论文部分内容阅读
摘要：分析了“电机学”课程难教和难学的原因，并且从选用适合的教学方法和教学手段两个方面介绍了如何提高教学质量。指出选用适合的教学方法和教学手段可以降低教学难度，从而达到提高教学质量的作用。
关键词：电机学；教学方法；教学手段
作者简介：郑孝东（1972-），男，安徽淮南人，华北科技学院机电工程系电气工程教研室，讲师。（河北 三河 065201）
中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）19-0063-02
“电机学”课程是电气工程及其自动化专业一门重要的学科基础课程，在专业培养方案中具有重要地位。其研究对象具有实用性和普遍性，讲述的内容不仅是后续专业课的理论基础，而且是电气工程领域实践问题的理论依据。另外，它介绍的一些分析方法也是该领域工程问题的基本分析方法，因此它是一门必须教好和学好的课程。但由于该课程理论性和实践性均较强，且具有复杂性与综合性、抽象性与具体性的特点，既重知识传授又重能力培养，所以也是一门公认的难教和难学的课程。如仅采用传统的教学方法和教学手段，很难达到预期的教学效果，因此需根据教学内容的具体情况采用适合的教学方法和教学手段，以达到解决或化解教学难题的效果，全面提升教学质量。
一、合理选用教学方法，提升教学质量
各种不同的教学方法各有各自的的优点和长处，同时也有各自的缺点和短处；如传统的讲述式教学方法注重的是知识传授，它能使学生在短时间内系统地掌握学科知识和打好专业基础，但学生始终处于被动的学习状态，学生学习的积极性和主动性不高，不利于发挥学生学习的潜能，也不利于学生能力的培养；启发式等现代教学方式注重的是能力培养，能充分发挥学生学习的积极性和主动性，激发学生学习的潜能，有利于培养学生的创新思维能力和分析问题、解决问题的能力；但采用这种方法进行教学时需要教学双方的配合，需要教师在备课环节付出更大的心血，也要求学生在上课前做充分的准备。
1.启发式教学方法的应用
启发式教学方法是建立在以学生为中心的基础上的。它能充分发挥教师的主导作用和学生的认知主体作用；在启发式教学中，教师由知识的传播者变成了知识的启发者，学生由知识的接受者变成了知识的发现者和创造者，这样有利于调动教学双方教和学的积极性、主动性，同时也有利于培养学生独立思考能力和分析问题、解决问题能力，既有利于知识传授也有利于能力培养，能大大提高教学效率和教学质量。采用启发式教学时需要注意的是问题情境的创设要放在重点、难点和容易混淆的内容上，且有一定难度。例如在讲解直流电机电枢绕组展开图电刷的位置应放在磁极轴线上这一问题时，可以采用启发式教学，先问学生电刷不放在轴线上会出现什么问题，再问一个极相组合成电动势不是最小有什么问题，就这样一步一步地深入启发学生答案。再如在讲述变压器外特性的感性、阻性负荷端电压随负载增加而下降、容性负载端电压随负载增加上升问题时，启发学生利用变压器简化等效电路来分析这一现象；具体分析时可采用不完全归纳法来总结规律，即通过画负荷电流逐渐增加的相量图来证明感性、阻性负荷端电压随负载增加而下降、容性负载端电压随负载增加上升这一规律。
2.对比式教学方法的应用
