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发布时间:2024-01-07 21:19:35

  完美真人《航空电机学》以电机基本电磁理论为基础,主要讲述各类航空电机的结构、原理、特性和运行分析方法。课程以学习者为中心,依据构建的课程知识层级图细化知识点,实现教学内容碎片化;利用思维导图理清知识脉络,重构课程知识体系,

  《航空电机学》是空军工程大学电气工程及其自动化、自动化、航空机电工程等本科专业一门核心的专业基础课完美真人,在空军工程学院(注:空军工程大学航空航天工程学院的前身)建院之初(1963年)就已开设,经过五十余年的建设与发展,逐步形成了航空工程特色鲜明、理论与实践并重的特点。特别是近年来,课程建设团队按照“以课程总体教学设计为牵引,以教学内容改革为核心,以教学方法创新为突破,以教学资源建设为支撑”的课程建设总体思路,在师资队伍、教学内容、教学资源、教学方法和手段、教学设计、教学资源、实践教学等方面均取得了丰硕的成果。形成了较为完善的教学资源体系:自编并公开出版了《航空电机学》教材,被评为大学优秀教材一等奖,并被多所军内外院校选为教材,与之配套的《航空电机学网络课程》先后获得多媒体教育软件国家二等奖和军队一等奖;创新性地提出并成功实践了“系统教学设计法”,大大提高了授课效果;研制了网上虚拟实验室,突破了大功率实验设备的网上在线模拟的技术;建立了包括网络课程、授课系统、多媒体素材库、网上在线测试系统、网上参考资料库、试题管理及试卷自动生成系统等的系列网络教学资源系统;建立了以校外实习基地、系列实验室、网上虚拟实验系统为主体的实践教学体系。

  《航空电机学》主要研究各类航空电机的基本结构、基本工作原理、运行理论、能量转换关系、运行特性和运行分析方法以及一般试验方法等基本理论,具有基础课的性质;同时,又以具体的航空用各类电机为研究对象,其内容涉及到各种航空电机的工作性能和使用维护,学员在本课程中所学到的知识和技能将直接运用到航空维修中,与专业课紧密联系,带有专业课性质。是电气工程及其自动化、自动化、航空机电工程等本科专业的一门重要的专业基础课,在三年级第一学期开设。

  《航空电机学》是在已经掌握《高等数学》、《电路分析基础》和《大学物理》等基础课程的基础上,结合学科专业发展和航空装备实际,以电机的基本理论和技术、各类航空电机的实际应用为学习对象的一门课程。同时,课程还为《电力电子技术》、《自动控制原理》、《飞机控制电机与电器》、《航空检测技术》、《飞机供电系统》、《飞机机电控制》、《电力拖动与运动控制》、《航空仪表设备》、《飞行控制系统》、《惯性导航系统》等后续课程的学习打下良好的基础。

  课程以各类各型航空电机的结构、原理、运行理论、运行特性等为研究对象,是涉及机、电、磁、时间、空间等多位一体的一门复杂专业基础课程。教学内容分为基础知识、航空变压器、交流电机的绕组磁势和电势、航空异步电机、航空同步电机、航空直流电机6个既相对独立,又相互关联的内容模块。

  课程主用教材《航空电机学》(第1版)2006年1月由国防工业出版社出版,第2版将在2019年10月出版,教学内容积极跟踪航空电气新技术与新装备的发展动态,课程内容更新强调“机电相结合、强弱电渗透”的系统观,增加开关磁阻起动/发电机等前沿理论与高新技术;充分体现理论与实践并重的教学思想,内容安排上按照认知规律,由浅入深、循序渐进。

  在知识层面上,要求学员:知道航空电机的发展历史、现状和趋势;知道航空电机在飞行器及其各系统中的地位和作用、发展动态、最新研究成果和理论;理解并掌握电机的基本结构及工作原理;掌握电磁过程的基本理论和分析方法;掌握电机在运行过程中,存在于电机内部的各种电磁关系,同时掌握分析电机电磁过程基本理论和分析方法;掌握航空电机的特性测试和基本使用维护技术。

  在能力层面上,要求学员:具备一定的分析、引申、解决工程实践问题的能力;在教学过程中,通过课内外研讨、实验实习、参观见学等实践性教学环节,培养学员发现问题、分析问题和解决问题的能力;具备自觉运用基本理论和基本方法分析解决工程实践中遇到的有关航空电机问题的能力;通过本课程的学习,学员应具备运用所学知识解决工程实际问题的能力,养成运用所学知识对自己身边电机相关设备的结构、运行过程和机理关注和思索的良好习惯,能够把所学的知识和技能应用到具体的飞机维护等工作实践中去;具备一定的团队协作精神。

  课程的特点可以概括为8个字:综合、复杂、抽象、实用。课程研究对象——航空电机,在运行过程中,涉及机完美真人、电、磁、热、时间、空间等多位一体的概念、定律和理论同时相互起作用,综合性强;课程以复杂精细的电机结构、抽象的电磁场理论、电磁场在空间和时间上的多元运动、复杂多变的电机模型为特点,需要较强的空间想象和抽象思维能力;航空电机相对地面电机具有体积小、重量轻、结构复杂、工艺精细,电机的电磁模型复杂多变,结构认识较困难,以电机的结构教学、运行分析、过渡过程分析为教学难点;电机本身就是各种机电设备的组成部分,课程基本理论和方法与专业设备紧密联系,是后续专业课程的学习基础,以电机的工作原理、运行分析、运行性能为教学重点,具有很强的实用性。

