［摘 要］新工科建設(shè)對傳統(tǒng)教育模式提出了新要求，建立以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)體系、完善教育考試制度，仍任重而道遠。在此過程中，需秉持成果導(dǎo)向的工程教育理念，遵循“金課”建設(shè)標準，不斷優(yōu)化課程體系，持續(xù)創(chuàng)新教學(xué)模式，并加強對能力達成目標的評估，以全面深化教學(xué)改革。沈陽理工大學(xué)在變頻控制技術(shù)課程教學(xué)中，積極融合多元教學(xué)理念，緊密對接學(xué)科前沿與國民經(jīng)濟發(fā)展需求，不斷更新知識體系，豐富課程內(nèi)容；通過采用項目驅(qū)動教學(xué)法，融合新技術(shù)，深化學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用，激發(fā)其創(chuàng)新思維；實施差異化施教和全過程多元化考核策略，為新工科背景下打造“金課”提供了創(chuàng)新性的實踐范例。

［關(guān)鍵詞］新工科；多理念融合；變頻控制技術(shù)；創(chuàng)新思維；教學(xué)改革

［中圖分類號］G642.0 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2024）20-0047-05

在新工科背景下，國家對高校教育及學(xué)生學(xué)習(xí)成果提出了更高要求，傳統(tǒng)教育模式已難以適應(yīng)學(xué)科快速發(fā)展的需求，基于OBE（Outcomes?Based Education，成果導(dǎo)向教育）理念的教育模式已成為推動高等教育內(nèi)涵式發(fā)展的重要途徑[1-2]。針對自動化類人才培養(yǎng)的現(xiàn)存問題，一些高校將OBE理念與信息技術(shù)深度融合，從專業(yè)宏觀布局到課程微觀設(shè)計，全方位推進改革與實踐，取得了良好成效[3]。

在當(dāng)前新工科的浪潮中，自動化專業(yè)教育正迎來前所未有的挑戰(zhàn)與機遇。近年來，畢業(yè)要求達成度的評估結(jié)果顯示，學(xué)生能力達成受到了一定程度的制約，主要原因包括：教學(xué)方法單一，缺乏多元化學(xué)習(xí)體驗與挑戰(zhàn)；課程設(shè)置受限，未緊跟實際需求與行業(yè)趨勢；部分學(xué)生受內(nèi)外因素影響，學(xué)習(xí)動力不足，積極性低；部分學(xué)校偏重知識傳授，忽視實踐能力培養(yǎng)，致使學(xué)生在解決實際問題時經(jīng)驗不足。

為順應(yīng)時代需求，必須對教學(xué)內(nèi)容、方法以及模式進行全面改革與優(yōu)化。當(dāng)前教學(xué)面臨三大挑戰(zhàn)：知識、能力與素質(zhì)協(xié)同提升受阻；實驗平臺難以支撐新技術(shù)下的協(xié)同培養(yǎng)；課程評價體系難以精準評估學(xué)習(xí)成效。因此，需通過深化改革與持續(xù)優(yōu)化，有效提升學(xué)生的綜合素質(zhì)與應(yīng)對未來挑戰(zhàn)的能力，培養(yǎng)出適應(yīng)時代發(fā)展需求的優(yōu)秀人才。改革旨在顯著提高自動化專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，并助力他們解決復(fù)雜多變的工程問題。在此過程中，創(chuàng)新與變革是推動自動化專業(yè)教學(xué)改革不可或缺的關(guān)鍵力量[4-9]。

一、變頻控制技術(shù)課程概述

變頻控制技術(shù)課程作為大學(xué)自動化專業(yè)的核心課程，承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生工程能力的重要使命[10]。課程設(shè)計聚焦于構(gòu)建一個開放的分析研究平臺，鼓勵學(xué)生從多維度、多角度深入探究課程內(nèi)容，幫助學(xué)生在深化知識理解的同時，重點培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)、分析及解決問題的能力。課程內(nèi)容緊密對接行業(yè)前沿技術(shù)，采用項目驅(qū)動教學(xué)法，全面契合新工科教育的要求。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生將直接參與理論與實踐相結(jié)合的科研項目，在不斷深化專業(yè)知識的同時，顯著提升實踐創(chuàng)新能力，并激發(fā)創(chuàng)新思維。

