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电气工程及其自动化专业“电机学”教学改革的几点探讨

作者:周晓燕 毛玉玺 来源:课程教育研究 论文栏目:教育论文     更新时间:2019-01-12   浏览

周晓燕 毛玉玺

【摘要】电机学作为电气工程及其自动化专业的专业基础课,课程与工程实践结合紧密,同时理论性又强,学习困难。本文从结合工程实际和采用现代教育手段两个方面入手,提出电机学课程教学改革的几点建议,对于提高学生学习《电机学》课程的积极性与主动性,激发学习热情,有积极作用。

【关键词】电机学 工程实际 现代教育手段

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2018)06-0014-02

電气工程及其自动化作为一级学科,下面设有电力系统及其自动化、电力电子与电力传动,电机与电器、高电压与绝缘等二级学科,其中《电机学》课程是这几个二级学科共同的专业基础课。电机学课程理论性强,同时又与工程实践紧密相连。教学内容包括电路和磁路,电场和磁场,交流电和直流电,静止(变压器)和旋转(电机),线性与非线性等相互交织影响的复杂因素[1,2,3],同学们普遍反映接受困难。作者经过几年的《电机学》课程的教学工作和电机方向的科研工作,分别从结合工程实际和采用现代教育手段两个方面探讨该课程教学方法

一、结合工程实际,全面认识电机

电机学教材是一本以电机理论为主的书籍,其中对于电机结构和应用的部分主要采用一些照片的形式进行介绍,而电机本身是立体结构,很多同学看了这些照片难以和实物联系起来,造成学了很多理论而对实物如何还云里雾里,搞不清楚。建议从以下几个方面加强对电机的认识:

1.教材中增加内容,独立成章,专门用来介绍电机各部分结构。比如对于传统电机柱形结构的认识,应着重介绍电机冲片的知识,如电机冲片的厚度一般为0.35mm或者0.5mm,冲片两边涂有绝缘漆,冲片叠好后用扣片压在一起等。让同学们明确电机定转子形成的的工艺和原因,对于大家认识电机定转子结构以及深刻领悟电机铁耗的概念大有帮助。

2.更新和增加教材中的图片。电机学教材中有关电机实物的照片存在数量较少和年代较老的问题,可以适当增加一些电机图片,并更新里面较老的图片。

3.增加讲授目前工程热点应用场合电机问题的章节,如新能源风力发电机,电动车电机,三峡水电站的水轮发电机等。近年来,节能减排成为全世界各国政府关心的问题,并出台了一系列政策。其中电机作为发电和用电的主要电器设备备受关注。我国也相继出台了一系列节能减排政策,如,《全国电机能效晋升方案》、《节能商品惠民工程高效节能配电变压器实施细则》、《2016-2020年新能源汽车补贴政策》等。了解这些国家政策和行业动向,不仅能激发同学们的学习兴趣,同时也对大家以后的就业方向和考研专业的选择有很大帮助。

4.去电机厂进行初步电机结构认识实习。在课程讲授完基本原理以后,带领同学们去附近电机厂参观,进行电机结构的初步认识。学校所在的青岛经济开发区工业比较发达,给各行业做配件的电机厂也很多,比如青岛海立电机有限公司、青岛三美电机有限公司、青岛天一集团红旗电机有限公司和青岛风王风力发电机有限公司等,这些公司有家电配件电机,风力发电机和各种机械配件电机等。从电机结构角度讲,有传统结构电机和特种应用电机。这些对于同学们认识了解电机有重要帮助,同时也能激发同学学习这门课以及学习电机方向各类课程的热情。

二、现代教育手段在电机学教学过程中的应用

随着现代科技的发展,越来越多的现代教育手段被应用在教学过程中,这些教学手段使得教学过程更加形象生动,同时也激发了大家的学习热情。

1.提供各种电机结构和工业制造流程的视频以供学生观看。受时间和经费的限制,很多工艺和流程没法做到现场观看,因此,可以录制一些典型工艺的流程,在课堂上播放,以供大家学习,如叠片、嵌线、浸漆、装配工艺等。

2.引入仿真软件。课本通过采用磁路法对电机进行分析与计算[1,2,3],磁路法模型计算简便,但是误差较大,而采用磁场有限元法对电机进行仿真分析,误差较小,同时后处理程序更加形象具体,便于大家理解。现在市场上有多款电机设计分析软件,如Ansoft、Ansys、Jmag等,都能满足仿真要求。

3.充分利用多媒体课件的功能。多媒体课件作为常用的教学手段以其生动形象的特点受到越来越多的欢迎,《电机学》课程的教学可以有效利用这一点,比如在发电机转子旋转进而发电的过程中,就可以用动画的方式来体现,更加生动。

三、结束语

针对《电机学》课程特点,本文从两个个方面分享了作者从事该课程教学工作以来的心得体会,对于提高同学们专业学习的兴趣,引导大家选择专业方向提供一点参考。同时,除了学好本课程外,也为以后的电机类方向课程的学习打下基础。

参考文献:

[1]王秀和.电机学[M].第2版,北京:机械工业出版社,2013.

[2] 汤蕴缪.电机学[M].第5版,北京:机械工业出版社,2014.

[3] 许实章.电机学[M].第3版,北京:机械工业出版社,2017.

项目来源:2017年地方高校国家级大学生创新创业训练计划项目“基于摄动法的表贴式无轴承永磁电机偏心磁拉力研究”(项目编号:201710429035)。

作者简介:周晓燕(1978-),女,汉族,山东烟台人,青岛理工大学自动化工程学院,博士,讲师;毛玉玺(1997-),男,汉族,宁夏吴忠人,青岛理工大学自动化工程学院电气15级3班。

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