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◆李延频
摘 要：《电机学》是一门与实践联系紧密的专业基础课,其教学有自身特有的规律.本文在联系专业相关专业方向的基础上,对《电机学》的教学环节、教学目标、教学内容和教学方法的设计做了系统探讨.
关键词：电机学；教学设计；课堂教学；实践教学；考试
绪论
《电机学》是电气工程及其自动化专业的一门主干专业基础课,涵盖电学与磁学、稳态分析与暂态分析、交流电与直流电、时间量与空间量等多学科内容,且与工程实际联系密切,一直是公认的难教难学的课程.其研究对象具有实用性与普遍性,讲述的内容不仅是后续专业课的理论基础,而且是电气工程领域实践问题的理论依据.如何提高教学质量和教学效果,是一个值得探讨的问题.
一、《电机学》的总体教学设计
每一门独立设置的课程都应该有一份总体教学设计,包括教学环节设计、教学目标设计、教学内容设计、教学方法设计,《电机学》这门重要的专业基础课也不应例外.
1.1教学环节设计
教学环节包括课堂教学、实验、课程设计、考核、作业与考试.这些环节是环环相扣的一个整体,其中课堂教学是重点,在各环节的教学中占有最重要的地位,各专业要掌握的理论知识都要在这个环节得到落实,这个环节设计水平决定了整体教学环节的设计质量,以后的各个环节都是围绕这个环节内容展开.
1.2教学目标设计
教学目标包括基本目标、能力目标和创新目标.将目标分层后才能将教学有序、有主次地展开,才能提高整体教学水平和教学效果.从整体《电机学》教学到具体每节课都要有一个明确的教学目标.《电机学》教学应在达到基本目标的基础上,还应该在教学目标设计时将能力目标和创新目标作为重要内容.能力的培养应该贯穿整个教学过程,《电机学》本身是一门实践性很强的专业基础课,所以《电机学》教学要培养的重要的能力就是理论结合实际的能力,特别是用理论知识解决实际问题的能力.而创新目标几乎总是在本科教学中被忽略的目标,其实创新本身并不是高不可攀,《电机学》教育的创新可能就是一个新方法,一个新思路,一个新技巧,只要不守旧,只要有突破就是创新,但这是学生后续开发和研制新型电机或特种电机、解决电力系统中复杂问题的基础,是以后的学习或科研中大的创新能力的基石,我们不应该忽视创新能力的培养.
1.3教学内容设计
教学内容包括重点内容、一般内容和拓展内容.教学内容的设计要注重学生能力与综合素质的培养,强调针对性、实用性和先进性.重点内容是学生必须掌握的内容,具体到《电机学》教学,包括变压器和三种主要电机（直流电机、感应电机和同步电机）的基础知识、各种电机气隙磁场和时空关系,电机正常稳态运行的分析方法和运行性能等等.一般内容应该是《电机学》中应该理解的内容,其中包括对机电装置中能量关系,感应电动势、磁场储能、电磁转矩和机电能量转换过程等等.拓展内容是《电机学》中应该基本了解的内容,如发热和冷却、励磁系统等,这些内容也是和工程实际结合最紧密的内容,因此其重要性不容忽视.
1.4教学方法设计
针对不同的教学内容和教学目标,教学方法应有所不同.教学方法包括讲授式、互动式和自主式（自学式）.重要内容提要以教师讲授为主,以达到基本概念、基本原理和基本分析方法等知识的传授,并训练学生科学思维方法,培养学生分析问题的能力；一般内容以互动启发式教学,由教师提供讨论题目,以提问方式、沟通组织教学,培养学生归纳总结能力,加强学生对基本概念、基本原理和基本分析方法的理解和训练；拓展内容应该以学生自主学习方式为主,教师提供题目和有关资料,学生独立完成实验设计,培养创新研究能力,提高学生学习兴趣,激发他们学习积极性,提高教学质量和效果.无论采用哪种方法,都应该在教学活动中,以学生为主体,着重讲思路,讲原理和方法,强调培养学生的分析问题解决问题的能力,注重对学生的科学思维和创新能力的培养.
一、课堂教学设计
2.1内容规划
课堂教学首先应该做好内容规划,重点是什么,难点是什么,重点和难点是不是相同知识点,哪些学生必须掌握的,哪些只需学生一般了解,哪些是需要拓展的等等,都应该做到详细规划,不能不分主次胡子眉毛一把抓.做好课堂教学的内容规划,才能使课堂教学布局合理、疏密得当、重点突出、难点清楚、浓淡相宜,才能使学生在轻松愉快的氛围中汲取知识,培养能力,提高专业素质,获得良好的教学效果.
2.2课堂组织
规划好课堂教学内容后,在具体的教学过程中还要注意课堂的组织.要求教学内容能首尾相连,前后相续,承前启后.教师应该精心设计导语,开场就牢牢抓住学生的思维,吸引住学生的注意力.中间内容要疏密相当,难易相间,松弛有法.从心理学角度讲,听课的学生思维活动的控制能力是有限的.一定强度的学习之后,他们的注意力就会分散.因此,在课堂教学中,一定要抓住这一规律,在学生注意力集中的时间内把最重要的知识传授给他们.同时还要统筹照顾,顺畅自然,要有停顿,给学生思考时间,让学生自己梳理思绪,从而得到条理清晰,巩固记忆的作用.最后,教师还要善于梳理归纳,善于总结,利用课堂总结,使整个教学浑然一体.
