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摘要：《电机学》课程在电气工程专业人才培养中起到承上启下的作用，是非常重要的专业技术基础课。本文针对课程学时压缩及强化学生能力培养方面，从课程内容、教学方法、考核制度等方面进行了教学改革。实践表明，教学改革的实施有效提高了学生的积极性和参与度，有助于学生综合能力的提高。
关键词：电机学；教学内容；教学方法；考核制度
本文引用格式：李翠萍，等.提升能力培养的电机学教学改革探索[J].教育现代化,2020,7(38):34-37.
Reform Exploration on the Teaching Reform of Electrical Machinery to Improve the Ability
LI Cui-ping，LI Shu-quan，CHEN Ji-kai，ZHAO Heng，WANG Jian
(School of Electrical Engineering of Northeast Electric Power University,Jilin Jilin)
Abstract:The course of“Electrical Machinery”plays a connecting role in the cultivation of electrical engineering professionals and is a very important basic course used for professional technology.In this paper,the teaching reform is carried out from the aspects of curriculum content,teaching method,assessment system and so on.The practice shows that the implementation of this teaching reform has effectively improved the enthusiasm and participation of students,and is conducive to the improvement of students’comprehensive ability.
Key words:Electrical machinery;Curriculum content;Teaching method;Assessment system
一引言
《电机学》课程是电气工程专业十分重要的专业技术基础课程[1,2]。我校电气工程专业主要培养面向电力系统领域的专业型、应用型技术人才，电机学课程在整个培养环节中起到承上启下的作用，为后续电力系统分析、继电保护、发电厂电气部分等专业课程的学习奠定坚实基础[3]。
《电机学》课程概念多、理论性强、磁场抽象不易理解，新时代教学更注重强化学生的思考问题、动手能力和逻辑思维能力的培养。为克服传统教学模式的弊端，很多学者在将现代数字仿真工具引入课程中教学。文献[4]借助Ansoft Maxwell软件构建电子式电压互感器设计实例，对模型构建、材料设置、边界条件设置等进行详细介绍，培养学生对软件的使用提高工程问题解决能力。文献[5,6]基于MATLAB软件设计电机仿真实验，提高学生的研究意识及解决实际问题的能力。文献[7,8]基于Ansoft软件建立电机仿真模型，使学生深入理解电机磁场分布特性。文献[9]对交流电机旋转磁场的产生进行仿真分析，对旋转磁场、圆形旋转磁场、椭圆形旋转磁场和脉振磁场的形成进行深入的理论分析和仿真验证。
近年来，学校教学改革不断深入，为提高学生的实践创新能力，学校开设了小学期，增加学生的实践创新和课外培养环节，各课程适当压缩学时，《电机学》课程由原来的两学期108学时调整为一学期72学时，课程学时调整后，电机学教学必须采取行之有效的教学改革措施，以保证预期教学效果的实现，提高人才培养质量。本文从教学内容调整、教学方法和考核方式等方面对电机学教学展开相应的教学改革。
二教学内容改革