  应具备的预备知识是:基本的电磁定律及其基本应用方法,尤其是基尔霍夫定律KVL和KCL、安培环路定律、楞次定律、法拉第感应定律等;高等数学知识,特别是微积分知识;电磁场基本知识;电路和磁路基本知识等。

  应具备的基本技能是:基本的空间想象、抽象思维等辨别技能;基本的逻辑思维、认知策略等技能。

  在课程教学过程中,以培养学员航空电机基本理论知识、掌握航空电机使用维护技能为课程设计主线,贯彻启发式教学思想,突出“学为主体,教为主导”的教学理念。

  (1)针对电机原理这一种重点教学内容,我们遵循这样的理念:从电机理论的内涵拓展到具体电机原理。一方面挖掘基本电磁理论内涵,进行理论到实践研讨;另一方面借力现代教育技术,精心设计和制作动画,使抽象理论形象化,空间想象生动化。

  (2)对于电机结构这一难点教学内容,我们遵循人类对事物的基本认知规律,从理论到实践、从原理到结构,突破认知难点;另一方面,多种媒体并用,采用三维动画实现结构的动态拆分,采用电机的实物照片实现对电机结构线)重视实践教学,虚拟实验与实物实验相结合,通过网上虚拟实验,拓展教学空间,提升实验教学的“双效”——效果和效率;通过电机实物展示,校外实习基地参观教学,拓展知识面。

  (4)教学资源建设理念包括2个方面:一方面始终围绕使“教员教好、学员学好”的课程建设理念;另一方面贯彻“精品”理念,融合现代教育、教学理论和技术。

  (5)利用在线虚拟实验室和实习基地,拓展实践教学空间;利用网络课程和网上课程论坛拓展学习空间。

  (6)以任务为牵引、问题为引导,启发、培养学员科学思维能力;通过夯实基础理论,培养学员分析、解决工程实际问题的能力。以此为理念来总体提升学员的综合能力。

  针对课程教学过程中的重点、难点知识点开发三维、平面动画等多种针对性教学媒体;按总体、单元、课堂进行教学设计,采用基于教学事件调用教学媒体的理念,合理调用各种教学媒体。

  本课程具有丰富的教材、实验指导、习题集、参考资料等系列纸质资源;网络课程、授课系统、仿真库、实验辅助软件等系列数字资源;实验室、电机陈列室、教学实习基地等实践教学资源。

  本课程的教学不仅仅局限于课堂讲授的教学形式,还拓展出了实验室、虚拟实验室、实习基地,构成了多教学空间,以及网络课程、在线论坛、网上实验,构成多学习空间。

  课程教学综合采用任务驱动、问题链、启发、案例、对比等多种课堂教学法;按照课程的特点,灵活采用任务驱动、“问题链”式、启发式、案例式、对比式等多种课堂教学法,按照原理仿真→虚拟实验→实物实验→参观教学的来组织实践教学。

  重视现代教育教学理论学习,在吸纳世界著名教育学家的教学设计理念,充分研究现代教育教学理论学习研究、分析整理课程知识点的基础上,提出并成功实践了“系统教学设计法”。 “系统教学设计法”包含三个方面的教学设计:基于教学要素统筹教学资源的总体设计;基于问题链集组织课程教学的单元设计;基于教学事件调用教学媒体的课堂设计。

  课程系统教学设计在指导和评价教学、提高教学质量、促进教学内容方法手段的改革等方面均发挥了积极的作用。

  全方位地建设了包含多媒体素材库、辅助授课系统、高水平网络学习平台、在线课程论坛、校外实习基地、课程系列实验室、在线测试系统、虚拟实验系统、自编高水平公开出版教材、课程示范教学视频、课程教案范本等11种丰富完备的课程教学资源。

  原汁原味指:电机原理和电磁过程分析的教学,都是从学员初中就开始接触的基本电磁定律和原理开始引入的。

  刨根到底指:通过深入挖掘这些基本电磁定律和原理的内涵,逐步引导进入各类电机工作原理和电磁运动过程的分析,使学员不断从回顾自己所熟知的知识开始,非常愉悦地进入到对新知识的探索之中。

  每堂课的教学都是从课题名称的含义分析开始的,引导学员各抒己见,确定出课堂总的教学任务,然后将任务按涉及到的知识点细化成系列问题,以问题为牵引,逐步引导,循序渐进,完成教学任务。

  每个重点和难点教学内容都设计有动画、图形等多媒体手段相辅助,媒体的呈现和使用时机都是按照教学设计和学员现场反应确定的。

  8)2005年自编的《航空电机学》教材由国防工业出版社出版,2009年获得大学优秀教材一等奖;

  11)2009年,《航空电机学多媒体授课与虚拟实验系统》由国防工业音像出版社出版发行;

  12)2009年,后续教材《飞机控制电机与电器》由国防工业出版社出版,2012年获得空军优秀教材一等奖;