以項目為驅(qū)動，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)熱情，促使學(xué)生積極應(yīng)用所學(xué)知識；同時，以最大化知識輸出為目標，強化學(xué)生自學(xué)能力與科學(xué)思維的培養(yǎng)。在新工科背景下，本文深入探索變頻控制技術(shù)課程的教學(xué)改革，融合多元教學(xué)理念，旨在為自動化及電氣自動化等相關(guān)專業(yè)課程的高質(zhì)量發(fā)展提供參考；針對課程現(xiàn)存問題，積極創(chuàng)新教學(xué)理念，并不斷優(yōu)化改革措施，旨在構(gòu)建具備高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的“金課”模式，引領(lǐng)變頻控制技術(shù)教學(xué)邁向新高度。

二、變頻控制技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題

（一）知識、能力與素質(zhì)同步提升受阻

課程設(shè)置存在局限性，未能全面涵蓋相關(guān)領(lǐng)域知識，阻礙了學(xué)生的全面發(fā)展，限制了知識、能力與素質(zhì)的同步提升。變頻控制理論涉及自動控制、電機與拖動等多個領(lǐng)域，需深入探索章節(jié)內(nèi)容，方能揭示其內(nèi)在聯(lián)系。然而，由于課時有限，教師難以詳細講解所有內(nèi)容，部分學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感到較吃力。部分學(xué)生雖掌握了一定理論知識，但難以有效應(yīng)用于解決實際問題。

（二）實驗平臺難以支撐新技術(shù)下的協(xié)同培養(yǎng)

當(dāng)前，實驗平臺面臨硬件資源短缺及技術(shù)水平滯后于新技術(shù)發(fā)展的問題，同時理論教學(xué)與實踐教學(xué)之間存在脫節(jié)。變頻器設(shè)備作為強弱電結(jié)合的典型設(shè)備，其核心依托數(shù)字信號處理器，廣泛應(yīng)用于可編程控制、傳統(tǒng)電氣控制及通信等多個技術(shù)領(lǐng)域，是變頻控制技術(shù)革新的重要驅(qū)動力。然而，隨著科技飛速發(fā)展，變頻器種類日益繁多，若實驗平臺未能緊跟步伐進行升級換代，學(xué)生將難以把握工程實踐的最新趨勢與動態(tài)。

（三）課程評價體系難以精準評估學(xué)習(xí)成效

當(dāng)前課程評價體系尚不完善，過于依賴量化指標，忽視了對學(xué)生實際能力和潛力的全面考量，導(dǎo)致評價結(jié)果既缺乏說服力，也無法為教與學(xué)提供有效指導(dǎo)。評定成績以期末考試為主，雖能檢驗學(xué)生知識掌握程度，卻難以全面評估學(xué)生的實踐操作和問題解決能力，難以精準反映學(xué)生學(xué)習(xí)成效。實際上，實踐操作能夠讓學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于實際，從而體現(xiàn)其創(chuàng)新力和應(yīng)變能力；而平時成績則更能反映學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度與持續(xù)進步，為全面了解學(xué)生情況提供了更豐富的視角。因此，優(yōu)化評價體系，綜合考量多方面因素，對于促進學(xué)生全面發(fā)展至關(guān)重要。

三、新工科背景下變頻控制技術(shù)課程內(nèi)容與成果導(dǎo)向的融合

課程內(nèi)容是實現(xiàn)教學(xué)目標的基本媒介與重要基石。鑒于變頻控制理論應(yīng)用的廣泛性，需構(gòu)建涵蓋經(jīng)典知識與前沿現(xiàn)代控制技術(shù)的模塊體系。針對冗余內(nèi)容，采取遞進式優(yōu)化策略，結(jié)合課程特點革新理論方法，調(diào)整工程系統(tǒng)布局。同時，依托企業(yè)橫向項目和縱向科研課題，不斷補充人工智能、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的新理論、新技術(shù)與新方法，以增強課程內(nèi)容的前沿性和時代性。本文基于立德樹人的根本任務(wù)，以工匠精神為引領(lǐng)，以實際工程項目為實踐平臺，緊密對接行業(yè)崗位需求，遵循圖1所示的建設(shè)思路進行課程體系構(gòu)建。

