“电机学”精品课建设及教学改革与实践

摘要：“电机学”课程作为电气工程专业的重要专业技术基础课，在教学计划中起到了承上起下的作用。在“电机学”精品课建设过程中，总结东北电力大学电气工程学院多年“电机学”教学改革实践经验的基础上，打破传统的教学模式，创建一种新型的“电机学”课程五位一体的教学模式，从课程设计、教学内容、教学手段等多个方面提出了改革的措施和具体做法。实践证明，改革后的教学效果良好。

关键词：电机学；教学体系；教学改革；教学模式；五位一体教学

作者简介：曾令全（1955-），男，重庆人，东北电力大学电气工程学院，教授；李书权（1970-），男，吉林长春人，东北电力大学电气工程学院，副教授。（吉林 吉林 132012）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）27-0099-02

“电机学”课程是电气工程及其自动化专业的一门重要专业技术基础课，电机学以高等数学、大学物理、电路原理等课程为基础，研究电机的工作原理、主要结构、基础理论、运行特性及实验方法的一门课程，为后续的电力系统分析、电力系统继电保护、发电厂电气设备和自动控制等专业课奠定基础。在专业教学计划中，“电机学”课程受到了充分的重视。[1，2]“电机学”研究对象的实用性和普遍性以及其对后继课程的基础作用，也决定了它在课程设置中的关键性地位。[3]由于该课程的自身特点与目前教学方式不够协调等诸多原因，在教学过程中往往不能获得较为满意的教学效果。本课程在省精品课建设过程中，针对课程存在的问题，课程组教师从课程设计的理念与思路、教材建设、教学内容的针对性与适用性、教学方法与教学手段等诸方面做了大胆改革与尝试，并取得了较好的教学效果。

一、课程设计的理念与思路

在学生掌握应知应会基础理论知识的基础上，以培养社会需求的应用型人才为目标，突出实践教学，并以职业能力培养为重点，在课程开发与设计上注重与电力企业合作，整个课程体系充分体现职业性、实践性和开放性的要求。

1.课程目标设计

通过“电机学”课程的学习，使学生熟悉电机中的物理现象和电磁关系，熟练掌握电机的基本概念和基本原理，掌握电机的基本分析方法和基本实验方法，能够利用数学模型进行基本的计算，培养学生应用工程观点处理工程实际问题的初步能力，为后续课程的学习奠定基础。

2.课程内容设计

“电机学”课程内容设计为四大部分，即变压器、交流绕组、异步电机、同步电机，依次按照“磁路-变压器-交流绕组-异步电机-同步电机”的顺序进行教学安排，每部分又按照“结构-原理-特性-应用”的顺序依次展开，突出培养学生的实际应用能力。同时，后期安排电机绕组工艺实习、电机控制实习及电机运行仿真实习。

3.教材使用设计

依据“以应用为目的，以够用为度，以掌握概念、强化应用为重点”的原则，编写针对电力系统专业特点的“电机学”课程教材和实验教材。本课程组编写的《电机学》教材被推荐为普通高校国家“十二五”规划教材，该教材曾荣获吉林省高校优秀教材一等奖。

4.教学模式设计

依据电机学理论抽象、实践性强的特点，采用模拟仿真教学模式，使得实际无法显现的电机物理过程直观化；采用任务驱动的教学模式，以电机绕组嵌线工艺、组装调试等为任务，开展电机学实践教学，强化学生的职业意识。

5.评价方式的设计

构建以培养职业岗位能力为目标的考核体系。考核方式多元化，包括闭卷考试、模拟操作、现场答辩、实际操作和提交专题报告等多种形式。实践环节以实际操作为主，理论教学考核内容“三基内容”占40%，“综合应用内容”占60%，重点考核学生的综合分析能力和实际应用能力。

二、教学内容的针对性与适用性

1.教学内容的针对性

针对电力企业持续发展的需要，结合电力职业岗位实际工作情况，突出电气专业的人才培养特色，精心选取“电机学”教学内容。“电机学”课程内容设计以电力系统中的两大重要元件——变压器和同步发电机为重点，“以够用为原则，以应用为重点，兼顾实用与发展”展开理论教学和实践教学。为了突出对学生的实际应用能力的培养，特设置“电机工艺实习”、“电机控制实习”和“电机运行仿真实习”，以提高学生就业的竞争力，并为今后的个人专业方面的持续发展奠定良好的基础。

2.教学内容的适用性

“电机学”课程是电气工程专业的技术基础课，教学中合理配置教学内容，让学生“既见树木，又见森林”。将电机的应用作为重点，为后续课程的学习奠定基础，培养学生在电力生产中解决电机及相关实际问题的基本能力，使学生能适应电力企业的工作需要。

