基于“理工融合”理念的《電機學(xué)》教學(xué)改革的論文
一、引言
電機學(xué)是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要講授電機基本結(jié)構(gòu)、工作原理、分析方法和運行特性等方面的內(nèi)容。該課程具有較強的理論性和實踐性，強調(diào)知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，注重培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力和動手實驗?zāi)芰1-5]。電機學(xué)課程對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)有很大影響，但同時，電機學(xué)也是一門難學(xué)、難教的課程。該課程綜合了電學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)、機械學(xué)等多個學(xué)科的知識，這種多學(xué)科交叉、理論結(jié)合實際的特點使得學(xué)生在學(xué)習(xí)電機學(xué)的時候普遍感到困惑和困難。
電機學(xué)課程在電氣類專業(yè)課程中具有鮮明的特點和很強的代表性。根據(jù)多年教學(xué)實踐經(jīng)驗，要開展好電機學(xué)教學(xué)工作，需要從理學(xué)和工學(xué)兩個角度來進行。理工融合的特點在電機學(xué)教學(xué)中體現(xiàn)得非常明顯，教學(xué)人員只有既具備理學(xué)思維模式也具備工學(xué)思維模式，才能真正開展好電機學(xué)教學(xué)工作。
二、“理工融合”的思想和理念
理學(xué)和工學(xué)是兩個非常重要、緊密關(guān)聯(lián)且具有豐富內(nèi)涵的學(xué)科門類。理學(xué)是研究數(shù)學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)等各領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學(xué)，其問題意識的根本在于對現(xiàn)象進行本質(zhì)分析和解釋，一般所說的科學(xué)家往往就屬于理學(xué)領(lǐng)域。工學(xué)是覆蓋面最廣的一門學(xué)科，工學(xué)問題意識的根本在于實用性和具體應(yīng)用，肩負著提出解決問題的辦法并將其產(chǎn)業(yè)化的重要作用。一般所說的工程師、技術(shù)員往往就屬于工學(xué)領(lǐng)域。換言之，理學(xué)的興趣在于解釋“為什么”，工學(xué)的興趣在于“怎么辦”。
從基礎(chǔ)到應(yīng)用的過程中，理學(xué)和工學(xué)在截然不同的方向上發(fā)展，前者注重對事物本質(zhì)規(guī)律的思考，后者注重解決實際具體問題。對于理學(xué)和工學(xué)，很少人能夠兼顧二者加以研究，大多數(shù)人往往會偏向其中一個方面。長期以來，在我國高等理工科教育的格局中，理工分離現(xiàn)象比較嚴重；只注重理學(xué)或者只注重工學(xué)，都會造成理學(xué)和工學(xué)各行其是、無法進行有效結(jié)合的問題。隨著科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展、探索研究越來越深入和復(fù)雜，科技人員理工分離所帶來的弊病隨之更加突顯出來。許多工科專業(yè)的畢業(yè)生經(jīng)過若干年工作實踐之后明顯感覺創(chuàng)新乏力、后勁不足；許多理科專業(yè)的學(xué)生由于所學(xué)課程跟工程應(yīng)用脫節(jié)嚴重，就業(yè)面狹窄，難以適應(yīng)實際工作需要，發(fā)揮不出應(yīng)有的作用。因此，理學(xué)和工學(xué)融合在當(dāng)前變得尤為重要，只有“理工融合”才能真正培養(yǎng)出適應(yīng)社會發(fā)展需要的創(chuàng)新型拔尖人才。
三、教材內(nèi)容組織中的問題及分析
由于電機這個研究對象本身的復(fù)雜性，為了盡可能清楚地把更多內(nèi)容包含到電機學(xué)教材中，傳統(tǒng)電機學(xué)教材的內(nèi)容顯得很龐雜，內(nèi)容多而且編排比較雜亂，非常不利于初學(xué)者學(xué)習(xí)，其主要問題及分析如下。
1.電機學(xué)涉及的內(nèi)容包含工學(xué)和理學(xué)兩部分，這兩部分內(nèi)容在教材中交叉出現(xiàn)，其線條和脈絡(luò)不清晰；初學(xué)者往往不能對教材中工學(xué)和理學(xué)部分進行有效區(qū)分，并采取有針對性的學(xué)習(xí)方法。電機分析使用的基本理論工具是電磁學(xué)和數(shù)學(xué)，二者屬于理學(xué)領(lǐng)域；而電機分析的對象本身（直流電機、交流電機、變壓器等）屬于工學(xué)（電氣工程）領(lǐng)域。長期以來，由于國內(nèi)高等教育在專業(yè)劃分上太細，學(xué)生基本上只能在限定的.學(xué)科專業(yè)范圍內(nèi)學(xué)習(xí)，很少能夠有機會去了解其他學(xué)科門類的特點和學(xué)習(xí)方法。然而，理學(xué)的學(xué)習(xí)方法和工學(xué)的學(xué)習(xí)方法有很大區(qū)別，如果學(xué)生由于對理學(xué)和工學(xué)各自學(xué)科特點認識不足，不能采用合適的學(xué)習(xí)方法，學(xué)習(xí)上勢必會事倍功半。采用理學(xué)的學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)工學(xué)，或者采用工學(xué)的學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)理學(xué)，是學(xué)生學(xué)習(xí)電機學(xué)的時候常走入的誤區(qū)，造成了學(xué)生在學(xué)習(xí)上的困惑和困難。