电机学中有许多相似的内容，如直流电动机的各种调速方式 、异步电动机启动、调速、制动和直流电动机启动、调速、制动、隐极同步电动机和凸极同步电动机运行分析等，在这些教学内容中采用对比法进行教学可以起到事半功倍的教学效果。在具体采用这种教学方法时可根据教学内容的不同情况采取不同的办法来讲述。如对于某些简单的教学内容可采用总结对比法来进行教学，就是在两个教学内容都讲述过后可以采用这种教学方法通过分析比较两个教学内容之间的异同加深学生对两个教学内容之间内在联系和容易混淆问题的认识；如隐极同步电动机和凸极同步电动机运行分析这两部分内容在都讲解过后可采用这种办法进行教学，具体进行分析比较时先找出两者的相同点，从而了解和认识两者的内在联系，再找出两者的不同点，从而了解和认识两者容易混淆的地方。而在其他一些复杂的教学内容的讲解中，可以采用启发对比式进行教学，利用两个教学内容的相似之处得出第二个教学内容的初步结果，再利用两个教学内容的不同之处得出最终的结果。如在讲述异步电动机“T”型等效电路这一内容可以采用这种教学方法，具体讲述时可分两步。第一步利用两者相似之处，如电磁感应原理相同和感应电动势产生机理相同等，先得出转子静止时的等效电路。第二步利用两者不同之处，如异步机定转子频率不同而变压器原副边频率相同，再得出转子旋转时的等效电路。这样既降低了新知识的学习难度又加深了对旧知识的认识，另外还掌握了两者的异同，一举三得。
3.互动式和讲授式教学方法的有机结合
在实际的教学过程中常常有这么一种现象，某些教学内容仅依靠一种教学方法很难起到预期的教学效果，这时需要根据同一教学内容的具体情况取不同的教学方法的长处，将不同教学方法进行有机结合，以期达到最好的教学效果。如在教学过程中将互动式和讲授式教学方法进行有机结合就可使学生既在短时间内系统掌握知识，又能调动学生学习的积极性和主动性，而且还能培养师生之间相互配合、团结协作、共同解决问题的能力，一举三得。这种教学方式一般用在同类型或具有相近分析思路的教学内容中，例如在三相异步电动机制动这一教学内容中就可采用这种办法进行教学。这一部分内容属同类型且具有相同的分析思路。在具体进行教学时可先精讲能耗制动的步骤、原理和过程，然后布置学生自学反接制动和回馈制动。在下次上课时把学习心得拿出来分析和讨论，教师作为组织者在参与讨论时要注意对学生正确的地方予以充分肯定和深入引导，对学生错误的地方要予以批评和指正，让学生在参与教学的过程中通过自身的努力和教师的帮助加深对所学知识的认识、了解。这样既能发挥教师的主导作用又能发挥学生的主导作用，可大大提高授课效果。 二、合理选用教学手段，提高教学质量
现代教学手段作为辅助性教学手段可以为教学提供丰富的教学表现手法和先进的技术手段，使教学内容直观、生动、简单和易于理解，从而达到化解教学难度和提高教学效果的作用，具体在选用教学手段时要注意一点，就是要看是否有利于提高教学效果；也就是说选用的教学手段用在该教学内容上能否充分发挥该教学手段的长处；在教学中如能根据教学内容的特点选用适合的教学手段，则能使学生在很短时间内理解和掌握教学内容的效果。
1.多媒体教学手段的应用
多媒体教学相对传统教学方式而言，更直观新颖，可以创造出一个图文并茂、有声有色、生动逼真的教学环境。[1] CAI灵活的图形、文字、声音、动画等形式丰富了教学表现手段，弥补了教材和口头表达形式单调的缺陷。高水平生动的图文动画载体给启发式教学提供了先进的技术手段，大大提升了教学效果。通过屏幕展现教学中使用的实物构成了全新的多媒体学习环境，既增加了学生的感性认识又实现了动静结合和视听结合，大大丰富和增强了教学表现力和感染力。另外，通过多媒体教学可以将更多有关学科前沿的新知识、新内容和新成果介绍给学生，可以激发学生的学习热情和兴趣。因此多媒体教学手段对提高教学质量有很大的辅助作用。在“电机学”教学中采用这种教学手段可以把比较复杂和抽象的问题变得简单和形象，轻松化解教学中的一些难题，可以起到事半功倍的效果。如电机学教学上的难点——交流电机定子绕组展开图画法这一内容，具有复杂性和抽象性的特点，学生在学习时不易接受和理解。