上认为实验没有理论重要;(2)现行本科的教学中重理论而轻实践,理论与实验教学课时之比多于8∶1;(3)实验时由于学生人数多,而相应实验设备数量不足,往往使得实验台安排不过来,有的学生根本没有动手的机会;(4)实验室的成套设备利用率低;(5)实验考核体系不够严格,学生抄袭实验数据及实验结论现象严重;(6)在实验内容的安排上也存在着一些问题,实验安排与理论内容衔接不够密贴,有可能理论内容在学习异步机,而实验却在做变压器内容。
  三、电机学实验教学方法的改进
  在电机学实验教学方法上从以下几个方面做出改进:
  1.增强实验和理论内容的衔接。通常,电机实验的安排是在学完课程的某一部分或某个章节之后。那么实验和理论内容的衔接就存在一些问题,例如,在上完变压器的参数测量后安排变压器的空载和短路的实验;在学完三相异步电动机的运行原理和特性及启动与调速之后进行异步电动机的工作特性、M-S曲线测试以及测试各种情况下的启动电流等等。但由于学生开始缺乏对电机的感性认识,使得在讲解电机尤其是交流绕组电机的结构及工作原理时,学生们没有见过实物,而感觉抽象,对知识点的理解感到困难,教学效果也不理想。实验实际是理论的升华,所以在学习电机结构理论和安排电机实验之前应该先让学生到实验室对实物有一个感性认识,结合实物讲解结构和组成,再回到课堂理论教学进行理论分析,最后在有一定的理论基础后学生再进实验室动手做实验,最终使理论与实践结合,这样能更好地理解理论,同时也激发学生的学习兴趣。
  2.启发学生对实验设备进行观察。在理论学习到一定阶段后,可以让学生通过所学的理论去应用,如通过观察电机铭牌上的转速去区分同步机和异步机;通过对电机外形的观察去区分绕线式异步电动机和同步发电机。这种方式使学生在比较中进行学习,了解实物,而不是一味地、被动地学习。
  3.让学生带着问题做实验。在实验前教课教师根据实验内容提出一些问题,让学生带着问题在实验中寻找答案,并分析原因,最后得出结论。如:为什么变压器空载实验时功率表的电流线圈要后接,电压线圈要先接?而在做变压器短路实验时功率表的电流线圈要先接,电压线圈要后接?为什么变压器空载实验一般在低压方进行,而变压器短路实验一般在高压方进行?当三相电源断线时,三相异步电动机能否启动?而三相异步电动机启动后,电源出现断线,电机的状态是什么?在做异步电动机M-S曲线测绘实验时电机的降速特性和升速特性曲线不重合的原因?……让学生带着问题去实验,在实验中思考,去加深对理论知识的理解。
  4.教师在实验前进行实验教学演示。在学生做实验前,实验教师要先按照实验要求,给学生详细讲解实验线路、注意事项以及安全措施,并给学生演示完整的实验,让学生了解该实验的要求和调试步骤,来提高实验教学效率。
  5.科学分组,相互配合,人人都有动手的机会。实验是锻炼动手能力的好机会。做实验时尽量安排每组的实验人数,使每组的实验人数都有动手的机会,一般实验人数为2人一组,两个人相互配合,缺一不可。在分组上尽量掌握使积极主动的学生与学习不够主动的学生相组合的原则,这样既保证了积极主动的学生的积极性,又无形带动了那些不爱动手的学生,从而调动了大多数学生的积极性,加大了人人动手的机会。
  6.将Matlab/Simulink仿真工具融合到实验教学中。由于各类电机存在不稳定区域,常用仪表难以测量,因此制约了电机实验教学的研究。通过引入软件Matlab/Simulink,可以对电机的暂态进行模拟,通过观察仿真结果,加深认识,即解决学习中的难点,加强学生对电机学课程的理解,并可以充实专业理论。如:笼式异步电动机空载起动时,起动电流很大,一般是额定电流的4~7倍,带载启动电流更大;笼式异步电动机空载起动时,其电磁转矩实际上是存在振荡的,这个振荡时间很短,用仪表是无法测量的,而用Simulink仿真可以让学生直观地观察到空载启动时的电磁转矩的振荡和转速上升至稳定的波形以及启动电流的变化。不仅在异步电动机上,Simulink仿真在同步电机实验中的应用是以三相同步发电机的不对称运行和过渡过程作为同步发电机研究的重点,通过对选择不对称运行的方式和故障时间的不同设置,观察电流、电压的曲线加深认识,解决学习中的难点。
  7.增加综合性和创造性实验。在做电机实验时,增加综合性和创造性实验内容,如利用继电器接触器星/三角(Y/△)起动实验;增加异步电动机的顺序启动和反序停止的实验内容等。目的是激发他们的创造性热情和才能,加大学生学习电机的兴趣。
  四、偏重对实验过程的考核
  考核是所有教学的一个重要的辅助手段,考核的目的是为了让学生在实验过程中能够多动手多动脑,从而更好地促进理论知识的学习。同时也在实验过程中培养动手能力和解决问题的能力。电机的实验考核应更加偏重于实验过程的考核,只有在实验过程中才能反映学生的动手能力和分析问题的能力。电机实验考核包括以下几个方面:(1)预习报告占15%。要求学生在实验前做好的预习,充分了解实验目的和实验线路。(2)实验过程操作占40%。实验操作过程包括实验线路的连接、实验步骤的正确与否以及遇到问题时分析问题和解决问题的能力。(3)实验过程中回答问题占25%。实验前的提问在这个部分要得到回答。光做好实验、得到相应的数据还远远不够。通过回答问题可以联系到相关的知识点,了解这些相关的知识点对实验的目的很重要。同时回答这些提问也可以反映学生的专业知识的应用能力。(4)实验报告占20%。实验报告关注测量数据、实验结果和实验测绘曲线,并对实验中出现的问题进行分析。通过加大对实验过程的考核可以有效地避免实验报告的抄袭现象,提高学生实验的积极性。
  五、结论
  《电机学》是电气专业的一门重要的基础课程,学好这门技术课程,扎实的理论基础、独立的实践动手能力是缺一不可的。《电机学》实验课程的教学方法改革是一项系统工程,不是一朝一夕能完成的,它需要我们深入地进行现场调研,并在教学中要随时不断根据学生的能力进行适当的调整,达到最佳的状态。作为该课程教师,应该不断加强学习,更好地扩展学生的知识面和培养他们的实际分析问题、解决问题的能力和动手能力。
  文献:
  [1]孙雨萍.“电机学”特色教学体系研究[J].电气电子教学学报,2010,(1).
  [2]肖金凤,龚学余,王有香.电机学精品课程建设的实验教学改革研究[J].电力系统及其自动学报,2007,19(5):125-128.
  [3]李维波.MATLAB在电气工程中的应用[M].北京:中国电力出版社,2007.
  作者简介:胡亚娟(1973-),女,湖北襄阳人,硕士,讲师,主要从事电机和电力系统及其自动化领域的教学。