电机实验的教与学
机学是发电专业的一们骨干性专业基础课，而电机学实验既是该课程的一个重要组成部分，又是学生从事生产实践前的一种基本训练。但是，现在很多中专学生都是来自乡村和山区，由于受条件限制，特别是涉及强电方面的实验更是陌生，加上电机合闸瞬间和运行时的噪声，有的同学实验时不敢大胆动手操作，只当旁观者。针对这种情况，特别是针对当前国家对中等职业教育要注重实践教学、加强能力培养、强化技能训练的要求，实验课在整个教学过程中显得尤为重要。下面就电机实验的教与学如何起到理论教学与生产实际之桥梁作用，如何更好地配合课堂教学，使学生通过实验以及对实验结果的分析，进一步加深对课堂知识的理解，既培养学生掌握基本的实验方法和操作技能，又培养学生分析问题、解决问题和实际动手的能力，谈几点我在实验教学中的体会和做法。

一、课前教育

上好第一堂实验课对保证该课程整个学年的实验教学具有良好的效果是至关重要的。通过多年的电机实验教学，我认为第一堂实验课的成功与否直接关系到整个学年实验教学的质量与效果。大多数同学第一次跨进电机实验室，都对其产生一种好奇感和新鲜感，我抓住学生这一心理特点，首先进行实验课前教育：

1、  在现有设备条件下，给同学们创造一个舒适、洁净、良好的实验环境。希望同学们在实验课前除了充分做好预习实验指导书外，还应持有一种良好的心理状态，使我们共同在这教学第二课堂能紧张、有序而又心情愉快地圆满完成实验任务。

2、  电机实验课是电机理论教学中的一个重要环节，电机实验的基本方法和操作技能是架设在教学与生产实际之间一座不可缺少的桥梁，是学生从理论学习到从事实际生产实践前的一种基本技能训练。

3、  向学生交代清楚电机实验室的特点，强调对电机实验课的要求以及实验从开始到终止的全过程中我们师生相互间的责任范围。

4、           最后，利用该课程第一个实验的特点，边讲解边演示关于静止电机和旋转电机的通、断电要求以及电机实验室的安全操作规程、接线的基本原则、电表的读数方法等，为后续实验课打下一个良好的基础。

这样，从开始就集中学生的注意力，引起学生对实验课的重视和责任感。

二、课前准备

象演员在演出前总要酝酿感情准备进入角色一样，教师上课也应该在课前作好物质和精神方面的准备。实验室的准备工作更是重中之重，除了充分作好实验课前的物质准备，如对每一台设备从机组到仪表、仪器包括每一个螺丝或接线柱等都要认真仔细地检查，不放过任何一个可疑点，有时还需进行试机处理或调节，这是保证学生实验能顺利进行的前提。作为实验指导教师，还要充分作好实验课前讲解的思想和精神准备。实验课前的讲解就是本次实验课的开始，抓好了这个头，一开始就集中学生的注意力，引起学生对即将开始的实验产生兴趣并引起足够的重视，这是学生取得该次实验具有良好效果的因素之一。

在学生开始动手实验前所进行的讲解，除了根据实验指导书结合实验室具体的电机、电器等设备将指导书中相关的术语向同学们讲解清楚，强调重点、难点和安全操作注意事项外，还应结合理论知识采用启发和引导方式边讲解边提出一些问题，提高学生对电机实验的兴趣和激发他们对电机实验的求知欲，让学生带着问题在实验过程成中边思考、边结合实际操作及实验结果进行分析。例如，在讲解直流发电机自激磁实验中的测剩磁和检测补充磁通方向是否与剩磁磁通方向相同时，我边讲解、边演示、边提出问题请同学们思考：为什么K₃合上前或合上后（即激磁回路断开或接通）用万用表测得的剩磁电压读数会发生变化（增大或减小）？为什么会增大？为什么会减小？电压的增大和减小说明了什么问题？如果检测后电压读数减小，发电机能否建压？如果电压读数增加，又能否建压？如果发电机电压不能建立，而剩磁电压又足够，应该如何处理（即从哪几方面去考虑）？实验指导书中所给出的两种方法就是我们在生产实际中处理直流发电机不能建压时的两种基本方法。（说明：按实验内容要求，该实验在学生进行实验前已将发电机处理为发不出电压的情况，然后要求学生按指导书中所给出的两种方法自己亲自动手分别处理解决，使发电机由电压不能建立变为能够建立）。这时，学生就会对电机实验由好奇产生一种积极的情趣，同时也激发了他们追求知识、探索未知世界的强烈愿望。我认为，该实验作为电机实验教学中的第一个实验在整个电机实验教学中所起的引导和启发作用，以及实验内容与理论知识的紧密结合，特别是自激磁实验中的检测方法和对理论知识的验证，不论从实验的基本方法和操作技能方面，还是对学生在理论联系实际的同时加深对理论知识的认识、理解和巩固方面都收到了良好的效果。同时，该实验对整个电机实验教学的后续课程也起到了一个不可低估的作用。

