“電力拖動自動控制系統(tǒng)”一流課程建設(shè)探索與實(shí)踐

田斐 崔世林 陶太洋

摘要：為了提升學(xué)生的整體水平，加強(qiáng)“電力拖動自動控制系統(tǒng)”一流課程建設(shè)，本文提出在總體的課程建設(shè)方案，并在教學(xué)視頻資源建設(shè)，翻轉(zhuǎn)課堂，學(xué)生互助，考核方式改革等四個(gè)方面，進(jìn)行了較大的改革，改革效果表明，本文提出的一流課程建設(shè)方案是可行的，深受學(xué)生歡迎，并有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：電力拖動自動控制系統(tǒng);視頻資源建設(shè);翻轉(zhuǎn)課堂;學(xué)生互助;考核方式

作為專業(yè)核心課程，“電力拖動自動控制系統(tǒng)”在電氣工程及其自動化專業(yè)中的起著重要作用，該課程在多所學(xué)校均被列為核心課程建設(shè)項(xiàng)目[1]，一流課程建設(shè)項(xiàng)目等進(jìn)行建設(shè)。當(dāng)前，提高部分學(xué)生相對淡薄的工程意識、灌輸相對不足的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識、提升不夠全面的工程素質(zhì)，以達(dá)到教育部工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)具備的知識、能力以及創(chuàng)新意識等需求[2]，本文針對“電力拖動自動控制系統(tǒng)”課程的綜合性強(qiáng)，實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，采取了以具體工程項(xiàng)目為依托的“學(xué)中做”，“做中學(xué)”的線下課堂及線上項(xiàng)目式混合教學(xué)法。

1、課程總體建設(shè)方案

整個(gè)課程建設(shè)以工程教育理念為中心，圍繞直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)兩個(gè)重點(diǎn)[3]，通過理論分析、半實(shí)物仿真、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、線上實(shí)踐等豐富的教學(xué)手段和方法，提升學(xué)生在工程意識、工程思維、工程訓(xùn)練、工程實(shí)踐和工程創(chuàng)新五方面上的工程素質(zhì)[4]。在線上實(shí)踐環(huán)節(jié)，本課程采用線上指導(dǎo)的方式，不占用具體理論、實(shí)驗(yàn)等學(xué)時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生能夠針對實(shí)際項(xiàng)目，選擇合適的調(diào)速控制規(guī)律，選擇不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，硬件部件，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的構(gòu)建，從而使得學(xué)生獲得較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識。本課程的總體設(shè)計(jì)方案如圖1所示。

2、課程的資源建設(shè)

本課程在課程資源建設(shè)方面，錄制了各種各樣的視頻課件[5]，不同于傳統(tǒng)的按章節(jié)順序錄制的方法，本課程采用按知識點(diǎn)的方式錄制課件，采用按需制作的方式錄制視頻課件。首先，將本課程所有的知識點(diǎn)總結(jié)，歸類，一共總結(jié)出50個(gè)知識點(diǎn)，2大類8小類;例如“三種方法調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速”，“兩大類可控直流電源”，“V-M調(diào)速”，“電流脈動”，“反饋控制規(guī)律”等，其次，按照知識點(diǎn)與實(shí)踐的關(guān)系，分類為“直接聯(lián)系”，“間接聯(lián)系”和“基礎(chǔ)支撐”等三大類，然后，按照一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目的需求，從需求分析開始，到方案設(shè)計(jì)，到設(shè)備選型，到控制策略設(shè)計(jì)，一步一步實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的分析與實(shí)現(xiàn)。每一個(gè)知識點(diǎn)按照在系統(tǒng)中的作用，全部歸類到“直接聯(lián)系”，“間接聯(lián)系”和“基礎(chǔ)支撐”三大類中，極大的方便了學(xué)生的理解和應(yīng)用。所錄制的視頻資源，既可以按照章節(jié)順序講解，也可以按照項(xiàng)目建設(shè)的順序，根據(jù)需求講解。

