“电机学”实验教学浅谈

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  摘要:实验教学是“电机学”理论课程教学的重要组成部分,本文根据电机学实验教学的特点,对两类电机学实验系统作了比较,对实验指导材料、实验項目、实验准备、授课规模、实验室开放等提出了要求,为做好电机实验教学提供了对策。
  关键词:电机学;实验;指导
  作者简介:马玉泉(1971-),男,藏族,青海平安人,河北科技师范学院电气工程实验室主任,高级工程师,工学硕士,主要研究方向:电机理论与电力工程基础。(河北 秦皇岛 066600)
  基金项目:本文系2008年河北科技师范学院教学研究项目(项目编号:0515)的研究成果。
  
  “电机学”是电气工程及其自动化本科专业一门理论性较强的专业基础课程,而实验则是验证课程理论的实践组成部分,做好实验对于学好“电机学”课程理论至关重要。
  一、“电机学”实验教学的目标与任务
  教学目的是授予学生电机实验的基本方法,培养实际操作技能和分析问题及解决问题的能力。通过实验使学生加深对各类电机基本工作原理的理解,有助于掌握各类电机的运行特性及分析、计算方法,为学生毕业后从事电气工程及相关专业的运行、调试和维护打下坚实的基础。为此,“电机学”实验必须完成以下任务。
  (1)通过实验验证“电机学”课程的基本知识与原理,加深对这些基本理论的理解,初步了解所学知识的应用。
  (2)培养基本的综合实验操作能力,学会对常用电工仪器、设备的选择、调整与使用。掌握基本的实验方法与步骤,形成规范的操作习惯。
  (3)能独立完成实验的全过程;对实验中出现的现象和实验结果有一定的分析和判断能力;能写出完整、规范的实验报告。
  二、“电机学”实验教学中的特点和问题
  “电机学”课程理论性较强,教好电机学,验证理论的电机学实验至关重要。从多年的电机学理论授课和实验教学中发现,“电机学”实验教学存在自身的特点和问题。
  (1)“电机学”课程理论性强,用实验验证理论时,试验内容步骤严格,导致学生觉得无从下手,产生畏难情绪。
  (2)电机实验具有一定的危险性,限制了学生实验时的主动性。
  (3)扩招后实验学生人数多,而学校由于资金短缺,使得实验设备简陋,导致实验课成了走过场,达不到应有的教学效果。
  (4)教师提供实验指导材料不全面,使得学生实验预习不到位,严重影响实验操作。
  三、电机学实验教学改进
  1.建设合适的实验平台
  目前各大学电机学实验台基本分为两类,一类是小电机系统,随着高校的扩招大量出现在各高校试验室,电机功率在100W~240W范围。另一类是以传统2.2kW电机组为基础的专用电机组实验系统,是相对的大电机系统。
  小电机系统成本低,但试验项目多,在有限的资金投入下可以购置多套实验系统,实现大班授课,能解决部分“电机学”实验和各种电机拖动控制实验。
  大电机系统实验结果及实验曲线与电机学教材的一致性好,但实验系统投资大,占地面积也大,一般学校很少购买10套以上,不能实现大班授课。
  河北科技师范学院2001年购进18套小电机系统,该系统实验项目较多,可大班授课,实验中的不安全因素较少,但有些实验曲线较差,无法完成同步电机稳定性等实验。2006年学院购置5套大电机系统,每次15人小班授课,实验效果明显好于小电机,而且能完成同步发电机并网的稳定性实验,求取稳定极限数据,这对学好电力系统分析课程至关重要。
  可见,如果课程侧重于拖动与控制,小电机系统足够。如果侧重于电力系统或电机电器,则大电机系统教学效果好。
  2.精心组织实验指导教材
  电机学教学均以经典内容为主,这就决定了其实验内容仍然以传统验证型实验为主,不能设置过多的设计、创新型实验。目前多数学校“电机学”试验一般只有10~14学时,因此必须精心组织实验指导材料,以期在规定的学时内完成最多的实验内容。
  指导教材包括实验台的完整详细介绍;各项实验的目的、任务、内容、实验步骤及实验数据记录表;各项安全注意事项等。
  电机实验属于大功率、高电压大电流实验,实验操作不当,就有可能出现堵转、飞车等危险,因此必须严格实验操作步骤。
  由于电机材料的特殊性,必须在实验数据记录表中预先给出预期电压电流参考值,实验时必须按顺序测取数据,这一点对学生在规定的时间内完成实验内容很重要。[1]
  3.合理安排实验项目
  在实验学时少的前提下,为了让学生完成最多的实验内容,安排合理的实验项目很重要。通过多年的实验教学及对兄弟院校的了解,电机学实验按表1设置最为合适。
  4.加强实验准备
  实验的准备工作是一个实验能否成功的关键,包括教师的准备工作与学生的预习工作。
  教师要有目的地为本次实验预先提出一系列的问题,要求学生在课下查资料、思考,提高学生自学、解决问题的能力及扩充他们的专业知识面。
  学生的预习包括预习报告、实验数据记录表、查资料完成教师提出的问题等。综合型实验内容较多,预习对于按时完成实验尤为重要。
  5.努力做到小班教学
  总结几年的试验效果,发现电机实验每组3人为最佳,旋转电机实验时一人指挥,兼调节发电机和记录数据,一人控制电动机,一人调节负载。由于电机实验具有一定的危险性,因此同一时间实验组数不能太多,一般5组实验台已足够一名指导老师监控,即每小班不超过15人。小班实验的优点是:同时实验组少,便于教师安全监视;可以有效降低实验室噪音,便于教师从电机的声音判断试验电机状态,以保证实验的有效性;便于教师在实验的过程中对课堂理论现身说教。
  6.严格实验报告
  “电机学”实验基本就是学习各种电机等值电路参数的测取和电机各种特性的验证,因此必须严格要求实验报告的书写。包括:(1)原始数据记录;(2)实验曲线描绘;(3)实验总结,分析实验现象。
  7.开放实验室
  开放实验室,学生利用课余时间到实验室熟悉仪器设备,初步了解实验步骤,为实验课做好充分的准备。[2]对一些实验项目学生就可以在教师的指导下补做,或自己安排实验内容,自主完成实验项目,以巩固课堂教学内容。同时可以提高学生开展创新实验的积极性,提高了学生的创新思维能力和设计能力,有利于综合素质的培养。[3]
  四、结束语
  “电机学”是一门实践性较强的专业基础课程,更是一门理论性很强的课程,创新性实验可以追求,但传统的理论验证型实验更为重要。通过构建合适的试验平台,加强实验教材建设,严格实验预习与考核,坚持小班教学,可以收到良好的教学效果。
  
  参考文献:
  [1]赵翠华.电机实验教学的探索[J].中国电力教育,2008,(21):141-142.
  [2]白乃平.高职院校电机实验教学探讨[J].科技资讯,2008,(17):176.
  [3]林慧聪,徐旺平.电机实验教学改革初探[J].福建电脑,2009,(8):196,174.
  (责任编辑:苏宇嵬)
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