祝敏

（貴州師范大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院，貴州 貴陽 550025）

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，工業(yè)控制科學(xué)技術(shù)的日新月異，社會(huì)對(duì)高等工程教育本科人才培養(yǎng)的要求日益提高，為了應(yīng)對(duì)新經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)，從服務(wù)國家戰(zhàn)略、滿足產(chǎn)業(yè)需求和面向未來發(fā)展的高度出發(fā)，教育部提出要開展“新工科”建設(shè)。新工科專業(yè)是以智能制造、云計(jì)算、人工智能、機(jī)器人等用于傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級(jí)改造，相對(duì)于傳統(tǒng)的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，應(yīng)該培養(yǎng)新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)需要的實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才［1］。2017年底，按照“新工科”建設(shè)理念和《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，貴州師范大學(xué)（以下簡稱學(xué)校）及時(shí)調(diào)整電氣工程及其自動(dòng)化本科專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)：立足貴州，面向全國，為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，培養(yǎng)電氣工程領(lǐng)域具有德才兼?zhèn)?、?chuàng)新精神和實(shí)踐能力的基礎(chǔ)學(xué)術(shù)型、應(yīng)用型人才。針對(duì)這一目標(biāo)，學(xué)校修改了電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)傳統(tǒng)培養(yǎng)方案，調(diào)整和完善了專業(yè)課程體系。電機(jī)學(xué)屬于電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門綜合性較強(qiáng)的專業(yè)核心基礎(chǔ)課程［2］，是發(fā)電廠和變電站、電力系統(tǒng)分析等核心專業(yè)課程的基礎(chǔ)，起著承上啟下的關(guān)鍵作用。本團(tuán)隊(duì)針對(duì)以往電機(jī)學(xué)課程教學(xué)中存在的問題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)及實(shí)踐環(huán)節(jié)等進(jìn)行全面的教學(xué)改革，為實(shí)現(xiàn)重新定位的電氣工程及其自動(dòng)化本科專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

一、理論教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化整合，做到有的放矢

電機(jī)學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容必須以新工科建設(shè)思想為指導(dǎo)，以相應(yīng)電氣工程及其自動(dòng)化的培養(yǎng)目標(biāo)為準(zhǔn)繩。電機(jī)學(xué)課程涉及基礎(chǔ)理論知識(shí)多，知識(shí)點(diǎn)比較抽象，需要根據(jù)電機(jī)學(xué)課程內(nèi)容難度合理安排教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)先后順序，讓初學(xué)者的認(rèn)知有一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。需要合理補(bǔ)充與電機(jī)學(xué)相關(guān)的比較難的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)新舊知識(shí)的貫通融合。需要拓展本課程的前沿科技進(jìn)展，符合新工科培養(yǎng)新興科技創(chuàng)新人才的要求。

（一）優(yōu)選教學(xué)內(nèi)容，制定合理的教學(xué)計(jì)劃

電機(jī)學(xué)課程的內(nèi)容多且繁瑣復(fù)雜，從結(jié)構(gòu)原理到運(yùn)行性能及技術(shù)控制，各模塊內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立，卻又有交叉融合，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難以理清頭緒，常常出現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)的混淆和遺漏。為此，在電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)升級(jí)改造中，重新調(diào)整了電機(jī)學(xué)的教學(xué)大綱及計(jì)劃，內(nèi)容分為理論教學(xué)環(huán)節(jié)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。在理論教學(xué)環(huán)節(jié)，將課程內(nèi)容分為“電機(jī)學(xué)Ⅰ”和“電機(jī)學(xué)Ⅱ”兩個(gè)學(xué)期教學(xué)。電機(jī)學(xué)課程是電氣類專業(yè)的傳統(tǒng)課程，已出版的教材版本比較多，內(nèi)容編排側(cè)重點(diǎn)也有所不同，以往都是選定一本教材，按其編排的順序從前往后地教學(xué)。這次教改，科研教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合教學(xué)大綱內(nèi)容和教學(xué)學(xué)時(shí)要求，充分評(píng)估學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)難度，按照循序漸進(jìn)的原則合理分配，重新調(diào)整電機(jī)學(xué)課程內(nèi)容的教學(xué)順序，將電磁學(xué)基礎(chǔ)、變壓器、交流電機(jī)理論的共同問題和異步電機(jī)等作為上學(xué)期“電機(jī)學(xué)I”的教學(xué)內(nèi)容；將同步電機(jī)、直流電機(jī)和控制電機(jī)等作為下學(xué)期“電機(jī)學(xué)II”的教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)過程中再結(jié)合承上啟下的知識(shí)體系，相關(guān)學(xué)科知識(shí)的回顧應(yīng)用，使學(xué)生對(duì)電機(jī)學(xué)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，能夠從入門再到熟練掌握，為后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，采用獨(dú)立成課，同樣分為兩個(gè)學(xué)期開設(shè)，單獨(dú)記學(xué)分，以督促學(xué)生重視提升工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

