“變頻調速技術”教學優化與實踐研究

晁陽, 余娜, 卿笛, 黃林剛

(1.楊凌職業技術學院 機電學院， 陜西 楊凌 712100; 2.西安市科技交流中心， 陜西 西安 710000)

0 引言

微課是國內近年來教育教學改革趨勢下出現的一種新型教學模式[1]，其特點是通過網絡課堂提前講授知識，通過課中實踐內化操作技能。當前越來越多的教育工作者對基于微課的教學模式進行了廣泛深入的研究，取得了大量階段性成果[2]，但該模式在高等職業教育領域中缺乏具體成熟的應用案例，筆者在2017年至2019年對“變頻調速技術”課程進行了基于微課的教學實踐研究，旨在提升教學效果，促進教學改革，探索高職理實一體化教學的新路徑[3]。

1 教學設計

“變頻調速技術”是我校電氣自動化專業及專業群的一門核心課程，它以三菱D700通用型變頻器為對象，向學生講授變頻器各組件功能及動作原理，培養學生設計、安裝、維護、調試變頻控制系統的綜合能力[4]。近幾年該課程已部分實現項目化教學，但在實際教學中仍凸顯出以下問題：第一，課程雖然已有針對高職學生的教材，但仍保留本科教學的知識體系，該知識體系下更多注重的是學生對基本概念的掌握和對各種電力電子器件的認識[5]；第二，課程實踐缺乏對企業相關崗位所需技能的訓練，因此學生在技能方面的提高與社會需求有一定差距[6]。基于“優慕課”的微課教學為該課程的改革提供了嶄新的思路。

微課教學體現了“翻轉教學”的基本理念，在教學實踐中可以做到以學生為主體，激發學生主動學習的興趣[7]。目前國內微課教學的案例較多，大多基于美國“Robert Talbert”模型而構建，這種方式能較好的培養學生主體意識，增強學生自主學習的熱情，非常適合理工科課程教學，因此，本文以該理念為基礎，耦合項目教學特點，提出基于“優慕課”的項目化微課教學模型，如圖1所示。

這個模型中，每一個項目都分五大部分。其中，任務導入、能力要點、基礎知識、任務實施四個部分以微課視頻為載體。通過優慕課使學生在課前自主學習并完成課前測試；課中教師主要講解拓展知識，并針對課前測試中學生的問題和不足進行講授和答疑解惑，同時學生通過實踐訓練內化相關知識并提高技能；課后，學生自行在優慕課上完成每一個項目的課后訓練，教師通過批閱學生課后作業，在下一節課中回顧復習。

圖1 模塊化教學模型

2 模型影響因素分析

微課視頻是課前能力任務解析和基礎知識傳授最普遍的傳授載體，應采用視頻加聲音的方式全屏錄制以此反應準確、完整的變頻控制原理，其最基本的要求是畫面清晰、聲音穩定。Camtasia Studio軟件操作簡單，視頻剪輯編輯功能強大，重點強調和添加字幕效果好[6]，是我們的最優選擇。

優慕課是課前學習階段非常好的工具，優慕課在線教育科技有限公司的最新產品“優慕課V8.1”集成了教學大綱、博客單元等十三個模塊。教師可以將每個項目制作成一個獨立的單元，利用該平臺使學生提前了解每節課的學習內容，提前觀看教學視頻，了解知識難點，以便課中有針對性的講授，利用考試模塊在線考核學生對知識的掌握程度。

課中知識拓展和實踐訓練階段的內容設置應與課前教學任務的知識點保持基本一致并在難度上并適當延伸，原則上使學生能感受到一定的挑戰性，但通過努力卻能完成為宜，實踐訓練難度過大將打擊學生學習信心[7]，過小則使學生沒有新鮮感而產生厭學情緒。

綜上，教學項目、微課視頻、優慕課構成了模型的三要素，如圖2所示。

圖2 模型三要素

3 教學實施

基于“優慕課”的項目化教學設計中，模塊化教學的設計核心是基于過程的有指導探究活動的項目化教學，我們通過調查和分析工作崗位對應的典型工作任務和能力，綜合本課程特點與本專業學生學情后，設計本課程的綜合教學與實踐的各個模塊，以U/F控制為例，如表1所示。

表1 U/F控制模塊單元教學設計總表

以我校電氣自動化技術專業16037班為對象，實施基于理實一體化的模塊化教學。課前將導學文件及授課視頻提前通過優慕課開放，要求自行觀看學習，并結合實驗室開放計劃在實驗室自主操作，詳細記錄遇到的難點。課堂中以下幾個方面體現以學生為主體的個性化教學：第一，在完成實踐任務的過程中，遇到共性的問題，教師在課上統一講解和演示操作并進行總結，使學生提高認識；第二，教師主要在課堂活動中巡視，并針對不同學生的差異化問題一對一指導與總結，轉變學生為教學活動的主體；第三，在實踐訓練中學生相互討論探究組成動態化學習小組，在彼此幫助的同時相互學習借鑒。

4 教學評價

評價主要從學生和教師兩個角度進行。從學生的角度評價，主要通過問卷的形式，調查學生對基于理實一體化的模塊化教學模式的有用度、難易度、目標清晰程度、參與度及適用性的評價，學期末對電氣16037班38名學生進行調查，統計結果，如表2所示。

表2 問卷調查統計結果

可以看出學生對該教學模式的認可度較高。從教師的角度，主要評價該模式的教學效果，將電氣16036班39名學生和電氣16037班38名學生對比，對電氣16036班進行常規教學和實訓，對電氣16037班進行理實一體化的模塊化教學，在學期結束后通過理論考試和實踐考核的形式分別對兩班進行考核，如表3所示。

表3 教學效果統計

可以看出，改革后的學生對理論原理的掌握更加扎實，實踐技能也相對較強。

5 總結

從教學效果的角度來看，通過理實一體化的模塊式教學，首先使學生清晰了解工作崗位對應的技能，和所學內容的知識脈絡，明確了學習和工作目標；其次強化訓練學生掌握了工作需求的技術技能，還通過實踐訓練的方式檢驗和提高了學生對工作原理的掌握程度；再次，使教師的角色從內容傳遞者轉變為學習的教練，使教師有精力和時間與學生交流，并進行針對性和差異化的輔導。這種教學方式充分體現了“以學生為主體、以教師為主導”的教學改革的指導思想，符合培養“懂原理、會操作”的技能型人才的高職辦學原則。