随着学校教学改革的深入，电机学课程由原来的108学时(理论96学时，实验12学时)，调整为72学时，其中理论教学64学时，实验教学8学时，教学学时大量的压缩，并不等于简单地将课程内容减少，需要在有效时间内将课程的基本知识及精髓传授给学生。我校主要培养面向电力系统领域的专业技术人才，根据专业培养计划及人才培养目标，在原电机学课程内容框架(绪论、变压器、交流绕组的电动势和磁动势、异步电机及同步电机)基础上做适当的精简，变压器部分去掉特种变压器的相关内容；异步机部分去掉三相异步电动机的启动、调速和制动，以及三相异步电动机在不对称电压下运行及单相异步电动机部分。调整前后课程内容对比如表1所示。
在学时精简的前提下，为保证教学质量和教学效果，授课中将电机的发展及前沿引入课堂，提升学生的兴趣，扩展学生的认识，基本理论方面着重于电机基本概念、基本结构、运行原理和运行特性的分析。强化基本概念和基本运行原理，使学生掌握扎实的理论基础。
三教学方法改革
（一）综合教学方法的采用
电机本质上是一种借助于电磁耦合作用来进行机电能量转换的装置[10,11]，因而对各类电机分析中离不开电、磁、结构、材料等方面的知识[12]，磁场是学生学习过程中不易理解和掌握的因素之一，因而在磁场分析中，我们采用等效法，将磁路的问题等效为相应的电路问题进行分析求解，再采用电路与磁路的类比分析求解电机的运行性能。通过类比和等效，将复杂的磁路问题简化为大家熟悉的电路问题，如变压器物理模型及等效电路如图1所示。
引导学生思考，增强基本理论知识的理解和掌握。在讲解电机学不同部分知识时，依据知识的特点采用对比分析法、讨论法、图解法、引申法、分解法等多种教学方法[13-15]，如在讲解变压器的运行原理时，将变压器的空载与负载运行进行对比分析；在学习了变压器后，讲解异步电机时，将异步机与变压器对比分析。为增强课堂活跃性和同学们的参与度，在课堂上适当穿插讨论法，如讲解变压器空载和短路试验时，对实验接线和实验在哪一侧做等问题展开讨论，引导同学们思考并得出结论。在讲解难以理解的交流绕组的电势和磁势问题时可采用图解分析法。
（二）基于Ansoft Maxwell电机仿真构建
电机学难点主要在于电磁关系复杂、磁场抽象，本文以异步电动机为例，建立电机仿真模型，仿真分析电机磁场分布规律和空间磁场的动态变化，通过仿真结果演示，学生可对抽象的空间旋转磁场直观认识，强化理论知识的理解和掌握。电机模型、磁场分布如图2、图3所示。
（三）基于网络平台的现代化教学方法实施
教学主要以讲授法为主，为便于课上与课下与学生资源共享，布置作业，实时了解学生的掌握程度，及时答疑，本课程借助于超星泛雅平台，建立《电机学》课程平台，在其上发布相关的视频和图片资料，便于同学们观看、学习；布置相关作业，实时了解同学们的知识掌握程度；学生在学习过程中遇到的问题可在该平台留言或上传图片，教师会在第一时间进行解答，及时解决同学们遇到的问题，改善学习效果。图4-图5为在该平台发布的作业、答疑界面图。图6为统计界面。通过发布的习题和学习参考资料，可统计分析学生的学习和成绩情况，及时发现学生掌握不牢固的地方和犯错较集中的知识点，有针对性的开展讨论和解答，加强学生对知识的深入理解和灵活运用。
四 考核制度改革
《电机学》课程的讲授，不仅仅要求学生对基本理论知识的掌握，更注重学生能力的培养。学生对各类电机基本结构、原理和特性的理解和掌握是课程学习最基本的要求，对知识的运用及动手能力的培养是最终目标。为提升学生的综合能力，更全面地、客观地评价学生的掌握程度，对课程考核方式进行全面改革，摒弃传统的“一考订终身”的单一期末试卷制度，将过程评价引入其中，使其与期末考试有机结合，采用平时作业占比10%、实验操作及实验结果分析占比15%、专题任务占比5%、期末考试占比70%的综合考核制度。通过综合考核制度的实施有效提高学生学习的积极性和参与度，提高学生对实验的重视程度和动手操作能力，对学生的考核更具公平性、合理化。
五 结论
《电机学》课程因概念多、理论性强等特点被认为是难教难学的一门课程，结合现代“强化学生的能力培养”的教育理念，对电机学的教学采取多方面的改革措施：课程内容层面，紧密结合本专业人才培养需求，针对面向电力系统及其相关领域人才目标合理调整教学内容；教学方法层面，依据知识特点，灵活运用多种综合教学方法；考核方式方面，摒弃传统单一考试模式，将过程性评价与期末考试有机结合，考试成绩由平时作业、实验、专题、期末试卷等多个方面组成。通过教学方法的改革，教学平台的有效利用，及考核方式的调整，有效提高了学生的学习兴趣和学习的主动性、增强了师生间的交流和学生的参与度，达到了良好的教学效果。
参考文献
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