“新工科”背景下農(nóng)業(yè)高校電機(jī)與拖動課程線上線下混合式教學(xué)改革探索與實(shí)踐

摘要：“新工科”建設(shè)背景下，為落實(shí)“教師為引導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教學(xué)思想，貫徹“學(xué)生為中心，成果為導(dǎo)向”的工程教育核心理念，以電機(jī)與拖動課程線上線下混合式教學(xué)探索與實(shí)踐為切入點(diǎn)，引入翻轉(zhuǎn)課堂理念，改變傳統(tǒng)授課模式，從單向式輸出教學(xué)轉(zhuǎn)向多維、立體式教學(xué)模式，滿足學(xué)生個(gè)性化、多樣化的學(xué)習(xí)需求，并融入課程思政資源，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識，提高學(xué)習(xí)效果及知識應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞：“新工科”； 電機(jī)與拖動； 翻轉(zhuǎn)課堂； 混合式教學(xué)

中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2024）05-0135-03

電機(jī)與拖動課程作為高校電氣工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要研究變壓器、直流電機(jī)、異步電機(jī)、同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和工作特性，是一門理論性、工程性及實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程。教育部提出“新工科”建設(shè)戰(zhàn)略，要求高校培養(yǎng)的專業(yè)人才應(yīng)具有對所學(xué)知識的應(yīng)用和創(chuàng)新能力[1-3]。通過對電機(jī)與拖動課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以初步具備設(shè)計(jì)和分析的能力。同時(shí)，在教學(xué)中融入思政元素，能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、探索精神、責(zé)任感和工匠精神，幫助他們學(xué)會運(yùn)用馬克思主義辯證法的觀點(diǎn)，全面科學(xué)地思考問題，并將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際中[4]，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和今后的工作奠定基礎(chǔ)。

1電機(jī)與拖動課程傳統(tǒng)教學(xué)模式分析

1.1教學(xué)方法陳舊

課程主要采用線下教師單向灌輸?shù)慕虒W(xué)模式，課堂上教師結(jié)合板書和多媒體演示方式講授課程知識，課后學(xué)生主要依靠完成教師布置的作業(yè)進(jìn)行復(fù)習(xí)。電機(jī)與拖動課程理論較為深奧且內(nèi)容豐富，限制了課堂上教師與學(xué)生互動交流的時(shí)間[5]，導(dǎo)致學(xué)生上課時(shí)積極性不高，師生之間交流不夠充分。教師難以及時(shí)全面了解全體學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和對理論知識的掌握情況，無法在短時(shí)間內(nèi)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)，影響了課程教學(xué)的高效性。

1.2理論與實(shí)踐脫節(jié)

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，變壓器、直流電機(jī)、異步電機(jī)、同步電機(jī)的理論知識主要注重課堂講解，輔助圖片展示。學(xué)生缺乏真正的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)到的知識無法產(chǎn)出，設(shè)計(jì)理念得不到驗(yàn)證，導(dǎo)致基礎(chǔ)性實(shí)踐教學(xué)的功能難以發(fā)揮[6-7]。

1.3考核方式單一

課程的考核主要依賴于期末閉卷考試成績，導(dǎo)致有的學(xué)生為了通過考試僅在考前短時(shí)間復(fù)習(xí)，考后迅速遺忘，未能真正吸收學(xué)科專業(yè)知識，從而產(chǎn)生負(fù)面的教學(xué)效果。這種考核方法具有一定的片面性，無法對學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行合理評價(jià)，造成學(xué)生實(shí)踐操作部分相對薄弱，缺乏解決實(shí)際工程問題的能力，對后續(xù)學(xué)習(xí)的相關(guān)專業(yè)課程也產(chǎn)生了影響，整體教學(xué)效果不佳[8]。

2電機(jī)與拖動課程教學(xué)改革探索與重構(gòu)

