以學(xué)為中心的“電機(jī)與拖動(dòng)”課程混合式教學(xué)改革實(shí)踐*

周 杰

（河南工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院，河南 鄭州 450001）

0 引言

“電機(jī)與拖動(dòng)”是自動(dòng)化專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要學(xué)習(xí)變壓器、直流電機(jī)、交流電機(jī)以及電力拖動(dòng)系統(tǒng)的基本理論問題，具有很強(qiáng)的理論性和專業(yè)性。該課程和生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合緊密，充分利用理論和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決復(fù)雜工程問題的能力。由于該課程概念多且抽象、公式推導(dǎo)難、知識(shí)點(diǎn)雜、學(xué)時(shí)少等多種原因，使得學(xué)生畏難情緒較大，學(xué)習(xí)積極性不高[1-4]。如何實(shí)現(xiàn)在有限的學(xué)時(shí)中達(dá)成課程教學(xué)目標(biāo)？如何著重培養(yǎng)大學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力？如何進(jìn)一步深化教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量？成為教師和學(xué)生必須解決的關(guān)鍵問題。

為解決此問題，筆者設(shè)計(jì)并實(shí)踐一套以學(xué)為中心的體現(xiàn)成果導(dǎo)向（OBE）教學(xué)理念的教學(xué)模式。在教學(xué)過程中始終貫穿以學(xué)為中心的思想，突出自主性、合作性、探究性學(xué)習(xí)方式，教師努力成為學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和促進(jìn)者，運(yùn)用教學(xué)內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)技能，提升自我學(xué)習(xí)意識(shí)，把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交還給學(xué)生，充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，不單單讓學(xué)生“學(xué)會(huì)”，還要引導(dǎo)學(xué)生“會(huì)學(xué)”。現(xiàn)將該課程如何通過對(duì)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)活動(dòng)、教學(xué)策略、評(píng)價(jià)與反饋等方面進(jìn)行綜合教學(xué)設(shè)計(jì)？在教學(xué)實(shí)踐中如何不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力，培養(yǎng)綜合能力？如何最終達(dá)成教學(xué)目標(biāo)？總結(jié)如下。

1 教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

基于OBE理念、學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)及社會(huì)實(shí)際需求，“電機(jī)與拖動(dòng)”課程教學(xué)目標(biāo)包含下述6個(gè)維度，也是學(xué)生學(xué)完該課程后的預(yù)期成果，具體描述如下。

1）專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)：學(xué)生能夠敘述變壓器、異步電機(jī)、同步電機(jī)、直流電機(jī)等設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)、工作原理，以及各種電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)等拖動(dòng)方面的工作特點(diǎn)；能夠描述“電機(jī)與拖動(dòng)”概念性框架與知識(shí)體系。

2）知識(shí)應(yīng)用能力：學(xué)生能夠應(yīng)用各種電機(jī)的基本原理、機(jī)械特性、運(yùn)行特性等基本理論分析電機(jī)拖動(dòng)領(lǐng)域的工程問題，鍛煉所學(xué)設(shè)備在實(shí)踐領(lǐng)域的應(yīng)用的基本能力。能夠?qū)㈦姍C(jī)本體與生產(chǎn)負(fù)載特性緊密聯(lián)系起來(lái)，對(duì)問題的分析采用系統(tǒng)的觀點(diǎn)，而不是零星的知識(shí)孤島，從而培養(yǎng)工科思維，提高分析問題的能力。

3）綜合能力：能夠比較各種電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，從而確定其最佳適用場(chǎng)合；能夠綜合各種電機(jī)的知識(shí)體系，初步為各種控制系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

4）人文維度：能夠提高組織與溝通能力，學(xué)會(huì)如何同他人進(jìn)行有效溝通及合作，養(yǎng)成對(duì)工作勇于擔(dān)當(dāng)、精益求精的精神；具備團(tuán)隊(duì)意識(shí)，能夠與他人合作開展自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)工作。

