摘要:“电机学”是电气工程及其自动化专业学生的重要专业基础课。本文结合作者多年的电机学教学经验,在对国内外先进教育教学改革思想学习吸收的基础上,介绍了我们进行“电机学”课程建设的一些探索。首先阐述了我们的课程观——以学生的综合素养与能力培养为核心,以面向实际的应用问题为对象,以学生的参与活动为手段,由师生共同形成对学科的认知与理解;其次介绍了引导式电机学教学的教学总体设计等方面的一些观点与做法,以供参考。
　　关键词:引导式;电机学;课程观;教学设计
　　作者简介:张文忠(1968-),男,河南郑州人,郑州轻工业学院电气信息工程学院,工程师,主要研究方向:电气工程配电网自动化;魏云冰(1970-),男,江苏徐州人,郑州轻工业学院电气信息工程学院,教授,工学博士,主要研究方向:电机故障检测与智能决策。(河南 郑州 450002)
　　
　　“电机学”是电气工程及其自动化专业的一门重要的专业基础课。不论在普通工科院校还是一类大学,“电机学”历来都被公认为一门难学难教的课程。原因大概有几点:首先是学生学习方法上的不适应。学生在大学前几学期的基础课学习中,大都侧重于理论,掌握少量的核心公式就够用。而“电机学”中公式数百,涉及概念众多,又与实际问题密切结合,应用条件各异,学生常感觉难以把握。其次与电机学本身的特点有关。电机学的内容相对较散,电机的类型较多,又涉及电、磁、力、运动、材料、空间结构及工程应用等多方面内容,需要较强的综合学习能力,而大多院校对学生的相关训练不足。第三是有些教师在教学时未能做到条理清晰,重点突出,吸引力强。“电机学”教学中应重视这些问题。
　　在认真学习国内外先进教育教学改革思想的基础上,结合多年“电机学”的教学经验,我们对此课程的指导思想、教学内容整合、教学总体设计等方面进行了一些探索。
　　一、对“电机学”教学指导思想的认识
　　课程观是课程的指导思想。现代教育中的课程观主要有四种:学科中心课程观;问题中心课程观;活动中心课程观和能力中心课程观。学科中心课程观是以知识为本位的课程观,侧重对学生进行学科的基本知识、理论及技能的训练,注重培养学生的认知能力与理解能力,也是传统的教育观;问题中心课程观是以社会为本位的课程观,围绕一个或多个社会实际问题组织课程内容,既强调理论知识的学习,又强调了知识的综合运用,注重学生分析问题和解决问题的能力;活动中心课程观是以学生为本位的课程观,认为学生是学习的主体,知识是由学习者建构的,提倡学生在做中学,注重发挥学生的主动性和创造性;能力中心课程观主要以职业能力为核心组织教学内容,进行课程评价。
　　我们认为,四种课程观各有其优点,而只运用一种是不够的,应当汲取上述各课程观的优点而形成一种综合的课程观。这种课程观可以表述为:以学生的综合素养与能力为核心,以面向实际的应用问题为对象,以学生的参与活动为手段,由师生共同形成对学科的认知与理解。
　　具体到“电机学”课程,我们首先从笔者所在郑州轻工业学院(以下简称“我校”)的定位出发,明确了我们的培养目标。我校所培养的学生定位为面向一线的高级电气工程技术人才。这一目标决定了我们的教育应当是不再把掌握知识和理论的精深与系统作为衡量教学的唯一标准,而应把教学重心放在对知识的灵活应用和学生综合素养与能力的培养上。我们进而确立了以学生的综合素养与能力培养为核心,采用启发式教学,注重学生参与的模式作为课程建设的指导思想。
　　围绕能力培养这一核心,采用基于问题的启发式和注重学生参与行动的教学方法,组织学生实行小组学习,鼓励自主探索与创新,不仅学习电机学的知识与理论,更注重在学习的过程中培养学生自主学习,分析问题、解决问题的能力,自我管理的能力,与他人交流合作的能力。
　　二、教学总体设计
　　我校“电机学”的性质为专业基础课,面向电气工程及其自动化专业本科学生,安排在第四学期进行。课程的总学时数为80个,其中实验学时10个。课程设5学分,为考试课。
　　教学设计主要研究讲什么,怎么讲,如何组织学生参与以及进行学习评价等方面的问题。
　　在教学内容方面,结合学校的定位,多方比较选择教材。我们选择教材的标准是:内容选择合理,难易程度适中,重点突出基本理论和分析方法,密切联系实际应用,例题与习题较多。同时,在教学中我们还注意对教学内容的取舍与更新,补充介绍了一些教材中未包含的较新技术,如非晶合金铁芯材料、电机软启动器、无刷直流电机、高压发电机等方面内容,以开阔学生眼界与思路。
