基于OBE理念的《電機學》課程教學改革初探*

湖南城市學院機械與電氣工程學院 湖南 益陽 413000

引言

以目標成果為導向（Outcome-Based Education，OBE）的教育理念在工程教育專業認證的三大教育理念中顯得尤為突出。堅持以學生為中心，突出教育全過程的持續改進性。成果導向教育是基于學習與產出相協調發展的教育模式，通過以預期學習產出為中心進行組織、實施和評價，以學習成果驅動課程活動和學生學習的產出評價，是目前國內外高等教育發展的趨勢[1]。尤其是在以工程教育專業認證為前提條件下推動課程教學改革，深入學習貫徹全國教育大會精神，堅持“以本為本”，推進“四個回歸”的成都宣言，扎實落實打造“金課”、淘汰“水課”的重要舉措[2]。構建一套基于目標成果為導向的教學內容豐富、教學方法先進的教學模式，以此打造一批優質的一流課程。

本文以《電機學》課程為研究對象，針對《電機學》課程理論性強、邏輯分析困難，并且具有對實踐操作能力要求高的特點，結合學校《電機學》課程的實際教學情況，在OBE理念下探討《電機學》課程教學改革。形成以學生為中心提升課程達成度的教學方法，實現以目標成果為導向的教育教學模式。

1 教學模式改革

以目標成果為導向的教學模式注重教學目標、教學過程與教學成果三位一體，實施教學前先確定教學目標，按照既定的教學目標實施教學，而教學成果則是學生學習之后目標達成度的評價。《電機學》課程專業性非常強，通過借助電磁場能量之間的轉換關系，構建數學方程和向量圖進行原理分析和數學推理，具有知識點多、理論性強、學習難度大，對學生的綜合能力要求較高等特點。工程專業認證使得基于知識點的教學模式：章節知識點講解--課程實驗--課程設計--期中期末考試的傳統教學模式向基于目標成果為導向的教學模式：第一階段：“企業參觀--制定目標”激發學生的興趣，并且確定目標；第二階段：依據第一階段制定的目標完成“學習內容--設計實驗并仿真--開展課程設計與研討”，形成按目標實施內容的學習；在完成第二階段的過程后實施第三階段“達成度計算--綜合考核”。

基于知識點的教學模式主要從講授知識的角度來完成《電機學》內容的教學，通過課程設計、課程實驗等輔助教學手段深化對知識的理解。對于《電機學》這門課程來說，按照傳統的這種教學模式，理論知識與實際需求不能很好結合，容易讓學生失去對本門課程學習的興趣，很難達到很好的教學效果。

基于目標成果導向的教學模式按照三個階段進行，每個階段之間相互聯系又相互促進。通過引導學生參觀電力企業初步了解《電機學》課程中所涉及的一些電力設備：變壓器、直流電機、同步電機等，讓學生對這些設備有一個初步的感官上的認識，了解《電機學》這門課的應用前景，激發學生的興趣，并確定明確的目標。第二階段依據學習目標組織合適的教學形式和安排教學內容。教學形式通過對教材中知識講解、MATLAB仿真實驗、課程設計、小組討論等方式進行。將實際工程實例中應用到的知識點以“問題”的形式發給學生。學生通過查閱文獻資料或通過仿真、實驗等方式來尋求解決問題的方法和途徑。第三階段綜合考核與達成度計算，通過自主學習、分組研討、實物操作等途徑完成既定學習目標，并通過恰當的考核方式來評判學習目標的達成度。既是對課程教學質量的評價也是對學生培養質量的一種反映。與基于知識點的教學模式相比，基于目標成果的教學模式不僅實現了教育理念的轉變，而且融合了多種教學方式，不僅達到了激發學生的學習興趣而且也能夠提高學生的實際操作能力和創新能力[3]。

2 教學內容改革

秉承“電機學”經典教材的知識脈絡，采用任務驅動法突出教學內容的重難點，使學生在具體場景中提升解決問題的能力。以測定三相鼠籠式異步電動機的工作特性為例。首先可從多角度查看實驗場景和實驗設備，滿足不同學生的認知需求；然后從元器件件庫中選取相關元器件搭建控制電路并與控制對象進行關聯；最后通過具體操作及采集表計的數據，篩選分析后繪制相應的特性曲線。

3 提升達成度教學方法

電機學理論性強、實踐要求高，理論教學具有一定的深度。將提升學生對電機電路與內部磁路分析能力與實際操作能力作為學習目標。結合本課程的特點，提升課程教與學的達成度，實現課程學習的預期目標，具體通過以下教學方法進行。

課程實驗：電機學課程實驗基本屬于驗證性實驗，而且受實驗條件的限制，以并勵直流電動機轉動慣量測試進行實驗。實驗過程中學生無法理解轉動慣量的計算方法以及如何使用空載減速法測定受試電機的轉動慣量，為了加深學生對空載減速法工作過程的分析與理解，在課程實驗中增加了仿真實驗環節。通過仿真實現對空載減速法電路的動態分析，使學生能夠加深對該方法的理解，在仿真的基礎上再去搭建實驗平臺以便更好地理解轉動慣量的測試方法。

課程設計：課程設計是電機學學習過程重要的一環，能有效促進對電機學理論的理解，以設計過程體現學習的目標成果。例如一臺繞線式異步電動機在Y/y連接下，采用MATLAB/Simulink設計調壓調速仿真模型，對維持轉軸上負載轉矩為額定轉矩，轉速下降到1000r/min時分析能量的傳遞；對采用串電阻調速，轉速下降到1000r/min時分析能量的傳遞。能更好地將理論分析運用到實際當中，以理論指導實際，實際促進理論的理解。

課程討論與交流：在學習電機學課程的過程中，增加課程內容的討論與交流環節。以小組為單位進行的討論與交流，能夠有效調動學生的學習主觀能動性，激發學生的創新思維，實現創新能力的提高。

線上與線下教學相結合：采用線下與線上相結合的教學方式，實現網絡教學與線下課堂教學的融合，同時還可以將課程討論、課程設計，課程仿真實驗等環節實現網絡化。通過這種多途徑的教學方式滿足學生的不同需求，服務更多的學生群體[4]。

4 結束語

本文在 OBE 理念下探討電機學課程教學改革，研究形成以目標成果為導向的教學模式，提出制定預期目標、按照既定目標安排教學內容和教學進度、教學成果與達成度計算三維一體的教學模式。以學生為中心，結合電機學課程的特點，構建電機的等效仿真模型與知識類比分析方法，有效促進學生理解。結合課程預定目標成果，探討了電機學課程達成度提升的教學方法，為打造電機學金課奠定基礎。