黃敏 劉洪霞 陳豐 張華

摘要：互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展以及各種教學模式的探索和信息化教學平臺的建設，為機電傳動與控制課程的教學模式的改革奠定了基礎。本文結合本課程的實際教學情況和指導學生的經(jīng)驗，將混合式教學模式引入本課程的教學中，引導學生積極主動地學習，改善教學效果，為培養(yǎng)高水平應用型機械電子工程專業(yè)人才提供支撐。

Abstract： With the development of Internet technology， the exploration of various teaching modes and the construction of information-based teaching platform have laid a foundation for the reform of teaching mode of electromechanical transmission and control course. In this paper， combined with the actual teaching situation of this course and the experience of guiding students， the blended Teaching mode is introduced into the teaching of this course， which can guide the students to study actively， improve the teaching effect， and provide support for the cultivation of high-level applied mechanical and electronic engineering professionals.

關鍵詞：混合教學;教學模式;機電傳動;步進電機

Key words： blended teaching;teaching mode;electromechanical drive;stepper motor

中圖分類號：G423.07? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）02-0253-02

0? 引言

《機電傳動與控制》課程所介紹的電動機知識被廣泛用于汽車、內(nèi)燃機等領域;涵蓋較多電機的工作原理、公式推導及相關概念，較抽象，且涉及學科較多，包含電磁學（如恒定磁場、旋轉(zhuǎn)磁場、脈動磁場等相關概念），電力電子技術（如整流、逆變、脈沖寬度調(diào)制等電路的理解），機械工程控制基礎（如閉自動環(huán)控制系統(tǒng)、PI調(diào)節(jié)器等），電機學（各種電機的結構與原理），電動機的機械特性及電力拖動等概念與方法，繼電器-接觸器控制電路，主要教學目的是使學生掌握電機原理及其拖動控制系統(tǒng)等基礎理論，學會用各種電機、電器、電子元器件、檢測元件及電子計算機按一定規(guī)律設計控制系統(tǒng)，[1]培養(yǎng)學生在復雜機電系統(tǒng)中相關問題的工程思維方法和工程應用能力。

目前主要還是教師講學生聽的方式，學生學習的積極主動性不高;鑒于互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)+教育的推廣，混合式教學應運而生并迅速得到廣泛的應用，什么是混合式教學？混合式教學理念強調(diào)將面對面講授式課堂和線上學習相結合，借助適當?shù)拿襟w技術，提供與教學目標相契合的資源和活動，從而取得最優(yōu)化的教學效果。[2]混合式教學是指在適當?shù)臅r間，通過應用適當?shù)拿襟w技術，提供與適當?shù)膶W習環(huán)境相契合的資源和活動，讓適當?shù)膶W生形成適當?shù)哪芰Γ瑥亩〉米顑?yōu)化教學效果的教學方式。[3]

本文結合我校機械電子工程專業(yè)機電傳動與控制課程的教學現(xiàn)狀，充分考慮本校學生的學習基礎與專業(yè)培養(yǎng)計劃，利用信息化時代豐富的網(wǎng)絡資源，運用智慧教學工具——超星學習通輔助教學，將混合式教學模式運用到本課程中。

1? 基于學習通的混合式教學實踐

混合式教學是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下的一種新型教育形式，也是信息化時代教學改革的發(fā)展趨勢[4]?；旌鲜浇虒W的實施可以分為課前、課中、課后三個階段。

