以变压器联结组为例浅析电机学课程教学改革

朱志莹 朱晨菲 魏港庆 袁艺芳 夏咸好 柏杨

【摘 要】本文分析了电机学课程教学过程中存在的问题。以 “三相变压器联结组的研究”为主题提出了改进教学的方法;引导学生自主学习、找规律式、问题式、实验式等教学方法;引入混合式教学模式,以提高教学质量,提高学生对电机学的掌握和应用能力。

【关键词】电机学;三相变压器联结组;教学改进;混合式教学

中图分类号: TD611.3 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2018)12-0063-002

DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.12.027

0 引言

电机学是电气工程及其自动化专业的一门重要专业基础课,电机学对数理基础、抽象思维能力要求高,且内容多、难度高、课时紧,应用性强。因其种类繁多且判断方式较为复杂,三相变压器联结组的判断一直是电机学课程的一个重点和难点。对三相变压器绕组的联结组的分析通常包括两方面:一是根据绕组接线图画出对应的相量图以确定联结组别;二是根据联结组别画出相量图和绕组接线图。本文主要围绕三相变压器联结组的教学改进方案展开研究。

1 目前电机学教育中存在的问题

目前电机学课程多采用课堂讲授的方式,在具体的教学实践中还存在诸多不足:一是教学方法仍是以教师的讲授为主,学生自主学习和协作学习的积极性没有调动起来,学生对课堂的参与度不够,兴趣不大;二是现代科技技术发展速度快,知识日益更新,导致电机学教学内容不断增多,但随着专业教学改革的深入,课程学时不增反而减少,导致上课时间甚至都不够老师讲完课本知识;三是理论与实践的结合度不高,由于学生缺乏对电机的感性认识 使得教师在讲解电机的结构及其工作原理时,由于学生们没有见过实物所以会感觉抽象,对知识点的理解感到困难,使得教学效率低下;这样的教学方式导致学生对知识的接受多于对知识的思考与建构,学生的思维能力和创新能力无法得到培养和提高。

2 改进教学的方法

2.1 引导学生自主学习

引导学生自主学习是指教师的教学以帮助学生自学为主。教师首先以提纲的形式给出本节内容需要解决的问题,配以部分相关课程的学习资料,指引学生自学的方向,学生可以通过观看网课以及查找文献资料先进行自主学习,对问题进行初步的回答。然后回到课堂中来,教师会对本课的基本内容、和基本概念进行简单提要,就本课的重点难点与学生进行讨论研究。例如:

三相变压器的联接方式及联结组的基础知识点及概念比较多且琐碎,这一节内容可以采取学生先根据教师给出的提纲及资料先进行自学,通过自主学习整理和掌握相关概念及基础知识点,并对老师提出的问题进行初步的回答,然后教师在课堂上利用导学式教学法引导学生以讨论式的问答形式完成对这一节主要知识的学习。因为这种教学法依托于学自学,从而使得课堂教学浓缩成为了总结、提炼和验收的过程。这样,既解决了学时紧张的问题,同时通过这种方式,强化了学生学习的自主性和思辨性,从而大大提高了课堂效率。

2.2 采用找规律式教学方法

相变压器绕组的连接方式多种多样,当把高压侧结成Y形,把低压侧也结成Y形时,我们就说这是Y-Y形结线;当把高压侧结成Y形,把低压侧结成三角形时,我们就说这是 形结线;当把高压侧结成三角形,把低压侧结成Z形时,我们就说这是-Z形结线。在上述的每种结线方式中,又有多种结线方法可选。例如,在Y-Y形结线类型中有6种结线方法;在Y- 形结线和-Y形结线类型中也各有6种结线方法;同样,在Y-Z和-Z结线中也各有6种结线方法。

在教学中,面对如此多的联结方式,如果我们把各种不同的联结方式联系起来进行比较,寻找其中的规律,就可以轻松记忆。如图1。

在讲解三相变压器联结组别时根据相位及同名端对其的影响,找寻规律可得:同一铁心柱上的绕组属于同一相,相位相同;错开一个铁心柱相位滞后120°,钟点数按顺时针方向增加4h,错开两个铁心柱,相位滞后240°,钟点数按顺时针方向增加8h;一、二次绕组同名端标志相同的不影响变压器联结组别的钟点数,标志为异名端的将使联结组别的钟点数按顺时针方向增加6h。按照此规律,我们只要记住Y, y0 和Y,d11两种标准联结组的联结图,通过与它比较, 就能直接判定出其他的联结组标号。

图1

电机学虽然很难学,但也不是无规律可循,对其中的规律进行总结,前后联系,可加深学生对知识的理解和掌握,达到事半功倍的效果。

2.3 采用问题式教学方法

问题式教学法就是通过在教授课程之后提出与教学内容同步的问题来增进学生对的知识的理解,指导学生提高解决问题和思考的能力。这就需要根据课程内容仔细地去提出各种问题,既要避免问题设置过分简单,也要避免过分抽象;提出问题目的是要激发学生的学习兴趣,学会发现问题、并积极地去思考。如:讲授Y,y0及Y,d11联结组的标号后, 提出如下三个问题:第一, 画出其他个联结组的接线图及相量图;第二,归纳总结影响联结组标号的因素;第三,寻其中的规律。上述问题的设计循序渐进且难度适中,而且学生回答这些问题也是对前面讲授的