5）關(guān)心：樂于分享個(gè)人所掌握的知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)他人給予幫助；對(duì)控制工程學(xué)科的發(fā)展抱有興趣，對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練持積極態(tài)度。

6）學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)：能夠持續(xù)關(guān)注電機(jī)與拖動(dòng)領(lǐng)域的新知識(shí)、新發(fā)展，開展自主學(xué)習(xí)，掌握有效的學(xué)習(xí)方法，并且按科學(xué)合理的學(xué)習(xí)計(jì)劃執(zhí)行。轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)思想，提升自控力及意志力，學(xué)會(huì)自主自控學(xué)習(xí)，初步具備進(jìn)行自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)或者深層次學(xué)習(xí)的能力。

2 教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

本課程依托超星“一平三端”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，筆者自建所有教學(xué)資源，始終堅(jiān)持以學(xué)為中心進(jìn)行混合式教學(xué)改革。首先確定為了達(dá)成教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該學(xué)習(xí)完成的觀點(diǎn)、知識(shí)、技能、方法等教學(xué)內(nèi)容，然后確定教學(xué)活動(dòng)。

1）課前要求學(xué)生利用超星平臺(tái)自主學(xué)習(xí)已建好的授課課件、授課視頻、參考拓展等內(nèi)容，完成預(yù)習(xí)章節(jié)測(cè)驗(yàn)。目的在于提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)。通過預(yù)習(xí)，初步掌握基本知識(shí)點(diǎn)，對(duì)于重點(diǎn)、有難度問題留到課上聽教師講解突破。具體效果：顯著提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)與能力；掌握“電機(jī)與拖動(dòng)”的重要基礎(chǔ)知識(shí)，形成較為完整的“電機(jī)與拖動(dòng)”概念性框架和知識(shí)體系。該教學(xué)活動(dòng)主要支撐多維度教學(xué)目標(biāo)1、4、5、6。

2）課前提交預(yù)習(xí)筆記（反思性寫作），通過預(yù)習(xí)相關(guān)資源，手寫或通過思維導(dǎo)圖簡(jiǎn)單記錄章節(jié)重要知識(shí)點(diǎn)，理清各知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系。同時(shí)，把不懂的問題或某些想法記錄下來(lái)，以便課上或課后與老師或同學(xué)探討。該活動(dòng)能夠更好地使學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)成果與學(xué)習(xí)過程進(jìn)行總結(jié)分析，以更主動(dòng)的心態(tài)參與到學(xué)習(xí)中去。此教學(xué)活動(dòng)主要支撐多維度教學(xué)目標(biāo) 1、2、3、4、5、6。

3）每次上課首先進(jìn)行課堂預(yù)習(xí)效果測(cè)試，通過超星學(xué)習(xí)平臺(tái)發(fā)放，通過答題情況統(tǒng)計(jì)了解預(yù)習(xí)情況，為接下來(lái)的教學(xué)內(nèi)容選擇提供依據(jù)。此教學(xué)活動(dòng)主要目的是督促學(xué)生認(rèn)真完成預(yù)習(xí)工作，同時(shí)作為課堂積分計(jì)入平時(shí)成績(jī)。預(yù)習(xí)做得好，課堂積分就高，課堂效果很好，學(xué)生就收獲更多。后期考試數(shù)據(jù)也證明，預(yù)習(xí)做得好的學(xué)生，期末考試成績(jī)也相對(duì)較好。再次印證，功夫下在平時(shí)，知識(shí)掌握才會(huì)更扎實(shí)。該教學(xué)活動(dòng)主要支撐多維度教學(xué)目標(biāo)1、3、4、6。

