“電機(jī)學(xué)”課程線上線下混合式教學(xué)模式的研究與實(shí)踐

金小香 曹亞卿 歷馨 攝小雪 程晶

摘?要：“電機(jī)學(xué)”是電氣類專業(yè)的主干課，課程知識(shí)體系復(fù)雜，與工程實(shí)踐結(jié)合較多，是公認(rèn)的難教難學(xué)的課程。針對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式學(xué)生積極性不足、學(xué)習(xí)效率低、理論與實(shí)驗(yàn)分離嚴(yán)重等弊端，探討了基于現(xiàn)代信息技術(shù)下的混合教學(xué)模式。利用線上平臺(tái)，創(chuàng)建了集教學(xué)、管理、交流等功能為一體，包含理論與實(shí)踐的“電機(jī)學(xué)”教學(xué)系統(tǒng)。最終實(shí)踐結(jié)果驗(yàn)證了該混合式教學(xué)模式的有效性，為其他類似課程教學(xué)模式的探究提供一定參考。

關(guān)鍵詞：電機(jī)學(xué)；線上線下混合式教學(xué)模式；研究實(shí)踐

1?概述

“電機(jī)學(xué)”是電氣類專業(yè)重要基礎(chǔ)課，學(xué)科知識(shí)繁雜，與工程實(shí)踐聯(lián)系密切，學(xué)生需要有扎實(shí)的物理、數(shù)學(xué)及電路等科目的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的電機(jī)學(xué)教學(xué)模式以講授法為主，缺乏交流反饋，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中處于被動(dòng)狀態(tài)，不利于提高學(xué)生的參與度和積極性，無(wú)法切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用、分析能力，加之課程知識(shí)抽象復(fù)雜，降低了學(xué)生的興趣度和自信度［1］。此外，實(shí)驗(yàn)課與理論課分離現(xiàn)象嚴(yán)重，學(xué)生很難在課堂中對(duì)電機(jī)有直觀的印象，實(shí)驗(yàn)課得不到及時(shí)的理論指導(dǎo)，學(xué)生機(jī)械地模仿教師操作，不懂處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，無(wú)法深入理解電機(jī)的原理和特性。

近幾年，高校開(kāi)始普及多媒體教學(xué)手段，以現(xiàn)代化信息技術(shù)為媒介的在線教育平臺(tái)推動(dòng)新時(shí)期課程改革。但資源信息整合度低，現(xiàn)有的精品課程并不完全適合所有學(xué)生。因此，汲取現(xiàn)有資源養(yǎng)分，同時(shí)結(jié)合高校自身教師、學(xué)生特點(diǎn)，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，創(chuàng)建線上線下混合式教學(xué)實(shí)踐模式顯得尤為重要。

2?“電機(jī)學(xué)”課程線上線下混合式模式設(shè)計(jì)

2.1?構(gòu)建思路

針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端，構(gòu)建現(xiàn)代信息技術(shù)下的線上線下混合教學(xué)模式，構(gòu)思如圖1所示。從國(guó)家發(fā)展、行業(yè)規(guī)劃和學(xué)生需求出發(fā)，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容與目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)導(dǎo)入，利用課程教學(xué)資源包，創(chuàng)新課堂教學(xué)，建立混合式教學(xué)方法，以過(guò)程化形式綜合考核與評(píng)價(jià)。

2.1.1?設(shè)置教學(xué)目標(biāo)與內(nèi)容

教學(xué)目標(biāo)與內(nèi)容設(shè)置包含三方面。一是國(guó)家發(fā)展需求，學(xué)生和教師都要為國(guó)家發(fā)展出力；二是行業(yè)規(guī)劃，電氣行業(yè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占重要地位，高校教學(xué)應(yīng)順應(yīng)行業(yè)發(fā)展；三是學(xué)生個(gè)人發(fā)展需求，學(xué)生職業(yè)規(guī)劃不同，教學(xué)應(yīng)能順應(yīng)個(gè)性化需求。傳統(tǒng)的教學(xué)模式受時(shí)間和空間影響，無(wú)法滿足個(gè)性化需求，而線上技術(shù)的應(yīng)用可較好地解決這些問(wèn)題。

2.1.2?教學(xué)方法

講授法應(yīng)用最廣泛，它有利于發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，但容易束縛學(xué)生，無(wú)法及時(shí)收到學(xué)生反饋。對(duì)于知識(shí)體系抽象、復(fù)雜的學(xué)科，講授法不利于提高學(xué)生的積極性［2］。在教學(xué)過(guò)程中靈活選用講授法、討論法、實(shí)驗(yàn)法等［3］，結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)，優(yōu)化教學(xué)導(dǎo)入，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題環(huán)境，利用平臺(tái)促進(jìn)師生交流，在全新的教學(xué)環(huán)境中調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性。

