電氣工程及其自動化專業(yè)“電機學”教學改革的幾點探討

　　電機學作為電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，課程與工程實踐結(jié)合緊密，同時理論性又強，學習困難。本文從結(jié)合工程實際和采用現(xiàn)代教育手段兩個方面入手，提出電機學課程教學改革的幾點建議，對于提高學生學習《電機學》課程的積極性與主動性，激發(fā)學習熱情，有積極作用。

　　《電機與控制應(yīng)用》(月刊)創(chuàng)刊于1959年，由上海電器科學研究所(集團)有限公司主辦。為電機行業(yè)的技術(shù)性刊物。刊登電機研究、設(shè)計、工藝制造技術(shù)及電機應(yīng)用技術(shù)方面的論文，報道國內(nèi)外動態(tài)與信息。主要欄目有研究與設(shè)計、控制與保護、工藝與材料、測試與試驗、運行與維修、國外信息等。

　　電氣工程及其自動化作為一級學科，下面設(shè)有電力系統(tǒng)及其自動化、電力電子與電力傳動，電機與電器、高電壓與絕緣等二級學科，其中《電機學》課程是這幾個二級學科共同的專業(yè)基礎(chǔ)課。電機學課程理論性強，同時又與工程實踐緊密相連。教學內(nèi)容包括電路和磁路，電場和磁場，交流電和直流電，靜止(變壓器)和旋轉(zhuǎn)(電機)，線性與非線性等相互交織影響的復(fù)雜因素[1，2，3]，同學們普遍反映接受困難。作者經(jīng)過幾年的《電機學》課程的教學工作和電機方向的科研工作，分別從結(jié)合工程實際和采用現(xiàn)代教育手段兩個方面探討該課程教學方法。

　　一、結(jié)合工程實際，全面認識電機

　　電機學教材是一本以電機理論為主的書籍，其中對于電機結(jié)構(gòu)和應(yīng)用的部分主要采用一些照片的形式進行介紹，而電機本身是立體結(jié)構(gòu)，很多同學看了這些照片難以和實物聯(lián)系起來，造成學了很多理論而對實物如何還云里霧里，搞不清楚。建議從以下幾個方面加強對電機的認識：

　　1.教材中增加內(nèi)容，獨立成章，專門用來介紹電機各部分結(jié)構(gòu)。比如對于傳統(tǒng)電機柱形結(jié)構(gòu)的認識，應(yīng)著重介紹電機沖片的知識，如電機沖片的厚度一般為0.35mm或者0.5mm，沖片兩邊涂有絕緣漆，沖片疊好后用扣片壓在一起等。讓同學們明確電機定轉(zhuǎn)子形成的的工藝和原因，對于大家認識電機定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)以及深刻領(lǐng)悟電機鐵耗的概念大有幫助。

　　2.更新和增加教材中的圖片。電機學教材中有關(guān)電機實物的照片存在數(shù)量較少和年代較老的問題，可以適當增加一些電機圖片，并更新里面較老的圖片。

　　3.增加講授目前工程熱點應(yīng)用場合電機問題的章節(jié)，如新能源風力發(fā)電機，電動車電機，三峽水電站的水輪發(fā)電機等。近年來，節(jié)能減排成為全世界各國政府關(guān)心的問題，并出臺了一系列政策。其中電機作為發(fā)電和用電的主要電器設(shè)備備受關(guān)注。我國也相繼出臺了一系列節(jié)能減排政策，如，《全國電機能效晉升方案》、《節(jié)能商品惠民工程高效節(jié)能配電變壓器實施細則》、《2016-2020年新能源汽車補貼政策》等。了解這些國家政策和行業(yè)動向，不僅能激發(fā)同學們的學習興趣，同時也對大家以后的就業(yè)方向和考研專業(yè)的選擇有很大幫助。

　　4.去電機廠進行初步電機結(jié)構(gòu)認識實習。在課程講授完基本原理以后，帶領(lǐng)同學們?nèi)ジ浇姍C廠參觀，進行電機結(jié)構(gòu)的初步認識。學校所在的青島經(jīng)濟開發(fā)區(qū)工業(yè)比較發(fā)達，給各行業(yè)做配件的電機廠也很多，比如青島海立電機有限公司、青島三美電機有限公司、青島天一集團紅旗電機有限公司和青島風王風力發(fā)電機有限公司等，這些公司有家電配件電機，風力發(fā)電機和各種機械配件電機等。從電機結(jié)構(gòu)角度講，有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)電機和特種應(yīng)用電機。這些對于同學們認識了解電機有重要幫助，同時也能激發(fā)同學學習這門課以及學習電機方向各類課程的熱情。

　　二、現(xiàn)代教育手段在電機學教學過程中的應(yīng)用

　　隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，越來越多的現(xiàn)代教育手段被應(yīng)用在教學過程中，這些教學手段使得教學過程更加形象生動，同時也激發(fā)了大家的學習熱情。

　　1.提供各種電機結(jié)構(gòu)和工業(yè)制造流程的視頻以供學生觀看。受時間和經(jīng)費的限制，很多工藝和流程沒法做到現(xiàn)場觀看，因此，可以錄制一些典型工藝的流程，在課堂上播放，以供大家學習，如疊片、嵌線、浸漆、裝配工藝等。

　　2.引入仿真軟件。課本通過采用磁路法對電機進行分析與計算[1，2，3]，磁路法模型計算簡便，但是誤差較大，而采用磁場有限元法對電機進行仿真分析，誤差較小，同時后處理程序更加形象具體，便于大家理解。現(xiàn)在市場上有多款電機設(shè)計分析軟件，如Ansoft、Ansys、Jmag等，都能滿足仿真要求。

　　3.充分利用多媒體課件的功能。多媒體課件作為常用的教學手段以其生動形象的特點受到越來越多的歡迎，《電機學》課程的教學可以有效利用這一點，比如在發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)進而發(fā)電的過程中，就可以用動畫的方式來體現(xiàn)，更加生動。

　　三、結(jié)束語

　　針對《電機學》課程特點，本文從兩個個方面分享了作者從事該課程教學工作以來的心得體會，對于提高同學們專業(yè)學習的興趣，引導(dǎo)大家選擇專業(yè)方向提供一點參考。同時，除了學好本課程外，也為以后的電機類方向課程的學習打下基礎(chǔ)。

　　參考文獻：

　　[1]王秀和.電機學[M].第2版，北京：機械工業(yè)出版社，2013.

　　[2] 湯蘊繆.電機學[M].第5版，北京：機械工業(yè)出版社，2014.

　　[3] 許實章.電機學[M].第3版，北京：機械工業(yè)出版社，2017.