在具体进行教学时可以利用多媒体教学简单、直观和形象的特点化解教学难度，具体地说，可采用在简单的参数计算采用板书的形式，在其他如画槽、嵌放线圈、联结极相组和联结不同极相组等教学内容采用CAI图形和动画来进行理论教学，以奠定理论基础，再利用录像播放电机定子绕组拆装过程进行实践教学，以达到先理论后实践、理论联系实际的教学目的，可大大提高教学效果。再如凸极、隐极同步发电机和电动机的运行分析中相量图这一部分教学内容，教师采用传统讲授式教学方法，学生在学习时常感到不好画，掌握不了画图要领，如采用动画的形式把画图过程分步展现给学生，再配上教师的讲解就可使学生在很短的时间内掌握画图要领，提高了教学效果。
2.MATLAB仿真软件的应用
MATLAB仿真软件是一个很好的教学辅助性工具，它能给学生的学习提供很大的帮助，并且能起到别的教学手段起不到的作用。例如，通过仿真各种电机的运行状态模拟各种电机的运行过程，使学生在课堂上就可以对各种电机的运行过程有比较清晰的认识，从而可以减少实验教学的负担，并且在理论教学环节就可以使学生理论联系实际，解决了电机学课程实践性强、教学效果不好的问题。如在三相异步电动机启动、调速和制动这一教学内容的教学中就可采用MATLAB仿真软件仿真模拟三相异步电动机启动、调速和制动过程。另外，还可采用MATLAB软件完成电机学中复杂的参数计算，从而使学生把更多的精力放在研究各参数的相互关系和其他问题上，大大提高了授课效果和学习效率。
三、将传统教学方法和现代教学手段有机结合，提高教学质量
传统教学方法有传统教学方法的长处，现代教学手段有现代教学手段的长处，如能将这两者有机结合、取长补短，则能充分发挥两者的长处，避开两者的短处，可以最大限度地提高教学质量。教师在传统教学方法中是教学的主体，教师通过这种教学方法可以向学生施加专业素质的影响，有利于发挥教师在教学中的主导作用；但这种教学方法存在信息容量少、学生学习的积极性和主动性不高以及教学形式单一等问题。学生在多媒体教学中是教学的主体，教师可通过这种教学手段提高学生学习的积极性和主动性，有利于发挥学生的主体作用，但存在不便于因材施教和相关教学内容讲述深度不够等问题。把传统教学方法和多媒体教学手段有机结合起来后就可以既发挥教师的主导作用又发挥学生的主体作用，这就会大大提高教学质量，而且学生的自主学习能力也能得到大大提高。具体做法如下：对需要深入讲述的、信息量不多且较抽象的教学内容可采用以传统教学为主、多媒体教学为辅的方式进行教学；如对异步电动机工作原理的讲解可采用以传统教学为主、多媒体教学为辅的办法。具体来说可以分三步：首先，板书推导定子绕组磁动势在α轴上水平移动，并加以动画演示；其次，把α轴还原为圆，并以动画演示磁动势的旋转；最后，用板书讲解转子旋转的原理。对于信息量大、不需深入讲述且较形象的教学内容可采用以多媒体教学为主、传统教学为辅的方式进行教学，如对变压器联结组别标号的讲解可先用文本讲解时钟表示法，再用文本配合动画讲解步骤和相量的画法。
四、结束语
“电机学”课程是一门重要的专业基础课。通过对“电机学”课程的学习可以使学生掌握电机领域的基本理论和基本分析方法，可以为后续课程的学习和日后从事的专业工作打下一定的理论基础，但由于该课程理论性和实践性均较强，且具有复杂性与综合性、抽象性与具体性的特点，既重知识传授又重能力培养。所以也是一门公认的难教和难学的课程，教师如能在教学中能根据不同教学内容的具体情况选用不同的教学方法和教学手段，充分发挥各种不同教学方法和教学手段的长处，就能降低教学难度，从而达到既重知识传授又重能力培养的教学效果，大大提高教学质量。
参考文献：
[1]祈强，张广溢.电机与拖动基础多媒体教学的体会[J].高等教育研究，2008，25（3）：33-36.
