羅 玲，侯紅勝，宋受俊

(西北工業(yè)大學(xué)自動化學(xué)院電氣工程系，陜西西安 710072)

“電機(jī)學(xué)”是我國電氣工程及其自動化專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。隨著電機(jī)技術(shù)發(fā)展、人才培養(yǎng)模式和目標(biāo)的不斷調(diào)整，“電機(jī)學(xué)”課程的教學(xué)體系需要進(jìn)行優(yōu)化。本文選擇了我國三所大學(xué)和美、英兩國五所大學(xué)的相關(guān)“電機(jī)學(xué)”的教學(xué)體系進(jìn)行對比分析，為我國“電機(jī)學(xué)”課程教學(xué)體系的優(yōu)化提供參考。

1 我國大學(xué)的“電機(jī)學(xué)”課程體系

本文選擇我國清華大學(xué)、西安交通大學(xué)和華中科技大學(xué)等三所學(xué)校電氣工程及其自動化專業(yè)的“電機(jī)學(xué)”課程進(jìn)行分析。三所學(xué)校均把該課程設(shè)為專業(yè)(技術(shù))基礎(chǔ)課［1-4］。課程內(nèi)容都包括直流電機(jī)、變壓器、異步電機(jī)和同步電機(jī)四大模塊。西安交通大學(xué)把交流電機(jī)的共同問題放在異步電機(jī)模塊中。清華大學(xué)和西安交通大學(xué)把課程安排在一個學(xué)期，華中科技大學(xué)分為兩學(xué)期:電機(jī)學(xué)(一)(80學(xué)時)和電機(jī)學(xué)(二)(32學(xué)時，同步電機(jī))，各校都有8學(xué)時實驗。實驗課在清華大學(xué)是另外開設(shè)的。3所學(xué)校課程的課內(nèi)學(xué)時安排如表1所示。

表1 課內(nèi)學(xué)時安排

2 美國三所大學(xué)“電機(jī)學(xué)”課程體系

2.1 麻省理工學(xué)院(MIT)

該校的電氣工程和計算機(jī)科學(xué)系為應(yīng)用物理專業(yè)本科生開設(shè)的選修課程“電力系統(tǒng)介紹”(6.061 Introduction to Electric Power Systems)中包含有“電機(jī)學(xué)”的相關(guān)內(nèi)容。課程共23講(每講1.5小時)，其中“電機(jī)學(xué)”課程內(nèi)容有9講，內(nèi)容見表2［5］。

表2 MIT“電力系統(tǒng)介紹”課程的電機(jī)內(nèi)容

2.2 伊利諾伊大學(xué)_厄本那—香檳分校(UIUC)

“電機(jī)學(xué)”(ECE431 Electric Machinery)是該校電氣工程和計算機(jī)科學(xué)系為電力能源系統(tǒng)專業(yè)大四學(xué)生開設(shè)的選修課。每周講3次(每次50分鐘)，實驗每周4次(每次2小時50分鐘)，實驗課包括1次與電機(jī)和電力系統(tǒng)相關(guān)的工廠參觀和匯報。課程的12個主題如表3所示［6］。

2.3 佐治亞理工學(xué)院(Gatech)

“電機(jī)和電磁能量轉(zhuǎn)換”(ECE3070 Electromechanical and Electromagnetic Energy Conversion)是該校電氣和計算機(jī)工程學(xué)院為電氣工程專業(yè)電能方向?qū)W生開設(shè)的專業(yè)選修課。課程每周講3個小時。課程的9個主題如表4所示［7］。

表3 UIUC“電機(jī)學(xué)”課程主題

表4 Gatech“電機(jī)和電磁能量轉(zhuǎn)換”主題

3 英國兩所大學(xué)“電機(jī)學(xué)”課程體系

3.1 劍橋大學(xué)

劍橋大學(xué)電氣工程專業(yè)在大二開設(shè)“電力”(Electrical Power)必修課，在大三開設(shè)“電力拖動系統(tǒng)”(Electric Drive Systems)必修課?！半娏Α闭n12講，“電力拖動系統(tǒng)”課16講，內(nèi)容分別如表6［8］和表 7 所示［9］。

表6 劍橋大學(xué)“電力”課內(nèi)容安排

3.2 薩里大學(xué) (University of Surrey)

薩里大學(xué)電子工程專業(yè)在大二開設(shè)“電子和電力系統(tǒng)”(EEE2038 Electronics IV:Electronics＆Power Systems)課。該課包括“電子和晶體管”、“電力系統(tǒng)中的模擬電子”和“電機(jī)和電力”3部分，每部分10講?！啊彪姍C(jī)和電力“”部分的內(nèi)容如表8所示［10］。

