【正文】 隙磁動勢的分布，從物理概念到數(shù)學模型的順序。與本科生、研究生的多門后續(xù)課程以至研究工作都有密切聯(lián)系。以下以交流電機脈振磁場、旋轉磁場為例，說明課件的知識結構和知識表示方法。 知識結構與知識表示為了使課件具有激發(fā)興趣、易于理解、易于記憶和便于應用這種綜合的效果，在對重點難點問題進行介紹時，特別注意介紹相關的知識結構、知識框架，以及新的框架與學生已經掌握的知識結構的有機聯(lián)系。圖1 同步電機的總體結構動畫模擬本文檔相關內容參見視頻14圖2 同步電機的結構部件圖3 同步電機的主要部件3． 電機學多媒體課件的結構與知識表示 課件的體系為了使用方便，課件內容的編排仍然參考傳統(tǒng)教材的體系，分為磁路和變壓器，交流電機的共同問題，同步電機，異步電機以及直流電機這五大部分。例如，上述第一方面關于結構的內容，就包括同步電機、異步電動機以及直流電動機的總體結構以及簡化結構，共計數(shù)十幅動畫。上述每一個方面，通常又包含多個重點、難點問題，而每一個問題往往又包括多個動畫及人機交互界面的設計。 課件內容所涉及的主要問題當前的課件主要涉及以下幾個方面的問題：①各類電機及變壓器的基本結構及典型繞組結構的動畫模型； ②交、直流電機的3維及2維教學模型及基本工作原理；③交流電機的脈振磁場、旋轉磁場及同步電機電樞反應的動畫可視化； ④交、直流電機電磁力、電磁轉矩產生機理的直觀表示； ⑤異步電動機、直流電動機的工作特性與調速； ⑥磁路基本定律及其飽和、磁滯、渦流問題的直觀表示； ⑦交流電機空間諧波的動畫模擬；⑧基于交互式有限元分析的電機磁場分布的可視化程序。2．電機學多媒體課件的主要內容 確定課件內容的依據考慮到多媒體課件的設計制作所需工作量很大，同時，考慮到多媒體課件的應用是在輔助教學的范疇，所以在選擇課件內容時，凡是通過常規(guī)教學方式容易解決的問題，基本都不作為多媒體課件的主要內容。有的兄弟院校在使用后，還給我們提出了寶貴的改進意見。1992年教指委西安會議給了我們很大的鼓勵。近年來在課堂教學及實踐環(huán)節(jié)，以及電力系統(tǒng)培訓中投入應用，取得了很好的效果[13]。電機學或電機與拖動是一門典型的難教、難學的課程?，F(xiàn)以交流電機的脈振磁場和旋轉磁場為例，介紹如何實現(xiàn)對知識結構的描述，如何利用三維動畫及人機交互等技術并適當結合有限元等數(shù)值仿真技術，將內涵的知識結構和界面的美感緊密結合。三、電機學多媒體輔助教學軟件簡介1． 概述電機學多媒體輔助教學課件覆蓋了一般電機學、電機與拖動等教材中的典型重點難點問題。在結構部分，應用了多種動畫創(chuàng)意，展示了內部的復雜結構，其中，定轉子內部冷卻回路的結構，即使在現(xiàn)場，也不易看到，不易看清楚，而在本課件中，則借助透明動畫、剖切動畫、局部放大動畫及交互拆裝動畫等動畫可視化技術，將其表示得一目了然。這套系統(tǒng)既用于實驗開始前的講解部分，也用在實驗過程中供學生查詢。（2）在實驗教學方面所解決的主要問題 這部份主要是用液晶投影系統(tǒng)介紹以下內容1）線路圖中的儀器儀表、設備的符號與實際儀器儀表及設備的對應； 2）儀器儀表及設備的外部接線柱、接線標志與其內部電路的對應關系。同時，對涉及機輔教學的一些理論問題進行了深入研究，為現(xiàn)代教育技術在電氣工程教學中的進一步推廣應用打下了基礎。4）設計可供學生靈活選擇學習內容及學習進度，方便地檢查學習效果的課件體系，以便盡可能滿足不同特點學生的需求。在本項目中，主要目標是應用現(xiàn)代教育技術，解決電機學教學的問題；同時兼顧教材內容的調整及學生能力的培養(yǎng)。例如，實驗中晶閘管直流電源，在指示書上只有一個直流電源符號，操作注意事項雖很嚴格，但因學生對內部接線不清楚，往往因盲目操作，忽略注意事項而出錯。在實驗教學方面，所存在的主要問題是，在實驗講義所述原理線路圖中的儀器儀表符號與實際的儀器儀表脫節(jié)，實際儀器儀表設備的內部線路與外部電路聯(lián)系不起來，這樣，學生就無法從總體上弄清實驗接線及實驗過程的注意事項，從而造成被動照搬實驗講義的局面。3）教學環(huán)節(jié)缺少用以了解電機變壓器基本結構及實際運行知識的實踐環(huán)節(jié)，所以，對書上的結構圖缺乏感性知識，對電流與磁場的時空分布問題就更難理解。2）學生的認知特點分析本文檔相關內容參見視頻14 本科學生經過物理、電路及相關數(shù)學內容的學習，有以下優(yōu)勢：對基本電磁定律已有較好的掌握；對電氣量隨時間的變化及相關運算一般都比較熟練；對數(shù)學公式的推導較內行。