三、学生实验过程中的指导

如何根据学生的具体情况，因人而宜在实验过程中进行不同程度的实验教学指导，使学生在实验进行中越做越有兴趣，以期收到良好的实验效果，这是一个值得探讨和不断实践的问题。我认为，在学生实验过程中的指导，也应多采用启发式教育方法，一般不直接回答学生提出的问题，而是提示或启发学生自己思考，尽量让他们自己得出正确答案。这样，不仅可以激发学生上好实验课的兴趣，而且还可以提高学生分析问题、解决问题和实际动手的能力，充分调动学生上好实验课的积极性。

在学生实验过程中，常常会遇到这样一个问题，有的同学在操作实验时往往会将所学的理论知识忘得一干二净，只是按指导书的要求进行机械性的操作和记录。例如，在指导直流发电机第二部分的特性实验时，就遇到这种情况。同学们在做外特性实验的操作过程中，是加一次负载记录一次数据，因为外特性的条件是当n=n_e、R_d=常数时U=f（I）的关系曲线，发电机电压随负载电流的增加而减小，这是正确的。但是，在做调整特性实验时，有的同学仍然按照外特性的实验方法一样操作，只是加负载和记录数据，而不调整励磁电流（即调R_d）的大小，这就导致了调整特性和外特性一样的结果，当然是错误的。为什么会发生这样的错误呢？关键是学生在做实验时只顾及到操作而没有顾及到调整特性和外特性的条件不同。如果不是因为在做实验，而是在平时向他们提问：外特性和调整特性的条件有什么不同？可能多数同学都能回答正确，但是当实际动手操作时就顾及不到或不知如何操作。另外。有的同学虽然对条件很清楚，知道调整特性是当n=n_e、U=U_e=常数时I_j=f（I）的关系曲线，且知道发电机电压U要随负载电流I的增加而减小，但当实际动手操作时却不知该怎样保持U=U_e不变这个条件，或者不知该调节什么电器才能保持U=U_e不变。根据以上这些情况，我在指导该实验的过程中，就有针对性或启发性地提示同学们注意：

1、请回想教材中所给出的外特性和调整特性曲线的不同之处；

2、请考虑外特性曲线下降的原因以及调整特性曲线上翘的原因；

3、在调整特性实验中，要使端电压保持不变，必须在负载电流增大的同时，增加励磁电流，那么，要增加励磁电流或保持端电压不变，就本实验而言，应该调整什么电器？意在启发学生在做实验时，不妨结合课堂所讲授的理论知识，搞清各特性曲线的条件。

通过提示，大多数同学都能很快地反应过来，并找出造成调整特性出现错误结果的原因，并立即加以纠正。该实验到此已接近尾声，但同学们做实验的兴趣仍然余兴未尽，这就为下一次直流电动机实验埋下了伏笔。同时，作为电机实验教学的第一个实验中的特性实验的内容也为下学期同步发电机特性实验打下一个良好的基础。

四、实验报告和实验考核

实验报告是学生每次实验完成后的劳动成果，不论好与差都要一视同仁地认真进行批阅。当然，对实验报告的书写，要事先进行严格规范的要求。例如，在描绘特性曲线时，我们要求学生应用标准的坐标图纸描，不允许学生自己随意画坐标，因为学生的实验数据一是存在仪表本身的误差，二是存在学生读数的误差，如果再用学生自己画出的坐标，那么描出的曲线就有可能与理论分析相差甚远或不切合实际。同时，我们还强调学生在记录实验数据时要实事求是，不得为了凑数而随意改动记录结果。

