論文摘要：“電機學”課程是一門理論性與實踐性都很強的電氣工程專業基礎課。文章結合多年來的教學實踐、教學改革以及課程系統建設所取得的初步成果，從課程特點、專業特點、教學實踐、教材建設、教學改革、課程輻射、科研拉動等方面入手，總結了電機學課程教學改革的方法和實踐經驗，上述方法在多年的教學實踐中取得了良好效果並獲得了學生好評。
論文關鍵詞：電機學；教學改革；課程建設；教學實踐
“電機學”課程是電氣工程專業的一門專業基礎課。課程主要內容包括：變壓器，交流電機繞組理論，異步電機和同步電機以及直流電機，共五篇。課程的特點是理論性強、概念多，與工程實際聯繫密切。學生透過本課程的學習，將獲得電機的基本理論知識、基本分析方法和基本實驗技能，爲進一步學習專業課和從事相關專業工作打下堅實基礎。
一、中國農業大學（以下簡稱“我校”）電氣工程專業學習特點
在基於我校資訊與電氣工程學院國家級重點學科“農業電氣化與自動化”的基礎上，着眼於地方電網，從控制與執行的角度進行講授。本專業培養能夠從事與電氣工程有關的系統執行、自動控制、電力電子技術、資訊處理、實驗分析、研製開發、經濟管理、工程設計與施工以及電子與計算機應用等領域工作的寬口徑複合型進階工程技術人才。課程設定偏重於電力系統及其自動化，主要學習電力系統的執行分析、系統規劃、自動化技術應用等方面的知識。知識結構上體現了強電與弱電相結合，電工技術與電子技術相結合，軟件與硬件相結合，工程與科技開發相結合的特點。
“電機學”課程在我校本科專業電氣工程的培養計劃中，是必修課程，目前按64學時課堂講授，另有32學時的關聯課程“電機學實驗”，課程在大三上學期開設，屬在前期修學普通物理、高等數學、電路原理等的基礎上，爲後續專業課作承上啓下的專業基礎課。
二、課程特點
本課程基於在電力系統中執行的各種電機進行分析與研究，因此電機的“功率”特徵十分明顯；着重於穩態分析，與先期課程銜接緊密，如普通物理、電路原理等；因普遍涉及鐵磁材料，故非線性（飽和）問題是必須面對的；一方面，課程在遵循經典電工與電磁理論的基礎上，推導嚴密，教學嚴謹，邏輯性強，另一方面，許多結論是在合理的忽略次要因素後得出的，因此工程意義上的允許偏差與數學意義上的精確，在學生課程學習中面臨衝突；實驗中，學生開始接觸更加真實的電機控制、執行與測量，結合實際緊密，是鍛鍊綜合動手能力的很好機會。特別是在電力系統中執行的各種電機，彼此既相對獨立又相互關聯，這些在增加了學生課程學習難度的同時，也開啟了一扇幫助學生了解電機、電器以及電力系統知識的窗戶。較好的課程教學成果，不僅能夠擴大學生的知識面，而且還能培養學生掌握基礎理論知識的能力、系統的分析方法以及綜合運用所學知識解決具體問題的能力。另外，課程的實踐性教學環節對理論聯繫實際、培養學生的動手能力、分析解決工程中的實際問題和科學研究能力的培養尤爲重要，是課程教學不可缺少的重要組成部分。
三、教學實踐
多年來的本科“電機學”課程教學實踐，基本形成了較爲完整的教學思路與做法，主要體現出如下幾點：
（1）課程內容講授中，體現了加強基礎，重點突出，注重啓發，強調實踐，綜合評價。加強基礎就是力求使學生掌握本課程要求的基本理論和分析方法，以及發展前沿、技術焦點等問題；重點突出是指課程中的最重要的一些概念與結論，必須講好、講透，比如“T”型等效電路、磁勢平衡、電樞反應等；注重啓發包括課堂講授中的啓發互動做法，以及實驗、討論中的語言與角色把握；強調實踐是指注重實驗教學與課程講授之間互動以及相輔相成的有機聯繫；綜合評價是全面評價學生課程學習的整體表現，多年來，一直堅持平時成績與期末考試成績按比例計入總評成績。
