新工科背景下電機(jī)與拖動基礎(chǔ)線上線下混合式教學(xué)實踐

梁芬 趙強(qiáng)松 彭喜英

摘? 要 新工科背景下努力打造線上線下混合式金課是工程教育的關(guān)鍵所在。以電機(jī)與拖動基礎(chǔ)課程為例，充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從課程建設(shè)現(xiàn)狀、課程改革實施方案、方法及具體實施過程等，全面開展線上線下混合式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，教學(xué)效果良好。

關(guān)鍵詞 新工科;電機(jī)與拖動基礎(chǔ)課程;線上線下混合式教學(xué);翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類號：G434? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）06-0121-03

Practice of Online and Offline Blended Teaching in Course of Electric Machinery and Driving Teaching under Background of?Emerging Engineering Education//LIANG Fen， ZHAO Qiangsong，PENG Xiying

Abstract Strive to create on-line and off-line blended gold course is the key to engineering education， then take the course of Electric Machinery and Driving as an example， and the curriculum of con-struction status， reform implementation plan， method and specific implementation process in the process of on-line and off-line hybrid flipped classroom teaching was discussed completely in this paper， and favorable teaching effect was obtained.

Key words emerging engineering education; fundamentals of electric machinery and driving; online and offline blended teaching; flipped classroom

0 引言

自2017年以來，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，拉開了我國高等工程教育改革發(fā)展新的序幕。在新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)需要新的人才的時代背景下，未來更需要的是工程實踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新意識高、具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才[1]。新工科背景下的課程建設(shè)是工程教育的出發(fā)點和根本所在，積極淘汰“水課”、打造“金課”，就需要充分利用當(dāng)下的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)[2]，積極推動“線上自主學(xué)習(xí)+線下項目化教學(xué)”的在線開放課程，改革教學(xué)理念，轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，努力打造線上線下混合式“兩性一度金課”是培養(yǎng)工程人才的關(guān)鍵。“兩性一度金課”即具備高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度的課程[3]，是中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院新工科背景下走內(nèi)涵式發(fā)展道路的必由之路。

1 電機(jī)與拖動基礎(chǔ)課程建設(shè)現(xiàn)狀分析

電機(jī)與拖動基礎(chǔ)課程是中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院自動化及相關(guān)專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的理論性和實踐性。該課程是中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院重點建設(shè)課程，具備完整的課程教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、教案、講義、PPT等教學(xué)資料。然而，目前該課程在課程建設(shè)方面仍然存在很多問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面[4-6]。

1）新工科背景下注重工程教育，工程教育著重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和信息技術(shù)應(yīng)用等能力。然而，目前該課程在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上仍然重認(rèn)知教育和應(yīng)試教育，教學(xué)內(nèi)容不夠與時俱進(jìn)。

2）不斷發(fā)展的新經(jīng)濟(jì)和新技術(shù)對人才培養(yǎng)提出更高的要求，需要培養(yǎng)出現(xiàn)代工程師具備的更強(qiáng)的專業(yè)技能和科技創(chuàng)新能力。然而，該課程在實驗教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上仍然存在很多局限性，迫切需要調(diào)整課程實驗內(nèi)容設(shè)置，需要融合新技術(shù)、新知識，增加設(shè)計性、綜合性實驗內(nèi)容，減少驗證性實驗內(nèi)容。

3）在教育教學(xué)理念上，OBE教育理念落實程度有待加強(qiáng)，課程教學(xué)依然是以傳統(tǒng)課堂教學(xué)為主，主要采用灌輸式教學(xué)，教師主講，學(xué)生聽課。這樣教學(xué)的缺點是學(xué)生主體性發(fā)揮不足，學(xué)習(xí)層次參差不齊，不能保證每位學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，很難做到一對一輔導(dǎo)。

4）課程內(nèi)容設(shè)置的局限性和孤立性與當(dāng)前工程實際應(yīng)用要求的綜合性、系統(tǒng)性差距較大，教學(xué)效果不明顯。另外，工程教育環(huán)節(jié)的不完整和工程師培養(yǎng)要求存在差距，學(xué)生的工程素養(yǎng)和實踐能力需要進(jìn)一步加強(qiáng)，學(xué)生無法做到學(xué)以致用，導(dǎo)致學(xué)習(xí)積極性差。

5）教學(xué)效果不佳。該課程目前存在內(nèi)容多、學(xué)時少的現(xiàn)象，傳統(tǒng)的單一課堂授課模式已經(jīng)無法滿足理論和實踐并重的要求，授課方式亟待進(jìn)行合理、適度調(diào)整。

以上問題的分析可大致歸納為三點：一是課程教學(xué)目標(biāo)需要重新定位，符合應(yīng)用型本科新工科人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn);二是教學(xué)內(nèi)容需要推陳出新，構(gòu)建符合工程教育標(biāo)準(zhǔn)的新型教學(xué)內(nèi)容;三是教學(xué)方法和手段需要重新修訂，充分借助先進(jìn)技術(shù)和手段，建立符合工程訓(xùn)練的先進(jìn)教學(xué)模式和方法。

