體驗式教學(xué)模式及評價在電氣控制課程中的應(yīng)用

魯 娟,張圓圓，潘宇晨,張千鋒,袁雪鵬,周建陽

(欽州學(xué)院，廣西 欽州 535011)

隨著科技的日新月異，互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，電子產(chǎn)品的普及，信息資源的網(wǎng)絡(luò)共享，傳統(tǒng)教育模式受到了巨大的沖擊，學(xué)生可以方便的通過網(wǎng)絡(luò)平臺獲取知識，如線上的一些網(wǎng)絡(luò)課程、虛擬實驗室、模擬學(xué)習(xí)系統(tǒng)等，很大程度上滿足了學(xué)生基本的知識獲取需求。另外，豐富多樣的網(wǎng)絡(luò)世界對學(xué)生的吸引力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過課堂。同時，社會激烈的競爭又要求綜合型或復(fù)合型人才，除了對知識的掌握以及靈活運用的高要求外，在創(chuàng)新精神、團隊合作和溝通交流等方面也有較高的要求。因此，在這些因素的促使下，高等教育的目標(biāo)和教學(xué)形式需要做出相應(yīng)的變革，要能為學(xué)生提供體更有意義的學(xué)習(xí)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)的興趣，同時也使培養(yǎng)的學(xué)生能更好的適應(yīng)社會需求，服務(wù)社會[1-2]。

電氣控制系統(tǒng)是指由若干電氣原件組合，用于實現(xiàn)對某個或某些對象的控制，從而保證被控設(shè)備安全、可靠地運行，其主要功能有：自動控制、保護(hù)、監(jiān)視和測量。而電氣控制則是介紹如何設(shè)計電氣控制電路，結(jié)合可編程控制器如何實現(xiàn)電氣控制系統(tǒng)功能的一門課程，在很多領(lǐng)域(機械、建筑、冶金、材料等)廣泛應(yīng)用，對智能化控制的發(fā)展和實踐起著重要的作用。電氣控制本身是一門設(shè)計性、實踐性和工程應(yīng)用強的課程，但在教學(xué)模式上長期以"教師講課，學(xué)生聽課"和"教師演示，學(xué)生模擬"為主，主要側(cè)重理解和應(yīng)用基本功能、基本組成、基本設(shè)計規(guī)則，進(jìn)行電路設(shè)計及控制、調(diào)試和維修。這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式在進(jìn)行理論教學(xué)和實驗演示上不失為一種較好的模式，但是經(jīng)過長期的教學(xué)觀察與分析，發(fā)現(xiàn)對于實踐性較強的課程來看，講授式教學(xué)、單純的模擬學(xué)習(xí)僅僅只是讓學(xué)生獲得知識，在幫助學(xué)生開發(fā)創(chuàng)新思維、建立批判意識，應(yīng)用專業(yè)知識、發(fā)現(xiàn)問題以及解決問題等方面效果不佳。學(xué)生被動式的接受知識，使得學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不強，熱情參與度不高，導(dǎo)致教師的教學(xué)興趣也不強，不利于教學(xué)的促進(jìn)和學(xué)生能力的培養(yǎng)[3-4]。

作為智能控制過程中一門核心主干課程，電氣控制的教學(xué)應(yīng)該能滿足社會需求，體現(xiàn)工程化的實際意義，同時較好的促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，電氣控制的教學(xué)目標(biāo)見表1。因此，筆者思考和實踐了電氣控制的教學(xué)及評價模式，形成體驗式教學(xué)及評價方法。本文對該方法展開介紹，對實施效果進(jìn)行總結(jié)分析，并對后期的進(jìn)一步改善提出建議。

表1 電氣控制的教學(xué)目標(biāo)

1 教學(xué)模式的改變的理論分析

教學(xué)分為記憶、理解、應(yīng)用、分析、綜合及評價6個層次。記憶與理解是基礎(chǔ)能力，應(yīng)用、分析、綜合及評價是核心能力，也是終極能力，課程改革的目標(biāo)也主要是針對應(yīng)用、分析、綜合及評價。而應(yīng)用、分析、綜合及評價等能力的體現(xiàn)，加上每個學(xué)生都有擅長或不擅長的地方，不能單單從單一標(biāo)準(zhǔn)如考試成績來體現(xiàn)學(xué)生的綜合能力，或者有些考試成績無法體現(xiàn)，而且簡單的模仿式的實驗設(shè)計也無法體現(xiàn)學(xué)生整合、靈活運用和轉(zhuǎn)化知識的能力、創(chuàng)新意識、團隊意識及交流能力[5]。

