電機學課程教學與信息技術的有機結合

吳作勛

(福建農林大學 機電工程學院，福州 350002)

引言

信息技術[1]具有數字化、網絡化、多媒體化、智能化、虛擬化等特征，將信息技術引入電機學課程教學中，可以使學生克服課堂教學時間的局限，主動安排適合各自特點的學習進度。借助互聯網的遠程教育，還可以實現教師與學生之間的無障礙交流，給學生一個寬松且有趣的學習環境。這樣就可以充分發揮學生學習的主動性、積極性、創造性,使“難學”的課程變得“容易”。同時，把教學結構由傳統的“以教師為中心”轉變為“以學生為中心”，使教學過程有的放矢，課程將不再“難教”。但是，信息技術對于課程教學來說終究是一種手段或方法，它不能與所教課程脫節，只有與課程的有機結合才能真正發揮它在教育領域中的作用。

一、教學方法的改革

作為一種信息化社會在發展過程中產生的新型教學手段，多媒體技術在對知識闡述、現象描述、原理闡述、過程掩飾、本質揭示等方面具有不可替代的功能和作用[2]。

1.利用信息技術提高多媒體課件質量

提高多媒體課件質量可以將傳統課件中大段的解釋徹底省略，將每節課的學習難點和重點進行整理，將具有較高抽象性的內容進行圖示化和形象化轉變，并且具有清晰的結構和分明的層次。對課件中存在的不合理之處及錯誤，可以進入用戶界面進行修改和調整，使學生通過直觀的畫面對相關知識點理解得更加深刻。這樣的設計方式，不僅能有效提高學生的學習興趣，還能在一定程度上提升教學質量，為學生學習電氣工程相關知識提供便利。雖然有關電機學課程教學課件數量眾多，但是大部分課件的內容缺乏必要的完整性，或多或少都存在一些問題，導致學生對電機學相關知識的學習缺乏規范性和完善性。針對這個問題，教師在對電機學課程教學課件制作時，要對電機學的知識體系進行明確，將思維導圖結合其中，使課程中的重要知識點逐一羅列出來，如鐵磁材料的基本概念及特性、變壓器的結構及工作原理、交流電機繞組及磁動勢、同步電機和異步電機的結構及工作原理、直流電機的原理等。這樣不僅能夠保證電機學課程重點和難點知識全部出現在課件中，還能保證學生通過對多媒體課件中相關知識的學習，使自身掌握的電機學知識體系更加完整。

2.利用信息技術發揮多媒體課件的教育價值

充分發揮多媒體課件的教育價值，要求教師對多媒體課件中相關圖片的位置要準確掌握。這樣不僅能夠對多媒體課件的圖片進行隨時切換，使教學內容的講解不會間斷，而且還能幫助教師結合不同的教學內容開展不同的教學活動，從而使多媒體課件、板書以及教師的講解渾然一體，使學生在完整講解中提高自身能力的同時，促進教學質量的進一步提升。與此同時，教師還可以通過QQ群、微信群將課件傳輸給學生，使學生在不受時間和地點約束下，對相關內容進行反復學習和深刻體會。多媒體課件的價值也在信息技術的幫助下得到充分利用。

在講解電機學難點知識時，更需要發揮多媒體課件不可替代的價值。比如，在進行交流繞組磁勢相關內容講解的過程中，學生對“單相繞組產生脈振磁動勢、三相繞組形成旋轉磁動勢”的演變過程無法充分了解和明確掌握，只能對理論知識進行死記硬背，一旦遇到實際問題或變換題型，就無法對其進行解答。為有效解決這個問題，教師可以將演變過程以動畫的形式展示給學生，使學生對交流電機空間和時間概念的認知程度進一步加深，從而能夠對這一演變過程的原理以及相關流程明確掌握，從而有效解決相關問題。這樣的教學方式不僅為學生學習交流電機相關知識奠定堅實的基礎，而且還能使學生對電機學相關知識點產生強烈的探索欲望，提高自身專業能力的同時，進一步促進教學效果的提高。

二、網絡課程的建設

信息時代網絡教學已經成為主流，信息化與教育深度融合[3]。為使學生能夠有效掌握和使用現代化的網絡教學手段，應加強電機學網絡課程建設。

1.利用信息技術建立豐富的資料庫

在現代化科學技術不斷發展的環境下，電機技術發展水平得到了全面提高，電機產品更新換代的速度也隨之加快。為了使學生了解掌握最新電機產品相關知識，不僅要到電機生產企業現場拍攝電機結構的圖片和視頻，還應該通過對互聯網技術的有效應用，在網絡中獲取最新電機產品的信息和圖片，并建立完善的圖片庫。與此同時，對教學過程中涉及的課程概念、技術以及其他相關專業內容都應該建立對應的知識庫，為學生隨時查閱相關知識點提供便利。

