電氣工程及其自動化專業(yè)“電機學(xué)”教學(xué)改革的幾點探討

　　電機學(xué)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(xué)習(xí)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(xué)課程教學(xué)改革的幾點建議，對于提高學(xué)生學(xué)習(xí)《電機學(xué)》課程的積極性與主動性，激發(fā)學(xué)習(xí)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(xué)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(xué)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(xué)科，其中《電機學(xué)》課程是這幾個二級學(xué)科共同的專業(yè)基礎(chǔ)課。電機學(xué)課程理論性強，同時又與工程實踐緊密相連。教學(xué)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(xué)們普遍反映接受困難。作者經(jīng)過幾年的《電機學(xué)》課程的教學(xué)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(xué)方法。

　　一、結(jié)合工程實際，全面認識電機

　　電機學(xué)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(xué)看了這些照片難以和實物聯(lián)系起來，造成學(xué)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(xué)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(xué)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(dāng)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(fēng)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(xué)們的學(xué)習(xí)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(xí)。在課程講授完基本原理以后，帶領(lǐng)同學(xué)們?nèi)ジ浇姍C廠參觀，進行電機結(jié)構(gòu)的初步認識。學(xué)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(fēng)王風(fēng)力發(fā)電機有限公司等，這些公司有家電配件電機，風(fēng)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(xué)們認識了解電機有重要幫助，同時也能激發(fā)同學(xué)學(xué)習(xí)這門課以及學(xué)習(xí)電機方向各類課程的熱情。

　　二、現(xiàn)代教育手段在電機學(xué)教學(xué)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(xué)過程中，這些教學(xué)手段使得教學(xué)過程更加形象生動，同時也激發(fā)了大家的學(xué)習(xí)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(xué)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(xué)習(xí)，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(xué)手段以其生動形象的特點受到越來越多的歡迎，《電機學(xué)》課程的教學(xué)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(xué)》課程特點，本文從兩個個方面分享了作者從事該課程教學(xué)工作以來的心得體會，對于提高同學(xué)們專業(yè)學(xué)習(xí)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(xué)好本課程外，也為以后的電機類方向課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

　　參考文獻：

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

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

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