2.1教學(xué)改革探索分析

近年來，隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，在線學(xué)習(xí)成為許多課程教學(xué)改革的重要方向[9]。在國家精品課和國家資源共享課建設(shè)的推動下，電機(jī)與拖動在線開放課程已經(jīng)在東南大學(xué)、哈爾濱理工大學(xué)、華北電力大學(xué)、西安交通大學(xué)和華中科技大學(xué)等高校中開設(shè)。然而，分析學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)效果發(fā)現(xiàn)，在線教學(xué)模式對學(xué)生個(gè)人素質(zhì)要求較高，需要學(xué)生具有主動學(xué)習(xí)的認(rèn)知水平和較高的自控能力，但大多數(shù)學(xué)生存在高棄學(xué)率、低參與度和對新技術(shù)不適應(yīng)等問題[10]。此外，慕課教學(xué)在學(xué)分認(rèn)證和學(xué)習(xí)效果測評上也存在挑戰(zhàn)[11-12]。因此，僅依靠在線教學(xué)手段并不能徹底解決電機(jī)與拖動課程的教學(xué)問題。

混合式教學(xué)模式結(jié)合實(shí)際課堂教學(xué)與在線學(xué)習(xí)，旨在最大化地發(fā)揮兩種教學(xué)模式的優(yōu)勢，以提升教育效果[13]。混合式教學(xué)模式下，教師從單純的知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)活動的引導(dǎo)者與促進(jìn)者，通過精心設(shè)計(jì)線上與線下相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容，確保基礎(chǔ)知識與前沿理論的有效銜接[14]。混合式教學(xué)模式的核心在于強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位，鼓勵他們從被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹剿鳌W(xué)生可以通過線上平臺靈活安排學(xué)習(xí)時(shí)間，根據(jù)個(gè)人的學(xué)習(xí)進(jìn)度和興趣選擇學(xué)習(xí)材料，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)。對在課堂上未能充分理解的知識點(diǎn)，學(xué)生可以在課后通過在線資源進(jìn)行回顧與深化。此外，混合式教學(xué)模式可以整合豐富的在線行業(yè)資源，如最新的研究講座、行業(yè)應(yīng)用案例等。這種即時(shí)的信息獲取拓寬了學(xué)生的視野，為其未來職業(yè)生涯奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[15]；同時(shí)，教師也可以根據(jù)行業(yè)動態(tài)靈活調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，確保時(shí)效性與前瞻性。

2.2基于OBE 理念的教學(xué)模式重構(gòu)

為了更好地培養(yǎng)具備實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的工程技術(shù)人才，課程組基于成果導(dǎo)向教育（Outcomes-Based Education，OBE）理念，對電機(jī)與拖動課程的教學(xué)模式進(jìn)行重構(gòu)，以提高課程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。OBE理念是一種以成果為導(dǎo)向的教育方式，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果來組織教學(xué)[16]。在OBE 理念下，學(xué)生需要明確自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)，并積極參與學(xué)習(xí)過程，以實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)成果的最大化。

電機(jī)與拖動課程不僅要求學(xué)生掌握電機(jī)的基本原理和結(jié)構(gòu)知識，還要求學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作以進(jìn)一步掌握電機(jī)的運(yùn)行特性，并根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)評價(jià)其相關(guān)性能，因此具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性。基于OBE理念明確教學(xué)目標(biāo)，緊緊圍繞工程教育專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)改革教學(xué)內(nèi)容。教師首先明確課程的知識目標(biāo)、能力目標(biāo)和教學(xué)觀念，以學(xué)生為中心，引導(dǎo)學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)過程，發(fā)揮學(xué)生的主體作用；然后根據(jù)課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)，制定知識點(diǎn)分解的教學(xué)內(nèi)容和“理論+實(shí)踐”的教學(xué)方法，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成果最大化；再根據(jù)學(xué)生對理論知識的掌握情況，適時(shí)增加翻轉(zhuǎn)課堂環(huán)節(jié)，將學(xué)習(xí)的主動權(quán)從教師轉(zhuǎn)移到學(xué)生，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動參與、自主學(xué)習(xí)和思維能力培養(yǎng)。學(xué)生課前進(jìn)行線上預(yù)習(xí)，查閱資料；課上按照關(guān)鍵知識點(diǎn)分組討論，起到強(qiáng)化鞏固作用；課后利用線上教學(xué)資源查缺補(bǔ)漏，進(jìn)行線上重點(diǎn)、難點(diǎn)問題討論。同時(shí)，配合電機(jī)與拖動實(shí)驗(yàn)課程，進(jìn)一步提高教學(xué)效果。