“電機(jī)學(xué)”理論課環(huán)節(jié)分為自學(xué)預(yù)習(xí)、教師面授和課后反饋，通過(guò)線上和線下方式將教學(xué)環(huán)節(jié)融為一體。學(xué)生通過(guò)線上平臺(tái)完成主動(dòng)學(xué)習(xí)并提出問(wèn)題，在面授環(huán)節(jié)解決問(wèn)題，同時(shí)教師提出更深層次問(wèn)題，學(xué)生通過(guò)課后反饋再次解決問(wèn)題，讓“教”與“學(xué)”形成閉環(huán)系統(tǒng)。

“電機(jī)學(xué)”實(shí)驗(yàn)課環(huán)節(jié)利用現(xiàn)代信息技術(shù)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)。學(xué)生按需求提前獲取教學(xué)資源并自學(xué)，通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)有效拓展學(xué)生的探究式思維。同時(shí)，提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的安全性。此外，減少操作演示，給學(xué)生更充裕的時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)本身和處理數(shù)據(jù)。

2.1.3?教學(xué)評(píng)價(jià)體系

利用現(xiàn)代信息技術(shù)，改變一考定成績(jī)的評(píng)價(jià)方式，建立量化的考核指標(biāo)，將線上自主學(xué)習(xí)和線下課堂學(xué)習(xí)統(tǒng)籌，實(shí)現(xiàn)多維度、多方式的考核評(píng)價(jià)，形成以學(xué)生為主體的過(guò)程化綜合考評(píng)體系［4］。學(xué)生通過(guò)在線平臺(tái)進(jìn)行信息反饋，教師根據(jù)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)效果、課堂滿意程度、反饋信息及時(shí)調(diào)整教學(xué)過(guò)程，落實(shí)以評(píng)價(jià)促教學(xué)。

2.2?線上學(xué)習(xí)系統(tǒng)建設(shè)

傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)資源有教材、PPT、音頻、實(shí)訓(xùn)設(shè)備等，隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)，生動(dòng)的動(dòng)畫(huà)、視頻等更能吸引學(xué)生。因此，利用現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)資源進(jìn)行“適應(yīng)教學(xué)性”整合，建成包含理論和實(shí)踐部分，集教學(xué)、管理、交流等一體的“電機(jī)學(xué)”資源包。

2.2.1?選擇網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)

本課程選用超星泛雅，該平臺(tái)給每個(gè)學(xué)校都設(shè)置了獨(dú)立的校內(nèi)平臺(tái)，每門(mén)課程可獨(dú)立管理，也可以團(tuán)隊(duì)形式共同管理。

2.2.2?創(chuàng)建“電機(jī)學(xué)”課程資源包

課程資源包的創(chuàng)建是線上學(xué)習(xí)系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。資源包主要包含教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、課程PPT、課程微視頻、課前預(yù)習(xí)題庫(kù)、課中討論話題、課后作業(yè)題庫(kù)、單元檢測(cè)題庫(kù)、試卷題庫(kù)等。其中，課程微視頻包含理論和實(shí)驗(yàn)兩部分。

2.2.3?建設(shè)線上課程系統(tǒng)

注冊(cè)超星泛雅后，首先創(chuàng)建課程名稱、“電機(jī)學(xué)”3人教師團(tuán)隊(duì)、課程權(quán)限等。然后搭建課程框架，課程框架應(yīng)符合學(xué)生在線學(xué)習(xí)和碎片化學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，讓學(xué)生快速、針對(duì)性學(xué)習(xí)。最后編輯課程章節(jié)，包括圖文建設(shè)、視頻編輯、文檔建設(shè)、小節(jié)測(cè)驗(yàn)等，此過(guò)程可直接插入泛雅云盤(pán)中提前存入的資料包，或有針對(duì)性地對(duì)部分章節(jié)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行圖書(shū)擴(kuò)展鏈接。

課程編輯完成后，進(jìn)行班級(jí)管理，將學(xué)習(xí)該課程的學(xué)生批量導(dǎo)入并開(kāi)放學(xué)習(xí)權(quán)限。在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師根據(jù)不同班級(jí)、專業(yè)設(shè)置進(jìn)行不同學(xué)習(xí)方式，如自由學(xué)習(xí)、定時(shí)學(xué)習(xí)、闖關(guān)學(xué)習(xí)等，實(shí)現(xiàn)因材施教。

