王曉光 劉凌云 馮晶晶 陳俊 陳輝

摘要：電機(jī)學(xué)是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握電機(jī)的基本理論、分析方法和基本實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于電氣工程問(wèn)題分析與設(shè)計(jì)的初步能力。為了改善電機(jī)學(xué)難學(xué)的問(wèn)題，本文提出項(xiàng)目引導(dǎo)式的教學(xué)方法，以實(shí)際的項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程引導(dǎo)學(xué)生對(duì)電機(jī)學(xué)基本知識(shí)點(diǎn)、分析方法的學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞：電機(jī)學(xué);項(xiàng)目引導(dǎo);復(fù)雜工程問(wèn)題

一、引言

電機(jī)學(xué)課程是專業(yè)核心課程之一，通過(guò)本課程的教學(xué)為后續(xù)專業(yè)課程和進(jìn)一步的專業(yè)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。電機(jī)學(xué)的基本概念、理論較多，涉及到的磁場(chǎng)、電磁轉(zhuǎn)換過(guò)程較為復(fù)雜，學(xué)生普遍認(rèn)為電機(jī)學(xué)的學(xué)習(xí)難度較大，號(hào)稱“四大天書(shū)之一”。但是，電機(jī)學(xué)是基本電磁學(xué)的典型應(yīng)用，同時(shí)具有基礎(chǔ)性和專業(yè)性。所以，電機(jī)學(xué)的教學(xué)效果直接影響著學(xué)生對(duì)其他專業(yè)核心課的學(xué)習(xí)效果。

為了改善傳統(tǒng)教學(xué)模式弊端，文獻(xiàn)[1]將工程項(xiàng)目引導(dǎo)的教學(xué)模式應(yīng)用在“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程中。文獻(xiàn)[2]對(duì)項(xiàng)目引導(dǎo)實(shí)踐教學(xué)模式在現(xiàn)代材料科學(xué)與工程專業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行了探索。文獻(xiàn)[3]將項(xiàng)目引導(dǎo)和任務(wù)驅(qū)動(dòng)兩種教學(xué)方法融合用于數(shù)字信號(hào)處理課程的教學(xué)當(dāng)中。文獻(xiàn)[4]將項(xiàng)目教學(xué)法用于PLC 應(yīng)用技術(shù)教學(xué)環(huán)節(jié)當(dāng)中。文獻(xiàn)[5]在Matlab與工程計(jì)算課程教學(xué)實(shí)踐中采用了工程項(xiàng)目引導(dǎo)的教學(xué)方式。由此可見(jiàn)，項(xiàng)目引導(dǎo)式教學(xué)法在諸多工科相關(guān)的課程教學(xué)中得到應(yīng)用，并取得了較好的教學(xué)效果。

為了提高電機(jī)學(xué)課程的教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，更加符合專業(yè)認(rèn)證對(duì)本科教學(xué)的要求及對(duì)學(xué)生培養(yǎng)的指標(biāo)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)歷，將實(shí)際的項(xiàng)目引入電機(jī)學(xué)的教學(xué)環(huán)節(jié)當(dāng)中，將項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與電機(jī)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生隨著項(xiàng)目的進(jìn)展對(duì)電機(jī)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。

二、項(xiàng)目引導(dǎo)式教學(xué)法的實(shí)施

2.1 傳統(tǒng)的電機(jī)學(xué)教學(xué)方法

以我校電機(jī)學(xué)課程體系安排，電機(jī)學(xué)課程包括四部分內(nèi)容：變壓器、交流繞組共同理論、同步電機(jī)、直流電機(jī)，主要講解各個(gè)內(nèi)容的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和特性、基本分析方法。課程理論性和綜合性都比較強(qiáng)，教學(xué)方法以課堂講授基本原理為主，以實(shí)驗(yàn)、平時(shí)作業(yè)、課上討論為輔，多種形式共同實(shí)施教學(xué)過(guò)程。