4）每次課上，在對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)、出錯(cuò)較多的問題強(qiáng)調(diào)講解時(shí)，或提出拓展思考題時(shí)，會(huì)采用搶答或隨機(jī)選人形式提問。該項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)主要為了引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)思考問題，提高課堂參與度。回答不同難度的問題，獎(jiǎng)勵(lì)的課堂積分不等，同時(shí)把獎(jiǎng)勵(lì)積分投屏到大屏幕上，有很強(qiáng)的激勵(lì)作用。該項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)支撐了多維度教學(xué)目標(biāo) 1、3、5。

5）每一單元結(jié)束后，要進(jìn)行小組單元匯報(bào)。每組5人左右，隨機(jī)組合，組內(nèi)分工，用思維導(dǎo)圖軟件制作出本單元知識(shí)點(diǎn)思維導(dǎo)圖，或者設(shè)計(jì)PPT講解和本單元有關(guān)的，而教材上沒有涉及的某個(gè)問題，開闊學(xué)生的知識(shí)邊界。小組成果提交至超星學(xué)習(xí)平臺(tái)，課堂上每組自薦或隨機(jī)選擇某位同學(xué)進(jìn)行課堂匯報(bào)，教師和其他同學(xué)都可以針對(duì)匯報(bào)內(nèi)容提問題互動(dòng)，最后通過組內(nèi)評(píng)分、組間評(píng)分、教師評(píng)分完成小組活動(dòng)得分。該項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)主要是鍛煉大家的小組協(xié)同學(xué)習(xí)的能力，同時(shí)對(duì)本單元知識(shí)歸納總結(jié)并且拓展。此教學(xué)活動(dòng)支撐多維度教學(xué)目標(biāo)4、5、6。

6）每章內(nèi)容學(xué)完之后，都要布置一定的習(xí)題作業(yè)，鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用本章所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。要求學(xué)生必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成作業(yè)并在超星學(xué)習(xí)平臺(tái)提交，提交后教師根據(jù)整體情況進(jìn)行糾正性講解，然后要求大家在超星學(xué)習(xí)平臺(tái)互評(píng)作業(yè)，每人評(píng)閱匿名作業(yè)5份，有理有據(jù)地給出分?jǐn)?shù)，必須給出評(píng)語(yǔ)，指出作業(yè)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。互評(píng)平均分就是學(xué)生本次作業(yè)得分，每位學(xué)生所有作業(yè)平均分即為最終作業(yè)得分。該教學(xué)活動(dòng)主要鍛煉學(xué)生用批判性思維去分析問題，并給出合理的判斷，同時(shí)培養(yǎng)自身利用所學(xué)綜合知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。此教學(xué)活動(dòng)支撐多維度教學(xué)目標(biāo)2、3、5。

7）本課程主要由變壓器、異步電機(jī)、同步電機(jī)、直流電機(jī)四個(gè)單元組成，每單元學(xué)習(xí)完成后，會(huì)在課堂上規(guī)定的時(shí)間通過超星學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行單元考試。每位同學(xué)看到的考試題順序不同，選項(xiàng)順序也不同，避免了考試作弊問題。四次考試的平均分作為平時(shí)考試分?jǐn)?shù)計(jì)入平時(shí)成績(jī)。該教學(xué)活動(dòng)有助于進(jìn)一步檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的掌握情況，查漏補(bǔ)缺。此教學(xué)活動(dòng)支撐多維度教學(xué)目標(biāo)1、2、3、6。

8）本課程通過超星學(xué)習(xí)平臺(tái)課程群聊或私聊功能，隨時(shí)隨地解答任何學(xué)生的疑問，改變以往的固定時(shí)間、固定地點(diǎn)集中答疑。這樣，教師工作量會(huì)增加很多，但對(duì)學(xué)生很好，可以及時(shí)解決學(xué)習(xí)中的任何問題。該教學(xué)活動(dòng)支撐多維度教學(xué)目標(biāo)4、6。

3 教學(xué)策略設(shè)計(jì)

