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《电机与变压器》课程教学手段与方法的探讨

作者:伍丽静 字数:3035  点击:

摘 要:目前,各职业院校都在实行教改,目的是提高教学质量,使学生学以致用。然而,技工院校的生源较差,多数是学困生,怎样使这些学生对课程感兴趣,降低理论课程难度,增强学生对理论知识应用能力,是当务之急。笔者作为一名职教电子专业教师,通过多年的教学,总结了有关《电机与变压器》课程的一些教学方法、教学手段以供参考。

关键词:电机;教学方法;教学手段

1 教学方法

课堂教学讲授与多媒体、演示实验、现场参观相结合,充分利用动画效果、实验现象及各种教具,使课堂教学变得丰富多彩,生动有趣,电机复杂的理论易于理解。

教师将提高学生学习的主动性放在中心环节,为此采取了启发式、讨论式、提问式等多种有效的的方法。例如为了使学生树立正确的学习目的,并对每堂的具体内容建立浓厚兴趣,在引入问题时,根据不同内容采取多种方法:

反差引入法:看似司空见惯的现象,有时确有相反的结果;

问题引入法:从学生能理解感兴趣的问题出发,引入授课内容;

实例引入法:通过工厂出现的相关事例分析过渡到授课内容。

2 教学手段

1)简化课程中的理论推导,突出重点,使问题简单化,降低教学难度。

2)用现场参观、课堂中生动的演示实验、多媒体辅助教学等教学手段,使复杂问题直观化简单化,提高学生学习兴趣。

3)善于将所授理论与实际相结合,突出课程的实用性,增强了学生的学习动力。

3 应用案例

应用案例一:单相异步电动机的脉动磁场

《电机与变压器》课程理论性、实践性、综合性、应用性很强的特点,导致学生学习被动,普遍感到课程内容杂、难理解、理论与实践脱节。在学习过程中出现畏难情绪。因此加强理论与实践的有机结合,使学生对课程认识由抽象到具体是解决上述问题的有效方法。下面以单相异步电动机的脉动磁场概念为例,看如何利用现场演示实验并结合反差引入法使这一概念变得具体明了,学生印象深刻。

应用设想:在单相异步电动机的工作原理中,通过电磁理论分析得出:当仅给电动机工作绕组通入单相交流电时,产生的磁场是大小随电流的瞬时值变化而变化,但磁场的轴线空间位置不变的,从而引出脉动磁场的概念。但脉动磁场有什么特性?与前章的三相异步电动机旋转磁场有什么不同?书中通过较烦琐的理论分析得出单相异步电动机脉动磁场的特性—转矩特性,这样势必会使学生感到枯燥、难学,很可能在还没有分析出特性时,,有学生就已经不学了。为了解决这一问题,用现场的演示实验取而代之,可达到事半功倍的效果。

首先,应用电磁理论分析单相异步电动机产生的磁场引出脉动磁场的概念;然后引入问题:脉动磁场能使电机自动转起来吗?给学生几分钟的时间讨论,结果大部分学生猜的是电机可以自行转起来。接下来通过实验演示来证实学生的结论是否正确。老师或指导一学生利用教室内的吊扇,先将吊扇的电源停掉,再将吊扇的电容拆掉然后通电试验。让学生通过观察吊扇的送电后的现象,显然现象会与学生所猜结论相反。这会调动学生进一步探究问题的积极性,并加深了脉动磁场的特点印象。这样既省略了抽象而枯燥的理论分析有达到了达到了激发兴趣、易于理解、便于记忆和应用的效果。

应用过程:

(1)将教室中的某台运行正常的吊扇停电后,断开电容的接线,用绝缘胶布包好断开的接线端,再给吊扇送电,观察现象—吊扇不动。

(2)用手向某一方向拨动吊扇的风叶,观察现象—吊扇沿拨动的方向慢速旋转起来。只要保持通电,吊扇就维持这种运动状态。

(3)将吊扇停电,再送电,观察到吊扇不转,此时用手向反方向拨动风叶,观察到吊扇沿反方向转动起来。

通过上述实验的三步,启发学生得出脉动磁场特性——转矩特性:

(1)脉动磁场不能使电动机自行启动,T=0,n=0,电机通电

不转。

(2)当n╪0,则T╪0,此时电机运行。

(3)电机的转向取决所加外力方向。

应用案例二:铁磁物质的饱和效应及磁化曲线

电机和变压器的铁心都是由铁磁材料构成的。而铁磁物质又具有饱和性。铁磁物质的饱和性又直接影响电机和变压器的电磁参数。学生理解起来很困难,在教学过程中采用多种教学方式帮助理解,为电机和变压器的各种电磁参量的关系铺平道路。

(1)多媒体教学

铁磁材料的饱和磁效应是电机与变压器课程中较难理解的概念,通过一个交互式多媒体软件使问题直观化。

下图左有一动圈式电流表,一个绕有线圈的方形铁心,图右为励磁电流与磁通的关系曲线;通过调励磁电流的的大小,可以观察到铁心的磁通变化情况;同时也显示出励磁电流与磁通变化的关系曲线。通过以上的实验,我们可以得到以下结论:当电流较小时,随励磁电流的增加,磁通几乎是正比增加。当铁心中的磁密过大时,随电流的增加,磁通缓慢的增加,最后几乎不增加了。这就称为饱和效应。

(2)、启发式教学

启发式教学能够有效的激发学生的求知欲望,变被动听课为主动思考。因此在讲课时故意设下悬念,让学生思考。例如讲到饱和时,会举生活中的例子让大家思考,我们往空杯子中投筷子时,当筷子越来越多时,会发现越往后筷子越难投到杯子里,这是为什么?这时学生的兴趣肯定高涨,会回答“阻力大”。我们把杯子比喻成有一定结构尺寸的铁心,筷子相当于磁通,当铁心的磁通过多时,称其为饱和。这是再启发学生铁心饱和时为什么磁阻会增加?磁阻由谁决定?让学生自己分析,教师补充,最后得到结论:

铁心饱和→磁导率减小→磁阻增加

通过多媒体教学和启发式教学的应用,学生能够对铁磁物质的饱和效应有一个比较深刻的理解,并克服了学生以前被动盲目的死背结论的现象。

应用案例三:三相异步电动机的旋转磁场及应用

三相异步电动机的定子绕组是三相异步电动机在实际现场发生故障的主要部分。电机通电后能否建立旋转磁场直接关系到电机能否正常运行。三相异步电动机的旋转磁场是重点内容,要求学生在理解三相异步电动机旋转磁场的产生原理基础上,进一步掌握实际中由于旋转磁场的问题而引发的电机故障现象,由此得出处理电机故障的部分技能。

实例引入法,结合实验、理论(一体化)教学:

(1)教学课堂放置一台好的三相异步电动机,先让学生观察:给三相异步电动机通入三相交流电电动机旋转的实验现象。

(2)再让学生观察另一个实验:将一指南针背面放置一磁铁,然后用手操作磁铁匀速旋转,引导学生观察指南针指针发生的现象,提问学生看到了什么(显然指针会跟着磁铁旋转),并解释现象的原因。

(3)联系第一个实验,引导学生认识三相异步电动机的定子绕组通入三相交流电会产生类似于磁铁旋转的旋转磁场,使学生建立有关旋转磁场的感性认识。

(4)分析旋转磁场的产生原理,得出旋转磁场产生条件:三相对称定子绕组、三相对称电源;

(5)引入问题实例:提问如果旋转磁场的产生条件中有一个条件不具备,三相异步电动机会发生什么现象?

实验:三相异步电动机缺相通电(通电后迅速断电),引导学生观察电机能否启动。

5 应用总结

电机与变压器课程是电子专业较难学的课程之一,理论性强,内容较为枯燥,但如果采用较有效的教学方法及教学手段,就会取得较好的教学效果:

1、在理论教学方面,对于大多数学生而言,较好的解决了现行教材中的大部分重点难点问题。

2、通过将理论与实践有机的结合,使学生学习知识的主动性大大的提高。

3、在补充实践环节方面,帮助学生增加了电机维护的技能。

4、通过将电机与变压器课程中许多繁琐的文字叙述和公式推导变为生动有趣、直观形象,从而提高了学生的学习兴趣及主动精神。获得理想的教学效果。


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