生產(chǎn)生活的很多方面，因此，所選章節(jié)的內(nèi)容極具代表性，能夠最大程度地提升學(xué)生對(duì)電工學(xué)知識(shí)的興趣。

1.1 電動(dòng)機(jī)

第6章主要講解的是三相異步電動(dòng)機(jī)，其為實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的主要裝置，基本原理為三相電流通過三相繞組產(chǎn)生在空間旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而產(chǎn)生動(dòng)能。這種電磁相互轉(zhuǎn)化和相互作用的電機(jī)，其原理簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，很多同學(xué)早有耳聞，所以在學(xué)習(xí)的時(shí)候很難提起興趣。因此在講解三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速等重要章節(jié)時(shí)，學(xué)生出現(xiàn)不認(rèn)真聽講的現(xiàn)象。

除了這種依靠電磁轉(zhuǎn)換的電機(jī)以外，超聲波電機(jī)是原理完全不同的另一種電機(jī)，其利用壓電材料的逆壓電特性，激發(fā)電機(jī)定子的機(jī)械振動(dòng)，通過定轉(zhuǎn)子之間的摩擦力，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的定向運(yùn)動(dòng)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能輸出。與傳統(tǒng)電機(jī)相比，它具有體積小、低速大轉(zhuǎn)矩、反應(yīng)速度快、不受磁場(chǎng)影響、保持力矩大等優(yōu)點(diǎn)。這種電機(jī)的研究從20世紀(jì)70年代開始，比電磁轉(zhuǎn)換的電機(jī)研究晚了一個(gè)多世紀(jì)，所以其技術(shù)很新。通過引入超聲波電機(jī)的例子，同學(xué)們能夠掌握全新的電動(dòng)機(jī)能量轉(zhuǎn)換的原理，通過與經(jīng)典的電磁轉(zhuǎn)換電機(jī)相對(duì)比，在提升興趣的同時(shí)，還可以對(duì)電磁轉(zhuǎn)換電機(jī)的各項(xiàng)性能加深理解，起到興趣帶動(dòng)學(xué)習(xí)的目的。

1.2 電氣自動(dòng)控制

第7章主要講授電氣自動(dòng)控制內(nèi)容，圍繞交流接觸器、行程開關(guān)、時(shí)間繼電器等控制電器，設(shè)計(jì)控制電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)等用電設(shè)備的控制作用，達(dá)到以人類的要求實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、順序控制、時(shí)間控制等目的。雖然是自動(dòng)控制，但是學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)的過程中，普遍反映所講內(nèi)容的控制手段含有手動(dòng)步驟，自動(dòng)化和智能化的程度與想象中的有差距。進(jìn)入人工智能時(shí)代后，經(jīng)典的控制手段雖然是基礎(chǔ)，但是已經(jīng)很難吸引眼球，這種情況造成了學(xué)生們對(duì)所學(xué)內(nèi)容的興趣度大大降低[5]。

為了提升學(xué)生對(duì)本章內(nèi)容的興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性。建議電氣自動(dòng)控制章節(jié)內(nèi)容與現(xiàn)階段比較熱門的人工智能技術(shù)相連接，這樣既能吸引同學(xué)們回歸到經(jīng)典的電氣自動(dòng)控制知識(shí)中來，又能擴(kuò)展同學(xué)們的知識(shí)面，起到一舉雙得的目的。人工智能技術(shù)涉及面非常廣，可以選取與控制相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行講解，比如自動(dòng)控制電路在實(shí)現(xiàn)控制功能時(shí)，啟動(dòng)按鈕和停止按鈕均需要人工進(jìn)行操作。引入人工智能技術(shù)后，可以利用高速處理芯片，嵌入深度學(xué)習(xí)算法，結(jié)合外圍傳感器，設(shè)計(jì)智能控制方案，取代人工操作的步驟，實(shí)現(xiàn)真正意義的自動(dòng)控制[6]。

