摘要：“电机学”是高校电气与自动化专业的一门重要的专业基础课，在课程设置中具有承前启后地位，作为其他后续课程的基础，该课程主要特点是基础概念比较多且较为抽象。针对“电机学”的授课内容特点，将虚拟仿真技术应用于电机学教学中，有助于真实再现实际工程，使许多抽象的概念和原理形象化，提高学生学习兴趣，改善教学质量。
关键词：电机学；虚拟仿真；教学
一、 电机学授课中存在的问题
教学内容涉及直流电机、变压器、异步电机以及同步电机的基本结构、工作原理以及电磁感应、能量转化等多方面的问题，使学生在学习的过程中感觉授课内容较为繁重，并且由于其计算量非常大，学生在学习过程中往往有很大的厌学思想。同时电机学又是一门实践性非常强的课程，如果只讲授理论，不能很好地与工程实际相结合，理论与实践脱节，那么学生很快就会失去学习兴趣，造成学习基础不牢固。
其次，电机学课程实验教学装置一般情况下由多个挂箱组成一个实验台，在使用过程中根据不同的实验内容来摘、挂各种不同的实验箱体，由于使用量大，经常性的拔插，使得设备损坏情况非常严重，尤其是每个电机实验都会使用的电阻箱，其完好率非常低，这就需要在实验教学过程中，学生必须将很大一部分的精力和时间去解决由于设备老化带来的信号失真等问题，严重影响对实验内容的理解。
二、虚拟仿真软件在电机学教学中的作用
电机学教学的自身特点决定了其授课方式应该是增加较多综合性和工程实践类的授课内容，以此来提高学生的学习兴趣。但是由于高校扩招，高校的实验条件受到很大制约，无法满足学生实践操作，尤其是“电机学”教学中模拟的工程实际项目，如串励直流电动机的轻载运行、异步电机起动与停止、变压器的极性和联结组以及电机学中磁场的分布等内容，仅仅依靠教师的讲解学生很难有较深入的理解，只能依靠仿真手段直观演示。
将虚拟仿真技术应用在电机学授课过程中，能够加强学生创新能力的培养，提高了学生的学习兴趣，改变了传统教师讲，学生被动接受的授课模式。针对提出的项目要求，学生不像以前只是重复教师的操作，而是能够发挥主观能动性，可以自己设计电路，建立仿真模型、调试仿真参数并验证最后的结果，整个过程教师充当指引方向的角色，而将具体的设计、调试过程交由学生独立完成，培养他们独立分析问题和解决实际问题的能力。
虚拟仿真技术的应用另一个大的优势在于学生对于授课内容的理解不一定非要在实验室完成，可以摆脱昂贵的仪器与设备的束缚，仅仅需要一台笔记本学生在寝室内就可以模拟出的电机实际运行情况。
三、将虚拟仿真技术有效融入教学中的主要方式
（一）传统教学为主、仿真教学为辅有机结合
传统教学方法的优势在于授课教师通过此种教学方法能够充分发挥教师的主导作用，将教师多年来对教学内容的理解在短时间内传递给学生，但是存在学生容易产生依赖心理，造成学习的积极性和主动性不高以及教学形式单一等问题。虚拟仿真教学则体现了学生作为教学主体，教师的作用更多地体现在提出问题设想以及引导学生思路，这样能够充分发挥学生自主性，但也容易产生教学内容讲述深度不够以及学生由于个体的差异产生的教学进度不易统一的问题。因此将传统教学方法和虚拟仿真教学有机结合起来可以既发挥教师的主导作用又发挥学生的主体作用，可以很好地提升教学质量。例如对异步电动机工作原理进行讲解时，就可以采用传统教学方式，通过教师对内容理解概括出工作原理的几个方面，大大节约学生的理解时间。而电机内部由于结构复杂并且电磁转化过程又比较抽象，学生的工程实际经验又少，很难对其产生较为直观的理解，这个时候就可以将虚拟仿真技术加入，产生较好的教学效果。
（二）进行教材改革
现行各个高校所用的电机学授课教程大部分是对电机的结构、原理进行讲解，极少涉及到将虚拟仿真技术和电机学授课内容相结合，因此想要改变传统的教学授课模式，改革电机学授课教程，提高学生的学习兴趣，就必须要应用虚拟仿真软件对授课具体实例进行软件仿真，将课程中许多抽象的概念和原理以具体图形的形式表现出来，以便促进学生更好地理解课程中的重点和难点知识。例如在讲授他励直流电动机的起动过程，在教材传统内容的基础上，可以增加MATLAB的Simulink工具箱程序，来进行一个简单的仿真设计，通过仿真模块的建立，参数的调试过程，学生能够非常直观地观察起动电流的变化过程，同时也可以观察其他变量的动态过程。将课程实例与虚拟仿真技术融合在一起，能够激发学生的学习兴趣并提高学生对工程的认识，达到改善教学质量的目的。
（三）教师科研工作与授课相结合，引入最新科研成果，丰富教学内容
将教师的科研项目与授课内容相结合，以便增长学生的见识。如在科研课题中，经常会用到三相异步电动机启动、调速和制动，教师可以在授课过程中给出课题的基本要求，组织学生独立开展课题设计研究，然后在班级内部对课题设计内容进行讨论，最后由教师决定通过后学生独立进行各个阶段的实施方案的设计，然后根据设计方案在虚拟仿真软件上完成实验内容并处理实验数据，最后撰写实验报告。另外，还可采用MATLAB软件完成课题中复杂的参数计算，以便学生能够把更多的精力放在研究各参数的相互关系上，很好地提升了学习效率。
（四）充分发挥实践基地作用，将实验项目与虚拟仿真软件相结合
即实践――理论――实践的教学模式。在实验教学过程中首先教师进行演示，以便学生能够有目的地观察电机运行时的各种现象，然后针对本节所讲述的内容，让学生带着问题有目的去听课，针对刚才的教师授课内容将实验现象上升到理论高度分析，得出结论，最后再通过MATLAB仿真软件将实验进一步理论深化，以达到事半功倍的效果。通过学生主动构思实验设计内容，提出设计实验方案和实验电路，教师的作用仅仅起到侧面辅导，而不实际参与到实验的具体操作过程中。为此实验中心应创造条件在课外对学生开放，给有兴趣的学生以更多的锻炼机会，培养学生的综合实践能力与创造思维能力。
（五）应用虚拟仿真技术，完善网络课程建设
目前随着社会的不断进步，计算机技术、互联网技术的蓬勃发展，使得网络教学独特的优势越来越明显。网络教学能够克服传统课堂教学受时间、空间上的限制，使学生可以利用零星时间随时学习，同时网络课程作为课堂教学的补充，方便教师与学生的互动。较好的网络课程需要不断地完善教学内容，增加方便学生独立学习的资源，这时虚拟仿真技术的优势便体现出来，可以应用MATLAB软件中的Simulink工具箱来动态的显示一些电机运行状况，这样能够提高学生学习的主动性与学习效率，取得较好的教学效果。
虚拟仿真技术在电机学教学中应用，能够真实再现实际工程项目运行状况，使许多较为抽象的概念和原理形象化，大大改善了教学效果，提高了电机学课程的教学质量，学生接受效果要好于传统电机学授课方式。
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