《電機與拖動》混合式教學研究

隨著信息技術和互聯(lián)網(wǎng)技術的迅猛發(fā)展，在線教育逐漸成為全球教育發(fā)展的一個重要組成部分，其中慕課（MOOC）最具代表性。然而，慕課仍處于發(fā)展初期，還有許多不完善之處。大規(guī)模公共課程已經(jīng)無法滿足學生對個性化的要求，于是“私播課”（SPOC）應運而生?！八讲フn”，即小規(guī)模在線課程。和慕課相比，“私播課”具有可以將在線視頻和習題與線下課堂答疑相結合的特點，比較適用于受益面較小的專業(yè)課程教育?；旌鲜浇虒W就是把傳統(tǒng)教學方式的優(yōu)勢和網(wǎng)絡在線教學方式的優(yōu)勢結合起來，既能發(fā)揮傳統(tǒng)課堂面對面授課時師生之間可以隨時互動、方便彼此感情交流、教師可以全程監(jiān)控授課過程、充分體現(xiàn)教師的主導地位等優(yōu)勢，又可以發(fā)揮網(wǎng)絡教學的優(yōu)勢，方便學生線下自學，充分發(fā)揮學生的主動性、積極性和創(chuàng)造性，其核心思想是采用不同的方式解決問題，促使教學效果達到最優(yōu)化等目的。

在線課程平臺設計

針對《電機與拖動》課程的三大塊主要內(nèi)容，設置了直流電機、變壓器和三相異步電機三個教學情境，盡可能將知識點碎片化。在浙江大學城市學院已經(jīng)具有的Blackboard在線教學管理平臺上，完善了相關教學資料，按照翻轉課堂教學的要求重新整理了教學簡介、教學大綱和教學進度表；在教學視頻中，除了提供一份《電機與拖動》課程完整的全程錄播教學視頻之外，還陸續(xù)增添了按照翻轉課堂教學要求所錄制的若干短視頻，同時將原有的試題習題電子版答案，也陸續(xù)逐個錄制為短視頻進行講解，以供學生課前課后反復觀看，就像教師在一對一教學，保證了教學改革的順利實施。

混合式教學模式與設計

目前，傳統(tǒng)的課堂面授式教學只能滿足那些學習成績較好、可以跟得上老師教學進度的學生，一般人數(shù)基本在所教授學生的三分之一左右；剩下的學生則是學習成績一般，當堂不能將老師所講授知識全部消化理解的同學，這部分學生都需要課后再花費時間去消化理解課上知識。原有的簡單的電子課件，經(jīng)過這么多年的檢驗，發(fā)現(xiàn)效果并不理想，而通過將知識點碎片化所錄制的短視頻，學生可以反復觀看，消化吸收相關知識，對于學生對知識點的掌握起到極大地促進。這樣一來，也可以做到傳統(tǒng)課堂教學與網(wǎng)絡教學相結合的目的?！峨姍C與拖動》的主要內(nèi)容，包括直流電機、交流電機和變壓器三部分，是將《電機學》與《電機拖動》結合起來的內(nèi)容。由于課時有限，重點講解電機和變壓器的外特性。教學內(nèi)容目前主要以教學情境為主，圍繞直流電機、變壓器和交流電機三個教學情境，梳理每一個教學情境的教學任務、教學目標、教學重點和難點，同時知識點碎片化，為錄制微視頻做好準備工作。以直流電動機為例，說明教學情境的設計：

教學任務：①直流電機的基本特性；②他勵直流電動機的拖動及實現(xiàn)；③并勵直流電動機的拖動及實現(xiàn)。

教學目標：①掌握直流電機基本工作原理與結構；②掌握直流電動機性能；③掌握他勵直流電動機的啟動、調速、制動；④了解電樞反應、電樞電動勢和電磁轉矩公示、換向的定義及改善換向的方法；⑤熟悉他勵直流電動機的接線、啟動、改變轉向及調速方法。

碎片化知識點：直流電動機工作原理、直流發(fā)電機工作原理、可逆原理、直流電機結構、額定值、額定功率、磁場、電樞反應、電樞電動勢、電磁轉矩、電磁功率、運行原理、電壓平衡方程式、轉矩平衡方程式、功率平衡方程式、工作特性、機械特性、換向。

教學重點：直流電機的工作原理、內(nèi)部結構、用途、運行特性以及他勵和并勵直流電機的起動、調速和制動。

教學難點：直流電機的內(nèi)部電磁過程、分析問題、計算問題的思路和方法。

為了讓學生們更好地掌握課上所講授理論知識內(nèi)容，我們在理論授課的同時，在課外增加了圍繞直流電機展開的小型設計項目。通過分組完成小型設計項目的手段，幫助學生們深入理解和掌握直流電機的各種特性。

混合式教學模式建設

教學內(nèi)容和教學資源建設 根據(jù)浙江大學城市學院自動化專業(yè)學生特點，圍繞直流電機、變壓器和異步電機三大知識模塊，將知識點碎片化；根據(jù)分解后的知識點設置教學情境，形成圍繞知識點展開的38個短視頻，每個短視頻時間長度在5分鐘至15分鐘；同時配套相應的在線作業(yè)題目、在線測試題目以及討論題目，認真梳理并完善相關網(wǎng)絡資源，包括課程介紹、教學大綱、預備知識、教學輔導、參考資料、考核方式等內(nèi)容。

教學設計與方法建設 遵循有效教學的基本規(guī)律，結合在線開放課程平臺，從學習者角度出發(fā)，繼續(xù)深入探索課堂教學內(nèi)容改革，完善基于建模和解模理念的項目驅動式課堂教學模式，改變教師在課堂主講方式。通過問題討論、隨堂練習、學生參與課堂教學等方法調動學生在課堂學習的主動性；積極探索“翻轉課堂”的教學方法，嘗試課堂面對面和在線自學的混合式教學方式，學生在課前需要提前觀看課程微視頻，完成相應的預習內(nèi)容。在課堂上則側重與教師互動，通過課堂討論，加深學生對理論知識理解及掌握。課外增加圍繞直流電機展開的小型設計項目，通過分組完成小型設計項目的手段，幫助同學們深入理解和掌握理論教學內(nèi)容。

結論

本論文依托浙江大學城市學院《電機與拖動》在線開放課程建設項目，對基于在線課程的混合式教學模式進行了初步探索，希望能夠在課程建設過程中，完善傳統(tǒng)教學與在線開放課程教學之間的關系，探索混合式教學實踐的具體路徑和實施策略。

【本文由2016年浙江大學城市學院在線開放課程建設項目“電機與拖動”ZX1603資助】

（作者單位：浙江大學城市學院信息與電氣工程學院；遼寧科技大學電子與信息工程學院）