電工學遠程互動式教學平臺建設

史艷玲，彭孝東，魏 玉，鄧文劍

（華南農業大學電子工程學院，廣東 廣州 510640）

1 課程特點與現狀分析

電工學是高等院校非電類工科專業的一門專業基礎課，具有較強的基礎性、工程性和實踐性，對培養學生邏輯思維能力、實踐操作能力極創新能力具有極其重要的作用。研究電工學的教學模式與課程建設對于構建符合新時代特色的專業人才培養體系、遵循以人為本的育人理念、踐行立德樹人根本任務、培養合格的社會主義接班人具有重要的意義[1-2]。在傳統課堂教學過程中一直存在著課時縮減、授課班級多、知識點聯系密切、系統性強、師生互動受限等特點[3]。“互聯網+”所帶來的電工學課程的信息化教學模式，加強了教師與學生之間的交流溝通，讓教師能夠及時地了解學生掌握知識的情況，同時滿足學生課堂以外的學習需求[4]。秉承現代教育理念，結合“寬口徑、厚基礎、高素質、重實踐”的人才培養目標，本著以學生為主體，教師為主導的原則，構建遠程互動式教學平臺建設，為緩解理論學時不足，滿足教學需求提供了新的選擇方式。

2 教學平臺建設

在線上教學中以學校在線教育平臺為基礎，進行電工學課程建設，學生可以實現在線視頻學習，在線閱讀資料、在線互動交流、在線作業提交、答疑討論、在線考試等活動。

本課程的線上資源的基本信息模塊主要提供課程介紹、教學大綱、教學日歷和教師信息。課程資源模塊，主要包括電子課件、授課視頻、虛擬仿真、科學前沿、習題講解及答案、答疑討論等豐富的網絡教學資源。

錄制的授課視頻模塊內容包括針對各章節的教學要求、學習要點、難點解釋。比如，在“負反饋類型判斷”這一節內容中，學生總是難以理解，容易忘記判斷規則。現在把典型電路制成微課視頻，列舉相關練習進行判斷，學生根據各自需求多次重復學習，不僅提高了學生對這部分內容的學習興趣，而且為今后的電子方面的學習打下了牢固的基礎。引入虛擬仿真模塊進行實踐教學，是為了突破線下實驗場地的限制，增設虛擬仿真實踐環節，學生不僅可以在身臨其境的場景中進行不同層次的仿真實驗，還可以深入直觀了解電器設備的內部結構。比如，低壓電器交流接觸器，實驗室只能提供實物，不能讓每個學生都拆開低壓電器觀看內部結構，但是運用虛擬仿真軟件，學生可以直觀清晰地看到內部的每一個零件。科學前沿模塊主要是關注科學前沿動態，以新聞熱點為切入點開展智能控制案例講解，比如：智能送藥系統的開發與設計、基于W IFI的遠程無線視頻防控系統、無人機智能物流配送等。當然還可以通過課程資源鏈接獲取與課程相關的最新資訊、MOOC等資源。習題講解及答案模塊是運用錄屏軟件針對每章課后易錯的作業進行錄制及講評，便于學生課后加強理解與鞏固疑難知識點。構建網絡題庫系統提供選擇、填空、問答等不同類型的試題，進行在線測試，批閱，公布成績及答案，導出成績單等。電工學中很多計算題和設計題有很多種解法，由于課堂教學討論時間有限，因此將這些內容放置答疑討論區，學生可以將自己的解題思路、改進的方案或創意作品上傳，這樣激發了學生濃厚的學習興趣及創新意識，相同的題目、設計要求，不同的學生就會有不同的呈現形式，有助于在眾多的呈現方案中優化出最佳方案。

3 線上線下混合式教學的應用

通過教學平臺，采用翻轉課堂、線上線下混合教學模式開展課程教學活動。利用3D全景和虛擬現實技術模擬現場實驗場景，增加人性化交互操作，增強了學生的臨場感和真實感，調動了學生的實驗興趣和積極性，有利于學生實踐能力和創新能力的培養[5]。

以繼電接觸器控制系統為例，教師在“課前”將三相鼠籠式異步電動機的正反轉的虛擬仿真軟件上傳到教學平臺，學生在課前就動手操作，研究如何排除三相異步電動機正反轉控制的故障，比如，當異步電動機只有正轉沒有反轉時，首先用虛擬仿真儀表檢測電機三相繞組的端電壓是否存在故障，然后再按照電路原理圖進行檢查是否接錯線或者斷線。這種理論指導實踐，實踐驗證理論是寶貴的學習機會。在虛擬仿真實驗操作中，避免接觸380V電壓，不用擔心人身安全、設備安全、儀器儀表安全，學生可以設置電路故障，用工具進行故障查找與排除，并更換相關電氣元件，實驗全程都是安全、高效、環保的[6]。學生通過在平臺下載虛擬仿真軟件進行實際操作，觀看教學平臺的授課視頻，提前主動了解一些常用控制電器的符號、工作原理和三相鼠籠式電機的自鎖及正反轉的控制電路。根據自身需求參與答疑區進行討論，這樣才能在課前主動學習，帶著問題走進課堂，主動解決問題，從而保證了教學質量，提高了教學效果。

在“課中”教師運用平臺的學習分析模塊，公布學生課前觀看視頻的學習情況、作業統計分布圖、論壇學生活躍情況、課堂在線測試成績分布圖等，以此督促學生課前在線預習。課堂采用啟發式、討論式等教學方式開展教學，激發了學生的學習興趣。比如，講解異步電動機這個知識點時，先講解基本原理，鼓勵學生討論日常生活中哪些家用電器上用到了異步電動機，最后進行歸納總結。這種教學方法提高學生分析和解決實際應用問題的能力，避免了傳統課堂教師“一堂灌”的教學模式。

“課后”作業的布置、在線測試和課程內容的總結是鞏固課堂教學內容非常有效的手段。布置作業要難度適中、形式多樣。作業布置在通過平臺設定上交截止時間、查看批閱、成績導出及統計等。利用在線測試系統上傳相應章節的習題進行測試。教師會根據學生課堂的掌握程度、作業批改、在線測試和課后討論情況，針對學生難以理解的內容及重要的習題進行解讀錄制，并上傳到的課程資源模塊。此外，通過平臺的調查問卷可以及時收集學生的反饋，了解學生對課程的評價，并以此作為依據進行改進。

4 結語

結合電工學課程的特點，搭建遠程教學平臺，開展教師與學生的線上線下混合式教學，豐富了課堂的教學內容，有利于課堂教學的多元化。在教學實踐過程中，學生反映課堂教學視頻生動有趣，激發了他們對智能控制系統探索的興趣。課后調查表明學生參與虛擬仿真軟件實驗的人數較多，有助于提高他們對實物及實驗的感性認識。這種教學模式，需要教師課前設計形式多樣的教學活動，課后還要關注學生的在線學習動態并及時進行反饋。通過學生的作業和測試情況來看，這種教學模式確實可以在縮減學時的情況下，提高了學習效果。今后還需要教師繼續努力，爭取制作高質量的課程建設，滿足不同層次學生個性化的需求。