2.利用信息技術了解課程大綱

對電機學課程基本情況進行詳細介紹，使學生對機電學課程內容以及教學大綱明確了解，不僅能夠幫助學生對課程進行整體概括，還能使學生在課程開始之前進行科學預習。同時，在建立的平臺中應經常發布一些學習資料及電機學最新的研究成果，使學生及時了解電機學前沿技術和知識。

3.利用信息技術制作并開發習題庫、試題庫及網上實驗

在編寫習題的過程中，教師應該對電機學課程教學難點以及重點知識進行有效整理，將大量的習題組建成專業的數據庫，并在每套習題最后附加答案，為學生學習相關知識提供參考[4]。同時，加大開發電機學模擬實驗的力度，使學生通過對計算機的使用隨時隨地進行相關實驗操作，并且對實驗結果進行直觀、系統、全面的觀察，不僅能夠激發學生的學習興趣，還能夠豐富學生的實踐經驗。

三、教育模式的創新及新型人才的培養

在電機學課程教學中，要實現創新教育模式、培養新型人才的目標，需要從以下幾方面入手：

第一，教師要不斷更新教學理念和教育思想，確立學生在教學過程中的主體地位。在具體教學過程中，教師應該結合學生學習能力以及學習需求，采取針對性的教學方法，將信息技術在課程教學中的作用和價值充分發揮出來。

第二，在現代信息技術不斷演進過程中，應培養學生的創新能力[5]。引導學生主動運用信息技術，獲得豐富的學習資源，促進學生有效開展交流討論以及探究性學習，充分發揮信息技術的工具作用和通信價值，幫助學生從教室、書本中徹底走出來，進一步提高學生主動學習及合作學習的能力。

四、電機學信息化教學案例分析

2020年按照教育部“停課不停教，停課不停學”的部署，福建農林大學機電工程學院2018級電氣工程及其自動化專業電機學線上教學定于3月18日開始。以中國大學MOOC(慕課)為網絡教學平臺，同時使用騰訊會議和騰訊QQ等即時通訊軟件作為輔助工具，將信息化教學引入電機學課程中。

1.信息化課程的構建

電機學課程主要依托中國大學MOOC(慕課)網絡平臺而建立，它是一種在線教育模式，學生參與的主要環節有觀看教學視頻、參與課堂提問和課后討論、提交作業和終極考試等等。教師負責制作、發布課程，MOOC課程制作需要涉及課程選題、知識點設計、課程拍攝、錄制剪輯等環節，課程發布后教師會參與論壇答疑解惑、批改作業等在線輔導。信息化課程結構如圖1所示。

騰訊會議和騰訊QQ學習群的使用是為了更加方便學生進行交流溝通。教師可以通過發布問卷、投票等形式，在課前先進行學習情況調查研究；可以通過在線提問的方式，在課中進行在線講解與討論；可以通過布置課后作業和小測方式的手段，觀察課程效果。

2.信息化課程的效果

福建農林大學機電工程學院2018級電氣工程及自動化專業共有123人參與了本次電機學信息化課程的學習與考試。通過MOOC系統后臺查看學生的學習統計數據發現，絕大多數學生積極主動地參與到學習中。本次課程共發布教學視頻58個，教學PPT課件25個，課后測驗16個。學生學習數據統計如表1所示，最高的參與度達到100%，最低也有82.93%。

表1 學習數據統計表

課程考核的評分比例如下：通過QQ群的在線點名提問考勤成績占30%，在MOOC平臺的學習時長和課后測驗成績占30%，MOOC平臺的線上期末考試成績占40%。本次課程的成績分布結果中，81%的學生合格，16%的學生優秀，有3%的學生未能通過考核(見圖2)。

本案例的結果表明，把信息技術有機地結合到電機學課程中，可以提高學生學習的積極性和主動性，激發學生學習的熱情，也能在一定程度上解決電機學“難學”與“難教”的問題。

結束語

本文以電機學課程為例，闡述了信息技術對教學方法改革、網絡課程建設以及教育模式創新等方面的積極影響與作用。教學案例的結果表明電機學課程與信息技術有機結合，教學效果良好。