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內容簡(jiǎn)介：“電機學(xué)”課程是一門(mén)自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)等專(zhuān)業(yè)的傳統課程，在新形勢下，需要教師實(shí)際投入。從課程教學(xué)內涵而言，應該多思考，勤實(shí)踐，不斷豐富和完善課程教學(xué)體系；

　　“電機學(xué)”課程是電氣工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎課。課程主要內容包括：變壓器，交流電機繞組理論，異步電機和同步電機以及直流電機，共五篇。課程的特點(diǎn)是理論性強、概念多，與工程實(shí)際聯(lián)系密切。學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習，將獲得電機的基本理論知識、基本分析方法和基本實(shí)驗技能，為進(jìn)一步學(xué)習專(zhuān)業(yè)課和從事相關(guān)專(zhuān)業(yè)工作打下堅實(shí)基礎。
　　一、中國農業(yè)大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我校”）電氣工程專(zhuān)業(yè)學(xué)習特點(diǎn)
　　在基于我校信息與電氣工程學(xué)院國家級重點(diǎn)學(xué)科“農業(yè)電氣化與自動(dòng)化”的基礎上，著(zhù)眼于地方電網(wǎng)，從控制與運行的角度進(jìn)行講授。本專(zhuān)業(yè)培養能夠從事與電氣工程有關(guān)的系統運行、自動(dòng)控制、電力電子技術(shù)、信息處理、實(shí)驗分析、研制開(kāi)發(fā)、經(jīng)濟管理、工程設計與施工以及電子與計算機應用等領(lǐng)域工作的寬口徑復合型高級工程技術(shù)人才。課程設置偏重于電力系統及其自動(dòng)化，主要學(xué)習電力系統的運行分析、系統規劃、自動(dòng)化技術(shù)應用等方面的知識。知識結構上體現了強電與弱電相結合，電工技術(shù)與電子技術(shù)相結合，軟件與硬件相結合，工程與科技開(kāi)發(fā)相結合的特點(diǎn)。
　　“電機學(xué)”課程在我校本科專(zhuān)業(yè)電氣工程的培養計劃中，是必修課程，目前按64學(xué)時(shí)課堂講授，另有32學(xué)時(shí)的關(guān)聯(lián)課程“電機學(xué)實(shí)驗”，課程在大三上學(xué)期開(kāi)設，屬在前期修學(xué)普通物理、高等數學(xué)、電路原理等的基礎上，為后續專(zhuān)業(yè)課作承上啟下的專(zhuān)業(yè)基礎課。
　　二、課程特點(diǎn)
　　本課程基于在電力系統中運行的各種電機進(jìn)行分析與研究，因此電機的“功率”特征十分明顯；著(zhù)重于穩態(tài)分析，與先期課程銜接緊密，如普通物理、電路原理等；因普遍涉及鐵磁材料，故非線(xiàn)性（飽和）問(wèn)題是必須面對的；一方面，課程在遵循經(jīng)典電工與電磁理論的基礎上，推導嚴密，教學(xué)嚴謹，邏輯性強，另一方面，許多結論是在合理的忽略次要因素后得出的，因此工程意義上的允許偏差與數學(xué)意義上的精確，在學(xué)生課程學(xué)習中面臨沖突；實(shí)驗中，學(xué)生開(kāi)始接觸更加真實(shí)的電機控制、運行與測量，結合實(shí)際緊密，是鍛煉綜合動(dòng)手能力的很好機會(huì )。特別是在電力系統中運行的各種電機，彼此既相對獨立又相互關(guān)聯(lián)，這些在增加了學(xué)生課程學(xué)習難度的同時(shí)，也打開(kāi)了一扇幫助學(xué)生了解電機、電器以及電力系統知識的窗戶(hù)。較好的課程教學(xué)成果，不僅能夠擴大學(xué)生的知識面，而且還能培養學(xué)生掌握基礎理論知識的能力、系統的分析方法以及綜合運用所學(xué)知識解決具體問(wèn)題的能力。另外，課程的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節對理論聯(lián)系實(shí)際、培養學(xué)生的動(dòng)手能力、分析解決工程中的實(shí)際問(wèn)題和科學(xué)研究能力的培養尤為重要，是課程教學(xué)不可缺少的重要組成部分。
