第204章 教学方法与教学手段改革（）(69)

为了提高课程的质量和培养学生的科学思维能力。作为教师，除了要有渊博的知识、丰富的教学经验和较高的科研水平，还应时刻关注前沿科技的进展及工程电磁场理论的最新发展。

四、指出电磁场理论的实际应用，激发学习兴趣

在教学过程中，经常听到同学抱怨：“这门课用到的数学知识太多，太抽象，我们花那么多时间学这门课有什么用？”本校电气专业课程长期沿用以“路”为主、“场”为辅的设置方式，使学生产生一种错觉，认为电磁场理论课程没有“路”的课程重要和实用，因此学习积极性不高。

为激发学生对电磁场课程的学习兴趣，要指出电磁场理论在专业课及工程实际中的应用，如“电力系统分析”、“电机学”和“高电压技术”等课程中都要用到电磁场课程的知识。开始时，可以问大家几个问题：①电缆绝缘中为什么要采用多层绝缘？②变压器铁心为什么要采用硅钢片叠成？③大家都知道保护接地，为什么工程中接地体附近的土壤中要撒入盐？对这些看似简单的问题，在教学过程中逐步用电磁场理论的知识和计算结果做出解答，学生就会渐渐领悟电磁场理论的奥妙和神奇所在。

此外，在工程实际中，输变电的电压等级不断提高，为保证电力系统经济可靠运行，电工设备不断改造，发电机的容量不断增大，这就提出了许多新的问题。例如，设备效率不高、可靠性差、发生局部过热、零件断裂、绝缘击穿等，要改变这些情况都需要有关的电磁场分布和变化的定量结果，从而解决设备中的温度分布、电磁应力、绝缘配合、附加损耗、等值参数等问题，为设计制造及合理运行提供依据。了解上述情况，对学生明确学习目的，抓住重点，有的放矢，无疑是十分有益的。

五、结束语

根据“工程电磁场”课程的特点，笔者结合多年的教学经验，指出在教学过程中应着重让学生明确了解该课程与大学物理中电磁学知识的联系与区别，从整体把握“工程电磁场”课程的教学体系和学习规律，在教学过程中贯穿电磁场理论发展史和电磁场理论的实际应用，激发学习兴趣。实践表明，以上方法取得了较好的教学效果。

参考文献

［1］冯慈璋.工程电磁场导论.北京：高等教育版社，2000.

［2］晁立东.面向新世纪电磁场课程教学改革［J］．电气电子教学学报，2000，22（3）：18－19.

［3］杨虎，张炜，毛钧杰.《电磁场理论》教学法初探［J］．高等教育研究学报，2003，26（4）：56－57.

“电机学”课程教学的创新探讨

刘慧娟，张 威，张奕黄

（北京交通大学电气学院，100044）

摘要：“电机学”是电气信息大类及相关专业的一门主干专业基础课，在其教学改革中，教师是改革的主体，应在教学过程中不断丰富自己的教学手段，拓展教学方式，研究并灵活运用多种教学方法，有效地调动学生的学习热情，促进学生积极思考，激发学生的潜能。在我们的改革实践中，根据具体教学内容进行精心设计，采用了以动画为主的直观教学法、探究式教学法、问题教学法、对比教学法和系统教学法等，帮助学生建立分析电机的完整思维逻辑模式。教学实践表明达到了较好的教学效果。

关键词：电机学 教学方法 创新

一、引言

高等教育的教学改革是我国创建高水平大学、培养高水平人才的重要举措，主要包含培养模式、课程体系和教学手段、方法等方面的改革，教师是教学改革的主体。“电机学”是电气信息大类及相关专业的主干专业基础课，既是专业课的基础，又具有专业课的性质，其特点是理论性强、概念多、与工程实际联系密切，其教学对电气信息类专业工程技术人才的培养起着重要作用。在当今知识更新日益加快的信息社会中，“电机学”的课时不断缩减，为了将发展时间较长且较难学习的“电机学”理论讲授得容易理解和学习，教师必须在教学上下大工夫，不能只以传统的方法单纯讲述传统理论，而应在教学过程中采用现代化的教学手段和先进的教学思想，以全面提高学生的学习兴趣和创新能力。

在近几年的教学实践中，我们根据具体教学内容进行精心设计，采用了以动画和实物为主的直观教学法、探究式教学法、问题教学法、对比教学法和系统教学法等，以帮助学生更好地理解电机中电与磁、静止与旋转、交流与直流混合的各个电磁学概念，建立分析电机的完整思维逻辑模式，提高学生的分析能力、实验能力和创新思维能力。

二、电机学课程中多种教学法的具体应用

（一）采用直观教学，引入先进的计算机和多媒体技术

由于学生的感性知识与实践知识都比较缺乏，在学习之前没有实际接触过电机，因此，我们在讲授每一种电机之前，都精心设计和准备教学内容，利用多媒体课件演示电机的实物照片、动画形式的结构模型及其拆卸过程等，为了增强学生对实物的直观认识和感性认识，还将购买的外壳透明的小型实物模型带到课堂上，使学生能够清晰地看到电机的各个部件及电机磁极、绕组、电刷等部件在实际工作中的相互配合和运行情况，让学生与电机零距离接触。这些对学生理解电机工作原理有着极大的帮助。

另外，由于电机学中磁路与磁场的概念比较抽象，对学生空间想像力要求较高，学生普遍感觉很难想像和理解。为了帮助学生更好地理解抽象的磁场和磁路的概念，建立分析电机的完整思维逻辑模式，增加学生的学习兴趣，在教学过程中引入当今先进的计算机和多媒体技术，利用有限元分析软件ANSYS 计算出各类电机空载和负载时的磁场分布，并在教学过程中演示给学生，使电机中的磁场可视化。特别地，对于交流电机内部的旋转磁场，还结合多媒体技术，将磁场分布演示为旋转的，展示给学生，增强学生对磁场概念的理解。

