以“學生發展”為中心的電機類課程實驗教學研究與探索

李艷貞 許世有 張 磊 王 莉

（河南工業大學電氣工程學院 河南·鄭州 450001）

《電機學》、《電機與拖動》等電機類課程，是自動化專業必修的專業基礎課。該課程研究的內容理論性強且注重工程實踐，在課程體系里有著非常重要的作用。相關的實驗教學，既是課程教學的重要組成部分，又是培養學生工程實踐能力和自我創新能力的重要環節。如何讓學生愉快高質量完成實驗課，提高實際操作動手能力、分析問題和解決問題能力，本文積極探索了一種實驗教學新模式。

1 改革課前預習模式，充實課前預習內容，將實驗室提前“搬到”學生面前

改革前，《電機學》、《電機與拖動》等電機類實驗課普遍的做法是，將實驗指導書直接發給學生，學生據此寫出預習報告，大部分的學生將實驗指導書中的關鍵內容事先抄一遍，雖然達到了一定的預習效果，但由于不了解具體實驗設備，預習效果僅僅體現在預習報告上，達不到進入實驗室就能做實驗的目的。

改革后的做法是，按教學大綱將實驗項目先行錄制成預習教學視頻，剪輯成若干個單元，制成主題視頻，實驗前至少一周，通過學習通網絡教學平臺將實驗指導書、預習報告和預習視頻作為線上課程資源一起發到學習通上，使學生達到全面預習和自主學習的效果，同時在學習通上進行防拖拽、防窗口切換、原位播放等設置，發布任務點，通過考核通過率數據確保每位學生課前預習和自主學習質量。

實驗教師將實驗指導書、預習報告和預習視頻一起提前發給了學生，避免了學生實驗開始前只有實驗指導書的枯燥無味，同時也盡可能地讓學生做到了實驗前的充分預習。尤其是，預習報告、預習視頻形象生動、趣味性強。預習報告有相關的理論知識問答、實驗原理圖、實驗步驟、數據采集表格和注意事項，預習視頻有實驗室和實驗設備介紹、實驗接線和操作演示、實驗過程注意事項等，融講解、圖片和視頻為一體，內容豐富詳實，既可以重復觀看，使學生在預習時就身臨其境感受到實驗室的真實環境，又對實驗內容有了充分的了解，達到了較充分的預習目的，保證了實驗課的質量。

這種新的課前預習模式，不僅提高了學生對電機類實驗課程的預習效果，增強了學生們自主學習的興趣、主動性和自覺性，而且保證了學生進入實驗室開展實驗操作前的課堂聽課質量和學生的學習效果。

2 建立新的過程評價考核機制，提高課堂效率

為了使實驗教學新模式獲得更好實效，實驗室還建立了新的過程評價考核機制，旨在提高學生實際操作能力的同時，有意識地鍛煉學生自主分析問題和解決問題的能力，提高課堂質量。

過程評價考核機制是將實驗分為三部分進行考核：第一部分，考核課前預習。實驗教師可以通過學習通網絡教學平臺線上通過率數據考核預習報告和預習視頻學習情況。第二部分，考核實際操作。一是將實驗過程分為若干單元，例如分為三相交流電的使用、原理圖接線、實驗前初始狀態檢查、實驗步驟、數據采集等單元，在實驗過程中按單元對學生實際操作能力、分析問題和解決問題能力、數據采集的準確性進行評價和指導，注重引導和啟發學生，確保學生是實驗課堂的主體。二是對重點單元的重點部分進行直接考核；三是設立一個考核實驗，學生需要獨立完成考核實驗的整個過程。第三部分，考核實驗報告。分為課前預習和課后總結兩部分，重點是課后總結部分。

改革前，由于預習效果不好，學生做實驗時對實驗設備生疏，接線、操作不熟練，上課時即使是顯得手忙腳亂但還是做不完實驗，碰到一點問題就認為是儀器的問題，就要老師來解決問題，不會想也沒有時間考慮出現問題的緣由，更顧不上分析問題和解決問題。改革后，由于學生在課前對實驗項目預習充分，教師可以直接在課堂上對實驗項目某些單元直接考核，例如三相交流電源的使用，原來課堂上講解和演示至少需要5分鐘，現在改為1分鐘考核，學生完成的又快又好，提高了實驗課堂效率。