（2）課程內容組織上，注意結合本專業需求，在“基礎與精髓不漏”的前提下，對一些涉及設計、製造及在少學時情況下較難理解的內容，如交、直流電機繞組、時-空向量分析等，進行刪減，適當精簡或簡化電機電磁理論的闡述及推導，注重結論的理解與應用。在每一篇的最後，講授一些典型應用，比如變壓器之後，介紹互感器；異步電機之後，介紹單相異步電動機以及變頻驅動；同步電機之後，介紹永磁同步風力發電機；直流電機之後，介紹無刷直流電動機等。這樣，既鞏固了學生對本篇主要結論的印象，又避免了“通篇學完電機學，只知四種電機”的尷尬局面。
（3）注重語言表達和多媒體的合理應用。課堂上，介紹概念需要表達準確，推導過程需要嚴謹，但好的課堂講授效果，與表達方式有很大關係，這裏不僅有語言表達和口齒的問題，更有良好的語言運用、知識積累和直觀形象展示的問題。如，介紹到變壓器勵磁電流性質時，會涉及到在鐵芯磁路飽和時，正弦分佈的基波勵磁電流，會產生平頂形態的磁通波形，反之，欲獲得正弦分佈的磁通波形，則需配合適當非正弦分佈的勵磁電流供給。這樣的內容，學生第一次接觸，難理解，不易記憶，用一句成語，“魚翅與熊掌不可兼得”去概括，收效很好；在講授交流電機三相合成旋轉磁勢時，自制的Flash動畫，直觀、形象地演示出了駐波、行波以及合成等曲線圖形，有助於學生理解和記憶。再比如，在用電磁轉矩物理公式，解釋異步電動機起動電流大的現象時，需說明主磁通大幅減小，且轉子迴路功率因數很低，從而造成轉子電流幅值很大的局面，用一句成語，“屋漏偏逢連陰雨”去描述，就很形象。在多媒體課件設計上，着重兩個思路：循序漸進層層深入的思維過程的啓發式引導，形象直觀的物理過程可視化展示。顯然在課件中，大量的文字堆砌，無助於脫稿講授，大量公式的粘貼，替代不了連貫的現場推導與演繹。多年的教學過程證明，良好的授課表達方式可有效地提高教學效果和學生的學習興趣。 （4）努力使實驗教學與課堂教學相得益彰。主要做法包括：以驗證性實驗，作爲“規定動作”，用以強化對課堂中對應重要結論與概念的印證；以自選性實驗，提高學生實驗的主動性與興趣，其中的內容，既有教師引導形成的，也有學生自己思考提出的。爲此，我們進行了實驗課程的單獨設課，增加實踐教學的設計性、綜合性、趣味性；放手讓學生自己去準備、設計、接線、調試、排除故障等。當學生在實驗中的主動性被激發出來後，思考、興趣、想法等會接踵而來，不僅會有效地促進課程內容學習理解，還會激發出一些學生因動手能力強，而產生的自信心，一些學生就是因此而產生出許多創新性的想法與做法，我們所教的學生中就有許多這樣的實例。
（5）着力培養嚴謹的科學作風。科學作風的培養，是可以也應該貫穿於課程教學始終的。課堂上，講課的邏輯性，推導的縝密性，批改作業的嚴謹性，是一種基本體現，實驗中的科學作風更應注重。實際上，一次電機學實驗，就是一次微型的、科學的、有工程意義的科學訓練。學生們需課前認真設計實驗內容，在實驗中，正常、合理使用儀器設備操作，發現和解決問題；實驗後，對實驗數據的分析整理，撰寫實驗報告。在這其中，學生得到的訓練是較爲全面的，其中任何一個環節出問題，都可能導致結論的不準確，這樣系統的科學訓練，是課堂教學中不易找到的。
（6）堅持培養良好的學風。對學生要求嚴格，是“電機學”課程多年的傳統。課上，我們堅持要求學生不遲到，不無故缺席，不抄襲作業，保持良好的'課堂秩序，並屆屆相傳。多年來的教學實踐表明，對學生的嚴格要求，並沒有使我們失去學生的尊重，我們以嚴以律己、一絲不苟的治學態度及對學生嚴與愛的統一之中，贏得了歷年的好評。事實證明，我們的絕大部分學生是好學的、理智的、明辨是非的。我們認爲，只要教師的投入放在精通業務、全面瞭解本學科狀況與動向、提高教學質量和水平上，把身段放在去了解學生，關心和幫助學生，嚴格要求學生，使學生在學習中健康成長方面，學生心裏的那杆稱，是公平的。