（二）制作知識(shí)點(diǎn)視頻，供學(xué)生線上查看學(xué)習(xí)

由于傳統(tǒng)《電機(jī)學(xué)》教材內(nèi)容幾經(jīng)改編、課時(shí)壓縮，教材的一些基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容有所刪減，對(duì)初學(xué)者來說，難以在短時(shí)間內(nèi)建立前后知識(shí)體系的聯(lián)系，對(duì)新知識(shí)的理解比較困難。加上電機(jī)學(xué)課程涉及的基礎(chǔ)知識(shí)面廣，包括大學(xué)物理的電磁場分析、高等數(shù)學(xué)、電路原理等，以往的學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，常常難以在短期內(nèi)具備基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)在電機(jī)學(xué)課程中的綜合運(yùn)用能力。如電磁場內(nèi)容，“安培定則”的使用就容易混淆?！鞍才喽▌t”是表示電流和電流激發(fā)磁場的磁感線方向間關(guān)系的定則。但是通電導(dǎo)體產(chǎn)生磁場有直線和螺線兩種情況，右手定則使用的含義又變得不同，電動(dòng)機(jī)采用的是直線導(dǎo)體磁場理論，而變壓器則采用的是螺線電流磁場理論，這就需要培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力。電路知識(shí)在電機(jī)學(xué)中的運(yùn)用也多，如變壓器和電動(dòng)機(jī)就涉及等效電路的構(gòu)建、等效方程及向量圖的繪制等。為此，本團(tuán)隊(duì)制作出與電機(jī)學(xué)相關(guān)聯(lián)的電磁場、電路、高等數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)小視頻，充分利用互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，通過網(wǎng)絡(luò)上傳到學(xué)校的移動(dòng)學(xué)習(xí)通網(wǎng)站課程目錄下，隨時(shí)供學(xué)生查看學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)與專業(yè)學(xué)科知識(shí)的無縫融合。

（三）拓展前沿知識(shí)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的與時(shí)俱進(jìn)

電機(jī)學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容既要符合專業(yè)發(fā)展的需求，同時(shí)也要與現(xiàn)代科技發(fā)展前沿相結(jié)合，才有利于學(xué)生科技創(chuàng)新意識(shí)的建立。同時(shí)隨著永磁材料、電力電子等科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和行業(yè)的發(fā)展，對(duì)新型電機(jī)又提出新的需求，但教材的編寫和出版遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于現(xiàn)代科技的進(jìn)步，這就需要補(bǔ)充諸如無刷直流電機(jī)、永磁同步電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)等新型電機(jī)方面的內(nèi)容，將這些內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)地融入電機(jī)學(xué)課程教學(xué)中，以拓展學(xué)生的知識(shí)面，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)也可以達(dá)到學(xué)生步入工作場所后，能很快適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的要求。但由于教學(xué)課時(shí)不足，這些拓展的知識(shí)只有教師自己去收集最前沿的電機(jī)發(fā)展及新技術(shù)內(nèi)容，編輯制作成教學(xué)視頻上傳到學(xué)校的移動(dòng)學(xué)習(xí)通網(wǎng)站課程目錄下，開放給學(xué)生隨時(shí)學(xué)習(xí)參考，彌補(bǔ)現(xiàn)有教材內(nèi)容的不足。