(3)實驗教學方面存在的主要問題(4)實踐教學環(huán)節(jié)所存在的問題2．學習現(xiàn)代認知理論、應用現(xiàn)代教育技術，制訂解決方案（1）電機學難教難學的原因分析 1）知識結構及其基本特點三維、時變及非線性問題，從電機學教學內容所存在的難教難學問題的共同特點來分析，這些內容往往都涉及到以下三個問題：＊電機磁路及繞組的復雜結構及電流和磁場在三維空間的分布； ＊電流和磁場隨時間的變化；＊激磁電流大小與它所建立磁場磁通大小之間的非線性關系。本文檔相關內容參見視頻14二、課程建設過程1．提高認識、知難而進、下決心解決電機學教學難題(1)認識電機學在電力類專業(yè)教學中的重要地位①電機學教學內容覆蓋了發(fā)、輸、供、用電各環(huán)節(jié)的主要設備，是電力類專業(yè)工程技術人員所必不可少的技術基礎知識。為更好地掌握基本內容，適當利用信息技術和數(shù)值分析可視化技術的成果，解決學生的認識難點問題，從而達到用相對較少的學時，更好地掌握重點難點內容。3．教學內容基礎性、前沿性和實踐性基礎性：研究多種不同類型交直流電機及變壓器能量轉換、能量傳遞的共同性問題，主要是在空間按一定方式分布的繞組電流產生磁場的問題、交變磁場與繞組相互作用的問題，以及通過電磁轉距的作用實現(xiàn)電能與機械能的轉換等基礎性的共性問題。課題組先后有多名教師獲得獎勵。（普通高等教育十一五國家級規(guī)劃教材）6．對青年教師實施理論水平及教學水平能力的培養(yǎng)。撰寫兩本教材：1)電機與運動控制系統(tǒng)，與清華大學合作，清華大學出版社，2006年。3)汽輪發(fā)電機故障分析多媒體教程，ISBN7980041384/TM02，電力工業(yè)部電化教育中心，2000年。出版四個光盤教材: 1)電機學多媒體教學軟件，電力出版社，ISBN9787900226－73－0，2007年。課題組自行設計、研制以模擬大型汽輪發(fā)電機、水輪發(fā)電機、永磁電機結構及非線性特性的各類模型機，以及滿足不同電機需求的動態(tài)微機綜合測試平臺；設計開發(fā)36伏電機特性、控制系統(tǒng)，給學生創(chuàng)造一個安全可靠的動手平臺，吸引優(yōu)秀拔尖學生參加科研，施展興趣才華，培養(yǎng)相互合作、互相學習的良好科研作風。課題組以實際300MW大型汽輪發(fā)電機結構及冷卻、抽水蓄能發(fā)電機、燈泡慣流水輪發(fā)電機為對象開發(fā)的多媒體輔助實習系統(tǒng)，解決了學生即使在發(fā)電廠、電機生產廠也難以看到電機內部復雜結構及冷卻系統(tǒng)，有效地彌補了現(xiàn)場實習的不足。為了提高學生課外預習及復習效果，學生可以登錄電機學精品課程網站自由瀏覽、下載《電機學多媒體教學軟件》及主講教師的全部《電機學》課程教學錄像。本文檔相關內容參見視頻14 自主設計開發(fā)的電機學教學用“電機學動畫模型庫”、“ppt課件”、“課堂實物教學模型”及“網上資源”相結合的教學資料，可方便地實現(xiàn)不同教學內容及要求；針對每一章的重點內容開發(fā)了“相關文獻和專利的專用數(shù)據庫檢索系統(tǒng)”，拓寬了學生的思維和眼界，使課堂教學變得豐富多采，生動有趣，極大提高了學生的學習興趣和學習效果。2．項目建設主要內容為滿足新時期創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標，達到重基礎、寬口徑的專業(yè)知識結構教學要求，對電機學課程教學進行系統(tǒng)的研究和改革，從教學思想、教學方法和手段、實驗與實踐、教學團隊的培養(yǎng)等方面進行全面建設，解決傳統(tǒng)課程內容復雜繁多，一直被學生公認的難教難學課程的教學問題，創(chuàng)建多渠道、信息豐富的學生學習的平臺，解決理論教學與傳統(tǒng)工程實踐的跨越，為學生參與科研實際搭建創(chuàng)新平臺。有關成果對電氣工程同類課程的教改有重要促進作用。創(chuàng)建了獨具特色的電機學動畫模型庫，研制了有限元和狀態(tài)方程求解可視化教學軟件，研究開發(fā)了多媒體輔助教學軟件系統(tǒng)，2005年電機學課程成功申報國家級精品課程，進而圍繞教學軟件的進一步深化，開放型實驗的設計建設、教材建設等項目開展后續(xù)全面建設，并取得顯著效果。（）答題：（A）。（）答題：。A 短距B 分布C 斜槽D 改善磁極形狀，只產生基波旋轉磁動勢。A 鏈式B 波式C 疊式D 同心式（