“改进型”混合式教学模式探索

李思

［摘    要］ 电机学是电气工程及其自动化专业的核心课程，其教学内容涉及电磁学、力学、机械装置等多学科知识，具有理论性强、概念抽象、与工程实际联系密切等特点。目前，在电机学课程教学中存在课堂气氛沉闷、课程教学内容繁复、课堂教学学时数有限、课程考核方式单一等问题，本文提出构建“改进型”混合式教学模式，通过优化课程教学内容、改进线下课堂教学方法、探索多元化考核方式、搭建仿真实验教学平台等改革措施，实现课程教学的知识目标与能力目标。

［关键词］ 电机学；“改进型”混合式教学；教学改革

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194. 2023. 11. 059

［中图分类号］ G64    ［文献标识码］  A      ［文章编号］  1673 - 0194（2023）11- 0208- 03

０      引    言

随着互联网与移动技术的迅猛发展，特别是“互联网＋”时代的到来，２０１３年以后，混合式教学的概念也有了新发展——基于移动通信设备、网络学习环境与课堂讨论相结合的教学情境［１］。目前国内高校教师已经在开展不同程度的混合式教学，但较多强调线上学习资源的建设及其对线下课堂教学的辅助和补充作用，而传统课堂教学还是以讲授为主，教学没有真正向以学生为中心转变。“改进型”混合式教学模式旨在发挥两种教学媒介的最大優势，在教学设计中将线上学习和线下课堂教学进行充分的融合，努力营造“以教师为主导，以学生为主体，能充分发挥学生学习主动性、积极性和创造性”的混合式教学生态环境，帮助学生主动积极地建构和掌握知识，培养学生的创新能力。本文以武昌首义学院（以下简称“我校”）电气工程及其自动化专业电力电子与电力传动方向的电机学Ｂ课程为研究对象，结合该课程的实际教学情况，深入分析当前教学模式存在的问题，基于混合式教学和成果导向教育理念探索了该课程教学改革的方法和措施。

１      课程教学现状

电机学Ｂ是我校电气工程及其自动化专业电力电子与电力传动方向的一门承上启下的专业核心课程。课程主要阐述直流电机、变压器、异步电机、同步电机的基本结构、工作原理和运行特性，其内容涉及电磁学、力学、机械装置等多学科知识，理论性强、概念抽象、与工程实际联系密切［２］。通过课程的学习，使学生获得电机原理、电机基本理论和电机稳态分析等方面的知识和实验技能，具备分析和解决工程实践中电机相关问题的能力，为后续专业课程的学习，以及今后从事电机设计、电机控制、电机测试等工作奠定基础。通过课程的学习，主要培养学生获得电机的基本理论知识、基本分析方法等专业基础理论知识的学习能力和理解能力； 建立对电气工程问题进行理论分析的逻辑思维能力；分析和解决电气工程问题的实践能力。

长期以来，该课程采用传统授课模式，课堂教学以教师讲授为主，实现了系统、高效的知识传递，但学生被动地接受知识，主动性得不到发挥，课程定位中的能力无法提升。目前该课程教学主要存在如下问题。

１．１   课堂气氛沉闷

传统的课堂教学模式是以教师为中心，主要采用讲授法，课堂教学中缺乏多元互动，其中师生之间互动不足，生生之间没有互动，学生自主学习的积极性难以调动，只能被动接受知识，导致学生的思维能力和创新意识无法提高。而目前的学生群体是“００”后，他们大多是独生子女，物质可多样化选择，网络伴随其成长，学生的学习动机、学习特点、思维方式都发生了较大的改变。“单声道”的讲授法不能很好地促进学生主动学习、合作学习和个性化发展，因此需要重构课堂教学中的师生关系，促使教学向以学生中心转变。

１．２   课堂教学学时数有限

结合我校高素质应用型本科人才培养目标的实际情况，目前电机学Ｂ课程共有５６学时，其中理论４６学时，实验１０学时。教学内容涉及四大电机的基本结构、工作原理、运行特性、分析和计算方法等，内容繁复，且电机行业技术发展迅速，知识日益更新，授课学时与课堂时间有限，导致课堂时间内无法实现课程知识的全覆盖，存在学生所学知识与技术发展脱节的情况，造成学生知识面狭窄，无法掌握课程的知识体系。且在未来新一轮人才培养方案的修订中，由于专业建设与改革的需求，该课程理论教学学时数可能会进一步减少，课程内容多与教学学时少之间的矛盾将更为突出。随着教育信息化技术的快速发展，混合式教学或能有效调和上述两者之间的矛盾。

１．３   实践教学切入不及时

电机学Ｂ课程具有理论和实践并重的特点，需要在课程讲授中及时切入实验以帮助学生建立起对电机特性的直观认识。目前理论教学以教师讲授为主，实践教学以学生操作为主，二者分开、独立进行，课程原有的传统硬件实验课时有限，且因教学安排而无法让所有学生都能及时获得实践机会，实验与理论教学不能有效紧密联系在一起，导致学生学习效果不佳。拓宽实践途径，加强学生创新意识的培养迫在眉睫。

１．４   课程考核方式单一

目前电机学Ｂ课程采用的是我校传统的课程评价方法，课程总评成绩由平时成绩、实验成绩和期末考核成绩三部分加权而成，其中平时成绩的考核以考勤和课后作业为主，三部分成绩的权重分别为０．２，０．１，０．７。期末考试成绩权重过大，学生普遍存在考前重点突击行为，以总结性评价为主的考核方式不利于学生能力的培养。且单一的考核方式和评价模式不能准确评价学生的学习效果，建立多元化的课程考核体系势在必行。