表7 劍橋大學(xué)“電力拖動系統(tǒng)”課內(nèi)容安排

表8 薩里大學(xué)“電機(jī)和電力”部分的內(nèi)容

4 教學(xué)體系對比分析

本文述及的我國三所和美、英兩國五所大學(xué)的“電機(jī)學(xué)”在課程性質(zhì)、內(nèi)容、學(xué)時和實驗等方面對比有如下特點。

(1)課程性質(zhì)—我國三所大學(xué)和英國兩所大學(xué)均把電機(jī)學(xué)相關(guān)課程設(shè)置為專業(yè)必修課，而美國三所大學(xué)把電機(jī)學(xué)相關(guān)課程設(shè)置為專業(yè)選修課。

(2)課程內(nèi)容—我國三所大學(xué)課程涵蓋知識模塊相同。英國兩所大學(xué)和美國的伊利諾伊大學(xué)_厄本那—香檳分校的電機(jī)學(xué)課程內(nèi)容和我國的基本一樣。美國另外兩所大學(xué)根據(jù)自身設(shè)置的專業(yè)不同，“電機(jī)學(xué)”課程涉及的內(nèi)容有所不同。美國的佐治亞理工學(xué)院和英國劍橋大學(xué)均介紹永磁電機(jī)。

(3)學(xué)時—我國“電機(jī)學(xué)”課程學(xué)時比美、英兩國的多。華中科技大學(xué)學(xué)時最多，為112學(xué)時，其他兩個學(xué)校的理論課學(xué)時差不多在60學(xué)時左右。各學(xué)校各知識模塊的學(xué)時分配有所不同，清華大學(xué)和華中科技大學(xué)直流電機(jī)的學(xué)時比例較小。美國的麻省理工學(xué)院在電機(jī)方面的課時較少，共9講約14小時。其他兩所大學(xué)均為一學(xué)期，每周講課約3小時。英國兩所大學(xué)對應(yīng)我國電機(jī)學(xué)課程內(nèi)容安排的課時基本一樣，約10講。

(4)實驗—美、英兩國五所大學(xué)中有四所未從網(wǎng)絡(luò)資源上看到相關(guān)的實驗課程信息，只有美國伊利諾伊大學(xué)_厄本那—香檳分校的實驗課學(xué)時比理論課學(xué)時多，約為理論課學(xué)時的4倍。我國三所大學(xué)的實驗課學(xué)時基本一樣，但實驗內(nèi)容安排有所不同。華中科技大學(xué)在同步電機(jī)方面的實驗較多，西安交通大學(xué)的實驗內(nèi)容包括直流發(fā)電機(jī)/電動機(jī)、變壓器空載及短路、變壓器聯(lián)接組、異步電動機(jī)空載、短路及負(fù)載、同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)及有功、無功功率的調(diào)節(jié)和同步發(fā)電機(jī)空載、短路及負(fù)載。

5 結(jié)語

通過對比分析可知，“電機(jī)學(xué)”課程在我國電氣工程及其自動化專業(yè)中占據(jù)了重要地位。美國“電機(jī)學(xué)”課程則針對電氣工程專業(yè)中某一特定方向開設(shè)，如麻省理工學(xué)院的應(yīng)用物理和伊利諾伊大學(xué)_厄本那—香檳分校的電力能源系統(tǒng)。我國的課時較多，反映出我國課程教學(xué)具有知識的灌輸傾向，而美英兩國則側(cè)重知識學(xué)習(xí)的引導(dǎo)。美英兩國“電機(jī)學(xué)”課程內(nèi)容涉及電機(jī)種類廣泛，側(cè)重電機(jī)的應(yīng)用，而我國“電機(jī)學(xué)”課程內(nèi)容的基礎(chǔ)性和理論性強(qiáng)，這可能是我國“電機(jī)學(xué)”難教難學(xué)的原因之一。

由此對比分析得到啟發(fā)，隨著教學(xué)改革的開展，我國高校在“電機(jī)學(xué)”課程教學(xué)體系優(yōu)化中，應(yīng)結(jié)合各校電氣工程及其自動化專業(yè)的特色，適當(dāng)降低課程內(nèi)容的理論深度，及時介紹電機(jī)新技術(shù)，加強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和工程實踐能力培養(yǎng)。

［1］ http://www.eea.tsinghua.edu.cn/publish/eea/1386/index.html

［2］ http://ee.xjtu.edu.cn/new_ee/ee_admin/file/upload/winrar/20080422318850.rar

［3］ http://ceee.hust.edu.cn/article_s.aspx?cid=1245

［4］ http://ceee.hust.edu.cn/article_s.aspx?cid=1255

［5］ http://ocw.mit.edu/courses/electrical-engineering-and-computer-science/6-061-introduction-to-electric-power-systems-spring-2011/index.htm

［6］ http://www.ece.illinois.edu/courses/description.asp?id=87

［7］ http://www.ece.gatech.edu/academics/courses/course_outline.php?prmCourse=ECE3070

［8］ http://www.eng.cam.ac.uk/teaching/courses/y2/P5-EP.html

［9］ http://www.eng.cam.ac.uk/teaching/courses/y3/3b4.html

［10］http://modcat.surrey.ac.uk/ipo/2012-13/EEE2038.htm