紧缺专业“电机学”课程教学建设探讨

何 山,王雪飞,黄 嵩,李建明

(1.新疆大学电气工程学院,新疆乌鲁木齐 830047;2.新疆职业大学机电学院,新疆乌鲁木齐 830013;3.新疆美克化工有限责任公司,新疆库尔勒 841001)

0 引言

2008年,我校电气工程及其自动化专业被批准为新疆维吾尔自治区级紧缺专业,其教学重在适应自治区经济加快工业化发展的需要,培养具有扎实的基础知识和具备一定工程实践能力的高素质技术人才。对学生的动手能力和工程实践能力有较高要求。针对紧缺专业培养的需要,我院“电机学”课程的教学课时有了较大幅度的压缩,而实践环节课时有所增加,课堂教学增加了习题讨论课。如何适应紧缺专业学生的能力培养需要,改变传统的教学方式和方法,向教师提出了挑战和新的要求。

我院“电机学”课程授课学时的改变如表1所示。课时从最初的每学期18周减至14周,讲课时数少了,教师仍要帮助和指导学生制定计划,对学生进行学习评价。教师在教学过程中的作用和责任更大了[1]。

表1 “电机学”授课课时变化

1 改进教学方法

1)提高学习兴趣

为了提高学生的学习兴趣,我们通过教具和课件,讲解电机在家庭中的应用,拉近他们和电机的距离。我们例举了电机在航天与宇宙探测中的应用、介绍了三峡电站的水轮发电机、可进入人体血管工作的微型电机、磁悬浮列车和世界上最小的直升机等。使学生明确电机既是生活中不可缺少的,又与高新技术紧密联系。

注意理论联系实际,突出内容的实践性和生活性。比如,学生已进行过金工实习,感受过使车床快速停转的反接制动。联系这个实际操作,讲解异步电机反接制动的运行原理,生动有趣。

2)启发对比教学

启发式讲授最重要的是引导学生思考,教师要善于提出问题并给学生留出充分的思考空间。一堂课,预先设计好在什么地方提问,提什么问题。在理论分析阶段,鼓励学生树立新颖独特的思维,敢于大胆想象[2]。比如讲到异步电动机的等值电路和向量图时,引导学生将其和变压器进行比较,得出二者的异同。同步电机和异步电机及直流电机的原理有何差异?引导学生经过比较后明白,它们在原理上都是绕组和磁场之间发生了相对运动,只不过有的电机是磁场在旋转,有的是绕组在旋转。

3)合理使用多媒体

使用多媒体课件时,主要内容在课堂上集中展示给学生,相当一部分内容通过设置网站,由网络传递给学生,向学生提问,让其给出答案。并鼓励学生参与多媒体课件制作。教师在使用多媒体教学时,最好采用边板书边播放课件,发挥两者各自的优势。

2 加强实践教学

1)拆装电机实验

为了让学生对电机的生产、加工和装配过程有所了解,我们组织学生参观电机厂。学生参观回来后拆开电机,再进行装配。经过绕线、下线、连接每相绕组、绝缘测试和上电运转等一系列过程,学生在电机装配完成并正常运转时,会感到满足。他们的动手能力得到了加强。

我院的综合性和设计性实验数量由原来的2个增加到4个。学生可以籍此自己设计实验线路,经教师审核和自己修改后,现场接线完成实验。

2)建立模型室

我们建立的电机模型室现已初具规模,室内安置的展品及实物有常规的变压器、直流电机、异步电机和同步电机等,还收集了相当数量的电机零部件,分解展示。另有透明的各种电机教具模型(通电后可以运转)。通过参观模型室,学生能深入了解到电机各个零部件的作用、使用的绝缘、导电及紧固材料;电机制造的一般工艺过程、装配及调整方法等。

3)教学科研结合

将教师从事的科研工作介绍给学生并让其参与,可以增长他们的见识。如在科研课题“MW级风力发电机的电磁场、温度场研究”中,我们使用了ANSYS、Matlab等工程仿真软件。在使用软件时,学生先建立二维或三维模型,使其了解电机的结构;而后对电磁场和温度场等进行计算,可得到磁密和温度分布的云图,使用瞬态求解,可以观察到磁密和温度连续变化过程;电机的起动过程使用Matlab仿真,以便观察到转矩和电流等物理量随时间的变化。这些结果,可以加深理解电机综合知识[3]。

3 加强讨论习题课

我们编写了《电机学学习指导》,用以巩固、扩展和深化课堂教学内容,提高学生的解题能力。指导中的习题是从历年习题课资料中精选出来的,反映了电机学习题的核心内容,解题方法具有典型意义。

[1] 王艾萌.电机学教学方法的创新探索与实践[J].北京:中国电力教育,2004,(1):87-89

[2] 何山,黄嵩,李勇伟.电机学类比法教学探讨[J].北京:中国电力教育,2007,(1):462-463

[3] 何山.有限元软件在电机教学中的应用[J].北京:现代教育技术,2008,18(3):125-128