1.1 教學準備

第一，明確課程地位。機電傳動與控制課程作為我校機械電子工程專業(yè)的專業(yè)核心課，是機電系統(tǒng)與機電系統(tǒng)控制實現(xiàn)的紐帶，對于學生掌握機電傳動與控制的專業(yè)知識、培養(yǎng)學生分析和解決實際工程中機電一體化問題的工程應用能力，具有不可替代的作用。然而學生在學習了本課程后，反映最多的一個問題就是知識點多，且知識點之間聯(lián)系很少，知識點都是孤立存在的，很難舉一反三活學活用。因此讓學生知道本課程所學知識點與該專業(yè)其他課程之間的聯(lián)系，了解整個課程的知識點體系是非常有必要的。第二，修訂教學大綱，優(yōu)化教學內(nèi)容。首先，我校機械電子工程專業(yè)課程大綱要求介紹的電機知識較傳統(tǒng)老舊，沒有結合時代發(fā)展的新動向，一些內(nèi)容較簡單如直流電機的結構與工作原理，在網(wǎng)上有很多高質(zhì)量的學習資源，包括慕課視頻，學生可以通過自學掌握這部分知識，教師準備一些相關的客觀題檢測學習效果，再根據(jù)檢測結果有針對性地詳細講解個別難點;其次，對機械電子工程專業(yè)的學生而言，主要研究對象是生產(chǎn)機械中的電動機，掌握電動機的原理并根據(jù)實際情況合理選用控制方法即可，其他如整流、逆變及PWM等相關內(nèi)容，則可以有選擇地了解學習。因此教學大綱的更新修訂和課程教學內(nèi)容的優(yōu)化，讓本課程各知識點之間更具有邏輯性，也更便于學生對知識點的理解及應用。第三，優(yōu)化多媒體課件，豐富課程資源。課件作為課堂教學描述知識的手法，在教學中占據(jù)著重要的地位，它起著連接教師與學生的作用：教師將課件表示出來的概念、圖形、公式、特性曲線等知識有機地連接起來，通過講解， 將其孕育的知識與理論傳遞給學生。[5]學生跟著課件理解教師的講解，通過練習或?qū)嵺`將知識點內(nèi)化。除了多媒體課件外，與課程相關的學習資源如例題習題的分析解答可以錄制成短視頻上傳學習通，學生則可以根據(jù)自己的學習情況隨時查看不懂的內(nèi)容。因此在課程內(nèi)容優(yōu)化的基礎上，更新多媒體課件、完善課程配套資源是必要的。

1.2 課前導學

教師要按照課程內(nèi)容要求，借助線上信息化教學資源，如中國大學MOOC平臺的優(yōu)質(zhì)資源，進行資源的整理與篩選。利用超星學習通發(fā)布課前學習資源，如步進電機的基本結構和工作原理的演示視頻、動畫、課件PPT、學習要求或注意事項等。

根據(jù)教師發(fā)布的學習要求，學生完成教師發(fā)布與教材內(nèi)容相關的學習任務。線上學習結束后，學生完成教師發(fā)布的測驗并提交。學生通過課前導學預習本節(jié)學習內(nèi)容并檢測對本節(jié)知識的認知水平;而教師則通過線上測驗掌握學生的學習情況，如此有利于提高課堂教學的效率。

1.3 課中探究

根據(jù)預習內(nèi)容測驗的結果，教師在課堂上與學生積極討論，解決不懂的問題。采用這種學習方式，學生能夠積極思考，及時發(fā)現(xiàn)沒有弄明白的知識點，也可以隨時提出自己的疑問。因此在整個教學過程中，學生在教師的引導下是帶著問題去學習，也在不斷的發(fā)現(xiàn)新的問題;整個教學過程充分調(diào)動了學生的能動性，有助于培養(yǎng)學生自主探索問題的能力，同時樹立對學習的自信。

1.4 課后輔導答疑

互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為教育帶來了豐富的交流渠道，由單一的線下交流變?yōu)榫€上、線下多途徑交流，這為教師和學生提供了更多的互助溝通的機會，提高了學生的表達能力。學生還可利用信息技術收集整合知識、充分思考。

2? 課程考核方式的構建

根據(jù)工程教育專業(yè)認證的要求，課程組對本課程的考核方式進行了調(diào)整并在持續(xù)改進中;以考核學生能力培養(yǎng)目標的達成為主要目的，以檢查學生對各知識點的掌握程度和應用能力為重要內(nèi)容，包括平時成績、實驗成績和期末成績?nèi)糠?，平時成績包括考勤、課堂活動、作業(yè)和隨堂測驗等環(huán)節(jié)，實驗成績包括實驗過程和實驗報告考核環(huán)節(jié)，期末成績包括期末考試環(huán)節(jié)。相應地，課程總評成績由平時成績、實驗成績和期末成績?nèi)糠旨訖嘟M成，各環(huán)節(jié)成績與總評成績均為百分制，在總評成績中，平時成績、實驗成績和期末成績所占的權重分別為30%、10%和60%。并將本課程的教學目標分解為以下子目標：