3.教学内容的组织与安排

依据“工程-理论-工程”的教学指导思想，序化教学内容。紧密围绕培养素质高、工程能力强的应用型人才为培养目标，紧紧围绕工程问题展开理论教学，强调物理内涵，理解理论本质。然后，配合理论教学，进行相关的电机学的实验和实习，引导学生利用理论知识，去分析出现的各种工程实际问题，提高学生分析和解决实际工程问题的能力。

三、教学方法与教学手段的改革

针对电机学内容抽象，学生缺乏电机的直观认识，对电机原理中的时-空概念很难建立的实际情况，课程组采用了五位一体的教学模式，教学过程中达到了预期的教学效果。

1.演示、讲解、练习相结合方法

在教学过程中教师首先用教具（课件）演示教学内容，让学生观察电机运行时发生的各种现象，然后提出本节所讲述的内容，同时对基础知识进行精心讲解，最后配合课堂练习。为加强师生的交流，教师课后应进行答疑，以便于及时发现问题、解决问题。例如，交流绕组基本知识一节中，教师先用课件演示电机的结构和绕组，提出绕组如何绕制的问题。这样，既让学生建立了绕组的空间概念，又清楚了自己要学习的内容，做到有的放矢。然后，教师精心讲解交流绕组的基本概念，划分相带的规律，举例分析单层绕组展开图的画法，总结规律。最后，改变绕组参数，让学生自己动手，课堂完成绕组展开图。课程结束后安排异步电机绕组工艺实习，使学生真正理解和体会绕组在电机中的重要作用。

2.对比教学法

“电机学”课程理论体系完整，各种电机的内在关系联系紧密，电机之间既有联系又有差别。因此，非常适合采用对比的教学方法。如：对异步电机分析时，要时刻与变压器的分析相对比，把旋转的异步电机等效为静止的异步电机，也就相当于变压器，可以采用变压器的分析方法来分析异步电机。教学过程中应仔细对比两者在结构、磁场、用途、等效电路及参数的异同。

3.典型案例教学法

利用生产实际中的典型案例，紧扣“电机学”应解决的理论和实际问题，对案例的过程进行详细的分析、解剖、总结，以达到提高学生学习积极性、解决问题和分析问题的能力。如：三相Yyn联结的组式变压器带单相负荷时会造成中性点位移现象以及对供电产生的影响。课堂教学从理论上定性分析变压器不对称运行的电磁过程，过后在实验室观察试验过程和结果，使学生能够加深理解中性点浮动的概念。通过案例教学，提高了学生的理论和实践水平。

4.多媒体辅助教学法

多媒体及网络教材直观、形象、灵活，便于学生自主学习，有利于学生更好地理解课堂教学的内容，也有利于学生课程复习和巩固。课程组编写了电机学系列多媒体及网络教材，将电机形象化，大大方便了学生的学习，也提高了他们的学习兴趣，提升了教学效果。

5.数字仿真教学法

利用电气技术仿真中心，模拟变压器和同步电机的各种动态过程，如变压器副边突然短路、空载合闸等运行情况。学生可以如同在现场一样，进行各种实际操作，也可以进行各种故障分析，进而进行故障处理，系统根据学生的处理操作给出评分。由于该系统完全模拟了现场情况，使学生现场处理事故的能力得到了锻炼。

四、本课程的特色

以“够用为度、降低难度、注重应用”为原则，整合课程内容，加强电力系统及工矿企业常用电机的运行、调试及故障处理等方面的训练，突出对应用型人才的培养目标。

采用五位一体教学方法，突出理论与实践密切结合，使抽象理论直观化和形象化。

注重学生综合能力和素质的培养，利用电气技术仿真中心，模拟实际现场运行情况，大大提高学生现场处理事故的能力。

考试改革突破了一张卷定成绩的做法，注重实践操作考核，重点考核学生分析问题、解决问题的能力，注重综合能力和素质的考核。

参考文献：

[1]石赛美， 尹进田，黄肇.论“电机学”课程教学中对比式教学法的应用[J].中国电力教育，2012，（33）：36-37.

[2]李书权， 曾令全，王秀云.电机学课程教学改革的研究与实践[J].电气电子教学学报，2006，（4）：16-18.

[3]刘慧娟，王立德.一堂“电机学”精品课的设计与教学[J].电气电子教学学报，2008，（4）：6-8.

[4]曾令全.电机学[M].第一版.北京：中国电力出版社，2007.