以学为中心的“电机与拖动”课程混合式教学改革实践*

周 杰

（河南工业大学电气工程学院，河南 郑州 450001）

0 引言

“电机与拖动”是自动化专业重要的专业基础课，主要学习变压器、直流电机、交流电机以及电力拖动系统的基本理论问题，具有很强的理论性和专业性。该课程和生产实际结合紧密，充分利用理论和实践教学环节培养学生分析问题、解决复杂工程问题的能力。由于该课程概念多且抽象、公式推导难、知识点杂、学时少等多种原因，使得学生畏难情绪较大，学习积极性不高[1-4]。如何实现在有限的学时中达成课程教学目标？如何着重培养大学生的学习能力、创新能力与实践能力？如何进一步深化教学改革，提高教学质量？成为教师和学生必须解决的关键问题。

为解决此问题，笔者设计并实践一套以学为中心的体现成果导向（OBE）教学理念的教学模式。在教学过程中始终贯穿以学为中心的思想，突出自主性、合作性、探究性学习方式，教师努力成为学生学习的引导者和促进者，运用教学内容培养学生学习技能，提升自我学习意识，把学习的主动权交还给学生，充分发挥学生在学习中的主体作用，变被动学习为主动学习，不单单让学生“学会”，还要引导学生“会学”。现将该课程如何通过对教学目标、教学活动、教学策略、评价与反馈等方面进行综合教学设计？在教学实践中如何不断激发学生的学习兴趣和学习动力，培养综合能力？如何最终达成教学目标？总结如下。

1 教学目标设计

基于OBE理念、学生专业特点及社会实际需求，“电机与拖动”课程教学目标包含下述6个维度，也是学生学完该课程后的预期成果，具体描述如下。

1）专业基础知识：学生能够叙述变压器、异步电机、同步电机、直流电机等设备的基本结构、工作原理，以及各种电动机在起动、调速、制动等拖动方面的工作特点；能够描述“电机与拖动”概念性框架与知识体系。

2）知识应用能力：学生能够应用各种电机的基本原理、机械特性、运行特性等基本理论分析电机拖动领域的工程问题，锻炼所学设备在实践领域的应用的基本能力。能够将电机本体与生产负载特性紧密联系起来，对问题的分析采用系统的观点，而不是零星的知识孤岛，从而培养工科思维，提高分析问题的能力。

3）综合能力：能够比较各种电机的优点和缺点，从而确定其最佳适用场合；能够综合各种电机的知识体系，初步为各种控制系统的分析设计奠定基础。

4）人文维度：能够提高组织与沟通能力，学会如何同他人进行有效沟通及合作，养成对工作勇于担当、精益求精的精神；具备团队意识，能够与他人合作开展自动控制系统的分析和设计工作。

5）关心：乐于分享个人所掌握的知识及经验，并对他人给予帮助；对控制工程学科的发展抱有兴趣，对实践环节的训练持积极态度。

6）学会学习：能够持续关注电机与拖动领域的新知识、新发展，开展自主学习，掌握有效的学习方法，并且按科学合理的学习计划执行。转变学习思想，提升自控力及意志力，学会自主自控学习，初步具备进行自我调节学习或者深层次学习的能力。

2 教学活动设计

本课程依托超星“一平三端”网络教学平台，笔者自建所有教学资源，始终坚持以学为中心进行混合式教学改革。首先确定为了达成教学目标应该学习完成的观点、知识、技能、方法等教学内容，然后确定教学活动。

1）课前要求学生利用超星平台自主学习已建好的授课课件、授课视频、参考拓展等内容，完成预习章节测验。目的在于提升学生自主学习意识。通过预习，初步掌握基本知识点，对于重点、有难度问题留到课上听教师讲解突破。具体效果：显著提升学生自主学习意识与能力；掌握“电机与拖动”的重要基础知识，形成较为完整的“电机与拖动”概念性框架和知识体系。该教学活动主要支撑多维度教学目标1、4、5、6。

