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“电机学”课程教学改革研究

2014-07-05秦海鸿王晓琳黄文新朱学忠

电气电子教学学报 2014年4期
关键词:电机学学时电机

秦海鸿,王晓琳,黄文新,朱学忠

(南京航空航天大学 自动化学院,江苏 南京210016)

“电机学”是电气工程与自动化专业中重要的专业基础课[1]。它所涉及的理论多、概念多、面宽、与工程实际联系密切,是本专业公认的一门难教难学的课程[2-4]。

我校电气工程及其自动化专业以迎接工程教育专业认证为契机,对“电机学”教学进行了新一轮改革,针对其教学方法、教学手段、教学内容和考核制度等方面进行了改革。本文主要围绕教学内容、教材改编和考核制度介绍教学改革的具体措施。

1 “电机学”教学改革

1.1 教学内容改革

根据我校制定的“减少课内学时、增加实验学时和课外自主学时”的总体教学改革思路,为进一步给学生留出更多时间进行自主学习及个性化培养,“电机学”课程学时比以前大大减少。2005年,该课程从原来的120 学时减至96 学时,2013年减至88 学时(含实验课)。课时减少后,就必须精炼教学内容,但这并不意味着简单地压缩教学内容。我们根据电机发展的最新动态,在传统电机及其理论基础上,还需进一步向学生介绍最新的电机动态和科研成果,这就需要科学合理的编制教学内容。在这一背景要求下,我校针对电机学教材提出了修订计划。

1.2 教材改编

我校先前采用文献[5]作为“电机学”课程教材,考虑到学时压缩及电机技术发展,有必要对该教材作修订工作。我们主要按如下原则作了修订:

(1)精选内容,突出重点

我们将原教材30 章改编为18 章,适当精简各种电机的理论篇幅,较大压缩了四大电机中的直流电机相关内容。

(2)适当增加电机新技术内容

我们在18 章中,增设了4 章内容;永磁电机,无刷直流电机,开关磁阻电机,微特电机。以适当篇幅简要介绍这些电机科研成果,有利于学生了解和研究新技术。

(3)增加电机在航空航天工程中的应用

从引言到各章都贯穿介绍各种电机在航空工程中的应用,包括航空特色、航空结构及特殊性,如旋转整流器式无刷同步电机、起动/发电机及相应的航空产品和型号介绍,继续保持和发展我校电机学的航空特色。

(4)图文并茂,适应学生自学

各章节结构力求严谨,阐述精练清楚,具有良好的可读性,配有丰富实例和电机结构图,增加充足的例题、习题和思考题,便于学生自学。

(5)配套电子版教辅材料

我们编写教材过程中同时配套编写电子版教辅材料,内含常规教学计划和教学大纲,各章节要点剖析;配有更多的三维电机图及部分动画专题,给出思考题,习题的分析等。全书配光盘,供学生预期学习或自学参考。

新版教材体系结构如表1所示。

表1 教材体系结构

我们在新版教材中根据教学内容要求,统一划分了了课内教学内容与学生课外学习和自主学习的内容。并配备了丰富的教辅材料,便于学生自主学习,使得教材能够适应不同层次学生不同层次学习的需求。目前电机学新版教材已在校内试用,经试用后将会进一步修改出版。

1.3 实验课内容改革

“电机学”实验课时为16 学时,其中每部分都增加了综合性、设计性和创新性实验,供学生预约选做。而且这部分实验还配备了青年教师或从事电机方向研究的高年级博士协助实践教学,和实验教师一起抓好实验教学。

2 分阶段分层次考核

我校“电机学”课程的最终成绩由学生的平时成绩(包括作业和实验成绩占70%)和期末考试成绩(占30%)组成。招生规模的扩大使生源质量整体下降,“电机学”考题与往届考题相比,在一定程度上降低了难度,但学生不及格率仍居高不下。调查发现,在重修补考的学生中,不少学生虽然“电机学”成绩差,但计算机编程和硬件等方面的能力很强,究其原因主要是因为他们对“电机学”厌学。如果我们能对考核方式进行适当改革,从提高学生兴趣及实际动手能力出发,他们就能学好这门专业必修课,顺利完成学习,因此“电机学”考核制度已刻不容缓。

新的考核制度拟采取分阶段、分层次的考核方法。我们加大了平时成绩的比例,弱化闭卷考试成绩的比例,按平时考试和期末考试各占50%的比例进行考核。

所谓分阶段,即把考核贯穿于平时教学过程中,即把整个“电机学”课程根据教学内容分为6 个阶段:①引言—航空直流电机;②变压器;③交流绕组一般问题;④航空同步电机;⑤航空感应电机;⑥微特电机—电机的共性理论。

所谓分层次,即把考核分为:课后作业、课堂练习作业、课上提问、专题讨论、基础实验和设计性实验等层次。每一层次的比分权重不同,通过记录跟踪学生的表现,发现学生的不足,调整下一阶段对该学生的考核方法,从而实现个性化培养。该考核制度改革中,特别强调实验能力的培养,基础实验是每个学生都必须做的,并通过抽查基本型实验进行实际动手测试考核,通过后方可认定实验成绩,参加期末考试。

若学生能结合单片机或DSP,以及电力电子技术等课程的学习,进行设计性电机实验,则将得到额外分数奖励。

这种考核方法,可以弱化期末考试,强化学生平时的分析思考能力、动手能力和综合运用知识能力的培养。

目前这种考核方法已向学校申请,拟在个别班级中试点进行。为保证该考核方法顺利进行,需要配备课程助教及实验环节助教,协助课程教师和实验教师做好各阶段考核的具体数据记录及材料整理工作。具体阶段划分和层次划分及比例的确定仍需进一轮尝试验证。

3 结语

为配合我校电气工程及其自动化专业认证工作,我们对“电机学”课程进行了全面梳理,确定了其教学中急需改革落实的问题:教学内容改革和新编教材已在我校实施使用,取得了初步成效。考核制度主要思路是把考核分解到平时教学过程中,切实的促进学生思考及动手能力的提高,目前处于试点阶段,尚待进一步验证和细化。

“电机学”教学改革仍需不断探索、不断完善,希望通过进一步的深化改革,不断提高电机学教学质量,培养高素质和个性化的本科人才。

[1] 廖艳娥,毛哲,电机学教学的思考与探索[J],北京:中国电力教育,2011,30,P169-P170.

[2] 张蕊萍,赵峰,项目教学在电机学教学中的研究与实践[J],重庆:自动化与仪器仪表,2010,4,P72-P77.

[3] 吴黎丽,姜卫东,“电机学”课堂教学质量的保障与实践[J],南京:电气电子教学学报,2010,32(S1),P65-P67.

[4] 郑孝东,胡兴志,提高“电机学”课程教学质量的途径与措施[J],北京:中国电力教育,2009,9,P134-P135.

[5] 刘迪生主编,航空电机学[M].北京:航空工业出版社,1992 L

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