[2]郑孝东.提高“电机学”课程教学质量的途径和措施[J].中国电力教育，2009，（9）：134-135.
（责任编辑：王祝萍）
关键词：电机学；教学方法；教学手段
作者简介：郑孝东（1972-），男，安徽淮南人，华北科技学院机电工程系电气工程教研室，讲师。（河北 三河 065201）
中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）19-0063-02
“电机学”课程是电气工程及其自动化专业一门重要的学科基础课程，在专业培养方案中具有重要地位。其研究对象具有实用性和普遍性，讲述的内容不仅是后续专业课的理论基础，而且是电气工程领域实践问题的理论依据。另外，它介绍的一些分析方法也是该领域工程问题的基本分析方法，因此它是一门必须教好和学好的课程。但由于该课程理论性和实践性均较强，且具有复杂性与综合性、抽象性与具体性的特点，既重知识传授又重能力培养，所以也是一门公认的难教和难学的课程。如仅采用传统的教学方法和教学手段，很难达到预期的教学效果，因此需根据教学内容的具体情况采用适合的教学方法和教学手段，以达到解决或化解教学难题的效果，全面提升教学质量。
一、合理选用教学方法，提升教学质量
各种不同的教学方法各有各自的的优点和长处，同时也有各自的缺点和短处；如传统的讲述式教学方法注重的是知识传授，它能使学生在短时间内系统地掌握学科知识和打好专业基础，但学生始终处于被动的学习状态，学生学习的积极性和主动性不高，不利于发挥学生学习的潜能，也不利于学生能力的培养；启发式等现代教学方式注重的是能力培养，能充分发挥学生学习的积极性和主动性，激发学生学习的潜能，有利于培养学生的创新思维能力和分析问题、解决问题的能力；但采用这种方法进行教学时需要教学双方的配合，需要教师在备课环节付出更大的心血，也要求学生在上课前做充分的准备。
1.启发式教学方法的应用
启发式教学方法是建立在以学生为中心的基础上的。它能充分发挥教师的主导作用和学生的认知主体作用；在启发式教学中，教师由知识的传播者变成了知识的启发者，学生由知识的接受者变成了知识的发现者和创造者，这样有利于调动教学双方教和学的积极性、主动性，同时也有利于培养学生独立思考能力和分析问题、解决问题能力，既有利于知识传授也有利于能力培养，能大大提高教学效率和教学质量。采用启发式教学时需要注意的是问题情境的创设要放在重点、难点和容易混淆的内容上，且有一定难度。例如在讲解直流电机电枢绕组展开图电刷的位置应放在磁极轴线上这一问题时，可以采用启发式教学，先问学生电刷不放在轴线上会出现什么问题，再问一个极相组合成电动势不是最小有什么问题，就这样一步一步地深入启发学生答案。再如在讲述变压器外特性的感性、阻性负荷端电压随负载增加而下降、容性负载端电压随负载增加上升问题时，启发学生利用变压器简化等效电路来分析这一现象；具体分析时可采用不完全归纳法来总结规律，即通过画负荷电流逐渐增加的相量图来证明感性、阻性负荷端电压随负载增加而下降、容性负载端电压随负载增加上升这一规律。
2.对比式教学方法的应用
电机学中有许多相似的内容，如直流电动机的各种调速方式 、异步电动机启动、调速、制动和直流电动机启动、调速、制动、隐极同步电动机和凸极同步电动机运行分析等，在这些教学内容中采用对比法进行教学可以起到事半功倍的教学效果。在具体采用这种教学方法时可根据教学内容的不同情况采取不同的办法来讲述。如对于某些简单的教学内容可采用总结对比法来进行教学，就是在两个教学内容都讲述过后可以采用这种教学方法通过分析比较两个教学内容之间的异同加深学生对两个教学内容之间内在联系和容易混淆问题的认识；如隐极同步电动机和凸极同步电动机运行分析这两部分内容在都讲解过后可采用这种办法进行教学，具体进行分析比较时先找出两者的相同点，从而了解和认识两者的内在联系，再找出两者的不同点，从而了解和认识两者容易混淆的地方。