同時(shí)，這些視頻資源的錄制，極大的促進(jìn)了線上實(shí)踐環(huán)節(jié)的建設(shè)，老師事先將一個(gè)項(xiàng)目分解為若干環(huán)節(jié)，針對每個(gè)環(huán)節(jié)，用視頻的方式講解理論，講解理論如何指導(dǎo)實(shí)踐，講解實(shí)踐中可能遇到的問題及理論解決方法。這種方法極大的促進(jìn)和保證了線上實(shí)踐環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行，對于個(gè)別學(xué)生對視頻理解困難的情況，采用了因材施教的方法，個(gè)別給予線下指導(dǎo)。

3、翻轉(zhuǎn)課堂

在線下教學(xué)環(huán)節(jié)，我們對教學(xué)方式進(jìn)行了較大的改革，采用了理論講解為主，翻轉(zhuǎn)課堂為輔[6]的教學(xué)模式，該模式主要包括三方面的內(nèi)容：

1）視頻學(xué)習(xí)資料的制作和發(fā)布;

2）課堂互動，老師對視頻中的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講解，學(xué)生對視頻中的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行提問;

3）結(jié)合實(shí)踐，由學(xué)生總結(jié)所學(xué)理論知識在實(shí)踐中的應(yīng)用及注意事項(xiàng)。該模式全程由老師主導(dǎo)，保證不跑題，不偏題，采用啟發(fā)式教學(xué)手段，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，由老師提出問題，學(xué)生給出答案，整個(gè)環(huán)節(jié)采用全員參與的方式，口頭回答的同學(xué)當(dāng)場評分，其他同學(xué)采用書面方式回答，課后給出評分，這樣有效避免了部分同學(xué)學(xué)習(xí)不積極，不主動，對于老師提問存在僥幸心理等現(xiàn)象。

4、學(xué)生互助

為了提高全體學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，本課程采用分組的方式，每4-6人為一組[7]，選出組長，一般由班委同學(xué)兼任，學(xué)習(xí)好的同學(xué)要幫助理解慢的同學(xué)，進(jìn)步快的同學(xué)要幫助效率低的同學(xué)，老師在課堂上互動環(huán)節(jié)中，一旦發(fā)現(xiàn)成績特別差的學(xué)生，則該組全體學(xué)生要集體補(bǔ)課，并接收批評。補(bǔ)課方式采用優(yōu)學(xué)學(xué)生講，后進(jìn)學(xué)生聽，老師旁邊補(bǔ)充的方式，這樣既可以督促后進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，避免影響同組其他同學(xué)成績，也可以減輕老師的教學(xué)負(fù)擔(dān)，提高了課程改革的效力和可持續(xù)性。

5、考核方式改革

針對當(dāng)前“電力拖動自動控制系統(tǒng)”考核方式單一，考核形式機(jī)械，考核內(nèi)容不夠全面等因素，提出了如下幾種綜合性考核方式[8]。

1）卷面考核。這種考核方式注重學(xué)生對知識的掌握，出題盡量考學(xué)生的概念掌握情況，基本概念的應(yīng)用情況，必要知識點(diǎn)的記憶情況，必要公式的熟練程度等。

2）設(shè)計(jì)過程考核。這種考核主要考察學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析能力，主要目的是考察學(xué)生的知識應(yīng)用情況和對系統(tǒng)的總體認(rèn)識情況，因此，這類考核一般采用中等難度的題目，要求學(xué)生設(shè)計(jì)出響應(yīng)的控制方案，選擇合適的硬件，并計(jì)算出響應(yīng)的控制器。在完成考核的過程中，學(xué)生可以查閱資料，可以參考教材。報(bào)告的撰寫注重結(jié)果，只需要提供設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)或框架圖，給出必要的計(jì)算過程，結(jié)果正確即可，不需要撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告，這類考核要求當(dāng)堂課完成，時(shí)間45分鐘，按步給分。