2 構(gòu)建閉環(huán)動態(tài)教學(xué)實施方案

基于OBE教育理念，根據(jù)新工科建設(shè)的實際需求，明確新興產(chǎn)業(yè)特色需求分析，構(gòu)建新興產(chǎn)業(yè)所需的知識、能力和素質(zhì)目標(biāo)，明確“實踐動手能力、工程意識”特色的人才培養(yǎng)目標(biāo)，根據(jù)產(chǎn)業(yè)需求，確定新型行業(yè)崗位需求，根據(jù)崗位需求確定畢業(yè)需求，根據(jù)畢業(yè)需求確定課程的知識、能力和素質(zhì)目標(biāo)，根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)修訂課程教學(xué)大綱，按照重點突出、銜接合理的原則重新構(gòu)建課程內(nèi)容，調(diào)整優(yōu)化教學(xué)方法和手段，改革課程考核方式。另外，深度開展校企合作，構(gòu)建集教學(xué)、實訓(xùn)實習(xí)為一體的產(chǎn)學(xué)研平臺，優(yōu)化整合課程實驗教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)教學(xué)效果、崗位需求變動等實時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，構(gòu)建新型“產(chǎn)—教—研”的閉環(huán)動態(tài)課程教學(xué)流程，如圖1所示。

3 優(yōu)化整合課程教學(xué)內(nèi)容

本課程主要講解變壓器、直流電機(jī)、異步電動機(jī)、同步電機(jī)四類電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及運行特性等方面的知識，根據(jù)推陳出新的原則，建設(shè)符合新工科的課程教學(xué)內(nèi)容，電機(jī)與拖動課程教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化整合后，教學(xué)內(nèi)容如圖2所示。

4 充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開展翻轉(zhuǎn)課堂

按照應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)方案的要求，采用基于OBE的目標(biāo)導(dǎo)向型教育理念，教學(xué)活動由以“教師為中心”向以“學(xué)生為中心”轉(zhuǎn)移，以教學(xué)目標(biāo)為起點，反向展開教學(xué)設(shè)計與教學(xué)活動;充分利用互聯(lián)網(wǎng)、多媒體教室、實訓(xùn)中心、實驗室等多手段、多渠道開展教學(xué);建立多學(xué)科交叉融合的虛擬仿真實驗教學(xué)平臺，借助VR技術(shù)實現(xiàn)3D仿真教學(xué)。課堂教學(xué)不僅僅局限于課堂，可以在實驗室或?qū)嵱?xùn)中心，教師邊講邊操作，學(xué)生邊學(xué)邊練習(xí)，學(xué)練并重。圖3為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式與傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式比較。

5 搭建線上教學(xué)平臺，深入開展混合式教學(xué)

利用優(yōu)學(xué)院、釘釘?shù)冉虒W(xué)平臺，采用“錄播+直播+一對一”授課方式：在錄播視頻制作中，充分利用演示法、探究法等;在直播教學(xué)活動中，充分利用小組討論法、任務(wù)驅(qū)動法、練習(xí)法、提問法、搶答法等多種教學(xué)方法開展教學(xué)，充分調(diào)動學(xué)生的積極性和熱情，并監(jiān)督和檢查教學(xué)效果;在針對個別學(xué)困生開展的一對一教學(xué)活動中，充分利用討論法、提問法、練習(xí)法等。

在整個教學(xué)活動中，按照課前、課中、課后等環(huán)節(jié)組成一個閉環(huán)教學(xué)過程，包括課前教學(xué)資源準(zhǔn)備、課中教學(xué)活動開展、課后教學(xué)效果反饋總結(jié)等。課前階段屬于學(xué)生自主學(xué)習(xí)、預(yù)習(xí)階段：教師按照教學(xué)大綱和課堂教學(xué)目標(biāo)組織教學(xué)資源，錄制課程教學(xué)視頻和整理教學(xué)資料并上傳到優(yōu)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)平臺;學(xué)生提前通過優(yōu)學(xué)院平臺利用智能終端隨時隨地自主預(yù)習(xí)，學(xué)習(xí)觀看課程錄播視頻、課件、教案等教學(xué)資源。課中階段（正常上課時間段）屬于知識內(nèi)化階段：教師采用課堂教學(xué)或優(yōu)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺進(jìn)行面授教學(xué)，采用多種教學(xué)方法和手段對重點、難點開展答疑解惑，進(jìn)行知識理解、知識提升和教學(xué)反饋，并布置課程任務(wù)作業(yè)，及時反饋和檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。課后階段屬于教學(xué)反饋總結(jié)階段：教師及時在課下對學(xué)生上交的作業(yè)、報告等進(jìn)行評價和總結(jié)，根據(jù)教學(xué)效果反饋情況及時調(diào)整授課內(nèi)容和方法，并且對于個別學(xué)困生利用釘釘、微信等平臺進(jìn)行一對一重點指導(dǎo)。

6 結(jié)論

通過積極開展課程線上線下混合式教學(xué)實踐，教學(xué)效果良好，以19202期末考試成績分布來看，自動化18級（包括重修學(xué)生）參加考試人數(shù)為82人，滿分是100分，時間是120分鐘，學(xué)生卷面平均成績較上一年提高25.8%。然而，在以后的教學(xué)改革中仍然有很多工作要做，比如：在課程考核方式上如何引入社會考核機(jī)制，把課程考核內(nèi)容與社會需求結(jié)合起來;如何結(jié)合我國工程教學(xué)專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，圍繞崗位需求設(shè)立學(xué)生畢業(yè)需求達(dá)成度，引進(jìn)綜合化考評方式，緊扣學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生畢業(yè)要求的達(dá)成度，注重學(xué)生能力的考核等。

參考文獻(xiàn)

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*項目來源：河南省高等學(xué)校青年骨干教師資助項目“電動汽車PWM整流充電機(jī)諧波抑制及V2G智能充放電控制策略的研究”（項目號：2018GGJS-213）;校級重點教學(xué)改革研究項目“新工科背景下自動化專業(yè)打造線上線下混合式‘金課’實踐與探索”（項目編號：jg2001）。

作者：梁芬，中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院電氣工程系，副教授，主要從事電機(jī)與拖動等教學(xué)與研究;趙強(qiáng)松、彭喜英，中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院電氣工程系（450007）。