3 開放課堂內容，提高學生分析問題和解決問題的能力，提高實踐課質量

改革前，學生上課都是匆匆接線，匆匆采集數據做實驗，沒有時間思考，也沒有時間分析實驗原理，更沒有時間解決實驗中出現的問題，或者說，學生都是為了完成實驗而實驗，沒有在預習之后提出自己新的見解，預習效果比較差。改革后，通過課前預習模式和建立新的過程評價考核機制，使課堂效率和學生學習質量大大提高。老師也有時間提出一些開放性問題，讓學生討論思考；有時間設置一些“跳一跳”才能夠著的挑戰性難題，讓學生自己解決。同樣，學生也有時間在課堂上提出自己的疑惑，和老師、同學一起探討與驗證。針對每個實驗項目不同的性質特點，特別是設計性或綜合性的實驗項目，老師在課堂上有時間將學生隨機分組進行課堂延伸，共同思考與解決老師提出的問題。在實驗過程中遇到問題要先自行解決，實在解決不了的再尋求老師和同學幫助，大大提高了實驗課質量。

這種開放實驗課堂內容，有利于激發學生的主觀能動性和參與實驗的積極性，有利于培養學生的協作意識和團隊精神，有利于提高學生實驗過程中發現、分析和解決問題的能力，能夠變“要我學”為“我要學”，能夠做到教學相長，實際效果好，發展前景廣闊，應該成為實驗教學發展的必然趨勢。

通過這種實驗教學模式改革，讓學生明白了做實驗的最終目的，還是要增強自身的動手實踐能力；讓學生明白了實驗不僅是檢驗一個學生動手能力高低的標準，更是學生提升專業能力最佳途徑，因此做實驗的時候學生應該拿出自己的專業態度和能力，認真完成各個實驗步驟，不應敷衍了事，在實驗中提高自己的綜合能力，為今后進入社會工作打下堅實的專業基礎。

4 收集反饋學生意見，持續改進教學模式

傳統的實驗教學以老師講解為主，學生聽完按著實驗指導書的步驟一步一步做，根本就不去思考為什么這么做，對實驗過程中出現的現象不理解，在整個實驗過程中，學生完全處于被動的狀態，而現在用的這種新模式更應該不斷地改進。

目前實驗課程組教師通過觀察實驗效果、向學生做問卷調查、微信小程序征求意見等方式，認真對待每一份收集到的反饋建議，并積極地回應。了解學生對于新的教學模式的看法，找出存在的問題和需要改進的地方，提出整改意見，持續改進。如果大部分的學生不喜歡這樣的教學方式，或許是因為新的教學方式學生還不太適應，應該在反饋中尋找一些中立的看法，把問題的重點放在他們身上。這樣的教學方式可以讓學生們更加積極主動地學習，并掌握其中的知識。

本教學改革將信息技術與教育教學進行深度融合，利用好互聯網找到合適的方法提高教育教學的質量。例如，在《電機與拖動》課程教學中，根據不同學生的思維方式，結合思維導圖、對分課程等方式精心設計授課內容，改革授課方式，得到了良好的教學效果。

通過實驗教學模式改革，老師們深深地體會到：教學方式改變之后并不是一成不變的，它會隨著社會的發展而發展，它是一個不斷改進的過程,現在的教學方式僅僅適用于現在，未來它會變得越來越好。自2020年以來，受新冠疫情的影響，僅有線下教學顯然是不行的，線上教學迅速必須走進每家每戶，學生們在家上學，但隨著疫情的減弱，各個學校都陸續地開學，但線上或混合教學卻沒有停止，保障云課堂與線下授課質量實質等效。

從長遠考慮，應該將這種以“學生發展”為中心的電機類實驗課程教育方式持續完善，構建“迭代”式實驗機制，探索實驗課線上+線下混合模式，并實現可持續發展。也只有如此，才可以培養出緊密圍繞應用型本科人才，以“工程實踐”為目標，培養具備較強的分析和解決實際問題的能力、較強的專業實踐能力、一定的創新創造能力、必要的社會適應能力和終身學習能力的應用型本科人才。

5 結語

本文在新工科背景下探索了一種以“學生發展”為中心的電機類課程實驗教學的新模式，用改變課前預習模式、建立新的課堂考核機制和指導方式、開放課堂內容、收集反饋持續改進等內容改變電機類課程實驗教學模式。改變課前預習模式，既能增強學生們自主學習的興趣，又可以提高實驗課堂質量；既能建立新的課堂考核機制和指導方式，又能提高課堂效率。這種實驗教學的新模式，對加強培養“未來新興產業和新經濟需要的是實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型新工科人才”具有重要意義。