3）創(chuàng)新性考核。這種考核主要考察學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識，題目難度中等偏上，最主要的是，這類考核沒有唯一答案，幾種方式都可以完成任務(wù)，學(xué)生需要正確的給出答案并解剖理由。這類考核的難點(diǎn)在于學(xué)生能夠?qū)ψ约捍鸢傅淖詧A其說。這類題目的難度主要集中在要求學(xué)生具有一定的全局觀，能夠意識到答案的不唯一性，從而激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

4）平時(shí)考核。平時(shí)考核主要起到督促學(xué)生學(xué)習(xí)的作用，避免學(xué)生中途掉隊(duì)，避免出現(xiàn)學(xué)困生等極端情況，有利于老師及時(shí)掌握學(xué)情，及時(shí)調(diào)整上課方式和教學(xué)手段，及時(shí)查漏補(bǔ)缺等。這種考核主要方式為提問，團(tuán)隊(duì)提問，作業(yè)等，給學(xué)生制造一種活潑緊張的氣氛，督促學(xué)生不放松，不放棄。DB31CCE4-A48E-42FB-88B2-AEB3F0E4F37E

6、改革效果

針對教學(xué)改革的效果，我們采用兩種方式評估，第一種方式為調(diào)查問卷，我們對2019級在校生進(jìn)行了調(diào)查問卷，99%的學(xué)生認(rèn)為這種新的考核方式和教學(xué)方式以及響應(yīng)的教學(xué)資源對他們的提高和幫助都非常大，很多學(xué)生對團(tuán)隊(duì)互助模式印象深刻，既增進(jìn)了學(xué)生之間的交流，也促進(jìn)了整體水平的提高。同時(shí)，99%的學(xué)生認(rèn)為新的考核方式更加科學(xué)，能有效的考察出學(xué)生的整體掌握情況。

第二種方式為成績分析方式，從學(xué)生的成績構(gòu)成來看，這種考核方式的一致性很高，卷面成績比較高的學(xué)生中，有30%以上創(chuàng)新性考核成績也比較高，有60%過程性考核的成績也比較高;卷面成績比較低的學(xué)生當(dāng)中，只有不到10%的學(xué)生創(chuàng)新性成績較好。

7、結(jié)束語

“電力拖動自動控制系統(tǒng)”課程實(shí)踐性強(qiáng)，理論復(fù)雜，學(xué)生理解起來難度較大，掌握起來需要花費(fèi)較多時(shí)間，本課程改革采用視頻資源的方式客觀上延長了學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間，采用綜合考核的方式，促進(jìn)了學(xué)生實(shí)踐動手能力和綜合設(shè)計(jì)能力的提高。下一步，我們要再接再厲，繼續(xù)完善和探索，爭取能進(jìn)一步提高學(xué)生的整體水平。

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[8]吉月輝，岳有軍，劉俊杰，趙學(xué)文.“電力拖動自動控制系統(tǒng)”的虛擬仿真教學(xué)研究[J].科教導(dǎo)刊，2021（34）：98-100.DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.34.032.

基金項(xiàng)目：南陽理工學(xué)院南理工[2019]22號文“電力拖動自動控制系統(tǒng)一流課程建設(shè)”，南陽理工學(xué)院課程思政專項(xiàng)教改項(xiàng)目（NIT2020KCSZ-049，NIT2020KCSZ-086）。

作者簡介：

1田斐，女，南陽理工學(xué)院智能制造學(xué)院副教授，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)自動化，分布式發(fā)電與微電網(wǎng)，電氣傳動等。

2崔世林，男，南陽理工學(xué)院智能制造學(xué)院副教授，主要研究方向?yàn)槿斯ぶ悄埽瑘D像處理等。

3陶太洋，男，南陽理工學(xué)院智能制造學(xué)院教師，主要研究方向電機(jī)控制，電氣傳動等。DB31CCE4-A48E-42FB-88B2-AEB3F0E4F37E