　　三、教學(xué)實(shí)踐
　　多年來(lái)的本科“電機學(xué)”課程教學(xué)實(shí)踐，基本形成了較為完整的教學(xué)思路與做法，主要體現出如下幾點(diǎn)：
　　（1）課程內容講授中，體現了加強基礎，重點(diǎn)突出，注重啟發(fā)，強調實(shí)踐，綜合評價(jià)。加強基礎就是力求使學(xué)生掌握本課程要求的基本理論和分析方法，以及發(fā)展前沿、技術(shù)焦點(diǎn)等問(wèn)題；重點(diǎn)突出是指課程中的最重要的一些概念與結論，必須講好、講透，比如“T”型等效電路、磁勢平衡、電樞反應等；注重啟發(fā)包括課堂講授中的啟發(fā)互動(dòng)做法，以及實(shí)驗、討論中的語(yǔ)言與角色把握；強調實(shí)踐是指注重實(shí)驗教學(xué)與課程講授之間互動(dòng)以及相輔相成的有機聯(lián)系；綜合評價(jià)是全面評價(jià)學(xué)生課程學(xué)習的整體表現，多年來(lái)，一直堅持平時(shí)成績(jì)與期末考試成績(jì)按比例計入總評成績(jì)。
　　（2）課程內容組織上，注意結合本專(zhuān)業(yè)需求，在“基礎與精髓不漏”的前提下，對一些涉及設計、制造及在少學(xué)時(shí)情況下較難理解的內容，如交、直流電機繞組、時(shí)-空向量分析等，進(jìn)行刪減，適當精簡(jiǎn)或簡(jiǎn)化電機電磁理論的闡述及推導，注重結論的理解與應用。在每一篇的最后，講授一些典型應用，比如變壓器之后，介紹互感器；異步電機之后，介紹單相異步電動(dòng)機以及變頻驅動(dòng)；同步電機之后，介紹永磁同步風(fēng)力發(fā)電機；直流電機之后，介紹無(wú)刷直流電動(dòng)機等。這樣，既鞏固了學(xué)生對本篇主要結論的印象，又避免了“通篇學(xué)完電機學(xué)，只知四種電機”的尷尬局面。
　　（3）注重語(yǔ)言表達和多媒體的合理應用。課堂上，介紹概念需要表達準確，推導過(guò)程需要嚴謹，但好的課堂講授效果，與表達方式有很大關(guān)系，這里不僅有語(yǔ)言表達和口齒的問(wèn)題，更有良好的語(yǔ)言運用、知識積累和直觀(guān)形象展示的問(wèn)題。如，介紹到變壓器勵磁電流性質(zhì)時(shí)，會(huì )涉及到在鐵芯磁路飽和時(shí)，正弦分布的基波勵磁電流，會(huì )產(chǎn)生平頂形態(tài)的磁通波形，反之，欲獲得正弦分布的磁通波形，則需配合適當非正弦分布的勵磁電流供給。這樣的內容，學(xué)生第一次接觸，難理解，不易記憶，用一句成語(yǔ)，“魚(yú)翅與熊掌不可兼得”去概括，收效很好；在講授交流電機三相合成旋轉磁勢時(shí)，自制的Flash動(dòng)畫(huà)，直觀(guān)、形象地演示出了駐波、行波以及合成等曲線(xiàn)圖形，有助于學(xué)生理解和記憶。再比如，在用電磁轉矩物理公式，解釋異步電動(dòng)機起動(dòng)電流大的現象時(shí)，需說(shuō)明主磁通大幅減小，且轉子回路功率因數很低，從而造成轉子電流幅值很大的局面，用一句成語(yǔ)，“屋漏偏逢連陰雨”去描述，就很形象。在多媒體課件設計上，著(zhù)重兩個(gè)思路：循序漸進(jìn)層層深入的思維過(guò)程的啟發(fā)式引導，形象直觀(guān)的物理過(guò)程可視化展示。顯然在課件中，大量的文字堆砌，無(wú)助于脫稿講授，大量公式的粘貼，替代不了連貫的現場(chǎng)推導與演繹。多年的教學(xué)過(guò)程證明，良好的授課表達方式可有效地提高教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習興趣。