为了保证学生实验的效果，我们要求学生每次实验完毕后（不要停机），应将记录数据交教师检查，正确后方能离开实验室。如果记录结果有误或与理论分析不符，我们就会立即指导学生重做不符的部分，并帮助他们分析和找出出现错误的原因，培养学生严格细致、实事求是、一丝不苟的科学态度。例如，在一次学生做用直流法判别变压器极性组别的实验时，遇到这样一个问题：先将变压器接成Y/△—11组，在测量正确的前提下，然后不改接线，只改标记（如图所示），问该变压器改标记后由原来的Y/△—11组变成了Y/△—？组。同学们通过实验得出的正确结果是Y/△—1组，但反回来从理论上分析，有的同学就提出了问题，说他们无论怎样画图分析都不能变成Y/△—1组？我要求他们将自己的分析过程和结果写在各自的实验报告上，通过批阅实验报告，发现了同学们分析不正确的原因，除了在批改实验报告中进行纠正外，还通过和他们一起分析、讨论，帮助他们找出了这是同学们忽略了三相变压器连接组别中的一个关键性概念问题，即以高压侧线电压的向量作为时钟的长针（分针）并永远指着12点，低压侧对应的线电压向量作为时钟的短针（时针），时针所指的时数即为绕组的连接组别。这里的关键是，不论怎么变法，始终应将高压侧（即加电源侧）看作是时钟的长针（分针）并永远指向12点。同学们之所以得不出Y/△—1组的结论，就是因为该题是将变压器原、副方标记同时调换，同学们在画图分析时，也将原方的参考向量同时交换，这样使分析复杂化而容易造成错误的结果。

改标记后原、副方Aa、Cc同时调换，原方首、尾端的连接实际上并未改变，而副方的首、尾端已由原来的ay-bz-cx连接顺序（Y/△—11组）变为az-bx-cy（Y/△—1组）连接顺序，且从图上可直接看出，改标记后的连接图实际上就是Y/△—1组的连接法。

通过以上分析，使学生找到了造成自己分析结果出现错误的原因，达到了实验对理论分析的验证目的，同时也提高了学生分析问题、解决问题和实际动手操作的能力，激发了同学们的实验兴趣，有的同学下课时间到了仍不愿意离开实验室，而是绕有兴趣地将指导书中没有列出的其它三相变压器的连接组别也测试了一遍，并通过画图分析和讨论进一步了解到：同一种连接组别的三相变压器可以有不同的连接方式等，这里不再一一举例。

在条件许可的情况下，不妨对学生进行实验考核，也不失为一种强化学生实际动手能力的行之有效的方法。考核时，让学生自己抽签选题，在教师的监督和指导下让学生自己准备实验，选择仪表量程，接线和进行实际操作，然后完成实验报告，最后由教师根据考生以上实际动手情况和实验报告情况评出成绩，并将实验成绩或纳入电机学课程总评成绩中，或将实验成绩单独列出。

五、实验小组人数的划分

实验小组人数的划分，也是影响实验效果的因素之一。通过多年的实验教学，我观察到学生上实验课时的一种普遍现象：一部分同学希望实验小组的人数越少越好，这部分同学的学习积极性和主动性都很高，整个实验过程从接线到完成实验都希望自己能亲自动手。而另一部分同学就希望实验小组的人数越多越好，这部分同学学习无兴趣，学习效果也较差，做实验时更是无从下手。目前由于有的中专在校生班级人数较多，相对来说实验设备数量的增加不够，这就给实验小组人数的划分造成了一定的困难，为了减少实验小组的人数，保证良好的教学质量，有时我们将一个班分成12个实验小组分三次完成实验，并做到优生与差生兼顾搭配，鼓励同学之间互帮互学。这样，使同学们能够人人动手、动脑，避免了小组人数多、有的同学滥竽充数只等着抄结果的现象，有效地提高了学生的实际操作技能、实验方法和技巧。有时，实验结束后，还有同学自愿留下来，主动要求单独进行实验，我们也给予大力支持和鼓励，并辅助他们一起完成实验内容。

实验教学的目的，就是要使绝大部分同学都能自始至终地自己动手操作并圆满完成实验任务，既培育学生掌握基本的实验方法和操作技能，又起到理论教学与生产实际之桥梁作用。总之，从整个电机实验教学来看，不论是学生做实验的过程还是我们老师指导学生实验的过程，都收到了良好的效果，同学和老师都感到很满意。