基于“理工融合”理念的《电机》教学改革研究.docVIP

第 PAGE 页 基于“理工融合”理念《电机学》教学改革研究 　　一、引言 　　电机学是电气工程及其自动化专业一门主干专业基础课程，主要讲授电机基本结构、工作原理、剖析方法与运行特性等方面内容。该课程具有较强理论性与实践性，强调知识、能力、素质协调发展，注重培养学生剖析问题能力与动手实验能力[1-5]。电机学课程对后续专业课程学习有很大影响，但同时，电机学也是一门难学、难教课程。该课程综合了电学、磁学、力学、热学、机械学等多个学科知识，这种多学科交叉、理论结合实际特点使得学生在学习电机学时候普遍感到困惑与困难。 　　电机学课程在电气类专业课程中具有鲜明特点与很强代表性。根据多年教学实践经验，要开展好电机学教学工作，需要从理学与工学两个角度来进行。理工融合特点在电机学教学中体现得非常明显，教学人员只有既具备理学思维模式也具备工学思维模式，才能真正开展好电机学教学工作。 　　二、“理工融合”思想与理念 　　理学与工学是两个非常重要、紧密关联且具有丰富内涵学科门类。理学是研究数学、物理学、生物学等各领域基础科学，其问题意识根本在于对现象进行本质剖析与解释，一般所说科学家往往就属于理学领域。工学是覆盖面最广一门学科，工学问题意识根本在于实用性与具体应用，肩负着提出解决问题办法并将其产业化重要作用。一般所说工程师、技术员往往就属于工学领域。换言之，理学兴趣在于解释“为什么”，工学兴趣在于“怎么办”。 　　从基础到应用过程中，理学与工学在截然不同方向上发展，前者注重对事物本质规律思考，后者注重解决实际具体问题。对于理学与工学，很少人能够兼顾二者加以研究，大多数人往往会偏向其中一个方面。长期以来，在我国高等理工科教育格局中，理工分离现象比较严重；只注重理学或者只注重工学，都会造成理学与工学各行其是、无法进行有效结合问题。随着科学技术快速发展、剖析研究越来越深入与复杂，科技人员理工分离所带来弊病随之更加突显出来。许多工科专业毕业生经过若干年工作实践之后明显感觉创新乏力、后劲不足；许多理科专业学生由于所学课程跟工程应用脱节严重，就业面狭窄，难以适应实际工作需要，发挥不出应有作用。因此，理学与工学融合在当前变得尤为重要，只有“理工融合”才能真正培养出适应社会发展需要创新型拔尖人才。 　　三、教材内容组织中问题及剖析 　　由于电机这个研究对象本身复杂性，为了尽可能清楚地把更多内容包含到电机学教材中，传统电机学教材内容显得很庞杂，内容多而且编排比较杂乱，非常不利于初学者学习，其主要问题及剖析如下。 　　1.电机学涉及内容包含工学与理学两部分，这两部分内容在教材中交叉出现，其线条与脉络不清晰；初学者往往不能对教材中工学与理学部分进行有效区分，并采取有针对性学习方法。电机剖析使用基本理论工具是电磁学与数学，二者属于理学领域；而电机剖析对象本身（直流电机、交流电机、变压器等）属于工学（电气工程）领域。长期以来，由于国内高等教育在专业划分上太细，学生基本上只能在限定学科专业范围内学习，很少能够有机会去了解其他学科门类特点与学习方法。然而，理学学习方法与工学学习方法有很大区别，如果学生由于对理学与工学各自学科特点认识不足，不能采用合适学习方法，学习上势必会事倍功半。采用理学学习方法学习工学，或者采用工学学习方法学习理学，是学生学习电机学时候常走入误区，造成了学生在学习上困惑与困难。 　　2.电机学教材中理学内容与工学内容各自所占比例不合适。理学部分在电机学中是基础内容，但是电机学教材对这部分内容介绍往往过于简单，使得学生在学习时候常常感觉理论基础不够。工学部分是电机学主要部分，工学部分主要是对电机进行建模与剖析，对于这部分内容，学生在学习时候也有很多问题。工学部分学习问题在于教材上内容多而且杂，知识线条与脉络不清晰。工学部分应该注重电机工程剖析方法讲解，许多与之无关内容可以去掉。例如，在直流电机剖析中，传统电机学教材总是用很大篇幅来讲解直流电机绕组各种联结方法，学习这部分内容时候学生总是感觉太抽象。但是，有实践经验人都知道，电机绕组联结方法只要在工作中多接触就会不言自明；电机绕组联结其本身是个很简单问题，但是在书本上来讲解这部分内容却显得很难理解。 　　3.电机学教材中知识点很多，但是众多知识点与核心概念缺乏合适组织编排结构，使得初学者在学习时候感觉很费力。根据多年教学经验，如果在学习中能够先对所有知识点框架结构有个整体认识，然后再深入进去学习各个知识点，学习效果会好得多。传统电机学教材往往忽略了知识点系统性与连贯性，初学者学习时候始终有种只见树木不见森林感觉，抓不住学习重点。 　　四、教材内容组织编排改进措施 　　根据上述剖析，基于“理工融合”理念对传统电机学教材内容重新进行组织与编排教学改革势在必行，其具体措施如下： 　　1.在电