基于Bb網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的電機原理與拖動教學(xué)研究與實踐

朱益利

摘 要：電機原理與拖動是電氣工程類專業(yè)的一門重要的專業(yè)核心基礎(chǔ)課，提高本課程的教學(xué)質(zhì)量，對提高電氣工程類專業(yè)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)有著重要的意義。針對傳統(tǒng)課堂教學(xué)教師占主動，無法滿足學(xué)生自主化學(xué)習(xí)要求的缺點，引入Blackboard（Bb）畢博網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺系統(tǒng)，圍繞“教學(xué)環(huán)節(jié)”“交流環(huán)節(jié)”以及“評價環(huán)節(jié)”三個主要環(huán)節(jié)建立電機原理與拖動的網(wǎng)絡(luò)課程。在教學(xué)實踐過程中，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的應(yīng)用有效地彌補了當(dāng)前教學(xué)資源的不足，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，切實提高了教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：Bb網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺；電機原理與拖動；翻轉(zhuǎn)課堂；交流互動；評價

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）01-0084-03

Abstract： Electric Machinery and Drivers is an important course for electrical engineering majors. The course is of great significance to improve the teaching quality and students' professional accomplishment. According to the shortcomings of traditional teacher-oriented teaching mode which cannot meet the requirements of students' autonomous learning， the Blackboard （Bb） online teaching system is introduced. The online course of Electric Machinery and Drivers is constructed on "teaching"， "communication "and "evaluation" three basic modules. In the teaching practice， the application of the online teaching platform has effectively made up for the lack of teaching resources. In addition， both students' learning initiative and the teaching quality have been improved.

Keywords： Bb online teaching platform； Electric Machinery and Drivers； flipped classroom； interaction； evaluation

引言

“電機原理與拖動”是常州工學(xué)院的電氣工程及其自動化專業(yè)重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是在之前的數(shù)電、模電、電路和機械原理等課程的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)的，對后續(xù)“供電技術(shù)”“電氣控制與PLC”“自動控制系統(tǒng)”等課程準(zhǔn)備必要的基礎(chǔ)知識。該課程內(nèi)容具有很強的抽象性，且教材多偏向于理論，在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師占主動位置，教學(xué)內(nèi)容信息主要呈現(xiàn)教師向?qū)W生單方向流動[1]，缺乏學(xué)生信息的反饋，大大扼殺了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，難以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，為進一步培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力造成了極大障礙[2]。為了促進優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享、強化師生之間的教學(xué)互動，切實提高教學(xué)質(zhì)量，我校引入Blackboard（Bb）畢博網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺系統(tǒng)，大力推進網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)。“電機原理與拖動”教學(xué)團隊基于Bb平臺進行了網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)，利用該平臺輔助傳統(tǒng)課堂教學(xué)，取得了較好的效果。

一、傳統(tǒng)教學(xué)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式在教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)上通常比較單一，大多為教師的口述配合一些靜態(tài)的文本、圖片、PPT等[3]。近些年，隨著計算機信息技術(shù)的發(fā)展，為了幫助學(xué)生更好理解電機的運行原理，動畫演示被越來越多地引入到課堂教學(xué)中來。為了加深學(xué)生對各類電機特性的理解，培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的復(fù)合型工程技術(shù)應(yīng)用人才，常用的工程仿真分析軟件如MATLAB、PSIM、ANSYS等被引入課堂，學(xué)生通過仿真軟件可以更為直觀地分析各種電機的特性曲線，學(xué)習(xí)解決實際工程問題的理論分析方法和軟件仿真建模方法[4]。

但是，傳統(tǒng)教學(xué)仍然存在一些問題：（1）學(xué)時較少與學(xué)生對各類電機相關(guān)知識需求之間的矛盾，如有些學(xué)生以后打算考研或從事電機相關(guān)的設(shè)計制造工作，對該課程有更深、更廣的學(xué)習(xí)需求，特別是工程仿真軟件的使用，而課堂上無法擠出足夠的時間對仿真軟件的建模分析過程進行詳細講解；（2）以教師為中心的傳統(tǒng)課堂教學(xué)缺乏互動性，教師授課內(nèi)容無法針對各學(xué)生個體的知識結(jié)構(gòu)、掌握程度等實際情況做出調(diào)整，難以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性；（3）傳統(tǒng)課堂教學(xué)存在空間和時間上的限制。