二、多種教學(xué)手段相結(jié)合，提升學(xué)習(xí)效果

教與學(xué)需要相輔相成，學(xué)得有法，教得有方。由于電機(jī)學(xué)內(nèi)容抽象難理解，教師要在教學(xué)上不斷改革創(chuàng)新，改變以往電機(jī)學(xué)教學(xué)手段的傳統(tǒng)模式。團(tuán)隊(duì)教師應(yīng)結(jié)合課堂教學(xué)采用三維制圖軟件和仿真軟件備課，讓抽象的電機(jī)學(xué)內(nèi)容變得直觀和具體，化解諸如電機(jī)、變壓器結(jié)構(gòu)和電磁場分析等教學(xué)難點(diǎn)。利用校企合作的契機(jī)，采用大量的企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場視頻，使學(xué)生了解電機(jī)的生產(chǎn)及其應(yīng)用場景，同時(shí)也了解電機(jī)學(xué)在大工程領(lǐng)域與其他學(xué)科的交叉融合，培養(yǎng)學(xué)生從多角度去思考問題，從大科技工程領(lǐng)域去理解學(xué)科知識(shí)的發(fā)展及意義。

（一）利用三維制圖和仿真軟件，化抽象為具體

電機(jī)是以電磁感應(yīng)為基本原理，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量或信號(hào)轉(zhuǎn)換的裝置。電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、封閉［3］，對(duì)電機(jī)結(jié)構(gòu)原理和電磁場的分析等知識(shí)點(diǎn)，教師難教，學(xué)生難學(xué)。如三相交流同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理、轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁場、外在機(jī)械能驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)等，學(xué)生無法想象轉(zhuǎn)子和外驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)如何連接，定子上發(fā)出的電又如何引出，這些問題的關(guān)鍵還是對(duì)電機(jī)的結(jié)構(gòu)不了解。利用三維制圖軟件仿真電機(jī)的結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理

學(xué)生能直觀地了解電機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)組成，對(duì)其工作原理的理解就能水到渠成。又如三相交流異步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場如何產(chǎn)生，磁場分布在哪里，全憑想象，學(xué)生更難于理解。利用仿真軟件，仿真出肉眼看不見的磁場分布，如圖2所示。

圖2 交流電機(jī)的磁場分布

通過仿真磁場分布圖，使得電生磁、磁生電等復(fù)雜的抽象理論過程變得直觀和具體，學(xué)生對(duì)交流電機(jī)的發(fā)電和電動(dòng)的原理知識(shí)就容易理解和掌握。同時(shí)，重視理論與實(shí)踐并重、虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合，實(shí)驗(yàn)室機(jī)房對(duì)學(xué)生開放，學(xué)生課后可以親自去仿真制作，體驗(yàn)感更好，學(xué)習(xí)的興趣和熱情更高。

（二）制作企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場視頻，拓寬學(xué)生視野

傳統(tǒng)的電機(jī)學(xué)教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)嚴(yán)重脫鉤，學(xué)生的思維容易禁錮在狹小的專業(yè)空間內(nèi)。其實(shí)，電氣工程問題需要放在運(yùn)用現(xiàn)場中才能構(gòu)建大系統(tǒng)觀，“新工科”理念下培養(yǎng)的工程師，應(yīng)該能在大的科學(xué)空間去觀察、思考問題。如發(fā)電機(jī)需要機(jī)械傳動(dòng)、材料力學(xué)、高低壓配電、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控等多學(xué)科知識(shí)的交叉融合，在電機(jī)學(xué)的教學(xué)中，需要幫助學(xué)生建立多學(xué)科交叉的意識(shí)，養(yǎng)成在多學(xué)科空間觀察、思考問題的習(xí)慣。