２      “改进型”混合式教学模式的构建

２０１６年，我校提出按专业认证标准开展专业和课程建设，以成果导向教育理念引领开展新一轮教育教学改革，首批三个专业启动试点，电气工程及其自动化专业就是其中试点专业之一。成果导向教育最早是由美国提出来的，指教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果。其强调的是教师想让学生取得的学习成果是什么？教师为什么要让学生取得这样的学习成果？教师如何有效帮助学生取得这些学习成果？以及教师如何知道学生已经取得了这些学习成果［３］？借此机会，电机学课程进行了教学改革，融入ＯＢＥ教育理念，凝练三个课程目标，分别为课程目标1：掌握直流电机、变压器、异步电机、同步电机的基本结构及工作原理等基本概念和基本理论；课程目标2：掌握直流电机、变压器、异步电机、同步电机的运行特性，能够运用方程式、等效电路和相量图进行定性分析与定量计算，具备对电机运行性能分析的能力；课程目标3：能够开展对电机的性能进行测试与分析的实验研究，实验过程中具有个人与团队的合作意识。其中课程目标１有所提升，但课程目标总体达成度一直不太理想。目前针对课堂气氛沉闷、课堂互动不足，课程内容多与教学学时少之间的矛盾等问题也没有得到有效的解决。

基于以上问题，将现有的教学模式与混合式教学模式进行对比与分析，整理出各自的优缺点，并继续融入ＯＢＥ教育理念，构建适应电机学Ｂ课程的“改进型”混合式教学模式，建设流程如图１所示。

３      电机学课程改革实践

３．１   教学内容分析与优化

重新梳理、优化课程教学内容，将其按照介绍性（资料性）内容、基本原理和工作特性内容、重难点内容及新技术内容进行划分。并适当补充电机最新技术、行业发展动态等知识，使课程教学内容贴近行业发展并能追踪技术前沿。

３．２   线上学习和线下面授混合式教学

借助“中国大学ＭＯＯＣ”优质的在线开放课程，以及我校广泛使用的“学习通”学习管理平台，开展线上学习和线下面授有机结合的教学。同时在“改进型”混合式教学环境下，对教学策略进行再设计，教学设计过程中充分考虑线上学习和线下课堂教学之间的融合和协调，线下课堂教学体现以“学生为主体”，利用线下课堂中师生之间一对多即时互动的优势，在面对面教学中适时地开展以学生为中心的课堂活动，选择“对分课堂”模式，即“教师讲授＋学生小组讨论＋全班交流”，为学生提供个性化的、有针对性的学习体验。

３．３   仿真实验教学平台的建立

针对实践教学切入不及时，实践途径单一的问题，建立基于ＭＡＴＬＡＢ／ＧＵＩ的电机学仿真实验教学平台，充分运用于课堂内外，拓宽学生实践活动的途径。课前借助仿真教学平台进行实验预习，改善课中实践教学效果，课外学生可以利用教学平台对电机特性进行探索、研究，培养创新意识。

３．４   教学评价设计

教学评价是教学环节的重要组成部分，期末考试成绩权重过大的总结性评价和平时成绩考核方式单一的形成性评价模式不能准确评价学生的学习效果，不利于课程的闭环改进。在实施“改进型”混合式教学的过程中，探索总结性评价和形成性评价相结合的多元考核方式，调整各环节的权重，将教学过程中的各个环节分解量化，对学生的学习全过程进行监控与评价，从而更科学地评价和分析学生的学习效果。调整后的平时成绩、实验成绩和期末考核成绩权重分别为０．３，０．２，０．５；同时修订平时成绩评价细则，由“考勤＋课后作业”的方式扩展至“课前线上学习＋课堂小组讨论＋课堂练习＋课后作业＋课程大作业”的方式，注重学生过程学习过程的记录。

３．５   实施效果

以我校电气工程及其自动化专业（电力电子与电力传动方向）２０１９级、２０２０级本科学生为研究对象，开展电机学Ｂ课程“改进型”混合式教学改革。第一阶段在２０１９级本科学生中实施，过程中贯穿形成性评价，教学实施完成后，进行总结性评价，就学生的学习成效、知识掌握及能力养成等方面进行全面的考查和评价，以此为依据进行教学设计的修正与改进。并将调整后的教学改革方案在２０２０级本科学生中进行第二阶段的实施与评价。

经过两轮教学改革实施，课程达成度结果如图２所示。其中２０１９级学生课程总体达成度偏低，主要原因是课程目标２达成度的数值仅为０．５５，表明学生进行电机运行性能分析的能力还有待提高。第二轮教学改革实施前，对教学设计进行了修正与改进，强化了四大电机电压平衡方程、等效电路、相量图及运行特性等知识点的讲解，首先使学生的知识目标达成，同时改进课程大作业环节，以调查研究学习报告和课堂分组汇报的形式相结合，从而通过理论知识储备与自身实际案例分析使学生的能力目标达成。

４      结束语

电机学Ｂ课程实施“改进型”混合式教学模式改革后，学生的课程目标２达成度和课程总体达成度都有了较大的提升，表明“改进型”混合式教学模式对本课程具有一定的推动和促进作用，且有效调和了课程内容多与教学学时少两者之间的矛盾，为学生的主动学习、个性化學习、合作学习创造了条件。

主要参考文献

［１］冯晓英，王瑞雪，吴怡君．国内外混合式教学研究现状述评：基于混合式教学的分析框架［Ｊ］．远程教育杂志，２０１８，３６（３）：１３－２４． ［２］朱志莹，万琦，柏杨，等．“电机学”课程混合式教学改革实践［Ｊ］．电气电子教学学报，２０１８，４０（６）：５０－５３．

［３］李志义，朱泓，刘志军，等．用成果导向教育理念引导高等工程教育教学改革［Ｊ］．高等工程教育研究，２０１４（２）：２９．