在電氣工程及其自動化作為江蘇省品牌專業(yè)、重點專業(yè)類中的重點專業(yè)、卓越工程師計劃、綜合改革試點專業(yè)的大背景下，電機原理與拖動作為專業(yè)核心課程，為提高本課程的教學(xué)質(zhì)量，提高電氣工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，建立完善的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺非常有必要。

二、基于Bb平臺的教學(xué)改革

（一）“翻轉(zhuǎn)課堂”的實踐

“翻轉(zhuǎn)課堂”（Flipped Classroom）對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進行了重構(gòu)調(diào)整[5]，教師不再占用過多的課堂時間來講授信息，而把“信息傳遞”過程交給學(xué)生，由學(xué)生在課前完成，教師在課堂上主要進行問題輔導(dǎo)，幫助學(xué)生完成知識的吸收和內(nèi)化過程，基于Bb教學(xué)平臺搭建的網(wǎng)絡(luò)課程極大地推動了“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的實施。

“電機原理與拖動”教學(xué)團隊在Bb平臺中設(shè)計了豐富的教學(xué)內(nèi)容，包括課程簡介、課程學(xué)習(xí)方法、課程大綱、學(xué)習(xí)進度安排、多媒體課件、主要知識點的學(xué)習(xí)視頻、預(yù)習(xí)練習(xí)、習(xí)題庫、主題學(xué)習(xí)、工程仿真案例、各類參考資料等。基本要求是學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)進度安排，在課前對相關(guān)知識進行提前學(xué)習(xí)，學(xué)完之后完成預(yù)習(xí)練習(xí)，系統(tǒng)對學(xué)生練習(xí)情況進行統(tǒng)計分析。此外，還可通過相應(yīng)的單元測試、章節(jié)測試、綜合測試等，從不同的側(cè)面了解學(xué)生對基礎(chǔ)知識、基本技能的掌握程度。

教師可通過網(wǎng)絡(luò)課程平臺以通知公告、郵件等方式發(fā)布課程信息、作業(yè)等，并進行在線批改、點評作業(yè)等操作，實現(xiàn)教師與學(xué)生之間信息的交流和反饋。

在課程網(wǎng)絡(luò)平臺中還設(shè)有答疑區(qū)和討論區(qū)，為學(xué)生提供了協(xié)作化的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生可在該區(qū)域針對學(xué)習(xí)過程中遇到的難點或興趣點發(fā)起討論，教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間進行對話交流，互相表述各自的觀點，類似于基于網(wǎng)絡(luò)平臺搭建了“虛擬教室”，在人性化交流的環(huán)境下，營造良好的學(xué)習(xí)氛圍，彌補學(xué)生單獨學(xué)習(xí)的孤獨感和缺憾。教師可借助平臺對學(xué)生遇到的問題進行及時輔導(dǎo)，一些共性問題在課堂上進行詳細講解，真正實現(xiàn)了以學(xué)生為中心的交互式教學(xué)模式。在實施過程中，要求每位學(xué)生每個學(xué)期至少發(fā)起或主持討論一個專題。

為了充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，網(wǎng)絡(luò)課程平臺中的學(xué)習(xí)討論區(qū)和資料區(qū)由學(xué)生參與建設(shè)和管理，鼓勵每位學(xué)生均參與其中，可以發(fā)布自己搜集到的學(xué)習(xí)資料、學(xué)習(xí)過程中遇到的問題、學(xué)習(xí)心得等，對學(xué)生的參與情況進行考核，并占一定的平時分。

基于網(wǎng)絡(luò)課程的平臺，學(xué)生可以自主獲取課程相關(guān)的教學(xué)資源，參與教學(xué)環(huán)節(jié)，與教師互動，學(xué)生在自主學(xué)習(xí)課程的基礎(chǔ)知識過程中，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力、質(zhì)疑能力、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力也得到了鍛煉。教師利用Bb網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺可以進行課程管理、教學(xué)設(shè)計、內(nèi)容制作、作業(yè)布置以及評測反饋等，方便教師及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，切實提高教學(xué)質(zhì)量。使課堂與學(xué)生自學(xué)相結(jié)合，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與課堂相結(jié)合，實現(xiàn)多層次的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式。