　　在教学方法方面,如何实现引导式教学是我们关注的重点。我们的做法是:首先加强绪论课,在开学初即公布课程提纲,使学生了解电机学的知识框架及主要内容、学习的目标、要求与进程,了解电机的分析方法及步骤,以增强学生学习的主动性。其次在讲授时尽量把学科重点内容提炼成若干实际问题,然后以这些问题为核心,多用有针对性、启发性的设问去引导学生思考,讨论分析问题的思路,引出解决问题的方法与技术,从而进一步讲这些技术的适用场合与条件,再由一种技术的特点与不足出发讲其发展与演变,努力把学生从接受者变为探究者。
　　在讲课方式上,采用板书与多媒体结合的方式效果更好。多媒体主要用于演示图片、原理动画与视频。在板书方面,应当先把章节与问题定位好,然后讨论并列出解决思路及方法技术,尽量做到简洁扼要,条理清晰。板书要避免两种情况,一是大量照搬课本目录、定义和公式,缺少问题及思考;二是只见一片公式推导或零散要点,没有相关章节及问题定位,条理性差。因为还是有相当数量的学生是比较依赖板书的。
　　在课堂时间安排上,一般先用几分钟简单回顾上节主要内容,并经常点名让学生提问或上台答题,从中可发现学生对相关内容的掌握情况。讲授中,每一个问题结束后及时进行小结,每节课结束前再用几分钟进行总结。适当的强调、重复可以有效地提高学生的理解程度。
　　在组织学生参与方面,我们在第一周即布置学生每人写一些感兴趣的关于电机方面的问题,然后集中其中比较好的问题加上教师给的补充问题,大家讨论通过什么方法才能回答这些问题,然后由自由组合的3～5人的学习小组自选若干题目,十周内完成。从学生提出的一些问题可以看出,学生还是有相当的想象力与专业兴趣的。比如:为什么不家家拥有一个发电机、变压器,实现自发自用,避免输电的损耗呢?电机与当今最前沿的科学技术有关联吗?风力发电机的原理是什么?有无可能实现“隔空取电”?当今何种电机技术最具有发展前景?影响电机效率的因素主要是什么?如何提高电机效率?在以后对电机的研发过程中,除了降低其损耗外,还应在哪些地方下功夫?教师的补充问题主要促进学生对电机的地位、作用、现状与发展的整体把握。比如:目前常用的电机与世界先进水平的电机差距在哪些地方,为什么?电机的发展方向是什么?未来的电机可能会是什么样?设想几个电机在生活中的新应用例子,电机行业在国内外的现状简述等等。在课程结束前一周,组织作业完成较好的小组进行课堂交流。
　　另外,我们还要求学生经常写阶段小结,并自我评价学习效果,指出存在问题及改进意见。对小结每两周抽查一次。对作业,要求学生按条件、问题、思路与求解的模式完成。对总结与作业中出现的问题,及时进行公开反馈。课程最后写一篇课程总结,要求学生对本人在课程学习期间,在专业知识、素养及能力发展方面进行自我回顾与总结,目的是进一步加深学生对相关问题的思考与认知。
　　在实验时,注重培养学生的操作技能与协作能力。要求学生在实验小组中承担不同的角色,如指挥员、操作员、观测与记录员,完成各自任务。每次实验前,教师讲解后,再由每组指挥员向本组成员介绍实验步骤、要求,操作对象与观测记录对象,然后才开机实验。实验后,要求全体成员对指挥员的表现进行点评。下次实验角色轮换。
　　在成绩评定方面,注重形成性评价,适当加大平时成绩所占比例。电机学总评成绩的组成及比例为:实验占10%,作业、总结、提问及课堂表现占30%,期末考试占60%。
　　三、结语
　　课程建设是一个渐进的过程,需要长期的积累和实践过程。在“电机学”的教学实践中,我们的做法受到多数学生的欢迎,但也发现了一些问题。比如高质量的电机学多媒体素材和可拆卸的各种电机及绕组模型与实物对提高学生的感性认识有很大帮助,但资源不足,仅靠个别教师和学校也难以解决。部分学生应付了事,教师额外投入的精力较多等等。另外,调动学生学习的积极主动性仅靠一门课是不够的,要把学生从接受者变成探究者,需要所有教师的努力。
　　本文虽然以“电机学”课程为例,但其所述的原则和一些有用的做法也可供其它课程参考。敬请同行们批评指正。
　　
　　参考文献:
　　[1]第四届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集[C].北京:华北电力大学,2007.
　　[2]高林,等.应用性本科高等教育导论[M].北京:科学出版社,2006.
　　[3][美]威尔伯特·J·麦肯齐,等.麦肯齐大学教学精要;高等院校教师的策略和理论[M].徐辉,译.杭州:浙江大学出版社,2005.
　　(责任编辑:刘辉)