　　（4）努力使實(shí)驗教學(xué)與課堂教學(xué)相得益彰。主要做法包括：以驗證性實(shí)驗，作為“規定動(dòng)作”，用以強化對課堂中對應重要結論與概念的印證；以自選性實(shí)驗，提高學(xué)生實(shí)驗的主動(dòng)性與興趣，其中的內容，既有教師引導形成的，也有學(xué)生自己思考提出的。為此，我們進(jìn)行了實(shí)驗課程的單獨設課，增加實(shí)踐教學(xué)的設計性、綜合性、趣味性；放手讓學(xué)生自己去準備、設計、接線(xiàn)、調試、排除故障等。當學(xué)生在實(shí)驗中的主動(dòng)性被激發(fā)出來(lái)后，思考、興趣、想法等會(huì )接踵而來(lái)，不僅會(huì )有效地促進(jìn)課程內容學(xué)習理解，還會(huì )激發(fā)出一些學(xué)生因動(dòng)手能力強，而產(chǎn)生的自信心，一些學(xué)生就是因此而產(chǎn)生出許多創(chuàng )新性的想法與做法，我們所教的學(xué)生中就有許多這樣的實(shí)例。
　　（5）著(zhù)力培養嚴謹的科學(xué)作風(fēng)。科學(xué)作風(fēng)的培養，是可以也應該貫穿于課程教學(xué)始終的。課堂上，講課的邏輯性，推導的縝密性，批改作業(yè)的嚴謹性，是一種基本體現，實(shí)驗中的科學(xué)作風(fēng)更應注重。實(shí)際上，一次電機學(xué)實(shí)驗，就是一次微型的、科學(xué)的、有工程意義的科學(xué)訓練。學(xué)生們需課前認真設計實(shí)驗內容，在實(shí)驗中，正常、合理使用儀器設備操作，發(fā)現和解決問(wèn)題；實(shí)驗后，對實(shí)驗數據的分析整理，撰寫(xiě)實(shí)驗報告。在這其中，學(xué)生得到的訓練是較為全面的，其中任何一個(gè)環(huán)節出問(wèn)題，都可能導致結論的不準確，這樣系統的科學(xué)訓練，是課堂教學(xué)中不易找到的。
　　（6）堅持培養良好的學(xué)風(fēng)。對學(xué)生要求嚴格，是“電機學(xué)”課程多年的傳統。課上，我們堅持要求學(xué)生不遲到，不無(wú)故缺席，不抄襲作業(yè)，保持良好的課堂秩序，并屆屆相傳。多年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐表明，對學(xué)生的嚴格要求，并沒(méi)有使我們失去學(xué)生的尊重，我們以嚴以律己、一絲不茍的治學(xué)態(tài)度及對學(xué)生嚴與愛(ài)的統一之中，贏(yíng)得了歷年的好評。事實(shí)證明，我們的絕大部分學(xué)生是好學(xué)的、理智的、明辨是非的。我們認為，只要教師的投入放在精通業(yè)務(wù)、全面了解本學(xué)科狀況與動(dòng)向、提高教學(xué)質(zhì)量和水平上，把身段放在去了解學(xué)生，關(guān)心和幫助學(xué)生，嚴格要求學(xué)生，使學(xué)生在學(xué)習中健康成長(cháng)方面，學(xué)生心里的那桿稱(chēng)，是公平的。
　　四、教材建設
　　多年一線(xiàn)本科教學(xué)的實(shí)踐體會(huì )和經(jīng)驗，具體體現到了作為主體編寫(xiě)兼統稿的普通高等教育“十一五”規劃教材——《電機學(xué)》中。該教材的特點(diǎn)，得到了國內許多高校同行的認同，因此由中國電力出版社2008年7月第1次印刷的3000冊，在發(fā)行一年多后，就已售罄，于2010年1月第2次印刷后，再版發(fā)行。結合本校課程以及實(shí)驗設備特點(diǎn)，在本校內印刷發(fā)行的《電機實(shí)驗指導書(shū)》，自2000年以來(lái)，已修訂過(guò)3版，共約發(fā)行1100冊。
　　教材的系統建設，結合完整的專(zhuān)業(yè)培養計劃、教學(xué)大綱，使教學(xué)內容、質(zhì)量以及規范化水平都上了一個(gè)臺階。
　　五、教學(xué)改革
　　1999年，學(xué)校開(kāi)展首批重點(diǎn)課程建設，課程團隊參加了學(xué)校首批25門(mén)重點(diǎn)課程建設之一的“電機和電機與拖動(dòng)”課程建設，并順利通過(guò)了學(xué)校的驗收。其中的三項主要內容，課程考核的綜合評分公式，試題庫的建設，網(wǎng)絡(luò )版和課堂版教學(xué)軟件，是較有特色的。多年來(lái)，各學(xué)期末學(xué)生給課程的教學(xué)評分，都位列在學(xué)院的前列。