2）课前提交预习笔记（反思性写作），通过预习相关资源，手写或通过思维导图简单记录章节重要知识点，理清各知识点之间的逻辑关系。同时，把不懂的问题或某些想法记录下来，以便课上或课后与老师或同学探讨。该活动能够更好地使学生对自己的学习成果与学习过程进行总结分析，以更主动的心态参与到学习中去。此教学活动主要支撑多维度教学目标 1、2、3、4、5、6。

3）每次上课首先进行课堂预习效果测试，通过超星学习平台发放，通过答题情况统计了解预习情况，为接下来的教学内容选择提供依据。此教学活动主要目的是督促学生认真完成预习工作，同时作为课堂积分计入平时成绩。预习做得好，课堂积分就高，课堂效果很好，学生就收获更多。后期考试数据也证明，预习做得好的学生，期末考试成绩也相对较好。再次印证，功夫下在平时，知识掌握才会更扎实。该教学活动主要支撑多维度教学目标1、3、4、6。

4）每次课上，在对重点、难点、出错较多的问题强调讲解时，或提出拓展思考题时，会采用抢答或随机选人形式提问。该项教学活动主要为了引导学生积极主动思考问题，提高课堂参与度。回答不同难度的问题，奖励的课堂积分不等，同时把奖励积分投屏到大屏幕上，有很强的激励作用。该项教学活动支撑了多维度教学目标 1、3、5。

5）每一单元结束后，要进行小组单元汇报。每组5人左右，随机组合，组内分工，用思维导图软件制作出本单元知识点思维导图，或者设计PPT讲解和本单元有关的，而教材上没有涉及的某个问题，开阔学生的知识边界。小组成果提交至超星学习平台，课堂上每组自荐或随机选择某位同学进行课堂汇报，教师和其他同学都可以针对汇报内容提问题互动，最后通过组内评分、组间评分、教师评分完成小组活动得分。该项教学活动主要是锻炼大家的小组协同学习的能力，同时对本单元知识归纳总结并且拓展。此教学活动支撑多维度教学目标4、5、6。

6）每章内容学完之后，都要布置一定的习题作业，锻炼学生综合运用本章所学知识解决实际问题。要求学生必须在规定时间内完成作业并在超星学习平台提交，提交后教师根据整体情况进行纠正性讲解，然后要求大家在超星学习平台互评作业，每人评阅匿名作业5份，有理有据地给出分数，必须给出评语，指出作业的优点和缺点。互评平均分就是学生本次作业得分，每位学生所有作业平均分即为最终作业得分。该教学活动主要锻炼学生用批判性思维去分析问题，并给出合理的判断，同时培养自身利用所学综合知识解决实际问题的能力。此教学活动支撑多维度教学目标2、3、5。

7）本课程主要由变压器、异步电机、同步电机、直流电机四个单元组成，每单元学习完成后，会在课堂上规定的时间通过超星学习平台进行单元考试。每位同学看到的考试题顺序不同，选项顺序也不同，避免了考试作弊问题。四次考试的平均分作为平时考试分数计入平时成绩。该教学活动有助于进一步检验学生对课程知识的掌握情况，查漏补缺。此教学活动支撑多维度教学目标1、2、3、6。

8）本课程通过超星学习平台课程群聊或私聊功能，随时随地解答任何学生的疑问，改变以往的固定时间、固定地点集中答疑。这样，教师工作量会增加很多，但对学生很好，可以及时解决学习中的任何问题。该教学活动支撑多维度教学目标4、6。

3 教学策略设计

在确定了具体的教学活动之后，还需把单个的学习活动组织成为有效的教学策略。教学策略设计是为了达到学习活动的最佳组合和排序，以使各种学习活动之间相互促进，从而激发学生的学习劲头。基于设计教学策略的基本模板对本课程的教学策略进行了设计，确定了课内外活动的组织顺序[5]。注重安排足够的课外学习量，使课内外学时比例在1∶1和1∶1.2之间，引导学生进入深层次学习，有效达成教学目标。学生普遍反映这门课程的教学激发了他们的学习兴趣并调动了学习积极性，他们在该课程学习中付出了最大努力。