根據(jù)教學(xué)大綱要求和教學(xué)目標，將課程內(nèi)容劃分為七個知識模塊。每個模塊均聚焦于特定的學(xué)習(xí)內(nèi)容和明確的目標，內(nèi)容安排上由淺入深，強調(diào)理論與實踐的緊密結(jié)合，以確保知識體系的連貫性和系統(tǒng)性。這種模塊化設(shè)計不僅便于學(xué)生預(yù)習(xí)與復(fù)習(xí)，還提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。通過有序?qū)W習(xí)每個模塊的核心知識，學(xué)生能夠更有效地吸收并鞏固所學(xué)內(nèi)容。

其中，模塊一介紹變頻調(diào)速系統(tǒng)的工作原理、基本架構(gòu)，并對變頻器進行分類概述；模塊二介紹變頻控制中的常用PWM技術(shù)、幾種變頻控制理論以及主要的變頻調(diào)速系統(tǒng)的組成、特性和適用場合；模塊三介紹西門子兩個常用系列變頻器的特點和參數(shù)調(diào)試方法；模塊四介紹變頻調(diào)速系統(tǒng)電氣設(shè)備的選擇與安裝；模塊五介紹變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計方法；模塊六介紹基于西門子變頻器的應(yīng)用實例；模塊七介紹教師承擔(dān)的有關(guān)各類電機變頻控制技術(shù)的企業(yè)橫向項目和縱向科研課題。這七個模塊緊密相連，邏輯清晰，系統(tǒng)性強，且極具實用性。

將OBE理念融入變頻控制技術(shù)課程，課程設(shè)計、教學(xué)活動及評估機制均緊密圍繞學(xué)生預(yù)期達成的具體能力成果展開，確保教學(xué)內(nèi)容精準匹配學(xué)生能力提升的實際需求。通過豐富的實踐活動與項目驅(qū)動教學(xué)，讓學(xué)生在模擬真實工作環(huán)境的場景中熟練掌握變頻控制技術(shù)。同時，實施定期評估以追蹤學(xué)生學(xué)習(xí)進展，并根據(jù)評估結(jié)果靈活調(diào)整教學(xué)策略，以有效達成教學(xué)目標，全面增強學(xué)生的綜合能力。

結(jié)合課程內(nèi)容與成果導(dǎo)向，學(xué)生能有效融合理論與實踐，掌握針對實際工藝需求的自動控制系統(tǒng)設(shè)計技能。通過多樣化的實驗活動，學(xué)生將學(xué)會各個組件及系統(tǒng)整體的操作流程與技巧，并熟練掌握實際系統(tǒng)的運行流程。此外，橫向項目著重提升學(xué)生的問題分析與解決能力，使其能夠深入分析實驗數(shù)據(jù)，并靈活應(yīng)用新技術(shù)與新方法?？v向課題的引入旨在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)術(shù)素養(yǎng)，包括鞏固基礎(chǔ)理論、掌握學(xué)術(shù)研究方法，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)知識的濃厚興趣與探索精神，同時增強學(xué)生的職業(yè)責(zé)任感，提升學(xué)生的工作效率。

