體驗式教學模式及評價在電氣控制課程中的應用

魯 娟,張圓圓，潘宇晨,張千鋒,袁雪鵬,周建陽

(欽州學院，廣西 欽州 535011)

隨著科技的日新月異，互聯網的高速發展，電子產品的普及，信息資源的網絡共享，傳統教育模式受到了巨大的沖擊，學生可以方便的通過網絡平臺獲取知識，如線上的一些網絡課程、虛擬實驗室、模擬學習系統等，很大程度上滿足了學生基本的知識獲取需求。另外，豐富多樣的網絡世界對學生的吸引力已經遠遠超過課堂。同時，社會激烈的競爭又要求綜合型或復合型人才，除了對知識的掌握以及靈活運用的高要求外，在創新精神、團隊合作和溝通交流等方面也有較高的要求。因此，在這些因素的促使下，高等教育的目標和教學形式需要做出相應的變革，要能為學生提供體更有意義的學習模式，激發學生的學習的興趣，同時也使培養的學生能更好的適應社會需求，服務社會[1-2]。

電氣控制系統是指由若干電氣原件組合，用于實現對某個或某些對象的控制，從而保證被控設備安全、可靠地運行，其主要功能有：自動控制、保護、監視和測量。而電氣控制則是介紹如何設計電氣控制電路，結合可編程控制器如何實現電氣控制系統功能的一門課程，在很多領域(機械、建筑、冶金、材料等)廣泛應用，對智能化控制的發展和實踐起著重要的作用。電氣控制本身是一門設計性、實踐性和工程應用強的課程，但在教學模式上長期以"教師講課，學生聽課"和"教師演示，學生模擬"為主，主要側重理解和應用基本功能、基本組成、基本設計規則，進行電路設計及控制、調試和維修。這種傳統的教學模式在進行理論教學和實驗演示上不失為一種較好的模式，但是經過長期的教學觀察與分析，發現對于實踐性較強的課程來看，講授式教學、單純的模擬學習僅僅只是讓學生獲得知識，在幫助學生開發創新思維、建立批判意識，應用專業知識、發現問題以及解決問題等方面效果不佳。學生被動式的接受知識，使得學生學習的積極性不強，熱情參與度不高，導致教師的教學興趣也不強，不利于教學的促進和學生能力的培養[3-4]。

作為智能控制過程中一門核心主干課程，電氣控制的教學應該能滿足社會需求，體現工程化的實際意義，同時較好的促進學生全面發展，電氣控制的教學目標見表1。因此，筆者思考和實踐了電氣控制的教學及評價模式，形成體驗式教學及評價方法。本文對該方法展開介紹，對實施效果進行總結分析，并對后期的進一步改善提出建議。

表1 電氣控制的教學目標

1 教學模式的改變的理論分析

教學分為記憶、理解、應用、分析、綜合及評價6個層次。記憶與理解是基礎能力，應用、分析、綜合及評價是核心能力，也是終極能力，課程改革的目標也主要是針對應用、分析、綜合及評價。而應用、分析、綜合及評價等能力的體現，加上每個學生都有擅長或不擅長的地方，不能單單從單一標準如考試成績來體現學生的綜合能力，或者有些考試成績無法體現，而且簡單的模仿式的實驗設計也無法體現學生整合、靈活運用和轉化知識的能力、創新意識、團隊意識及交流能力[5]。

2 體驗式教學模式的實踐

針對電氣控制設計性、操作性強的特點，本文對課程教學方式進行了改變，主要表現在實踐環節：一是基礎實驗教學中，打破傳統的演示--模擬方式，設計限定型設計實驗教學，開發學生的創新思維，積極引導學生主動思考和自身評價；二是綜合實踐能力培養方面，增設基于科研項目或學生競賽項目的綜合性課程項目環節，靈活應用所學知識解決實際問題，提高學生的學習積極性，了解工程應用背景，開發創新思維和團隊合作能力。

2.1 限定型設計的基礎教學

限定型設計的理念是在有限的環境下突破常規的思維，尋求實現目標的解決方法或者比較優的解決方法。

限定型設計的教學方法的格式為“給定__________,實現__________”，具體有兩種形式：(1) 給定一定數量的實驗材料(電氣元件、導線等)，實現一個目標，要求：在有限的時間內用完所給的實現材料來實現這個目標，材料不能有剩余，也不能多加。(2) 給定數量不限的實驗材料，實現一個目標，要求：在有限的時間內基于高效、環保的理念來實現這個目標，即耗時最少，所用材料最少。限定型設計的教學方式能極大的激發學生的創新思維，打破教材或傳統學習的思維定式，促進學生積極主動學習。

限定型設計的教學方式可以在課堂上實行，也可以在實驗室實行，也可以在課后實行，可以分小組完成也可以個人獨立完成，是一種根據學習目標、學習進度和學生掌握知識的情況靈活調整的學習方法。通過這種教學方法獲得的答案，也許會有很多個正確答案，可以讓學生相互分享思考和設計歷程，吸收和學習別人的思維過程，并進行評價，學會總結和分析。