（二）“創(chuàng)新實踐模塊”的搭建

電機廣泛應(yīng)用于工程實踐中，因此有必要把工程實踐環(huán)節(jié)融入到理論教學(xué)中，增強學(xué)生的感知認識，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力。實踐教學(xué)包括課內(nèi)實驗和課程設(shè)計，部分實驗在電機實驗室內(nèi)完成，學(xué)生也可選做一些與電機仿真相關(guān)的實驗。

為了滿足一些學(xué)生需要對課程進行實踐環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)的需求，“電機原理與拖動”教學(xué)團隊在Bb平臺中搭建了“創(chuàng)新實踐模塊”，該模塊中主要包括工程軟件仿真和實驗兩塊內(nèi)容。工程軟件仿真部分主要提供仿真軟件的下載、軟件的基本操作學(xué)習(xí)視頻、經(jīng)典案例的建模和仿真過程詳解視頻等，如基于MATLAB軟件，搭建的變壓器模型分析其效率曲線、串勵直流電機帶載模型分析其機械特性曲線等，學(xué)生可以根據(jù)自身需求點擊學(xué)習(xí)，并可上傳仿真結(jié)果供教師評閱。

在實驗部分主要提供實驗內(nèi)容以及相關(guān)儀器設(shè)備操作的視頻，如變壓器參數(shù)測定、電機拖動試驗等，學(xué)生在申請現(xiàn)場操作實驗之前需要觀看學(xué)習(xí)視頻，并完成相應(yīng)的問題，達標(biāo)者方可進行實驗，教師則無需花大量時間對實驗過程進行詳細講解，有效提高了實踐教學(xué)的效率。

（三）主題式學(xué)習(xí)模塊

學(xué)生普遍反映“電機原理與拖動”課程內(nèi)容知識非常枯燥乏味，而且難度較大，為了調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在網(wǎng)絡(luò)課程平臺中搭建了主題式學(xué)習(xí)模塊，結(jié)合“電機原理與拖動”課程的重點知識內(nèi)容，選擇一些與生活密切相關(guān)的主題，供學(xué)生來思考和學(xué)習(xí)。如從智能小車中的驅(qū)動電機、打印機上的驅(qū)動電機、汽車玻璃升降用的驅(qū)動電機等實際應(yīng)用案例出發(fā)，設(shè)計小功率直流電機的工作原理和驅(qū)動控制學(xué)習(xí)主題，設(shè)定結(jié)構(gòu)化的學(xué)習(xí)思路：直流電機工作原理-電力電子驅(qū)動-單片機控制，整個學(xué)習(xí)內(nèi)容的組織圍繞該思路展開。

主題式的學(xué)習(xí)方式將課程內(nèi)容與生活實際應(yīng)用有效地整合到了一起，讓學(xué)生帶著實際問題去學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)更具有目的性，使“主題”成為學(xué)習(xí)的核心，圍繞該主題的內(nèi)容成為學(xué)習(xí)的主要對象，實現(xiàn)了學(xué)習(xí)內(nèi)容的綜合化，使得學(xué)生在不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容之間建立了有意義的連接，有利于學(xué)生進行自主、探究式的學(xué)習(xí)，強化學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，有助于學(xué)生獲得整體、全面的知識，同時也培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。

（四）“考核方式”的改革

在傳統(tǒng)的考核中，教師往往過于看重理論知識的考察，甚至有的教師在考前劃重點，圈定考試范圍，大部分學(xué)生靠死記硬背式的臨時抱佛腳來應(yīng)付考試，很難對學(xué)生的靈活運用所學(xué)知識的能力進行科學(xué)的考核。

為了更為科學(xué)地對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行評價，將考核分為三大塊：期末考試占60%、平時表現(xiàn)占30%、課外拓展占10%。目前，期末考試仍以統(tǒng)一試卷形式安排，但在試題中降低記憶性的基礎(chǔ)知識分值比重，加大了實際工程應(yīng)用問題的分值比重，重點考查學(xué)生創(chuàng)新、靈活運用所學(xué)知識的能力。