四、新工科背景下變頻技術(shù)控制項目驅(qū)動與新技術(shù)的融合

項目驅(qū)動式教學(xué)是指教師根據(jù)課程的培養(yǎng)目標設(shè)定相應(yīng)的項目任務(wù)[11]。在項目執(zhí)行過程中，明確的任務(wù)目標為學(xué)生指明了方向，既鼓勵他們獨立探索，又促進了團隊合作與共同進步。項目推進中，理論學(xué)習(xí)與實踐操作并重，強調(diào)技巧掌握與實踐應(yīng)用的重要性，確保項目順利開展。通過系統(tǒng)化的指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生高效運用知識，鼓勵他們積極探索發(fā)現(xiàn)新知并勇于表達見解，從而深化對知識點的理解和掌握。這種教學(xué)方式有效促進了學(xué)生對知識的靈活應(yīng)用，實現(xiàn)了理論與實踐的深度融合，最終將知識內(nèi)化為學(xué)生的個人能力與素養(yǎng)。

項目驅(qū)動式教學(xué)旨在激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)其獨立解決問題的能力，并增強其主觀能動性。項目需滿足以下要求：設(shè)定明確的目標；具有一定的代表性和適應(yīng)性，以準確反映當(dāng)前技術(shù)發(fā)展水平；具備工程實現(xiàn)的可能性和先進性；構(gòu)建有效的協(xié)作機制與健全的考核體系。

項目設(shè)計的核心在于有效融合新概念、原理、方法及實踐案例，以顯著提升學(xué)生對課程價值的感知。項目流程精心規(guī)劃為三個階段：課前準備、預(yù)先授課與項目啟動、項目實施。在課前階段，學(xué)生需預(yù)習(xí)教材、參考書等，初步掌握課程基礎(chǔ)內(nèi)容和學(xué)習(xí)要求。教師則深入講解課程內(nèi)容，明確教學(xué)重難點，并為學(xué)生提供個性化指導(dǎo)。在預(yù)先授課與項目啟動階段，教師運用多媒體等現(xiàn)代教學(xué)手段，詳細介紹課程大綱、教學(xué)計劃，闡明項目目的與意義，并分享研究背景及相關(guān)文獻資料。隨后，根據(jù)學(xué)生能力進行科學(xué)分組，以促進團隊內(nèi)部優(yōu)勢互補，增強團隊效能。學(xué)生根據(jù)項目目標明確任務(wù)分工，啟動協(xié)作模式。在項目實施階段，項目任務(wù)細分為課中和課后兩大部分。課中，學(xué)生運用所學(xué)知識與技能進行有效協(xié)作；課后，則充分利用線上資源和數(shù)據(jù)庫，深化研究，拓寬學(xué)習(xí)邊界。

變頻控制技術(shù)課程內(nèi)容緊密貼合工程實際，融合多學(xué)科知識，其實踐教學(xué)應(yīng)以實際工程項目為主線，旨在引導(dǎo)學(xué)生通過應(yīng)用課程理論知識解決復(fù)雜工程問題。為達成此目標，需引入主動式教學(xué)方法，搭建線上教學(xué)平臺，并開發(fā)虛擬仿真教學(xué)資源，以形成線上線下相結(jié)合的立體化教學(xué)模式。

在教學(xué)實踐中，教師應(yīng)深刻意識到學(xué)習(xí)不應(yīng)局限于教師的知識灌輸，而應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粓鰧W(xué)生主動探索、發(fā)現(xiàn)新知的旅程。這種理念的轉(zhuǎn)變對于自動化專業(yè)的教學(xué)尤為重要。鑒于自動化領(lǐng)域知識更新迅速，學(xué)生XJ/281ddspt63FG4uhZO0A==亟須提升自主學(xué)習(xí)和解決問題的能力，以適應(yīng)未來職業(yè)發(fā)展的需求。

