电机模型的对称美学解读

付兴贺， 顾胜东

(东南大学 电气工程学院，江苏 南京210096)

0 引言

“电机学”课程是电气工程及其自动化专业的基础课，是后续“电机设计”、“微特电机”、“电力传动技术”等课程的先修基础，因此“电机学”课程的教与学至关重要。“电机学”课程的教学内容涉及多学科知识(电学、磁学、力学、热学等)，具有概念抽象、理论复杂、知识密集等特点，教与学的难度较大[1]。尤其是学生缺乏对发电机、变压器和电动机等实体电工装备的了解和认识，导致学生学习该课程时无法构成形象思维，对知识要点仅停留在表层认识，无法深刻理解。长此以往，学生对“电机学”课程形成了恐惧感和陌生感，“电机学”课程也成为学生学习过程中的“拦路虎”和“绊脚石”[2]。

“电机学”课程要求学生掌握变压器、直流电机、异步电机及同步电机的基本结构、工作原理和输出特性等内容[3,4]。在此基础上，要求学生掌握电机的电路模型、磁路模型、数学模型以及电机的分析方法。不同的电机模型，简化条件不同、关注重点不同、表达形式不同。而且，模型建立的过程依赖严密的数学推导和理论分析，需要学生在基础理论、高等数学、线性代数和图形演绎等方面具有较好掌握，因此电机模型的学习和理解难度较大。另外，对于较为抽象的数学模型，学生无法将其与电机实物联系起来，常有“雾里看花”的感觉，进一步加剧了学习困惑，影响整个课程的掌握[5]。如何让学生亲近并掌握原本复杂深奥的电机模型，成为“电机学”课程课堂教学的关键和难点。……