2.電機學(xué)教材中理學(xué)內(nèi)容和工學(xué)內(nèi)容各自所占的比例不合適。理學(xué)部分在電機學(xué)中是基礎(chǔ)內(nèi)容，但是電機學(xué)教材對這部分內(nèi)容的介紹往往過于簡單，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候常常感覺理論基礎(chǔ)不夠。工學(xué)部分是電機學(xué)的主要部分，工學(xué)部分主要是對電機進行建模和分析，對于這部分內(nèi)容，學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候也有很多問題。工學(xué)部分學(xué)習(xí)的問題在于教材上內(nèi)容多而且雜，知識線條和脈絡(luò)不清晰。工學(xué)部分應(yīng)該注重電機工程分析方法的講解，許多與之無關(guān)的內(nèi)容可以去掉。例如，在直流電機的分析中，傳統(tǒng)電機學(xué)教材總是用很大篇幅來講解直流電機繞組的各種聯(lián)結(jié)方法，學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容的時候?qū)W生總是感覺太抽象。但是，有實踐經(jīng)驗的人都知道，電機繞組的聯(lián)結(jié)方法只要在工作中多接觸就會不言自明；電機繞組的聯(lián)結(jié)其本身是個很簡單的問題，但是在書本上來講解這部分內(nèi)容卻顯得很難理解。
3.電機學(xué)教材中知識點很多，但是眾多知識點和核心概念缺乏合適的組織編排結(jié)構(gòu)，使得初學(xué)者在學(xué)習(xí)的時候感覺很費力。根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗，如果在學(xué)習(xí)中能夠先對所有知識點的框架結(jié)構(gòu)有個整體認識，然后再深入進去學(xué)習(xí)各個知識點，學(xué)習(xí)效果會好得多。傳統(tǒng)電機學(xué)教材往往忽略了知識點的系統(tǒng)性和連貫性，初學(xué)者學(xué)習(xí)的時候始終有種只見樹木不見森林的感覺，抓不住學(xué)習(xí)的重點。
四、教材內(nèi)容組織編排的改進措施
根據(jù)上述分析，基于“理工融合”理念對傳統(tǒng)電機學(xué)教材內(nèi)容重新進行組織和編排的教學(xué)改革勢在必行，其具體措施如下：
1.在電機學(xué)教材中增加對理學(xué)和工學(xué)特點進行介紹的內(nèi)容，讓學(xué)生從學(xué)科角度來認識理學(xué)和工學(xué)各自的認知規(guī)律和學(xué)習(xí)方法。由于電機學(xué)教材中理學(xué)和工學(xué)的內(nèi)容交叉在一起，因此要盡量把理學(xué)內(nèi)容和工學(xué)內(nèi)容按照知識單元模塊各自規(guī)整在一起，同時在教材中對這些知識單元模塊進行一定的標(biāo)識，指明該知識單元模塊是屬于理學(xué)領(lǐng)域還是屬于工學(xué)領(lǐng)域。
2.根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求，調(diào)整電機學(xué)教材中理學(xué)內(nèi)容和工學(xué)內(nèi)容的比重。如果專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是科研型人才，那么教材中應(yīng)該加大理學(xué)內(nèi)容部分的份量，著重培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力，以利于以后從事基礎(chǔ)科研工作或進一步深造學(xué)習(xí)；如果專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是技術(shù)型人才，那么教材中應(yīng)該加大工學(xué)部分內(nèi)容的份量，著重培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用和解決實際問題的能力。
3.盡量把教材中眾多知識點按照一個整體的框架結(jié)構(gòu)組織和編排起來，并給出知識單元模塊的索引以便于對照查找。通過這種組織和編排方式，學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候，就能夠明白為什么要學(xué)習(xí)某個知識點以及該知識點在整個框架中的位置和重要性。通過這種組織和編排方式，學(xué)生很容易克服以前學(xué)習(xí)中只見樹木不見森林，知其然不知其所以然的問題，從而極大地提升學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。
五、結(jié)論
理科教育和工科教育有著明顯的不同，二者的差異主要體現(xiàn)在邏輯思維方式、人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程內(nèi)容安排等幾個方面。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會需求的變化，高等院校學(xué)科設(shè)置和專業(yè)建設(shè)在高度分化的基礎(chǔ)上越來越呈現(xiàn)出交叉、融合的趨勢；在理工院校中促進理工融合的教育教學(xué)改革早已成為教育界共識。本文正是在這個背景下，基于電機學(xué)教學(xué)中現(xiàn)有問題的分析，對傳統(tǒng)電機學(xué)教材編寫方式提出了一些改進措施，這些措施將有力地推動該課程的教學(xué)改革。
參考文獻：
[1]湯蘊璮，史乃.電機學(xué)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.
[2]王善銘.電機學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.
[3]李發(fā)海，朱東起.電機學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2004.
[4]徐德淦.電機學(xué)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.
[5]閻治安.電機學(xué)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2008.
【基于“理工融合”理念的《電機學(xué)》教學(xué)改革的論文】相關(guān)文章：
2.基于CDIO理念的財務(wù)會計課程教學(xué)改革研究
5.環(huán)境科學(xué)理工融合課程創(chuàng)建論文
6.基于以人為本管理理念下的高校教學(xué)管理工作淺析論文