四、教材建設
多年一線本科教學的實踐體會和經驗，具體體現到了作爲主體編寫兼統稿的普通高等教育“十一五”規劃教材——《電機學》中。該教材的特點，得到了國內許多高校同行的認同，因此由中國電力出版社2008年7月第1次印刷的3000冊，在發行一年多後，就已售罄，於2010年1月第2次印刷後，再版發行。結合本校課程以及實驗設備特點，在本校內印刷發行的《電機實驗指導書》，自2000年以來，已修訂過3版，共約發行1100冊。
教材的系統建設，結合完整的專業培養計劃、教學大綱，使教學內容、質量以及規範化水平都上了一個臺階。
五、教學改革
1999年，學校開展首批重點課程建設，課程團隊參加了學校首批25門重點課程建設之一的“電機和電機與拖動”課程建設，並順利透過了學校的驗收。其中的三項主要內容，課程考覈的綜合評分公式，試題庫的建設，網絡版和課堂版教學軟件，是較有特色的。多年來，各學期末學生給課程的教學評分，都位列在學院的前列。
電機學課程教學中，實驗內容十分重要，因此多年來，雖然課程總學時一再縮減，但實驗課時，一直堅持不減，並且從2010年起，在專業新修訂的培養計劃中，完善了教學大綱，實現了32學時的實驗單獨設課，獨立考覈。
六、課程輻射
課程主講教師曾經的一個電機專業教學“一條龍”不間斷培養的設想，在一些學生身上實現了。例如，一個電機課代表，對電機產生了濃厚的興趣，在課程學習後期主動找到主講教師，要求參加科研項目，當時一個與電機相關的科研項目是小型離網風力發電，於是，學生從擰螺絲釘固定機組開始，到學習變頻電動機控制、異步發電機的並接電容器自勵，到完整的進行科研實驗測試、撰寫文章，不到一年的時間，全面進入科研角色；在大四免試推薦研究生階段，僅在最後一刻，與一所國內一流大學失之交臂，但隨後，被另一所首批國家“985工程”的大學很快錄取了，理由就是科研能力好（當然學習成績也不差）；在之後自然選擇主講教師作爲指導教師的畢業設計中，由於題目的前期積累，也獲得了學校百篇優秀本科畢業論文的獎勵。一門專業基礎課的內容，能夠延續到畢業論文階段，作爲課程教師，我們深感欣慰。
近幾年來，作爲研究生導師，我們還主講了與電機相關的研究生課程“電機專題”和“新能源發電技術”。教學實踐中發現，教學所涉及的內容很寬泛，多學科融合與應用的發展異常迅猛，沒有一本十分適用於學校本學科研究生教學的參考書，如果羅列參考書，將是10本以上的數量。在多年電機學的教學經驗以及本科電機學教材編寫的基礎上，我們編寫了一本學校研究生教材《電機與新能源發電技術》，已由中國農業大學出版社正式出版發行。
七、科研拉動
對於高校工科教師而言，教學與科研相得益彰。比如，結合與企業合作設計生產雙速自制動三相異步電動機的項目，直接參與了雙速繞組、鐵芯、磁場與性能校驗等電磁設計，以及樣機試製、實驗，到批量生產的全過程。這些一手電機設計與生產經驗，不僅加深了對課程相關內容的理解和掌握，同時很大程度的豐富了教學內容，課堂以及實驗教學實踐中，自然心中有底，言之有物。又例如，在我們所承擔的有關農村新能源發電的國家“十一五”科技支撐項目子課題中，所涉及的內容較爲繁多，但多年來電機學課程教學所積累的較爲紮實的基本概念和學科知識，使我們能夠與團隊成員一起，交出了較爲圓滿的課題任務答卷，取得了多項具有自主知識產權的成果、技術與裝備。
八、結束語
“電機學”課程是一門自動化、電氣工程及其自動化專業等專業的傳統課程，在新形勢下，需要教師實際投入。從課程教學內涵而言，應該多思考，勤實踐，不斷豐富和完善課程教學體系；從課程教學外延來看，應該從專業系統培養，工程應用需求，動手能力培養，後續課程拉動等多方面、多角度，去思考課程教學的改革與內容的更新。