2.3課程思政資源分析

電機(jī)與拖動課程以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力為目標(biāo)，在教學(xué)內(nèi)容及方法的選擇和安排上要突出以電機(jī)應(yīng)用為主，注重理論聯(lián)系實(shí)際。將思政元素融入教學(xué)過程中，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、探索精神、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神、責(zé)任擔(dān)當(dāng)和工匠精神，使他們能夠運(yùn)用馬克思主義辯證法，科學(xué)、全面地思考問題，并將所學(xué)課程知識應(yīng)用到實(shí)踐中。

思政資源應(yīng)根據(jù)與課程相關(guān)性原則、符合職業(yè)發(fā)展要求原則、熱點(diǎn)時(shí)事對比原則、注重現(xiàn)實(shí)分析原則、注重家國情懷培養(yǎng)原則，結(jié)合電機(jī)的發(fā)展歷程、所涉及的重大工程和科學(xué)技術(shù)發(fā)展成果、不同的知識點(diǎn)、專業(yè)人才培養(yǎng)特點(diǎn)，挖掘有利于培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)思維方法和思維能力的內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生愛黨、愛國、愛社會主義的深厚情懷，增強(qiáng)課堂的育人效果。任課教師需要多與學(xué)生溝通交流，不僅可以了解學(xué)生對課程知識的汲取程度，還可以敏銳察覺學(xué)生在學(xué)習(xí)和生活中的困難，從而更好地幫助學(xué)生答疑解惑，鼓勵學(xué)生不畏艱難、勇往直前。

3電機(jī)與拖動課程教學(xué)評價(jià)體系構(gòu)建

從學(xué)生層面出發(fā)，全面了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，將學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)結(jié)果結(jié)合，根據(jù)學(xué)生課程參與度及學(xué)習(xí)狀態(tài)，采用層次分析法對各指標(biāo)做加權(quán)處理，構(gòu)建混合式發(fā)展型教學(xué)評價(jià)體系。在電機(jī)與拖動課程線上線下混合式教學(xué)實(shí)踐中，從學(xué)生的角度使用評價(jià)體系評價(jià)混合式教學(xué)情況，并針對存在的問題給出相關(guān)建議；同時(shí)，持續(xù)跟蹤學(xué)生狀態(tài)，在課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、就業(yè)支持等多個(gè)層面，衡量學(xué)生對電機(jī)與拖動課程理論知識的掌握程度和實(shí)際應(yīng)用水平，持續(xù)改進(jìn)混合式教學(xué)效果。教師通過與學(xué)生進(jìn)行交流，了解并反思教學(xué)過程中的不足，以制定下一步教學(xué)計(jì)劃，推動電機(jī)與拖動課程線上線下混合教學(xué)模式改革與實(shí)踐。

4結(jié)語

在“新工科”建設(shè)背景下，依托慕課、QQ群、騰訊會議等線上平臺，系統(tǒng)化構(gòu)建電機(jī)與拖動課程線上線下混合教學(xué)模式（如圖1所示）。

在電機(jī)與拖動課程教學(xué)創(chuàng)新改革中，引入工廠實(shí)物圖片、電機(jī)工作原理視頻等，提高學(xué)生對抽象原理知識的理解能力；結(jié)合學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)結(jié)果評價(jià)，對學(xué)生從知識考查轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰疾椋蝗谌胝n程思政元素，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。通過課程教學(xué)改革，學(xué)生學(xué)習(xí)主動性明顯提升，很多學(xué)生在線上的討論環(huán)節(jié)、小組翻轉(zhuǎn)課堂環(huán)節(jié)表現(xiàn)得非常積極，潛移默化地增強(qiáng)了學(xué)習(xí)動力。教師堅(jiān)持“以成果為導(dǎo)向”的教育理念，依照“以學(xué)生為中心”的原則組織教學(xué)，為形成高質(zhì)量教學(xué)團(tuán)隊(duì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，推動“新工科”背景下電機(jī)與拖動課程教學(xué)效果持續(xù)提升。