2.3语言设计
在课堂教学中,教师使用最多的教学工具就是语言,教师的语言要讲究科学性、逻辑性、规范性和趣味性.古人云： “善歌者使人继其声,善教者使人继其志”.因此,成功的教学离不开成功的语言设计.教学语言应该简明凝练,通俗易懂,这是教学语言的最基本要求.教学语言还应该有节奏感,语言清亮,语调亲切,声音有升有降,做到节奏鲜明,抑扬顿挫而不宜用平铺直叙,机械呆板,平和却无性格的语言.启发性的语言,能启迪学生的思路,加深对知识的理解和巩固,唤起学生的求知欲,启发他们动脑思考的问题,从而发展智力.所以,教师还应该善于使用启发式语言启发学生的智慧,使学生在教师的语言启发下,沿着教师语言逻辑和思维顺序探求知识,寻求答案,获得真知,达到培养学生能力的目标.因《电机学》是一门联系电学和磁学的基础专业课程,其内容比较抽象,所以,在教学过程中还应该尽量使用一些相关的趣味性语言,但请注意语言要生动,比喻要恰当,可以讲一些学生感兴趣而又与教学内容相符的故事,使用一些有感染力的趣味性语言,达到活跃气氛,提高学生兴趣的目的.
2.4板书设计
合理的板书能起到提纲挈领、画龙点睛的作用,有时还可以起到一种提示或启发的作用.板书的基本要求是：字迹端正清晰,布局整洁美观,条理清楚分明,语言简明凝练.一般要注意以下四个问题：一是板书的内容设计,对基本概念,基本术语,基本理论,重要结论,主要表达式和关键参数等要板书的内容要合理布局,通盘考虑.二是版面设计,要对板书板式,图形和擦留等有一个规划,主板书最好不擦掉,用以指导新课的顺利进行,辅助板书则可随用随时擦.三是色彩设计,彩笔的使用要结合实际教授内容,使重点突出、醒目,达到强调的目的.四是注意书写适时,擦留有序.要把握板书的时机,什么时候出示大标题,什么时候出示小标题,什么时候出示问题结论,做到及时、适时、定时.结论性板书要在逻辑推理之后,画图要边讲边画,一笔一笔随着讲解加上去,才能集中学生的注意,增强记忆.
2.5作业设计
学生通过课后的作业,可以增强对课堂教学内容的理解,巩固所学知识,同时,作业也是利用课堂知识解决问题的一种很好的锻炼,所以作业设计对课程的学习至关重要.作业设计包括作业类型设计和作业内容设计.作业类型有书面作业、制作作业（手工作业）、调查（调研）报告等多种,要考虑各种类型作业的特点和实际效果结合授课内容来设计作业类型.内容设计应该考虑到所学知识的全面性,还要照顾到所教授知识的重点,要点面兼顾,同时内容设计时还必须考虑作业的难易程度,注重对基础知识,基本概念的巩固与掌握.
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三、实践环节设计
加强实验、实践环节,为学生提供实践的机会实验是培养和锻炼学生解决实际问题能力的好机会.首先,实验内容应该精心设计,内容应涵盖《电机学》的所有重点内容.如实验内容应该照顾到变压器、电动机、发电机三个方面的重要内容；同时,在实验内容的规划上还应该考虑知识的系统性,如在单相变压器参数测定实验后,可以安排三相变压器连接组别的测定；在直流发电机实验后,尽量安排三相异步电动机的工作特性实验,并在此后安排三相同步发电机并联运行实验这个综合性实验,以期提高学生的动手能力和理论联系实际的能力.
3.1课程设计或毕业设计
对于《电机学》的核心内容,可以作为课程设计的选题.课程设计不同于平时的作业,在设计中需要学生自己做出决策,即自己确定方案,选择流程,查取资料,进行过程和设备计算,并要对自己的选择做出论证和核算．经过反复的分析比较,择优选定最理想的方案和合理的设计.课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践.通过课程设计要树立正确设计思想,既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑经济上的合理性,并注意到操作时的劳动条件和环境保护,在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力；同时,通过课程设计要培养学生的创新能力,在教师指导下,鼓励优秀学生自行选题、自行设计、自行制作,整理撰写总结报告,要让学生在这些科技活动中当研究的主角,以提高学生的综合分析能力和解决实际问题能力,激发学生的创新潜力,培养他们的创新意识和创新能力.
四、考试与考核
考试与考核应该是以促进学生的学习为目的,是对一门课程学习的总结与提高,同时,考试与考核也是重要的手段,教师应该充分利用这个有效工具.因《电机学》是一门理论性和实践性都很强的课程,因此,在《电机学》的考试应在涵盖电机学所有重要内容的基础上,注重对学生能力的考查,在能力考查中要体现出单项能力和综合能力考核,特别是综合能力的考核.且各项考查项目分值应合理,比例应适当.
五、结语
《电机学》是一门与实践联系紧密的专业基础课,其教学既有一般教学的共性,又有自己的特点,在《电机学》的教学中应该结合各专业方向,做好相关的教学设计,以期提高教学效果.
（作者单位：华北水利水电学院电力学院）
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