新教師如何備好第一堂課

謝美美 鄭玉航 姚二亮 王夏復 孫鵬 李燦

火箭軍工程大學導彈工程學院 陜西西安 710025

“旋轉變壓器”是“自動控制元件”第七章的內容?！白詣涌刂圃笔俏倚ＩL干部學歷教育測控工程專業的一門專業背景課程，也是主干課程[1]，是從基礎課向專業課過渡的專業基礎課。本課程內容涵蓋范圍廣，備課難度大，為講好每堂課，把每堂課都講出彩。作為新教師，與教研組前輩、學生充分交流后發現，學習“自動控制元件”第七章“旋轉變壓器”時，雖然學生學習得很認真，但部分學生存在教學內容難以理解，做題依靠公式死記硬背的問題。為解決授課時存在的這一實際問題，首先對“旋轉變壓器”的授課內容劃分層次。

圖1 旋轉變壓器教學流程圖

依照教學目標，在做足教學準備的基礎上，為便于學生理解，將旋轉變壓器的授課內容劃分為四個部分，將旋轉變壓器的基本結構劃為低階教學目標，旋轉變壓器的工作原理和補償方法劃為高階教學目標。旋轉變壓器的基本結構為工作原理的學習搭建橋梁，工作原理的學習能夠加強學生對基本結構的理解。分析旋轉變壓器空載運行、負載運行的工作原理存在的問題，引導學生學習補償方法，最后通過具體實例檢驗學習效果。按照授課內容的劃分，將本節課的教學目標細化為以下三個方面。

1 教學目標

1.1 知識與技能

分析學生在課堂九十分鐘學習中，應該掌握的知識。經與教研室專家教授溝通，認為旋轉變壓器的學習應當掌握其基本結構、工作原理以及旋轉變壓器的補償方法。

1.1.1 基本結構

旋轉變壓器的基本結構和異步電動機基本結構極為相似，學生容易混淆，不易區分。因此，學習時明確兩者之間的異同尤為重要。備課過程中，準備旋轉變壓器和異步電機的實物圖、電氣原理圖以及爆炸圖，結合實物對比講解基本結構，加深學生對其基本結構的理解。旋轉變壓器的基本結構包含定子、轉子兩大部分，且定子和轉子之間留有氣隙，最外側為外殼。

1.1.2 工作原理

旋轉變壓器基本結構與異步電動機雖然相似，卻遵循變壓器的工作原理運行。備課工作原理時，需要將變壓器和旋轉變壓器聯系起來，對比講解工作原理的異同。利用變壓器的工作原理，幫助學生理解旋轉變壓器的工作原理。由之前的學習可知，變壓器的原副邊位置相對固定，但旋轉變壓器卻能夠產生相對位移。將變壓器的原邊和旋轉變壓器的定子繞組相接，副邊和轉子繞組相接。當轉子轉動時，定轉子之間產生相對位移，對應旋轉變壓器的原副邊上產生相對位移。著重強調旋轉變壓器雖然結構與變壓器完全不同，但遵循變壓器工作原理運行，幫助學生運用已知的變壓器知識分析解決未知的旋轉變壓器問題，實現知識的融會貫通，提高認識世界和改造世界的能力。

按照人的一般認識規律由淺入深、循序漸進的原則，先剖析旋轉變壓器空載運行，將變壓器空載運行和旋轉變壓器空載運行對比分析思考，再依據旋轉變壓器空載運行的電氣原理圖，分析空載運行的特點。由此順利過渡到旋轉變壓器的負載運行。按照什么是負載運行，負載運行的過程，負載的特性三個方面分析，強調旋轉變壓器負載運行時副邊回路對原邊回路的影響，副邊回路接通后產生變化的電流，變化的電流產生變化的磁場，而磁場軸線的方向與副邊繞組軸線方向一致，因此若沿著直軸方向和交軸方向對磁場進行正交分解，直軸方向的磁場能被原邊磁場抵消，但交軸方向磁場無法被原邊抵消，使負載時輸出特性曲線和空載時的輸出特性曲線產生偏差，須采用補償抵消，順路過渡帶旋轉變壓器補償方法的學習。

1.1.3 補償方法

備課時，分析旋轉變壓器的補償方法并進行分類，劃分出副邊補償、原邊補償以及原副邊補償。著重介紹每種補償方法是什么、如何實現補償、在電氣原理圖中如何表示。在這三個層面進行講解的基礎上，著重講解三種補償方式的區別。

2 過程和方法

為給把復雜的知識講解清楚，選擇合適的教學手段非常必要，合適的教學方法為合理實現教學目標鋪就道路。本次按照課前預習、課堂授課和課后輔導討論的過程進行[3-4]。

2.1 課前預習

由于旋轉變壓器的學習相對困難，知識點之間容易混淆，因此將本節課的主要內容，劃分為低階教育目標和高階教學目標兩個層次。針對容易理解掌握記憶的低階教學目標，制作課前預習課件。課前預習課件內容包含旋轉變壓器的發展史和實際應用案例。幫助學生運用碎片化的時間了解旋轉變壓器的授課內容是什么。預習課件雖然時間短，但內容豐富，主要以視頻和動畫的形式呈現。

2.2 課堂授課

國防科技大學曹領祺教授[2]在一次講座中提到：好的教學內容往往從一個有趣的引入開始，內容環環相扣展開，最后的結尾余味無窮。本次授課按照提出問題、分析問題、解決問題的教學方法進行，以問題為牽引，課堂授課貫穿“結構、工作原理、補償”的主線進行。