對于電氣控制這樣一門側重實際操練的課程來說，如果都按照限定型設計的教學方式來演練，按教學大綱設置的內容一一講解，時間是遠遠不夠的。這需要教師改變一下教學思維，根據培養的目標以及學生能力需求，可以講一些創設性不大的基礎性教學或實驗如低壓電氣的功能演示、點動控制電路等采用普通的教學模式，或作為自學內容，或與綜合性項目教學結合在一起進行學習。

科研項目或學生競賽的綜合項目教學模式綜合性項目應具有知識的融合性、可操作性、實際性以及一定的新穎性。融合性體現知識的綜合性，對基礎知識的融合應用，可操作性是指無需深入的專業知識，實際性是指具有工程背景，有實際的工程意義，新穎性是為了能提高學生學習的興趣。結合這些特點，為了使綜合性項目順利進行，本文采用了以下幾個措施：

(1)基礎知識的拓展：綜合性項目需要有扎實的理論基礎有前提，充分體現知識的融合性，除了本課程的基礎知識外，還會涉及到其他課程的基礎知識，所以對于基礎知識的教學不能松懈，而是要進一步強化和拓展。

(2)項目教學時間的設定：可把綜合性項目作為課程設計或者是實驗環節考核項目，由課下在老師的指導下學生自主完成。

(3)設置合適的項目：貼近工程實際和體現知識點的有效融合，提高學生的興趣。

(4)構建合理的項目組織實施方式：以學生為主，教師為輔的形式，團隊及管理都有學生自主設定，目標由教師與學生共同設定，設計過程由學生自主設計完成，過程總可通過課堂、電話和社交平臺等方式與教師保持良好溝通，方便指導。

(5)合理有效的評價和反饋機制：評價主要從知識點的運用形式、思維方式、分析開展過程、決策能力、合作效果、溝通方式、報告的規范性等方面綜合評判。體現學生的貢獻和努力的過程。

以筆者參與的一個關于港口新型起重機設備開發與研制的科研項目為例，描述基于科研項目或學生競賽的綜合項目教學模式案例，針對項目中樣機的研制過程，樣機的電氣控制是必不可少，也是十分重要的一個環節，針對這一環節，結合電氣控制課程，設定了基于科研項目的綜合性項目，其描述如表2。

表2 綜合性項目案例[6]

3 實施效果及分析

筆者從教師、學生；兩個角度分析了體驗式教學模式的實施效果。表3通過教學實施后，師生反饋的對體驗式教學目標完成情況的平均看法。其中A、B、C、D分別表示優良、良好、及格和不及格，H、M、L分別表示效果高于、持平和低于。總體上來說，體驗式教學模式的效果要比普通教學模式的效果好。但是在“發現問題、分析問題和解決問題的能力”和“擁有一定創新思維能力和批評思維”效果不佳。其主要原因是實踐項目的設置在創新和開放方面有所限制，考慮到教學周期教短，教師自身經驗積累不夠，所以綜合性項目設置的不夠全面或者數量不夠，鍛煉效果有所欠缺。

表3 體驗式教學模式的目標完成情況一覽表

表3 體驗式教學模式的目標完成情況一覽表

從表3還可以看出，通過與普通教學模型(講授)相比，體驗式教學模式提高了學生的積極性和學習的參與度，更好的掌握了相應的知識點，并學會應用，并且以團隊的形式進行學習和合作，在完成任務的過程也體驗了樂趣，體驗到了寓教于樂。

4 研究總結

本文對電氣控制體驗式的教學模式進行了研究和實踐。依據教學目標，為促進學生全面發展，實施了以限定型設計和基于科研項目或學生競賽的綜合性項目教學形式，分析了體驗式教學的實施效果。研究認為，創意性的限定型設計教學和良好的實踐項目教學可以促進學生綜合能力和素質的提升，達到教學雙贏的目標。

[1] 吳雪峰,薛銅龍.基于卓越工程師培養計劃的“機械設計”課程設計改革[J].中國電力教育,2013(13):107-108.

[2] 吳 迪,賈鶴鳴,宋文龍.“互聯網+”時代實現教育公平的路徑探索[J].當代教育科學,2016(23):34-37.

[3] 馬志遠,孟金卓,嚴峻鵬.教學互動對教學質量影響的實證分析——基于上海一所地方大學的實證研究[J].復旦教育論壇,2011(2):51-56.

[4] 黨亭軍.大學課堂教學中,教師應當做些什么——對現行大學課堂教學模式改革的思考與建議[J].當代教育科學,2008(15):23-24.

[5] 張 銀.淺談對PBL的研究與思考[J].現代教育技術,2004(3):53-56.

[6] 魯 娟,何永玲,吳彤峰.基于 CDIO 的《 港口電氣設備及控制》 課程設計的改革與實踐[J].高教論壇,2014(4):78-80.