團(tuán)隊(duì)利用校企合作的契機(jī)，請(qǐng)企業(yè)工程師錄制生產(chǎn)現(xiàn)場視頻用于教學(xué)。如工業(yè)現(xiàn)場的電機(jī)和變壓器生產(chǎn)視頻，可以幫助學(xué)生很好理解變壓器和電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理；如錄制發(fā)電機(jī)的輸配電現(xiàn)場視頻，能展示發(fā)電、變電、輸電及監(jiān)控等整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行，學(xué)生能清楚了解電機(jī)學(xué)課程在本專業(yè)中的作用，同時(shí)也了解發(fā)電、變電和輸電不是一個(gè)獨(dú)立的行業(yè)個(gè)體，而是需要多行業(yè)、多學(xué)科配合才能完成的大工程，以此拓展學(xué)生的科技視野。團(tuán)隊(duì)將現(xiàn)場錄制的視頻進(jìn)行編輯、加入解說文案等后期制作后，制成教學(xué)視頻，上傳到學(xué)校的移動(dòng)學(xué)習(xí)通網(wǎng)站課程目錄下，供學(xué)生反復(fù)觀摩學(xué)習(xí)。

（三）利用思維導(dǎo)圖工具，梳理繁雜知識(shí)體系

電機(jī)學(xué)作為工科課程，需要采用分析和理解方法去學(xué)習(xí)，但同時(shí)也有大量理解記憶的內(nèi)容。對(duì)初學(xué)者來說，如何將大量的抽象又繁瑣的電機(jī)學(xué)知識(shí)點(diǎn)清晰記住是個(gè)難點(diǎn)。利用思維導(dǎo)圖輔助學(xué)習(xí)，讓記憶不再有難度。

思維導(dǎo)圖是英國心理學(xué)家布贊（Buzan）發(fā)明的，號(hào)稱是對(duì)記憶的革命。它利用邏輯思維結(jié)構(gòu)模式、簡化的知識(shí)體系架構(gòu)、圖形化的輔助，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜知識(shí)體系的歸納和梳理，能更清楚明了地幫助學(xué)習(xí)者對(duì)所要掌握的內(nèi)容進(jìn)行高效記憶［4］。電機(jī)學(xué)課程內(nèi)容多且繁瑣，正好可以利用思維導(dǎo)圖工具進(jìn)行學(xué)習(xí)，以達(dá)到事半功倍的效果。

思維導(dǎo)圖的畫法，首先將知識(shí)體系的核心內(nèi)容提煉出關(guān)鍵詞，如同步電機(jī)；再找到總體的關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)作為二級(jí)關(guān)鍵詞，如同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、額定參數(shù)和電樞反應(yīng)等；再按照內(nèi)容的包含性及邏輯關(guān)系，層層鏈接發(fā)散，最終把所有的內(nèi)容用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)串接起來，把復(fù)雜的知識(shí)體系用一系列關(guān)鍵詞串聯(lián)簡化，變得容易記憶。如，圖3所示的同步發(fā)電機(jī)部分內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)梳理。

圖3 同步發(fā)電機(jī)思維導(dǎo)圖

教師在教學(xué)中用思維導(dǎo)圖講解知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生對(duì)知識(shí)體系有一個(gè)總體的把握，前后知識(shí)點(diǎn)的連貫性變得清晰而容易理解。同時(shí)在教學(xué)中教師不斷引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)思維導(dǎo)圖繪制的邏輯理念，讓學(xué)生在課后復(fù)習(xí)中采用思維導(dǎo)圖把教材上的每一章、每一節(jié)的內(nèi)容繪制出來，構(gòu)建出整體內(nèi)容知識(shí)體系的關(guān)聯(lián)，邏輯清晰便于記憶，學(xué)習(xí)效率得到明顯提高。

（四）建立課程題庫，提供學(xué)習(xí)和檢測平臺(tái)