平時表現(xiàn)包括預(yù)習(xí)、課后習(xí)題、平時練習(xí)、方案設(shè)計等，該部分全部基于Bb網(wǎng)絡(luò)課程平臺實現(xiàn)，為了更好地對學(xué)生平時學(xué)習(xí)情況進行評估，在網(wǎng)絡(luò)課程平臺中建有習(xí)題庫，每道題目給予一定的難度分，在平時練習(xí)測試中，學(xué)生將隨機抽到難度分相同的不同試卷進行答題測試，系統(tǒng)評閱后自動輸出成績。在平時學(xué)習(xí)過程中，課后設(shè)置多個工程實際案例的問題，學(xué)生需要提供完整的技術(shù)方案，在完成該類型問題時，不僅需要用到本課程知識，還會用到其它課程相關(guān)知識，全面鍛煉學(xué)生解決實際工程問題的能力。在對實際案例的解決方案評價過程中，采用自評、互評和教師評價三者結(jié)合方式。自評過程有利于幫助學(xué)生進行自我分析和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)自我不足，并提出哪些地方需要幫助；互評過程中學(xué)生通過審閱別人方案并對比自身方案，發(fā)現(xiàn)自身和別人的不足，并提供力所能及的幫助，有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、自我完善能力以及團隊協(xié)作能力；教師評價過程便于教師了解學(xué)生方案中存在的一些共性問題，并進行針對性的輔導(dǎo)，及時改進教學(xué)內(nèi)容。

課外拓展部分主要是對學(xué)生參與的網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)工作、仿真與實踐的學(xué)習(xí)情況等進行綜合評估。

（五）其他輔助教學(xué)模塊

為了進一步提高本課程的教學(xué)質(zhì)量，基于Bb平臺搭建了課外興趣小組模塊，感興趣的學(xué)生可進入該模塊進行課外學(xué)習(xí)和討論，組織對本課程感興趣的學(xué)生去實驗室自主完成相關(guān)實驗。同時在該模塊中，教師提供一些自身科研項目信息，鼓勵學(xué)生參與到老師的科研項目中去，使所學(xué)知識在實踐中得到應(yīng)用。

考慮到本課程為許多高校的考研專業(yè)課，結(jié)合常州工學(xué)院學(xué)生的考研需求，基于Bb平臺搭建了考研學(xué)習(xí)小組模塊，考研同學(xué)可進入該模塊進行學(xué)習(xí)交流、資料共享、問題討論等，定期組織教師對有考研需求的學(xué)生進行在線或線下輔導(dǎo)和答疑，在師生交流互動過程中不僅幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)難題，也提升了教師的業(yè)務(wù)水平。

三、結(jié)束語

基于Bb平臺的“電機原理與拖動”的網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)，使教學(xué)內(nèi)容生動、形象，實現(xiàn)了“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式，使課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)具有交互性的特性，克服了空間和時間上的限制，此外，學(xué)生可根據(jù)自身的知識結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)進度和掌握程度等實際情況，對知識內(nèi)容進行自主學(xué)習(xí)，真正體現(xiàn)了學(xué)生在教學(xué)過程中的主體地位，便于學(xué)生主動接受新知識，提高了教學(xué)效率，收到了較好的教學(xué)效果。

該網(wǎng)絡(luò)課程建成之后，已對我校的光機電一體化專業(yè)的大二、大三、大四學(xué)生全面開放，為其他專業(yè)對電機感興趣的學(xué)生提供了學(xué)習(xí)平臺，擴大了網(wǎng)絡(luò)課程的受益面。

網(wǎng)絡(luò)課程平臺建設(shè)是一項長期的工作，需要教師和學(xué)生的共同參與，對教學(xué)內(nèi)容不斷地更新和充實，以滿足不斷變化的教學(xué)需求。在網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)過程中，還需要特別強調(diào)“交流互動”環(huán)節(jié)，注重協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計。網(wǎng)絡(luò)課程平臺應(yīng)與課堂教學(xué)相輔相成，網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)相對于傳統(tǒng)的教學(xué)方式，雖然學(xué)生可以進行自主學(xué)習(xí)，但是仍需要教師在課堂教學(xué)中隨機應(yīng)變地對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的問題進行輔導(dǎo)和解決，幫助學(xué)生“吸收內(nèi)化”，只有這樣才能切實提高教學(xué)質(zhì)量。

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