而在其他一些复杂的教学内容的讲解中，可以采用启发对比式进行教学，利用两个教学内容的相似之处得出第二个教学内容的初步结果，再利用两个教学内容的不同之处得出最终的结果。如在讲述异步电动机“T”型等效电路这一内容可以采用这种教学方法，具体讲述时可分两步。第一步利用两者相似之处，如电磁感应原理相同和感应电动势产生机理相同等，先得出转子静止时的等效电路。第二步利用两者不同之处，如异步机定转子频率不同而变压器原副边频率相同，再得出转子旋转时的等效电路。这样既降低了新知识的学习难度又加深了对旧知识的认识，另外还掌握了两者的异同，一举三得。
3.互动式和讲授式教学方法的有机结合
在实际的教学过程中常常有这么一种现象，某些教学内容仅依靠一种教学方法很难起到预期的教学效果，这时需要根据同一教学内容的具体情况取不同的教学方法的长处，将不同教学方法进行有机结合，以期达到最好的教学效果。如在教学过程中将互动式和讲授式教学方法进行有机结合就可使学生既在短时间内系统掌握知识，又能调动学生学习的积极性和主动性，而且还能培养师生之间相互配合、团结协作、共同解决问题的能力，一举三得。这种教学方式一般用在同类型或具有相近分析思路的教学内容中，例如在三相异步电动机制动这一教学内容中就可采用这种办法进行教学。这一部分内容属同类型且具有相同的分析思路。在具体进行教学时可先精讲能耗制动的步骤、原理和过程，然后布置学生自学反接制动和回馈制动。在下次上课时把学习心得拿出来分析和讨论，教师作为组织者在参与讨论时要注意对学生正确的地方予以充分肯定和深入引导，对学生错误的地方要予以批评和指正，让学生在参与教学的过程中通过自身的努力和教师的帮助加深对所学知识的认识、了解。这样既能发挥教师的主导作用又能发挥学生的主导作用，可大大提高授课效果。 二、合理选用教学手段，提高教学质量
现代教学手段作为辅助性教学手段可以为教学提供丰富的教学表现手法和先进的技术手段，使教学内容直观、生动、简单和易于理解，从而达到化解教学难度和提高教学效果的作用，具体在选用教学手段时要注意一点，就是要看是否有利于提高教学效果；也就是说选用的教学手段用在该教学内容上能否充分发挥该教学手段的长处；在教学中如能根据教学内容的特点选用适合的教学手段，则能使学生在很短时间内理解和掌握教学内容的效果。
1.多媒体教学手段的应用
多媒体教学相对传统教学方式而言，更直观新颖，可以创造出一个图文并茂、有声有色、生动逼真的教学环境。[1] CAI灵活的图形、文字、声音、动画等形式丰富了教学表现手段，弥补了教材和口头表达形式单调的缺陷。高水平生动的图文动画载体给启发式教学提供了先进的技术手段，大大提升了教学效果。通过屏幕展现教学中使用的实物构成了全新的多媒体学习环境，既增加了学生的感性认识又实现了动静结合和视听结合，大大丰富和增强了教学表现力和感染力。另外，通过多媒体教学可以将更多有关学科前沿的新知识、新内容和新成果介绍给学生，可以激发学生的学习热情和兴趣。因此多媒体教学手段对提高教学质量有很大的辅助作用。在“电机学”教学中采用这种教学手段可以把比较复杂和抽象的问题变得简单和形象，轻松化解教学中的一些难题，可以起到事半功倍的效果。如电机学教学上的难点——交流电机定子绕组展开图画法这一内容，具有复杂性和抽象性的特点，学生在学习时不易接受和理解。在具体进行教学时可以利用多媒体教学简单、直观和形象的特点化解教学难度，具体地说，可采用在简单的参数计算采用板书的形式，在其他如画槽、嵌放线圈、联结极相组和联结不同极相组等教学内容采用CAI图形和动画来进行理论教学，以奠定理论基础，再利用录像播放电机定子绕组拆装过程进行实践教学，以达到先理论后实践、理论联系实际的教学目的，可大大提高教学效果。再如凸极、隐极同步发电机和电动机的运行分析中相量图这一部分教学内容，教师采用传统讲授式教学方法，学生在学习时常感到不好画，掌握不了画图要领，如采用动画的形式把画图过程分步展现给学生，再配上教师的讲解就可使学生在很短的时间内掌握画图要领，提高了教学效果。