課程建設(shè)成功后，課程首頁(yè)有活動(dòng)、統(tǒng)計(jì)、資料、通知、作業(yè)、考試、分組任務(wù)（PBL）、討論等功能供教師使用?；顒?dòng)功能可發(fā)布實(shí)時(shí)簽到，教師通過(guò)學(xué)生APP簽到實(shí)時(shí)掌握出勤情況，避免人工點(diǎn)名費(fèi)時(shí)費(fèi)力；通知功能可提前發(fā)布通知給相應(yīng)班級(jí)學(xué)生；討論功能可在教學(xué)中討論問(wèn)題，教師根據(jù)學(xué)生在線作答結(jié)果，進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)；作業(yè)功能利用資料庫(kù)的題目，推送相應(yīng)作業(yè)，設(shè)置提交截止日期、作業(yè)重做次數(shù)等，根據(jù)教師提前導(dǎo)入的答案，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)作答情況，大大提高了教學(xué)效率。

3?“電機(jī)學(xué)”課程線上線下混合式教學(xué)模式實(shí)踐

“電機(jī)學(xué)”課程分上、下兩部分，電機(jī)學(xué)（上）為4學(xué)分，理論課56課時(shí)，實(shí)驗(yàn)課8課時(shí)，是大二上學(xué)期課程，教學(xué)內(nèi)容包括變壓器、交流電機(jī)統(tǒng)一理論、異步電機(jī)、同步電機(jī)工作原理；電機(jī)學(xué)（下）為2學(xué)分，理論課24課時(shí)，實(shí)驗(yàn)課8課時(shí)，是大二下學(xué)期課程，教學(xué)內(nèi)容包括同步電機(jī)運(yùn)行分析和直流電機(jī)。

依據(jù)“電機(jī)學(xué)”課程線上線下混合式模式構(gòu)思和線上課程系統(tǒng)建設(shè)，線上線下混合式教學(xué)模式具體實(shí)踐形式如圖2所示。

理論課環(huán)節(jié)，課前準(zhǔn)備階段中，先由教師在平臺(tái)推送預(yù)習(xí)章節(jié)（教師團(tuán)隊(duì)成員若教學(xué)進(jìn)度一致，可統(tǒng)一推送；若不一致，可單獨(dú)推送不同內(nèi)容給各自班級(jí)）。學(xué)生需在上課前完成相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，例如查看本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)，觀看錄播好的教學(xué)視頻等，并通過(guò)完成數(shù)量不多的預(yù)習(xí)題完成預(yù)習(xí)檢測(cè)，最后將預(yù)習(xí)過(guò)程中遇到的難點(diǎn)和問(wèn)題在班級(jí)QQ群共享文檔中提出來(lái)。教師根據(jù)線上系統(tǒng)了解學(xué)生觀看和作答詳情，判斷學(xué)生知識(shí)點(diǎn)吸收情況，并在課前收集好學(xué)生的疑問(wèn)，在后續(xù)教學(xué)環(huán)節(jié)中有的放矢。平臺(tái)預(yù)習(xí)數(shù)據(jù)可直接作為過(guò)程化考核依據(jù)。

課中教學(xué)階段，教師先評(píng)價(jià)學(xué)生預(yù)習(xí)情況，然后在講授知識(shí)時(shí)梳理重難點(diǎn)，針對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)過(guò)程中難點(diǎn)和疑問(wèn)強(qiáng)化講解。課堂教學(xué)以線下為主，除師生面對(duì)面的交流討論外，適當(dāng)結(jié)合線上平臺(tái)功能，活躍課堂氛圍，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。例如，針對(duì)有一定價(jià)值的話題時(shí)，通過(guò)線上平臺(tái)發(fā)起討論，平臺(tái)統(tǒng)計(jì)各類結(jié)果，學(xué)生回答頻率最高的字詞一目了然，或者發(fā)起臨時(shí)簽到，直接統(tǒng)計(jì)學(xué)生出勤情況。課堂練習(xí)也可借助線上平臺(tái)，從事先編輯好的題庫(kù)中選取，如需立即查看學(xué)生完成情況，可以以測(cè)驗(yàn)形式發(fā)布，系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)分。學(xué)生出勤、課堂線上線下互動(dòng)情況、課堂練習(xí)結(jié)果等納入過(guò)程化考核。

課后鞏固階段，教師線上布置作業(yè)，學(xué)生通過(guò)問(wèn)卷進(jìn)行反饋及課堂點(diǎn)評(píng)，教師根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行教學(xué)反思，真正做到教學(xué)相長(zhǎng)。學(xué)生作業(yè)、反饋問(wèn)題等均為過(guò)程化考核點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)課環(huán)節(jié)，課前預(yù)習(xí)階段中，學(xué)生借助線上學(xué)習(xí)系統(tǒng)，鏈接查看與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的理論知識(shí)點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)原理、操作規(guī)范和操作內(nèi)容，將理論與實(shí)踐更好地融合起來(lái)。學(xué)生需提前寫(xiě)好預(yù)習(xí)報(bào)告，內(nèi)容包含實(shí)驗(yàn)接線圖、實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程等。課中實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，教師現(xiàn)場(chǎng)考核實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范和實(shí)驗(yàn)易錯(cuò)點(diǎn)，滿足要求后，學(xué)生方可動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作期間，教師巡視操作情況，記錄評(píng)分，實(shí)驗(yàn)操作結(jié)束后，教師根據(jù)記錄數(shù)據(jù)情況判定是否合格，不合格者需重新完成操作。課后學(xué)生處理數(shù)據(jù)，完善實(shí)驗(yàn)報(bào)告（在預(yù)習(xí)報(bào)告中直接記錄數(shù)據(jù)，添加數(shù)據(jù)處理結(jié)果）。最后，學(xué)生線上反饋問(wèn)題，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)點(diǎn)評(píng)，教師根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果解決問(wèn)題，并進(jìn)行教學(xué)反思。