在確定了具體的教學(xué)活動(dòng)之后，還需把單個(gè)的學(xué)習(xí)活動(dòng)組織成為有效的教學(xué)策略。教學(xué)策略設(shè)計(jì)是為了達(dá)到學(xué)習(xí)活動(dòng)的最佳組合和排序，以使各種學(xué)習(xí)活動(dòng)之間相互促進(jìn)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)勁頭。基于設(shè)計(jì)教學(xué)策略的基本模板對(duì)本課程的教學(xué)策略進(jìn)行了設(shè)計(jì)，確定了課內(nèi)外活動(dòng)的組織順序[5]。注重安排足夠的課外學(xué)習(xí)量，使課內(nèi)外學(xué)時(shí)比例在1∶1和1∶1.2之間，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入深層次學(xué)習(xí)，有效達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生普遍反映這門課程的教學(xué)激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣并調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)積極性，他們?cè)谠撜n程學(xué)習(xí)中付出了最大努力。

本課程依托超星學(xué)習(xí)平臺(tái)，進(jìn)行課前、課中、課后三大段教學(xué)策略設(shè)計(jì)。在執(zhí)行大綱中，明確規(guī)定了教學(xué)內(nèi)容，課前考核的學(xué)習(xí)任務(wù)、主要課堂主題活動(dòng)以及課后考核作業(yè)等。

1）先行組織策略：先行組織策略的主要實(shí)施步驟為：通過超星學(xué)習(xí)平臺(tái)發(fā)布預(yù)習(xí)課件、授課視頻及相關(guān)參考拓展資料，要求學(xué)生在課前完成預(yù)習(xí)，并完成相應(yīng)的嵌入章節(jié)預(yù)習(xí)測(cè)驗(yàn)。在課堂教學(xué)中，根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，從預(yù)備性材料中抽象出新信息，運(yùn)用活動(dòng)加以強(qiáng)化。在重難點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)處設(shè)置引導(dǎo)性問題，引導(dǎo)學(xué)生利用預(yù)習(xí)過程中所理解的知識(shí)進(jìn)一步思考和分析引導(dǎo)性問題，通過討論解決問題加以強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)的理解和運(yùn)用。

2）問題導(dǎo)向策略：課前預(yù)習(xí)過程中，在授課視頻中提出問題，要求學(xué)生先自己思考；課堂上在引導(dǎo)同學(xué)解決預(yù)習(xí)問題時(shí)，不斷提出新問題，讓大家?guī)е鴨栴}去聽課，增強(qiáng)求知欲，真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)為中心。課堂上基本解決基礎(chǔ)性問題，使大部分同學(xué)感受到通過自己預(yù)習(xí)、思考、討論等步驟找到問題答案的成就感。同時(shí)布置一些延展性問題，促使大家繼續(xù)在課下鞏固思索，讓大家認(rèn)識(shí)到“學(xué)無(wú)止境”。提出問題，解決問題，再次發(fā)現(xiàn)問題，不斷反復(fù)，才會(huì)取得長(zhǎng)足進(jìn)步。

3）行為練習(xí)策略：行為練習(xí)策略的實(shí)施步驟為明確課程的目的、環(huán)節(jié)和內(nèi)容，呈現(xiàn)新信息，控制練習(xí)時(shí)間，使學(xué)生掌握和運(yùn)用新技能、新結(jié)構(gòu)，實(shí)行個(gè)別指導(dǎo)，提供機(jī)會(huì)使學(xué)生獨(dú)立練習(xí)。通過學(xué)生的主動(dòng)參與，發(fā)展他們的探索能力，獲得理解客觀世界的基礎(chǔ)科學(xué)概念，培養(yǎng)學(xué)生探究未知世界的積極態(tài)度。本課程的具體實(shí)施通過課堂測(cè)驗(yàn)和課堂考試，通過課堂控制時(shí)間使學(xué)生能夠在短時(shí)間內(nèi)理解和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題。另外，通過小組合作學(xué)習(xí)，對(duì)某些每一單元相關(guān)的但教材未涉及的問題，可以通過搜集資料制作PPT，課堂上匯報(bào)給大家庭，對(duì)自身既是學(xué)習(xí)拓展知識(shí)的過程，也能幫助別人開闊眼界，對(duì)所學(xué)知識(shí)有更深更全面的認(rèn)識(shí)。盡量為每位學(xué)生提供獨(dú)立練習(xí)和施展才華的機(jī)會(huì)。