　　電機學(xué)課程教學(xué)中，實(shí)驗內容十分重要，因此多年來(lái)，雖然課程總學(xué)時(shí)一再縮減，但實(shí)驗課時(shí)，一直堅持不減，并且從2010年起，在專(zhuān)業(yè)新修訂的培養計劃中，完善了教學(xué)大綱，實(shí)現了32學(xué)時(shí)的實(shí)驗單獨設課，獨立考核。
　　六、課程輻射
　　課程主講教師曾經(jīng)的一個(gè)電機專(zhuān)業(yè)教學(xué)“一條龍”不間斷培養的設想，在一些學(xué)生身上實(shí)現了。例如，一個(gè)電機課代表，對電機產(chǎn)生了濃厚的興趣，在課程學(xué)習后期主動(dòng)找到主講教師，要求參加科研項目，當時(shí)一個(gè)與電機相關(guān)的科研項目是小型離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電，于是，學(xué)生從擰螺絲釘固定機組開(kāi)始，到學(xué)習變頻電動(dòng)機控制、異步發(fā)電機的并接電容器自勵，到完整的進(jìn)行科研實(shí)驗測試、撰寫(xiě)文章，不到一年的時(shí)間，全面進(jìn)入科研角色；在大四免試推薦研究生階段，僅在最后一刻，與一所國內一流大學(xué)失之交臂，但隨后，被另一所首批國家 “985工程”的大學(xué)很快錄取了，理由就是科研能力好（當然學(xué)習成績(jì)也不差）；在之后自然選擇主講教師作為指導教師的畢業(yè)設計中，由于題目的前期積累，也獲得了學(xué)校百篇優(yōu)秀本科畢業(yè)論文的獎勵。一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎課的內容，能夠延續到畢業(yè)論文階段，作為課程教師，我們深感欣慰。
　　近幾年來(lái)，作為研究生導師，我們還主講了與電機相關(guān)的研究生課程“電機專(zhuān)題”和“新能源發(fā)電技術(shù)”。教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現，教學(xué)所涉及的內容很寬泛，多學(xué)科融合與應用的發(fā)展異常迅猛，沒(méi)有一本十分適用于學(xué)校本學(xué)科研究生教學(xué)的參考書(shū)，如果羅列參考書(shū)，將是10本以上的數量。在多年電機學(xué)的教學(xué)經(jīng)驗以及本科電機學(xué)教材編寫(xiě)的基礎上，我們編寫(xiě)了一本學(xué)校研究生教材《電機與新能源發(fā)電技術(shù)》，已由中國農業(yè)大學(xué)出版社正式出版發(fā)行。
　　七、科研拉動(dòng)
　　對于高校工科教師而言，教學(xué)與科研相得益彰。比如，結合與企業(yè)合作設計生產(chǎn)雙速自制動(dòng)三相異步電動(dòng)機的項目，直接參與了雙速繞組、鐵芯、磁場(chǎng)與性能校驗等電磁設計，以及樣機試制、實(shí)驗，到批量生產(chǎn)的全過(guò)程。這些一手電機設計與生產(chǎn)經(jīng)驗，不僅加深了對課程相關(guān)內容的理解和掌握，同時(shí)很大程度的豐富了教學(xué)內容，課堂以及實(shí)驗教學(xué)實(shí)踐中，自然心中有底，言之有物。又例如，在我們所承擔的有關(guān)農村新能源發(fā)電的國家“十一五”科技支撐項目子課題中，所涉及的內容較為繁多，但多年來(lái)電機學(xué)課程教學(xué)所積累的較為扎實(shí)的基本概念和學(xué)科知識，使我們能夠與團隊成員一起，交出了較為圓滿(mǎn)的課題任務(wù)答卷，取得了多項具有自主知識產(chǎn)權的成果、技術(shù)與裝備。
　　八、結束語(yǔ)
　　“電機學(xué)”課程是一門(mén)自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)等專(zhuān)業(yè)的傳統課程，在新形勢下，需要教師實(shí)際投入。從課程教學(xué)內涵而言，應該多思考，勤實(shí)踐，不斷豐富和完善課程教學(xué)體系；從課程教學(xué)外延來(lái)看，應該從專(zhuān)業(yè)系統培養，工程應用需求，動(dòng)手能力培養，后續課程拉動(dòng)等多方面、多角度，去思考課程教學(xué)的改革與內容的更新。

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