4?教學(xué)效果評(píng)價(jià)

為探討本課程線上線下混合式教學(xué)效果，于2021—2022學(xué)年第1學(xué)期，在電力、繼電和輸配電班級(jí)進(jìn)行試點(diǎn)，實(shí)踐對(duì)象共計(jì)210人。

教學(xué)階段采用過(guò)程化考試機(jī)制，學(xué)生最終考核總成績(jī)由平時(shí)（15%）、測(cè)驗(yàn)（15%）、實(shí)驗(yàn)（20%）和期末（50%）四部分組成。其中，平時(shí)包含課前預(yù)習(xí)、課堂互動(dòng)、出勤、作業(yè)，每部分評(píng)分均有線上系統(tǒng)數(shù)據(jù)作為支撐。整個(gè)學(xué)期共安排3次課堂測(cè)驗(yàn)，分別安排在變壓器、異步電機(jī)以及同步電機(jī)教學(xué)后，每次測(cè)驗(yàn)成績(jī)以5%納入總考核成績(jī)。實(shí)驗(yàn)包含實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)由線上系統(tǒng)數(shù)據(jù)和預(yù)習(xí)報(bào)告書(shū)寫(xiě)為測(cè)評(píng)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)操作以動(dòng)手能力為主。

根據(jù)線上系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)，易理解章節(jié)的任務(wù)點(diǎn)完成率較低，理解難度相對(duì)較大和涉及實(shí)驗(yàn)章節(jié)的任務(wù)點(diǎn)完成率較高，可見(jiàn)學(xué)生并未將線上學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)當(dāng)成硬性任務(wù)，而是有選擇地結(jié)合學(xué)習(xí)。課堂活動(dòng)和討論模塊數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示學(xué)生課堂參與度很高。采用線上臨時(shí)簽到形式后，學(xué)生出勤率接近100%（特殊情況除外）。此外，學(xué)生基本能全部完成線上作業(yè)和測(cè)試題。最終考核總成績(jī)分布為：80分以上占42.1%，60～80分占52.6%，不及格率占5.3%，與以往考核成績(jī)（往屆平均不及格率不低于30%）相比，成績(jī)分布較為理想。結(jié)合學(xué)生對(duì)該課程的問(wèn)卷調(diào)查，可看出學(xué)生對(duì)“電機(jī)學(xué)”不再畏懼，有了學(xué)習(xí)的動(dòng)力和興趣。

通過(guò)該“電機(jī)學(xué)”課程線上線下混合式教學(xué)模式整體實(shí)踐和學(xué)生反饋來(lái)看，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力與溝通協(xié)作能力都有了很大提高。學(xué)生根據(jù)基礎(chǔ)不同，選擇不同線上學(xué)習(xí)資源，學(xué)習(xí)時(shí)間和空間自由度大大增加。師生交流互動(dòng)較傳統(tǒng)教學(xué)模式增強(qiáng)了許多，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性明顯提高。此外，電機(jī)實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)更加流暢，學(xué)生對(duì)相應(yīng)理論知識(shí)的理解更為透徹。

結(jié)語(yǔ)

本文從“電機(jī)學(xué)”課程教學(xué)改革需要出發(fā)，探究了線上線下混合式教學(xué)模式，基于超星泛雅平臺(tái)，創(chuàng)建了“電機(jī)學(xué)”線上教學(xué)系統(tǒng)。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，反映出學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高，學(xué)習(xí)變得主動(dòng)，理論與實(shí)踐有效結(jié)合提高了學(xué)生實(shí)踐能力與信息素養(yǎng)。整體實(shí)踐結(jié)果驗(yàn)證了該線上線下混合式教學(xué)模式的有效性。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷進(jìn)步和對(duì)教學(xué)模式的不斷探索，教學(xué)質(zhì)量必將越來(lái)越高。

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基金項(xiàng)目：江蘇省現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)研究2021年度課題（課題編號(hào)：2021R86884）

作者簡(jiǎn)介：金小香（1987—?），女，漢族，江蘇南通人，碩士，講師，研究方向：電機(jī)控制。