1.3 直流穩(wěn)壓電源

第8章主要講解直流穩(wěn)壓電源，其基礎(chǔ)是半導(dǎo)體二極管。半導(dǎo)體二極管的工作原理相對(duì)來說比較容易理解，簡(jiǎn)單來講就是正向?qū)?、反向截止。這對(duì)于想要學(xué)習(xí)高技術(shù)知識(shí)的大學(xué)生來說，誘惑力不足。如果本章基礎(chǔ)部分不能很好的提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，那么學(xué)生們很難對(duì)后續(xù)的知識(shí)點(diǎn)有很好的掌握。相反，如果我們將二極管的內(nèi)容與某些新穎的事件聯(lián)系起來，那么就能吸引學(xué)生的眼球，進(jìn)而提升學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。

在二極管的發(fā)展歷程中，2014年是一個(gè)值得被銘記的年份。因?yàn)?014年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)被授予了日本科學(xué)家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科學(xué)家中村修二，以表彰他們發(fā)明了藍(lán)色發(fā)光二極管，并因此帶來的新型節(jié)能光源。可能同學(xué)們不會(huì)想到諾貝爾物理獎(jiǎng)這樣世界性的大獎(jiǎng)，竟然和簡(jiǎn)單的二極管會(huì)有聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上，我們可以講解那三位科學(xué)家是如何獲得諾獎(jiǎng)的，其中做出了哪些技術(shù)上的貢獻(xiàn)。在這些內(nèi)容的牽引下，不僅二極管的知識(shí)能夠很容易的讓學(xué)生們接受，而且學(xué)生們對(duì)諾貝爾獎(jiǎng)也能有一個(gè)很好的了解。諾貝爾獎(jiǎng)，那么神圣和遙不可及的一個(gè)概念，其實(shí)距離我們的所學(xué)是那么的近。不僅如此，還能激發(fā)同學(xué)們努力學(xué)習(xí)課本知識(shí)的動(dòng)力。

2? 知識(shí)點(diǎn)回歸

案例是促進(jìn)課堂教學(xué)的，教學(xué)的關(guān)鍵仍是課本知識(shí)。案例與課本知識(shí)相輔相成，案例能夠促進(jìn)學(xué)生們對(duì)課本知識(shí)的理解與掌握，課本知識(shí)又能夠進(jìn)一步驗(yàn)證案例的科學(xué)性和合理性。

這三個(gè)典型的案例，均是以課本知識(shí)為主，融入現(xiàn)階段同學(xué)們感興趣的高新科技話題，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。興趣是最好的導(dǎo)師，在興趣的引導(dǎo)下，學(xué)生們不僅能夠很容易掌握住課本知識(shí)，同時(shí)對(duì)于與案例相關(guān)的課外內(nèi)容，也能夠在興趣的引領(lǐng)下，有一定程度的掌握，達(dá)到豐富和擴(kuò)大知識(shí)面的效果。

3? 實(shí)際教學(xué)效果

在2017—2018學(xué)年和2018—2019學(xué)年的教學(xué)過程中，通過融入這些案例，同學(xué)們對(duì)這三章的學(xué)習(xí)興趣普遍提升。在課后的學(xué)生討論中，發(fā)現(xiàn)更多的學(xué)生提出關(guān)于這些章節(jié)的問題，而且所提問題不局限于課本知識(shí)，有許多課外相關(guān)知識(shí)的擴(kuò)展。這些都說明學(xué)生們對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)的關(guān)注度提升，形成了學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而對(duì)于實(shí)際的教學(xué)效果有顯著直接的提升作用。

4? 結(jié)語

根據(jù)現(xiàn)階段理工科專業(yè)大學(xué)生對(duì)高科技知識(shí)的濃厚興趣，將圍繞課本知識(shí)的高新技術(shù)案例引入電工學(xué)課程教學(xué)中，從而提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，發(fā)散學(xué)生的思維。這種興趣引導(dǎo)下的案例設(shè)計(jì)教學(xué)方法是課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的方法，加強(qiáng)理論與實(shí)際的結(jié)合，將實(shí)際應(yīng)用與課程教學(xué)緊密聯(lián)系。實(shí)踐證明，通過興趣引導(dǎo)下的案例設(shè)計(jì)教學(xué)的改革實(shí)踐，不僅使學(xué)生加深了對(duì)電工學(xué)課本知識(shí)內(nèi)容的理解，同時(shí)擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和自學(xué)能力。

參考文獻(xiàn)

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