2 體驗式教學(xué)模式的實踐

針對電氣控制設(shè)計性、操作性強的特點，本文對課程教學(xué)方式進(jìn)行了改變，主要表現(xiàn)在實踐環(huán)節(jié)：一是基礎(chǔ)實驗教學(xué)中，打破傳統(tǒng)的演示--模擬方式，設(shè)計限定型設(shè)計實驗教學(xué)，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，積極引導(dǎo)學(xué)生主動思考和自身評價；二是綜合實踐能力培養(yǎng)方面，增設(shè)基于科研項目或?qū)W生競賽項目的綜合性課程項目環(huán)節(jié)，靈活應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，了解工程應(yīng)用背景，開發(fā)創(chuàng)新思維和團隊合作能力。

2.1 限定型設(shè)計的基礎(chǔ)教學(xué)

限定型設(shè)計的理念是在有限的環(huán)境下突破常規(guī)的思維，尋求實現(xiàn)目標(biāo)的解決方法或者比較優(yōu)的解決方法。

限定型設(shè)計的教學(xué)方法的格式為“給定__________,實現(xiàn)__________”，具體有兩種形式：(1) 給定一定數(shù)量的實驗材料(電氣元件、導(dǎo)線等)，實現(xiàn)一個目標(biāo)，要求：在有限的時間內(nèi)用完所給的實現(xiàn)材料來實現(xiàn)這個目標(biāo)，材料不能有剩余，也不能多加。(2) 給定數(shù)量不限的實驗材料，實現(xiàn)一個目標(biāo)，要求：在有限的時間內(nèi)基于高效、環(huán)保的理念來實現(xiàn)這個目標(biāo)，即耗時最少，所用材料最少。限定型設(shè)計的教學(xué)方式能極大的激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，打破教材或傳統(tǒng)學(xué)習(xí)的思維定式，促進(jìn)學(xué)生積極主動學(xué)習(xí)。

限定型設(shè)計的教學(xué)方式可以在課堂上實行，也可以在實驗室實行，也可以在課后實行，可以分小組完成也可以個人獨立完成，是一種根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)生掌握知識的情況靈活調(diào)整的學(xué)習(xí)方法。通過這種教學(xué)方法獲得的答案，也許會有很多個正確答案，可以讓學(xué)生相互分享思考和設(shè)計歷程，吸收和學(xué)習(xí)別人的思維過程，并進(jìn)行評價，學(xué)會總結(jié)和分析。

對于電氣控制這樣一門側(cè)重實際操練的課程來說，如果都按照限定型設(shè)計的教學(xué)方式來演練，按教學(xué)大綱設(shè)置的內(nèi)容一一講解，時間是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。這需要教師改變一下教學(xué)思維，根據(jù)培養(yǎng)的目標(biāo)以及學(xué)生能力需求，可以講一些創(chuàng)設(shè)性不大的基礎(chǔ)性教學(xué)或?qū)嶒炄绲蛪弘姎獾墓δ苎菔?、點動控制電路等采用普通的教學(xué)模式，或作為自學(xué)內(nèi)容，或與綜合性項目教學(xué)結(jié)合在一起進(jìn)行學(xué)習(xí)。

科研項目或?qū)W生競賽的綜合項目教學(xué)模式綜合性項目應(yīng)具有知識的融合性、可操作性、實際性以及一定的新穎性。融合性體現(xiàn)知識的綜合性，對基礎(chǔ)知識的融合應(yīng)用，可操作性是指無需深入的專業(yè)知識，實際性是指具有工程背景，有實際的工程意義，新穎性是為了能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。結(jié)合這些特點，為了使綜合性項目順利進(jìn)行，本文采用了以下幾個措施：

(1)基礎(chǔ)知識的拓展：綜合性項目需要有扎實的理論基礎(chǔ)有前提，充分體現(xiàn)知識的融合性，除了本課程的基礎(chǔ)知識外，還會涉及到其他課程的基礎(chǔ)知識，所以對于基礎(chǔ)知識的教學(xué)不能松懈，而是要進(jìn)一步強化和拓展。

(2)項目教學(xué)時間的設(shè)定：可把綜合性項目作為課程設(shè)計或者是實驗環(huán)節(jié)考核項目，由課下在老師的指導(dǎo)下學(xué)生自主完成。