本课程依托超星学习平台，进行课前、课中、课后三大段教学策略设计。在执行大纲中，明确规定了教学内容，课前考核的学习任务、主要课堂主题活动以及课后考核作业等。

1）先行组织策略：先行组织策略的主要实施步骤为：通过超星学习平台发布预习课件、授课视频及相关参考拓展资料，要求学生在课前完成预习，并完成相应的嵌入章节预习测验。在课堂教学中，根据学生的预习情况，从预备性材料中抽象出新信息，运用活动加以强化。在重难点知识点处设置引导性问题，引导学生利用预习过程中所理解的知识进一步思考和分析引导性问题，通过讨论解决问题加以强化知识点的理解和运用。

2）问题导向策略：课前预习过程中，在授课视频中提出问题，要求学生先自己思考；课堂上在引导同学解决预习问题时，不断提出新问题，让大家带着问题去听课，增强求知欲，真正实现以学为中心。课堂上基本解决基础性问题，使大部分同学感受到通过自己预习、思考、讨论等步骤找到问题答案的成就感。同时布置一些延展性问题，促使大家继续在课下巩固思索，让大家认识到“学无止境”。提出问题，解决问题，再次发现问题，不断反复，才会取得长足进步。

3）行为练习策略：行为练习策略的实施步骤为明确课程的目的、环节和内容，呈现新信息，控制练习时间，使学生掌握和运用新技能、新结构，实行个别指导，提供机会使学生独立练习。通过学生的主动参与，发展他们的探索能力，获得理解客观世界的基础科学概念，培养学生探究未知世界的积极态度。本课程的具体实施通过课堂测验和课堂考试，通过课堂控制时间使学生能够在短时间内理解和运用所学知识解决问题。另外，通过小组合作学习，对某些每一单元相关的但教材未涉及的问题，可以通过搜集资料制作PPT，课堂上汇报给大家庭，对自身既是学习拓展知识的过程，也能帮助别人开阔眼界，对所学知识有更深更全面的认识。尽量为每位学生提供独立练习和施展才华的机会。

4 评价与反馈

课程成绩评定办法在课程执行大纲中预先公布，预先通过超星学习平台资料区和群聊区发布至全部学生，并且在第1次课上再次强调实施细则，目的是让所有人都知晓规则，接下来严格按规则执行。成绩评定办法明确规定了考核项目的得分构成，这些考核项目分别所占比重及每个考核项目的评分办法。本课程期末考试成绩占总成绩40%，实验成绩占总成绩10%，平时成绩占总成绩50%，平时成绩全部由超星学习平台自动累积计算并给出。

超星学习平台会实时记录每位同学平时学习的点滴成绩，并实时更新最终平时成绩，准确无误，公平公正。每位同学都可随时查看自己的平时成绩，是一种最及时的反馈，哪部分成绩低，可以针对性地在哪部分多下功夫，尽量提高成绩。看着自己的成绩与日俱增，也是一种很好的激励促进作用。超星学习平台提供了一键设置功能，对同门课程所有班级设置相同权重比例，实验成绩和期末考试成绩都有严格的成绩评定标准，绝对保证同门课程不同班级之间成绩评定的一致性和公正性。

5 特色与创新

1）理念创新，坚持以学为中心。通过各种教学策略和考核评价措施的实施，激发学生学习动力，加强自主学习，注重高阶思维能力培养，使学生真正学会学习，促进学生持续良性发展。

2）模式创新，实现现代信息技术与教学深度融合。通过超星学习平台与课堂互动相结合的教学活动的开展，有效促进学生自主学习、协同学习、拓展学习。利用智慧化、信息化教学，实现学生深度参与、积极互动，全过程、多维度考核学习效果。

3）课程思政，注重立德树人。充分挖掘课程中的思政元素，自然融入教学过程之中。紧密联系实际，始终不忘传播正能量，激励学生积极奋进，学会做事做人。结合新冠疫情，抓住契机，自控自律，多学知识，提升能力，成就自己，贡献国家。