五、新工科背景下課程全方位立體化教學(xué)改革實踐

在新工科背景下，課程改革積極融合多元教學(xué)理念，致力于推動傳統(tǒng)工科向高層次工程創(chuàng)新實踐發(fā)展。以變頻控制技術(shù)課程為例，該課程通過融合多元教學(xué)理念，采用項目驅(qū)動教學(xué)法，針對不同專業(yè)背景的學(xué)生實施差異化施教和全過程多元化考核策略，旨在通過實踐操作深化理論學(xué)習(xí)，并著重培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力。具體而言，教師以課程內(nèi)容為基礎(chǔ)，采用多維度興趣化教學(xué)策略，巧妙地將多媒體PPT與黑板板書相結(jié)合，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其中，多媒體PPT呈現(xiàn)豐富的工程圖像、動畫與視頻，形象直觀地展示現(xiàn)場情況；而黑板板書則用于詳細推導(dǎo)理論公式，助力學(xué)生深入理解。同時，借助遼寧省本科教學(xué)平臺的“交流拖動自動控制系統(tǒng)資源共享課”及智慧樹平臺的“變頻調(diào)速技術(shù)在線課程”，課程實現(xiàn)了基礎(chǔ)知識的全面覆蓋與靈活傳授，有效拓展了教學(xué)空間與資源獲取渠道。為激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)潛能，課程適度增加了學(xué)習(xí)挑戰(zhàn)，融入豐富的實踐項目與案例分析于自動化專業(yè)課程中，讓學(xué)生在解決實際問題的過程中深化學(xué)習(xí)，同時提升問題解決能力和實踐操作技能。此外，課程全面加強了課堂互動性，通過小組討論、案例分析、實驗演示等多種教學(xué)形式，鼓勵學(xué)生積極參與，促進思維碰撞與團隊協(xié)作，進而有效提升學(xué)習(xí)效果與溝通能力。最終，構(gòu)建“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式，該模式不僅限于傳授知識，更側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與實踐能力。通過項目實踐與科研訓(xùn)練，學(xué)生在實踐中不斷探索與發(fā)現(xiàn)，將所學(xué)知識內(nèi)化為個人能力與素養(yǎng)，實現(xiàn)了知識傳授與內(nèi)化的有機結(jié)合。

為了優(yōu)化變頻控制技術(shù)課程的考核體系，應(yīng)摒棄僅依靠考勤與期末試卷的傳統(tǒng)方式，轉(zhuǎn)而采用更為全面的過程性考核機制。此改革旨在更準確地評估學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，同時確?？己藘?nèi)容的多樣性與公平性。鑒于變頻控制技術(shù)課程融合了豐富的理論知識與多樣的實踐操作，其設(shè)計初衷在于全面提升學(xué)生的綜合能力，單一的考核方式顯然無法全面、準確地反映學(xué)生的真實學(xué)習(xí)水平。通過綜合考量學(xué)生的出勤情況、課堂表現(xiàn)及作業(yè)完成情況等多個維度，能夠更全面地評估學(xué)生的學(xué)習(xí)成效與能力，這樣的考核體系更加符合變頻控制技術(shù)課程的教學(xué)目標和特點。因此，根據(jù)課程性質(zhì)，本文提出“整合考核評價”方案，具體考核內(nèi)容及相應(yīng)占比詳見表1。

六、結(jié)語

在新工科背景下，本文深入探討了沈陽理工大學(xué)變頻控制技術(shù)課程如何在學(xué)生培養(yǎng)中實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的變革。針對變頻控制技術(shù)課程教學(xué)中的現(xiàn)存問題，本文提出了基于多理念融合的課程系統(tǒng)改革方案，將課程內(nèi)容與成果導(dǎo)向、項目驅(qū)動與新技術(shù)相融合，全面推行立體化教學(xué)改革實踐。具體而言，本文采用項目驅(qū)動教學(xué)法，實施差異化施教和全過程多元化考核策略，旨在持續(xù)、有效地追蹤與評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，緊跟國家戰(zhàn)略與行業(yè)需求，致力于培育既具備扎實專業(yè)基礎(chǔ)又擁有豐富實踐能力的高素質(zhì)人才，以滿足社會發(fā)展的需求。為此，各高校應(yīng)積極drj0V4pvHw/aOFh9BBoRShArKuku180Le6H+RlZeZlg=推動教學(xué)改革，不斷提高教學(xué)質(zhì)量，以更好地適應(yīng)新時代的發(fā)展要求。

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［責(zé)任編輯：梁金鳳］