(3)設(shè)置合適的項目：貼近工程實際和體現(xiàn)知識點的有效融合，提高學(xué)生的興趣。

(4)構(gòu)建合理的項目組織實施方式：以學(xué)生為主，教師為輔的形式，團隊及管理都有學(xué)生自主設(shè)定，目標(biāo)由教師與學(xué)生共同設(shè)定，設(shè)計過程由學(xué)生自主設(shè)計完成，過程總可通過課堂、電話和社交平臺等方式與教師保持良好溝通，方便指導(dǎo)。

(5)合理有效的評價和反饋機制：評價主要從知識點的運用形式、思維方式、分析開展過程、決策能力、合作效果、溝通方式、報告的規(guī)范性等方面綜合評判。體現(xiàn)學(xué)生的貢獻(xiàn)和努力的過程。

以筆者參與的一個關(guān)于港口新型起重機設(shè)備開發(fā)與研制的科研項目為例，描述基于科研項目或?qū)W生競賽的綜合項目教學(xué)模式案例，針對項目中樣機的研制過程，樣機的電氣控制是必不可少，也是十分重要的一個環(huán)節(jié)，針對這一環(huán)節(jié)，結(jié)合電氣控制課程，設(shè)定了基于科研項目的綜合性項目，其描述如表2。

表2 綜合性項目案例[6]

3 實施效果及分析

筆者從教師、學(xué)生；兩個角度分析了體驗式教學(xué)模式的實施效果。表3通過教學(xué)實施后，師生反饋的對體驗式教學(xué)目標(biāo)完成情況的平均看法。其中A、B、C、D分別表示優(yōu)良、良好、及格和不及格，H、M、L分別表示效果高于、持平和低于?？傮w上來說，體驗式教學(xué)模式的效果要比普通教學(xué)模式的效果好。但是在“發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力”和“擁有一定創(chuàng)新思維能力和批評思維”效果不佳。其主要原因是實踐項目的設(shè)置在創(chuàng)新和開放方面有所限制，考慮到教學(xué)周期教短，教師自身經(jīng)驗積累不夠，所以綜合性項目設(shè)置的不夠全面或者數(shù)量不夠，鍛煉效果有所欠缺。

表3 體驗式教學(xué)模式的目標(biāo)完成情況一覽表

表3 體驗式教學(xué)模式的目標(biāo)完成情況一覽表

從表3還可以看出，通過與普通教學(xué)模型(講授)相比，體驗式教學(xué)模式提高了學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)的參與度，更好的掌握了相應(yīng)的知識點，并學(xué)會應(yīng)用，并且以團隊的形式進(jìn)行學(xué)習(xí)和合作，在完成任務(wù)的過程也體驗了樂趣，體驗到了寓教于樂。

4 研究總結(jié)

本文對電氣控制體驗式的教學(xué)模式進(jìn)行了研究和實踐。依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，為促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，實施了以限定型設(shè)計和基于科研項目或?qū)W生競賽的綜合性項目教學(xué)形式，分析了體驗式教學(xué)的實施效果。研究認(rèn)為，創(chuàng)意性的限定型設(shè)計教學(xué)和良好的實踐項目教學(xué)可以促進(jìn)學(xué)生綜合能力和素質(zhì)的提升，達(dá)到教學(xué)雙贏的目標(biāo)。

[1] 吳雪峰,薛銅龍.基于卓越工程師培養(yǎng)計劃的“機械設(shè)計”課程設(shè)計改革[J].中國電力教育,2013(13):107-108.

[2] 吳 迪,賈鶴鳴,宋文龍.“互聯(lián)網(wǎng)+”時代實現(xiàn)教育公平的路徑探索[J].當(dāng)代教育科學(xué),2016(23):34-37.

[3] 馬志遠(yuǎn),孟金卓,嚴(yán)峻鵬.教學(xué)互動對教學(xué)質(zhì)量影響的實證分析——基于上海一所地方大學(xué)的實證研究[J].復(fù)旦教育論壇,2011(2):51-56.

[4] 黨亭軍.大學(xué)課堂教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)做些什么——對現(xiàn)行大學(xué)課堂教學(xué)模式改革的思考與建議[J].當(dāng)代教育科學(xué),2008(15):23-24.

[5] 張 銀.淺談對PBL的研究與思考[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2004(3):53-56.

[6] 魯 娟,何永玲,吳彤峰.基于 CDIO 的《 港口電氣設(shè)備及控制》 課程設(shè)計的改革與實踐[J].高教論壇,2014(4):78-80.