1. 教学目标：

（1）知识目标：学生应理解同步电机的基本概念，包括同步发电机的构造、电枢反应、电势向量图、电势方程、运行特性以及同步电动机的基本知识。

（2）能力目标：通过混合式教学，培养学生分析和解决同步电机相关问题的能力，提高对同步电机性能和操作的理解，掌握对同步电机进行简单故障诊断与运行调节的技能。

（3）素养目标：培养学生严谨的科学态度和认真负责的工作态度，激励其在学习中发展对同步电机的安全使用、维护和优化性能的意识，以及在实际工程应用中提高创新和团队协作的能力。

2. 重点和难点：

（1）重点：

• 同步发电机的发电原理：深入理解同步发电机的工作原理，特别是电枢反应、电势向量图和电势方程的应用。

• 运行特性：掌握同步发电机在不同工况下的性能特征，包括无功功率调节和短路特性。

（2）难点：

• 电枢反应：学生需要明确电枢反应对同步发电机性能的影响，并理解如何在实际应用中管理这一现象。

• 电势向量图和电势方程：需要通过图示和公式结合，深入理解电势向量图在分析同步发电机性能时的作用。

3. 教学设计：

（1）课前环节：

• 线上预习：学生通过网络平台预习同步电机的基本概念，阅读相关材料，包括同步发电机的构造、电枢反应、电势向量图和电势方程、运行特性等。

• 问题引导：教师提前发布与同步电机相关的思考题，引导学生进行课前思考，如“同步发电机怎样产生电能？”“电枢反应在发电过程中有什么作用？”

（2）课中环节：

• 理论讲解：教师在课堂上深入讲解同步发电机的构造和发电原理，特别强调电枢反应、电势向量图与电势方程，使用多媒体工具和图示帮助学生理解复杂的概念。

• 实践操作：学生进行同步发电机的实验（如模拟发电实验），观察电机在不同工作状态下的运行特性，记录相关数据。

• 难点突破：通过实例演示和互动讨论，特别关注电枢反应及其对发电机性能的影响，确保学生对同步发电机的电势向量图和运行特性有更全面的理解。

（3）课后环节：

• 线上复习：学生通过网络平台复习课程内容，完成课后作业，包括解释电枢反应的影响与电势向量图分析。

• 线上讨论：学生在讨论区分享学习心得，教师提供答疑与反馈，针对同步发电机的发电原理和运行特性中的具体应用进行深入探讨。

• 作业提交：学生提交同步电机相关的实验报告或分析作业，教师进行批改和评价，重点检查学生的理解深度和应用能力。

（4）任务型设计：

• 任务一：同步发电机构造分析

• 任务目标：通过实际分析和实验理解同步发电机的基本构成及各部分功能。

• 任务步骤：

• a.拆解或查找同步发电机模型，识别出主要部件（如定子、转子、励磁系统等），并记录其功能。

• b.撰写构造分析报告，描述每个部件的作用及其在同步发电机工作中的重要性。

• 任务二：同步发电机电势向量图实验

• 任务目标：分析电势向量图与电势方程在同步发电机工作中的应用。

• 任务步骤：

• a.在实验室中搭建同步发电机的电路，模拟不同负载条件下的工作。

• b.绘制电势向量图，分析负载变化对电势和电流的影响，并结合电势方程进行计算。

• c.撰写实验报告，包含实验目的、步骤、数据分析及结论。

• 任务三：同步电机运行特性研究

• 任务目标：研究同步电机在不同工况下的运行特性，并进行数据分析。

• 任务步骤：

• a.收集同步发电机在不同负载与励磁条件下的性能数据，绘制运行特性曲线。

• b.比较不同工作条件下的电机性能，重点分析电枢反应对发电机性能的影响。

• c.编写研究报告，总结不同负载条件下的运行特性及其理论依据。