教育教學(xué)質(zhì)量是新型工程技術(shù)人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)保障，2017年，教育部首次提出“新工科研究與實(shí)踐”項(xiàng)目的設(shè)想，更明確地將“教育教學(xué)的新質(zhì)量”列為新工科五大研究內(nèi)容之一［5-6］。電機(jī)學(xué)教改中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)采用建立學(xué)生訓(xùn)練題庫和期末試題庫的方式，既能促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，又可監(jiān)督教師教學(xué)，從另一個(gè)角度去提高教學(xué)質(zhì)量。大學(xué)應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，不應(yīng)采用“刷題”的模式進(jìn)行學(xué)習(xí)，但通過題目引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)也有其優(yōu)勢。團(tuán)隊(duì)建了一個(gè)涵蓋所有知識(shí)點(diǎn)的“習(xí)題庫”供學(xué)生練習(xí)，學(xué)生帶著問題去查資料，學(xué)習(xí)的深度得到了提高；建了一個(gè)自我檢測試題庫，學(xué)生可以隨時(shí)自己檢查學(xué)習(xí)效果，從而有針對(duì)性地查缺補(bǔ)漏；建了一個(gè)期末考試的試題庫，實(shí)現(xiàn)教考分離，客觀反映教學(xué)質(zhì)量。

1.建立一個(gè)練習(xí)習(xí)題庫

電機(jī)學(xué)內(nèi)容多且繁瑣，以前只有少量的課后書面作業(yè)，題目難以覆蓋全部知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生平時(shí)感覺聽課效果不錯(cuò)，但期末考試的卷面成績卻差強(qiáng)人意。問題在于學(xué)生沒有掌握知識(shí)點(diǎn)的出題方式，對(duì)教材內(nèi)容的考核方式、重難點(diǎn)理解不透。為此，團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)涵蓋電機(jī)學(xué)課程各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)、含參考答案的、題型多樣化的習(xí)題庫。習(xí)題分章節(jié)設(shè)置，方便學(xué)生課后歸類復(fù)習(xí)。建好的習(xí)題庫上傳到學(xué)校的移動(dòng)學(xué)習(xí)通網(wǎng)站課程目錄下，開放給學(xué)生去練習(xí)。學(xué)生在不斷練習(xí)的過程中，學(xué)會(huì)解題的思路和方法，再帶著問題去看資料，學(xué)習(xí)效果明顯改善。

2.建立一個(gè)自我檢測試題庫

為了給學(xué)生提供一個(gè)自我檢測學(xué)習(xí)效果的途徑，團(tuán)隊(duì)利用學(xué)習(xí)通平臺(tái)，建立了一個(gè)自我測試的試題庫，由選擇題和判斷題兩種題型組成，學(xué)生可以在網(wǎng)上自行測試。測試時(shí)題目從題庫隨機(jī)抽取，20～50題為一套試題，滿分100分。測試中每完成一題進(jìn)入下一題，測試結(jié)束提交后系統(tǒng)自動(dòng)判分。通過測試，學(xué)生可以檢驗(yàn)自己對(duì)知識(shí)的掌握情況，同時(shí)了解知識(shí)點(diǎn)的出題形式，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固和把握重難點(diǎn)內(nèi)容。

3.建立一個(gè)期末考試試題庫

課改前，學(xué)校電機(jī)學(xué)課程的期末考試試題由任課教師自主命題。教師出題會(huì)帶有個(gè)人偏好，有時(shí)難免出只與自己教學(xué)中覆蓋的知識(shí)點(diǎn)相關(guān)，同時(shí)難免會(huì)考慮學(xué)生期末考試成績對(duì)自己的影響，教學(xué)和評(píng)價(jià)能否做到全面按大綱要求，全憑個(gè)人師德素養(yǎng)，無法客觀反映教師的教學(xué)質(zhì)量。教師在期末復(fù)習(xí)中或許在無意間有漏題之嫌，學(xué)生也難免會(huì)投機(jī)取巧，無法達(dá)到通過期末考試考查學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。建立了考試題庫，便可從題庫中隨機(jī)抽取考題，實(shí)現(xiàn)教考分離，對(duì)任課教師的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量都提出了更高要求。為避免一個(gè)教師出題的偏好和側(cè)重不同，采取由教研團(tuán)隊(duì)共同研究出題，至少由20套試題組成試題庫，每套試題必須符合教學(xué)大綱的要求，題型多樣，題量適中，突出課程的重難點(diǎn)。要求學(xué)生考試成績有一定的區(qū)分度，有選拔的成分在里面，畢竟部分學(xué)生要用成績高低作為評(píng)獎(jiǎng)評(píng)優(yōu)和推免研究生積分。通過實(shí)施教考分離，教師和學(xué)生的教和學(xué)的積極性有效提高，達(dá)到了以考促教、以考促學(xué)的良性循環(huán)。