4 評(píng)價(jià)與反饋

課程成績(jī)?cè)u(píng)定辦法在課程執(zhí)行大綱中預(yù)先公布，預(yù)先通過超星學(xué)習(xí)平臺(tái)資料區(qū)和群聊區(qū)發(fā)布至全部學(xué)生，并且在第1次課上再次強(qiáng)調(diào)實(shí)施細(xì)則，目的是讓所有人都知曉規(guī)則，接下來(lái)嚴(yán)格按規(guī)則執(zhí)行。成績(jī)?cè)u(píng)定辦法明確規(guī)定了考核項(xiàng)目的得分構(gòu)成，這些考核項(xiàng)目分別所占比重及每個(gè)考核項(xiàng)目的評(píng)分辦法。本課程期末考試成績(jī)占總成績(jī)40%，實(shí)驗(yàn)成績(jī)占總成績(jī)10%，平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)50%，平時(shí)成績(jī)?nèi)坑沙菍W(xué)習(xí)平臺(tái)自動(dòng)累積計(jì)算并給出。

超星學(xué)習(xí)平臺(tái)會(huì)實(shí)時(shí)記錄每位同學(xué)平時(shí)學(xué)習(xí)的點(diǎn)滴成績(jī)，并實(shí)時(shí)更新最終平時(shí)成績(jī)，準(zhǔn)確無(wú)誤，公平公正。每位同學(xué)都可隨時(shí)查看自己的平時(shí)成績(jī)，是一種最及時(shí)的反饋，哪部分成績(jī)低，可以針對(duì)性地在哪部分多下功夫，盡量提高成績(jī)。看著自己的成績(jī)與日俱增，也是一種很好的激勵(lì)促進(jìn)作用。超星學(xué)習(xí)平臺(tái)提供了一鍵設(shè)置功能，對(duì)同門課程所有班級(jí)設(shè)置相同權(quán)重比例，實(shí)驗(yàn)成績(jī)和期末考試成績(jī)都有嚴(yán)格的成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，絕對(duì)保證同門課程不同班級(jí)之間成績(jī)?cè)u(píng)定的一致性和公正性。

5 特色與創(chuàng)新

1）理念創(chuàng)新，堅(jiān)持以學(xué)為中心。通過各種教學(xué)策略和考核評(píng)價(jià)措施的實(shí)施，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力，加強(qiáng)自主學(xué)習(xí)，注重高階思維能力培養(yǎng)，使學(xué)生真正學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生持續(xù)良性發(fā)展。

2）模式創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)深度融合。通過超星學(xué)習(xí)平臺(tái)與課堂互動(dòng)相結(jié)合的教學(xué)活動(dòng)的開展，有效促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、協(xié)同學(xué)習(xí)、拓展學(xué)習(xí)。利用智慧化、信息化教學(xué)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生深度參與、積極互動(dòng)，全過程、多維度考核學(xué)習(xí)效果。

3）課程思政，注重立德樹人。充分挖掘課程中的思政元素，自然融入教學(xué)過程之中。緊密聯(lián)系實(shí)際，始終不忘傳播正能量，激勵(lì)學(xué)生積極奮進(jìn)，學(xué)會(huì)做事做人。結(jié)合新冠疫情，抓住契機(jī)，自控自律，多學(xué)知識(shí)，提升能力，成就自己，貢獻(xiàn)國(guó)家。