首先，在電機(jī)學(xué)每章講授之前，將設(shè)計(jì)好的項(xiàng)目課題展示給學(xué)生。例如在講授變壓器章節(jié)之前，先拋給學(xué)生們一個(gè)設(shè)計(jì)變壓器的任務(wù)，設(shè)計(jì)一個(gè)手機(jī)充電器用小型變壓器、充電電流3A;在講解交流繞組共同理論章節(jié)之前，給出一個(gè)教室用風(fēng)扇的電機(jī)繞組，實(shí)現(xiàn)繞組通電后產(chǎn)生一個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng);在講解交流繞組共同理論章節(jié)之前，要求大家思考如何設(shè)計(jì)一個(gè)小型手持發(fā)電機(jī);在講解直流電機(jī)之前，要求大家先設(shè)計(jì)一款電動(dòng)玩具用直流電動(dòng)機(jī)。

其次，每次給出設(shè)計(jì)任務(wù)，均要符合以下原則：1. 標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)任務(wù)均按照標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求給出項(xiàng)目需求書(shū)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用場(chǎng)合等詳細(xì)的要求。2. 通用化，應(yīng)用場(chǎng)合一定要貼合日常生活，最好是學(xué)生們?nèi)粘Ｊ褂玫脑O(shè)備，從而提高學(xué)生們的興趣和設(shè)計(jì)欲望。3. 簡(jiǎn)單化，設(shè)計(jì)的項(xiàng)目需要的原理簡(jiǎn)單、功能簡(jiǎn)單，部分學(xué)生通過(guò)已經(jīng)學(xué)過(guò)的高中物理、工程電磁場(chǎng)等課程、對(duì)電機(jī)學(xué)的預(yù)習(xí)，輔以網(wǎng)絡(luò)資料可以擬出一個(gè)大概的設(shè)計(jì)方案，使學(xué)生具有一定的成就感，從而對(duì)接下來(lái)將要學(xué)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容具有一定的求知欲，從而使學(xué)生由 “被動(dòng)學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)為“自發(fā)學(xué)習(xí)”或“主動(dòng)學(xué)習(xí)”。4.先進(jìn)化，拋給學(xué)生的設(shè)計(jì)任務(wù)或產(chǎn)品具有一定的先進(jìn)性，而不是老舊的技術(shù)或產(chǎn)品，使得學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目具有一定期待感，也使得學(xué)生對(duì)自己設(shè)計(jì)的項(xiàng)目具有一定是實(shí)用性。

最后，根據(jù)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求以及學(xué)生對(duì)該項(xiàng)目設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，對(duì)電機(jī)學(xué)各個(gè)章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的講解。以項(xiàng)目的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程為主線，將教學(xué)內(nèi)容重新組織和優(yōu)化，由簡(jiǎn)單到困難，逐步深化講解的內(nèi)容。先講解原理、概念性的知識(shí)，再講解公式及特性，最后講解分析方法，以線蓋面，逐層深入。

項(xiàng)目引導(dǎo)式教學(xué)法的實(shí)施過(guò)程中，使學(xué)生在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中提出問(wèn)題，利用課程學(xué)到知識(shí)和自學(xué)方法分析問(wèn)題，利用團(tuán)隊(duì)合作、個(gè)人創(chuàng)新等能力解決問(wèn)題。項(xiàng)目引導(dǎo)式教學(xué)設(shè)計(jì)與學(xué)生能力對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖1所示。所以，該方法使學(xué)生由“被動(dòng)學(xué)習(xí)”變成了“主動(dòng)式學(xué)習(xí)”，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望、鍛煉了學(xué)生的自學(xué)能力、提高了提出問(wèn)題分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)促進(jìn)學(xué)生自覺(jué)主動(dòng)地去思考、去探索，進(jìn)一步從理論和實(shí)踐中汲取知識(shí)，開(kāi)拓思維，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

通過(guò)精心設(shè)計(jì)的項(xiàng)目任務(wù)和設(shè)計(jì)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的過(guò)程中對(duì)電機(jī)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，將工程實(shí)例和教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，融入了因材施教、創(chuàng)新引導(dǎo)和工程結(jié)合等理念，系統(tǒng)性地培養(yǎng)學(xué)生作為一名工程師所需的基本素養(yǎng)，解決當(dāng)前理論教學(xué)不足的問(wèn)題。

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