（五）利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建智慧教室

學(xué)校采用的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)是學(xué)習(xí)通，前面所有的錄制視頻和課件等學(xué)習(xí)資料均上傳到課程下的資料庫。在教室線下教學(xué)時(shí)，可以從教室進(jìn)入學(xué)習(xí)通平臺(tái)，課堂的教學(xué)課程可以全程錄制，學(xué)生課后可以通過學(xué)習(xí)通平臺(tái)線上觀看回放，溫故而知新。課堂上，學(xué)生可以通過學(xué)習(xí)通平臺(tái)同步打卡，教師不用花費(fèi)時(shí)間點(diǎn)名；可以通過學(xué)習(xí)通平臺(tái)提出問題，教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間實(shí)現(xiàn)良好互動(dòng)，提升課堂教學(xué)效果。同時(shí)，學(xué)生在課堂上回答問題的整個(gè)過程，在網(wǎng)絡(luò)上都留有痕跡，教師可以收集這些記錄，進(jìn)一步量化學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)成績。教師還可以隨時(shí)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)調(diào)用學(xué)習(xí)通上的網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)線下線上有機(jī)結(jié)合、相得益彰，提高課程教學(xué)質(zhì)量。

三、加強(qiáng)學(xué)習(xí)過程考核，改進(jìn)成績?cè)u(píng)價(jià)體系

以往對(duì)學(xué)生電機(jī)學(xué)課程理論部分的考核，由于評(píng)價(jià)體系沒有細(xì)化，學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)無壓力，僅僅停留在求及格的角度考慮，到了期末才開始突擊復(fù)習(xí)，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性不高，學(xué)習(xí)效果不理想。問題的關(guān)鍵在于對(duì)平時(shí)學(xué)習(xí)過程的考核不夠精準(zhǔn)，沒有具體的分?jǐn)?shù)量化。因此，必須制定合理的對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成績的評(píng)價(jià)考核體系。

（一）學(xué)習(xí)平臺(tái)上補(bǔ)充知識(shí)的學(xué)習(xí)成績占總成績的10%

嚴(yán)格量化學(xué)生對(duì)課堂外補(bǔ)充知識(shí)的學(xué)習(xí)。補(bǔ)充的如電磁場分析的視頻、工廠生產(chǎn)線上的視頻、前沿學(xué)科知識(shí)等內(nèi)容，作為平時(shí)學(xué)習(xí)的考核之一。學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)支持視頻學(xué)習(xí)的進(jìn)度和學(xué)習(xí)時(shí)長的統(tǒng)計(jì)。教師可以根據(jù)每學(xué)期的學(xué)習(xí)視頻給予總分?jǐn)?shù)，再根據(jù)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)量給予具體的分?jǐn)?shù)量化，最后統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)平臺(tái)上補(bǔ)充知識(shí)的學(xué)習(xí)成績占總成績的10%。

（二）課堂成績占總成績的10%

嚴(yán)格量化學(xué)生的平時(shí)課堂成績。線下課程與線上學(xué)習(xí)通平臺(tái)的結(jié)合，可以通過課堂網(wǎng)絡(luò)的答題記錄，學(xué)生課堂回答問題的情況，課堂筆記等，量化課堂成績，最后統(tǒng)計(jì)平時(shí)課堂成績占總成績的10%。

（三）書面作業(yè)成績占總成績的20%

嚴(yán)格量化學(xué)生的書面作業(yè)成績。平時(shí)的課堂教學(xué)課后，教師會(huì)留有書面作業(yè)，要求學(xué)生將完成的書面作業(yè)拍照上傳到學(xué)習(xí)通平臺(tái)，這樣既便于教師批改，也便于老師對(duì)學(xué)生作業(yè)的統(tǒng)計(jì)。所有作業(yè)全部量化為分?jǐn)?shù)，最后統(tǒng)計(jì)書面作業(yè)成績占總成績的20%。