圖2 旋轉變壓器授課思路

2.2.1 提出問題

結合本次“旋轉變壓器”的授課內容，旋轉變壓器和變壓器的關系緊密，選擇回顧式引入。通過回顧變壓器引入旋轉變壓器，結合預習內容，引導學生思考“旋轉變壓器是什么”。通過這種方式既可以幫助學生明確兩者之間的異同，激發學生學習興趣，引發學生思考：旋轉變壓器到底是什么樣的設備，如何遵循變壓器原理運行。

2.2.2 分析問題

隨后以旋轉變壓器的工作原理作為重點，以旋轉變壓器的補償方法為難點進行授課，這也是高階教學目標。教學過程主要采用對比教學法，幫助學生掌握重點內容：旋轉變壓器的工作原理。將變壓器和旋轉變壓器的工作原理對比講解，將空載運行和負載運行對比講解。在這兩個對比框架下，利用空載運行和負載運行的動畫，讓原本枯燥的理論知識有趣起來，學生在輕松愉快的課堂氛圍下掌握知識。

2.2.3 課堂研討

組織課堂研討空載運行和負載運行的不同，分析造成旋轉變壓器負載輸出特性曲線和空載時輸出特性曲線產生偏差的原因。并以此為牽引分析本次教學難點，逐步介紹旋轉變壓器副邊補償、原邊補償和原副邊補償三種補償方法后，組織學生分組限時討論三種補償方法的異同和作用。請小組代表發表觀點，其他小組補充完善。

小組討論的過程中，如果發現學生討論方向發生偏移，應當及時糾正，盡量引導學生走向正確的討論結果。小組討論結束后，請學生分組互相點評討論結果，最后教師對每組的結果給予點評和補充，并具體解釋。將小組討論的結果衍射思考，激發學生思考還有哪些補償方法，開拓思維，引導學生思考除了本次授課提到的旋轉變壓器，旋轉變壓器還有哪些類別，可以應用于哪些場合，在實際控制系統中如何使用等問題，為下節課的授課做好準備。

采用分組討論的教學方法，既可以激發學生的課堂氛圍，深度參與課堂，又能讓學生基于課堂授課內容積極主動思考探討，最終實現教學目標。無論采用什么教育手段，最終的目標就是要講好課，讓學生聽得懂。傳遞知識的同時，也在教會學生學習知識的方法，提高學生將理論知識應用于實際生活、工作的能力[5-7]。

2.3 課后輔導

依據課后批改作業的完成情況和仿真實踐情況，學生需要在課后基于MATLAB/Simulink完成仿真實踐?；谙嚓P的統計結果進行答疑與備課；形成良好的學習氛圍。通過教師在課前預習的指導、課內授課的引導及凝練、課后的評價，可以使學生激發學習興趣、深度參與課堂、理論聯系實踐、培養工程思維，實現“立德樹人、為戰育人”的目標，整個授課過程體現了“以教師為主導、以學生為中心”的教學理念。

3 情感態度

基于課堂基礎知識學習和教學方法之上，凝練的情感態度，目的在于讓學生“會學”“學會”之上“樂學”，情感態度包含“課堂思政”的內容。備課的過程中，深度挖掘本次授課所蘊含的課堂思政元素，把握好專業知識體系和課程思政之間的內在聯系，打造有溫度、接地氣的課堂。結合當前的時勢、歷史發展過程、家國情懷民族精神、院校特色等，深度挖掘課堂思政元素，具體到每一節每一部分的教學當中，將知識點、案例教學、思政融入和學科前沿進行多元融合，以求真務實嚴謹翔實的工作作風，實現創新創造[8]。比如步進電機單步運行的知識對應課堂思政“做事腳踏實地，一步一步穩步前行，才能實現理想”，比如步進電機連續運行的知識對應課程思政元素“分布和連續恰如人生道路，分別走好每一段道路，為后續人生奠定基礎，才能不斷走好人生的道路”，比如講述三種補償方式的知識可以對應課堂思政元素“每一種補償方式都各有優點，實際使用時依據把握主要因素，忽略次要因素的原則，取長補短合理選擇使用”。在深挖專業基礎課知識和課程思政的關聯時，緊密聯系實際，合理把握“教”與“學”的關系，探索課堂思政元素融入專業課的新方式、新方法、新路徑，實現全程育人、全方位育人和全員育人的“三全”思政格局。以實現“守好一段渠、種好責任田”的任務要求，將價值塑造、知識傳授和能力培養三者融為一體。本次備課注重前后知識融會貫通，將已知的變壓器工作原理和異步電動機的基本結構聯系起來，嘗試分析解決本次課未知的旋轉變壓器問題，并將這種學習方法應用于以后的工作生活當中，走好從課堂到任職崗位的跨度[9]。

結語

本次備課通過將旋轉變壓器的知識劃分層次，將低階教學目標課前制作預習課件指導學生預習，對比較復雜的高階教學目標開展豐富多樣的教學活動，深化學生對知識的理解，在傳授知識的同時注重方法的培養，幫助學生塑造良好的價值觀。作為新教師，為授課做足準備十分必要，新教師只有把內容理清，思路理順，教學方法選對，才能讓學生理解掌握應用，才能把每次課講好講出彩。以旋轉變壓器的備課經驗為例，本科備課對提升自身職業素養和教學能力具有重要作用，備好課也是新教師成長為一名優秀教師的必經之路。