（二）采用探究式教学，增强学生的创新能力

探究式教学必须使学生在探究的过程中完成知识的理解和深化，根据“电机学”与工程实际联系紧密的特点，结合具体的教学内容，提出一些工程实际中的问题，在教师的指导下以学生自主或者讨论合作的方式进行探究学习。由于探索目的是让学生在自主寻找问题的解答过程中掌握课程内容，以得到实践锻炼，因此教师应在探索的每个阶段积极引导和组织。在相关知识点的教学过程中结合工程实际问题，给出必要的指引，以提高学生的研究兴趣。

例如：在讲述三相感应电动机的运行特性之前，提出探究问题：“高速动车组运行中列车（或电梯）的速度变化是如何实现的？列车（或电梯）的启动和停车又是如何实现的？”

并结合学生在金工实习中已操作过普通车床，设计“三相感应电动机反接制动”的探究问题，这样会让学生感到所学的理论知识就应用在自己的身边，只要用心去发现和探究，就会有很大的收获，从而理解所学知识的重要性和实用性，同时这种贴近生活的探究实例，也会让学生感到生动有趣，能激发起学生的求知欲和探究欲，能有效地提高教学效果。另外，在教学过程中，根据学生事先探究结果的情况，进行适当引导、讲解、评价和总结，再次梳理学生的探究思路，升华学生对相关知识点的理解和掌握。

（三）采用问题教学，提高学生的自主学习能力

问题教学法是让学生在参与问题解决的过程中获得知识，成为有效的问题解决者。教师则作为学生的一种学习资源、学习的指导者和评价者。这种基于问题式的学习由于强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情景中。通过学习者的合作解决真正的问题，从而让学生学习隐含于问题背后的知识，形成解决问题的技能，并形成自主学习的能力。通过问题解决获得相应的问题图式及相关的概念性理解，并让学生更主动、更广泛、更深入地激活自己原有经验，理解分析当前的问题。通过积极的分析、推论生成新理解、新假设。

例如，在讲授三相感应电动机工作原理时，并不立即围绕“工作原理”的顺序思路展开讲述，而是结合科技和生活现实，如高速动车组的高速运行、电梯的运行等实际提出问题：“火车和电梯等能高速运行，其动力源是什么？这种动力源可以是哪些设备或装置？这些设备或装置应该具备哪些基本结构（即电路和磁场）才能实现这种功能？这样的电路和磁场应具备哪些特点（推论出旋转磁场的存在）？如何能产生需要的磁场？如何来分析这样的磁场？等等”，这样一环扣一环设问，激发学生根据分析思路理解和掌握教学内容，并清楚表达自己的思想。

（四）采用对比教学，提高学生的逻辑思维能力

对比教学可以让学生更深入地理解和掌握原有的知识点和新的知识点，达到对所学知识的融会贯通。

在“电机学”课程中，由于各种电机的基本电磁理论是统一的，课程中存在许多共同性的知识点，因此各种电机之间能相互对比分析与研究。鉴于此，教师可提出探究命题，对“电机学”的前后知识点进行对比，如直流电机绕组与交流电机绕组的异同、直流电机电枢反应与同步电机电枢反应的异同、变压器与感应电动机的等值电路推导过程的对比、直流电动机运行特性与三相感应电动机运行特性的对比、直流电机内部的磁场与三相感应电动机内部磁场的对比分析等。

将这些问题作为学习中的讨论点，着重分析产生差异的原因，能使学生加深对不同类型电机的理性认识，使学生的分析与总结归纳能力也得到提高，学习的主动性大为增强。这种对比式的“教与学”收到了很好的教学效果。

（五）采用系统教学，提高学生的综合学习能力

教学时通过举例和介绍应用背景等手段，让学生明白电机不是孤立存在的，它运行在某一特定的系统中，培养学生能够从系统的角度来认识电机，这样就能使学生通过电机把多门学科联系起来，如电机与自动控制理论，电机与电力电子，电机与电力工程，电机与电气控制，电机与调速等。电机服务于其他课程，另一方面也要引入一些课程知识服务于电机教学，例如，在讲述电机的工作特性时，引入计算机辅助分析与计算（如C 语言、Matlab 软件等），给学生提出计算工作特性曲线或电机动态运行仿真的探究问题，并将仿真结果与实验时测定的曲线进行对比分析，这对培养学生的计算机应用能力，加深对理论和概念的理解均能起到较好的作用。

三、结论

教师是高校课程教学改革的主体，必须在教学中下大工夫，在教学过程中采用现代化的教学手段和先进的教学思想，不断丰富自己的教学手段、拓展教学方式、研究并灵活运用多种教学方法、有效地调动学生的学习积极性，促进学生的积极思考，激发学生的潜能，引导学生达到主动性和研究性的学习。另外，现代教育改革不仅体现在教学内容的现代化、教学手段的先进性上，也体现在师生间关系的转变上，即不能是只以教师为主导的教学活动，而应是教师和学生合作完成教学。因而，在教学中，要及时将学生的学习体会和要求反映到教学活动中，并反映到教学活动的设计和组织中，以在加强学习效果的同时深化教师的教育效果，使学生在知识、能力、素质各方面得到协调发展。

参考文献

［1］主艾萌.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）．

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［4］段晓燕.从问题出发进行教学设计的课程体系［J］．南京：电气电子教学学报，2007：29（5）：112－113.