（四）期末卷面成績占總成績的60%

期末考試實(shí)行教考分離。從已建成的試題庫中隨機(jī)抽取試題組成試卷，采用閉卷考試，嚴(yán)格公平公正地評(píng)判試卷，最后統(tǒng)計(jì)期末卷面成績占總成績的60%。

四、加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)，培養(yǎng)實(shí)踐和創(chuàng)新能力

工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力是工程技術(shù)人才必備的素養(yǎng)。電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)是電機(jī)學(xué)理論課程的重要教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)［7］，課程教學(xué)目標(biāo)主要是為了讓學(xué)生掌握本專業(yè)中分析和設(shè)計(jì)工程問題所需的電機(jī)學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)和技能，對(duì)電機(jī)有初步的理論分析、電路設(shè)計(jì)、安裝及調(diào)試等能力［8］。加強(qiáng)電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，改變以往只能做驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目情況，將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相結(jié)合，規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核，有效提升學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)效果。

（一）驗(yàn)證和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相結(jié)合

對(duì)于像電機(jī)學(xué)這類實(shí)踐性強(qiáng)的課程，行之有效的實(shí)踐教學(xué)，能把理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，提升學(xué)生分析和解決問題的能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。長期以來，學(xué)校電機(jī)學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備套數(shù)有限且陳舊，內(nèi)容以驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目居多，無法激發(fā)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來學(xué)習(xí)理論知識(shí)的興趣。為此，學(xué)校加強(qiáng)了電機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，配置了符合現(xiàn)代教學(xué)要求的設(shè)備，不僅能開設(shè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生還可以自主設(shè)計(jì)開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。開實(shí)驗(yàn)課之前，教師給學(xué)生通報(bào)本學(xué)期的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃及要求，告知學(xué)生只有做好驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)才能為自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)，以此引起學(xué)生對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的重視，學(xué)生對(duì)待實(shí)驗(yàn)的態(tài)度比教改前明顯改變。對(duì)驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，教師把重點(diǎn)放在引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的熟悉，避免因誤操作而導(dǎo)致設(shè)備損壞和危及人身安全。通過驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生達(dá)到理解實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的目的及意義、了解實(shí)驗(yàn)的流程，熟練操作設(shè)備的效果。對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，教師采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式［4］，引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都有精準(zhǔn)細(xì)化的具體目標(biāo)，要求實(shí)驗(yàn)步驟清晰，設(shè)備配置合理，線路布局正確，確保實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的正確性。同時(shí)，要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作過程必須規(guī)范，允許學(xué)生有失敗的概率，但不允許有誤操作的行為。學(xué)生帶著疑問去做實(shí)驗(yàn)，極大地激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、主動(dòng)實(shí)踐的熱情，可以培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、科學(xué)觀測和分析能力，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)的進(jìn)一步升華。

（二）從理論導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)閱栴}導(dǎo)向設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

以往沒有要求學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致學(xué)生沒有學(xué)習(xí)的動(dòng)力和壓力，對(duì)開設(shè)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多數(shù)采取應(yīng)付了事，導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告流于形式，抄完步驟和數(shù)據(jù)即可。通過教改，要求以問題導(dǎo)向的方式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果與課程理論進(jìn)行對(duì)比，分析實(shí)驗(yàn)的成敗，同時(shí)進(jìn)一步規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式，力求內(nèi)容翔實(shí)。如三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^實(shí)驗(yàn)掌握異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速的方法。理論預(yù)習(xí)要求掌握三相異步電動(dòng)機(jī)有哪些起動(dòng)方法和起動(dòng)技術(shù)指標(biāo)；三相異步電動(dòng)機(jī)有哪些調(diào)速方法；起動(dòng)電流和外施電壓成正比，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和外施電壓的平方成正比在什么情況下才能成立？實(shí)驗(yàn)報(bào)告就以實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象和測出的數(shù)據(jù)分析回答下面的問題：第一，比較異步電動(dòng)機(jī)不同起動(dòng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)；第二，線繞式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入電阻對(duì)起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的影響；第三，線繞式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入電阻對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的影響；第四，由起動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求下述3種情況下的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：外施電壓為額定電壓（直接法起動(dòng)）；外施電壓為額定電壓的1/3（Y-Δ起動(dòng)）；外施電壓為負(fù)載起動(dòng)電壓的1/KA,式中KA為起動(dòng)用自耦變壓器的變比（自耦變壓器起動(dòng)）。最后對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果進(jìn)行分析，是否與理論一致？分析實(shí)驗(yàn)成功或失敗的原因。通過教改引入問題導(dǎo)向式的設(shè)計(jì)、分析和撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，可以提升學(xué)生分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