2.MATLAB仿真软件的应用
MATLAB仿真软件是一个很好的教学辅助性工具，它能给学生的学习提供很大的帮助，并且能起到别的教学手段起不到的作用。例如，通过仿真各种电机的运行状态模拟各种电机的运行过程，使学生在课堂上就可以对各种电机的运行过程有比较清晰的认识，从而可以减少实验教学的负担，并且在理论教学环节就可以使学生理论联系实际，解决了电机学课程实践性强、教学效果不好的问题。如在三相异步电动机启动、调速和制动这一教学内容的教学中就可采用MATLAB仿真软件仿真模拟三相异步电动机启动、调速和制动过程。另外，还可采用MATLAB软件完成电机学中复杂的参数计算，从而使学生把更多的精力放在研究各参数的相互关系和其他问题上，大大提高了授课效果和学习效率。
三、将传统教学方法和现代教学手段有机结合，提高教学质量
传统教学方法有传统教学方法的长处，现代教学手段有现代教学手段的长处，如能将这两者有机结合、取长补短，则能充分发挥两者的长处，避开两者的短处，可以最大限度地提高教学质量。教师在传统教学方法中是教学的主体，教师通过这种教学方法可以向学生施加专业素质的影响，有利于发挥教师在教学中的主导作用；但这种教学方法存在信息容量少、学生学习的积极性和主动性不高以及教学形式单一等问题。学生在多媒体教学中是教学的主体，教师可通过这种教学手段提高学生学习的积极性和主动性，有利于发挥学生的主体作用，但存在不便于因材施教和相关教学内容讲述深度不够等问题。把传统教学方法和多媒体教学手段有机结合起来后就可以既发挥教师的主导作用又发挥学生的主体作用，这就会大大提高教学质量，而且学生的自主学习能力也能得到大大提高。具体做法如下：对需要深入讲述的、信息量不多且较抽象的教学内容可采用以传统教学为主、多媒体教学为辅的方式进行教学；如对异步电动机工作原理的讲解可采用以传统教学为主、多媒体教学为辅的办法。具体来说可以分三步：首先，板书推导定子绕组磁动势在α轴上水平移动，并加以动画演示；其次，把α轴还原为圆，并以动画演示磁动势的旋转；最后，用板书讲解转子旋转的原理。对于信息量大、不需深入讲述且较形象的教学内容可采用以多媒体教学为主、传统教学为辅的方式进行教学，如对变压器联结组别标号的讲解可先用文本讲解时钟表示法，再用文本配合动画讲解步骤和相量的画法。
四、结束语
“电机学”课程是一门重要的专业基础课。通过对“电机学”课程的学习可以使学生掌握电机领域的基本理论和基本分析方法，可以为后续课程的学习和日后从事的专业工作打下一定的理论基础，但由于该课程理论性和实践性均较强，且具有复杂性与综合性、抽象性与具体性的特点，既重知识传授又重能力培养。所以也是一门公认的难教和难学的课程，教师如能在教学中能根据不同教学内容的具体情况选用不同的教学方法和教学手段，充分发挥各种不同教学方法和教学手段的长处，就能降低教学难度，从而达到既重知识传授又重能力培养的教学效果，大大提高教学质量。
参考文献：
[1]祈强，张广溢.电机与拖动基础多媒体教学的体会[J].高等教育研究，2008，25（3）：33-36.
[2]郑孝东.提高“电机学”课程教学质量的途径和措施[J].中国电力教育，2009，（9）：134-135.
（责任编辑：王祝萍）