目標1：掌握機電傳動系統(tǒng)的運動方程式及其含義;掌握幾種典型生產(chǎn)機械的負載特性;掌握機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件，并學會分析、判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點;培養(yǎng)學生分析、判斷機電系統(tǒng)運行狀態(tài)的能力;

目標2：掌握直流電機、交流電動機、控制電動機的基本結構、原理、機械特性以及相關分析與計算;掌握各類電動機啟動、調(diào)速、制動的常用方法以及每種方法的優(yōu)缺點和應用場所;掌握運用機械特性的四個象限分析交、直流電動機運行狀態(tài)的方法;培養(yǎng)學生根據(jù)實際情況及電機運行特性，合理選用、使用電動機的能力;

目標3：掌握繼電器—接觸器控制線路中基本控制環(huán)節(jié)的構成和工作原理;培養(yǎng)學生分析較復雜的控制線路、設計一些較簡單控制線路的能力;

目標4：掌握晶閘管的基本工作原理、典型整流電路的工作原理及其特點;理解逆變與脈寬調(diào)制的工作原理、用途和控制;掌握交、直流自動調(diào)速系統(tǒng)中常見基本環(huán)節(jié)，常用反饋環(huán)節(jié)的作用、特點及適用場所;培養(yǎng)學生根據(jù)生產(chǎn)機械的特點和要求合理選擇使用機電傳動控制系統(tǒng)、能夠處理實際生產(chǎn)中控制系統(tǒng)運行問題的能力;

目標5（育人目標）：機電傳動與控制是一門理論與工程實際相結合的學科，在教學過程中融入思政元素：一是通過介紹機電傳動與控制對智能制造產(chǎn)業(yè)的重要性、戰(zhàn)略性，加深學生對本所學專業(yè)和課程的榮譽感和使命感;二是通過介紹國內(nèi)外當前的差距以及一些熱點事件，喚起學生的憂患意識、科技報國熱情和擔當意識;三是通過介紹國內(nèi)一些先進團隊、先進個人的事跡來培養(yǎng)樹立學生的民族自尊心和自信心。本課程的育人目標概括為“時代召喚使命，責任需要擔當”。課程目標與考核環(huán)節(jié)的對應關系如表1所示。

其中，考勤每次0.5分、課堂活動包括提問、討論、隨堂練習等由學習通記錄、作業(yè)每次0.5分、測驗由學習通發(fā)布每次5分。各考核環(huán)節(jié)所占分值比例也可根據(jù)教學安排進行調(diào)整，建議值及考核細則如表2所示。

課程目標達成度評價包括課程分目標達成度評價和課程總目標達成度評價，具體計算方法如下：

3? 總結

本課程的混合式教學還在摸索階段，在教學和課程考核方式等環(huán)節(jié)的設計仍存在一些問題，如教學設計方案細節(jié)上不夠具體、考核評價方式不夠多元化、教師借助信息技術進行教學模式創(chuàng)新的能力等，還有待改進;此外，混合式教學的開展還應結合學生的實際情況進行量身定制，才能充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術的優(yōu)勢，調(diào)動學生學習的主動性和積極性。

參考文獻：

[1]王班，馮長水，李冰茹.《機電傳動與控制》教學問題分析及改進措施[J].教育教學論壇，2018（18）：249-251.

[2]李逢慶.混合式教學的理論基礎與教學設計[J].現(xiàn)代教育技術，2016，26（9）：18-24.

[3]王玲玲.基于混合式教學的普通高校綜合英語課程設計[J].管理觀察，2017（27）：111-112.

[4]李萍.基于任務驅(qū)動的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式應用研究——以大學計算機基礎課程為例[J].陜西學前師范學院學報，2017，33（5）：71-75.

[5]黃榮瑛.基于教學大綱制作"機電傳動與控制"課件[J].北京航空航天大學學報（社會科學版），2008，21（2）：74-76.