（三）制定合理的實(shí)驗(yàn)成績?cè)u(píng)價(jià)模式

為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，學(xué)校在電氣工程及其自動(dòng)化本科專業(yè)改造中，修改了電機(jī)學(xué)的大綱和教學(xué)計(jì)劃，將電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)獨(dú)立成課，分兩個(gè)學(xué)期開設(shè)，成績單獨(dú)考核，單獨(dú)計(jì)學(xué)分。教改前，實(shí)驗(yàn)成績?nèi)狈侠韲?yán)格的考核制度，僅以學(xué)生的考勤和實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)定，只要上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告就算完成任務(wù)，很難引起學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的重視，甚至出現(xiàn)學(xué)生互相抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象。針對(duì)存在的問題，在引進(jìn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)成績?cè)u(píng)價(jià)體系進(jìn)行重構(gòu)，將所有開設(shè)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分別考核、實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)報(bào)告分別考核。其中，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)過程完成時(shí)間和完成質(zhì)量占總成績的20%，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)過程完成時(shí)間和完成質(zhì)量占總成績的30%；實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成質(zhì)量占總成績的50%。經(jīng)過近幾屆學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視程度、實(shí)踐能力均有明顯提高。

五、課程教學(xué)改革效果

學(xué)校從本科2018級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)開始，電機(jī)學(xué)課程按照以上的教改方案實(shí)施，經(jīng)過了三屆學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐，取得了以下幾方面的效果：

第一，教師教學(xué)質(zhì)量提升。教師的備課有的放矢，條理清晰。大量的相關(guān)補(bǔ)充資料、錄制的小視頻已建成資料庫，上傳到學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，且資源共享，教師可以隨時(shí)調(diào)用加入課件，使得課堂教學(xué)更豐富生動(dòng)，更有利于教師教和學(xué)生學(xué)。

第二，學(xué)生學(xué)習(xí)效果良好。豐富的教師課堂教學(xué)資源，有利于學(xué)生構(gòu)建完善的知識(shí)體系。課堂教學(xué)的互動(dòng)，有利于激發(fā)學(xué)生積極思考。學(xué)生課后如有疑惑的知識(shí)點(diǎn)，可以隨時(shí)上學(xué)習(xí)通平臺(tái)課程資料庫查看學(xué)習(xí)，讓規(guī)定的課堂學(xué)變?yōu)殪`活的隨時(shí)學(xué)。三屆學(xué)生的期末成績及格率已提高到80%以上。

第三，學(xué)生對(duì)課程的評(píng)價(jià)較高。通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)學(xué)生的匿名問卷調(diào)查，教學(xué)模式和方法等得到了學(xué)生的普遍認(rèn)可，學(xué)生對(duì)課程的評(píng)價(jià)均在良好以上。

總之，團(tuán)隊(duì)秉承高等學(xué)校工程教育改革的理念，即以教師為中心的“傳道、授業(yè)、解惑”的模式，轉(zhuǎn)型為以學(xué)生為中心的“悟道、求業(yè)、生惑”的新模式，以新工科建設(shè)思想為指導(dǎo)，根據(jù)人才培養(yǎng)和課程培養(yǎng)目標(biāo)的需要［9］，從教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容的選取，教師的教學(xué)方法與手段，考核方式等方面入手，不斷進(jìn)行教學(xué)改革，全面提高教學(xué)質(zhì)量，在教學(xué)實(shí)踐中不斷探索與創(chuàng)新［10］，培養(yǎng)出更加符合新時(shí)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求的德才兼?zhèn)?、德學(xué)兼修的復(fù)合型工程技術(shù)人才。