郝妮妮 楊俊茹 谷明霞 劉華偉

摘 ?要 在課程建設(shè)與應(yīng)用共享，促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，引導(dǎo)、激勵(lì)教師開展課程教學(xué)模式改革的大潮下，對機(jī)電傳動控制課程進(jìn)行教學(xué)改革創(chuàng)新。針對本課程定位，分析傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題，提出該課程混合式教學(xué)模式的建設(shè)策略，形成網(wǎng)絡(luò)課堂和實(shí)體課堂相融合的e時(shí)代“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下機(jī)電傳動控制混合式教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞 機(jī)電傳動控制;混合式教學(xué);在線開放課程;MOOC;SPOC;實(shí)驗(yàn)設(shè)備;翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類號：G642.0 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）11-0093-03

1 前言

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)側(cè)重知識傳授，導(dǎo)致理論與實(shí)踐脫節(jié)，課堂教學(xué)遠(yuǎn)不能滿足課程培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)要求。改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，探索適合于能力培養(yǎng)的課堂教學(xué)方式方法，對提高機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力具有重要意義。教師如何教？學(xué)生如何學(xué)？如何達(dá)到學(xué)以致用？高校教育如何與社會需求結(jié)合，讓學(xué)生完成從學(xué)校人到社會人的跨越、升級？如何實(shí)現(xiàn)樂教樂學(xué)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中受到啟迪？在線開放課程是解決以上問題的一種途徑。學(xué)生可以自己管理時(shí)間、自主學(xué)習(xí)，教師可以因材施教，提高教學(xué)效率，建立“問題—理論—應(yīng)用”的混合式教學(xué)模式，達(dá)到面向問題、面向應(yīng)用、面向工程及解決工程實(shí)際問題能力。因此，迫切要求結(jié)合機(jī)械專業(yè)特色和人才培養(yǎng)需求，在移動互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代背景下，利用移動互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)資源開展基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的機(jī)電傳動控制課程教學(xué)改革，實(shí)現(xiàn)將在線教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)優(yōu)勢有機(jī)結(jié)合的一種線上+線下的教學(xué)模式，可以將學(xué)生的學(xué)習(xí)由淺到深地引向深度學(xué)習(xí)，達(dá)到有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)的深度[1-2]。

2 機(jī)電傳動控制課程定位

機(jī)電傳動控制課程是機(jī)械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，涉及數(shù)學(xué)、物理學(xué)、電子學(xué)、控制理論等多方面知識，是機(jī)電一體化人才所需電知識結(jié)構(gòu)的軀體，是機(jī)電結(jié)合的紐帶，因此，該課程一直被全國高等院校機(jī)械工程類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會指定為機(jī)械工程類專業(yè)的主干技術(shù)基礎(chǔ)課。課程主要講解機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)、直流電機(jī)的工作原理及特性、交流電機(jī)的工作原理及特性、控制電動機(jī)、繼電器接觸器控制、直流調(diào)速系統(tǒng)、交流調(diào)速系統(tǒng)、可編程控制器技術(shù)等內(nèi)容。課程力求突出機(jī)電結(jié)合、電為機(jī)用的特點(diǎn)，其理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)，是直接為工程設(shè)計(jì)服務(wù)的一門學(xué)科。在教學(xué)過程中要求學(xué)生掌握基本理論的同時(shí)，更要注重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、工程設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生分析問題、解決問題的實(shí)際能力。通過本課程的教學(xué)，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)以及畢業(yè)后能運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行生產(chǎn)或從事相關(guān)的科研工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，對培養(yǎng)機(jī)電復(fù)合型、拔尖創(chuàng)新型人才具有重要作用。

本課程學(xué)習(xí)目標(biāo)主要包括九個(gè)方面的內(nèi)容：

1）掌握常用電機(jī)、低壓電器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)及其正確選擇、使用方法;

2）掌握常用電機(jī)的基本工作特性、機(jī)械特性，電動機(jī)的啟動、調(diào)速、制動的原理和方法;

3）掌握機(jī)電傳動系統(tǒng)動力學(xué)計(jì)算;

4）掌握繼電器接觸器控制典型電路的工作原理及線路設(shè)計(jì);

5）具有設(shè)計(jì)電器控制設(shè)備控制線路的能力;

6）掌握常用電力電子器件和常用的電力變換電路;

7）培養(yǎng)學(xué)生搜集資料、閱讀資料和利用資料的能力;

8）通過實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)實(shí)踐，具備設(shè)計(jì)和實(shí)施工程實(shí)踐能力，正確認(rèn)識個(gè)人與團(tuán)隊(duì)關(guān)系，提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力;

9）鍛煉對復(fù)雜工程問題獨(dú)立進(jìn)行分析和解決的能力，培養(yǎng)溝通交流能力、組織管理能力。

3 課程傳統(tǒng)的教學(xué)模式存在的問題

課堂教學(xué)學(xué)時(shí)少，難以完成教學(xué)目標(biāo) ?傳統(tǒng)的教學(xué)模式雖符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，便于教師控制教學(xué)節(jié)奏和師生之間的直接交流，但對于一些抽象、機(jī)理復(fù)雜等教學(xué)知識點(diǎn)很難講解清楚，如果課上播放視頻或者動畫，又浪費(fèi)時(shí)間，降低教師的教學(xué)效率。山東科技大學(xué)機(jī)電傳動控制課程所選的國家規(guī)劃教材是按90個(gè)課程學(xué)時(shí)編寫的，內(nèi)容基本概括了當(dāng)前機(jī)電傳動控制系統(tǒng)中常用的元器件、各種典型電路和各種典型控制系統(tǒng)，基本滿足機(jī)電一體化人才所需的強(qiáng)電控制知識。但隨著教學(xué)改革的深入，機(jī)電傳動控制課程和其他專業(yè)課一樣，教學(xué)課時(shí)被極大縮減，縮減后僅為36學(xué)時(shí)，存在教學(xué)內(nèi)容多、課時(shí)少的矛盾，嚴(yán)重影響教學(xué)任務(wù)的順利完成和教學(xué)目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。

教學(xué)模式不是以學(xué)生為本 ?在教學(xué)觀點(diǎn)上，不是以學(xué)生為本，而是以知識為本，主要立足于向?qū)W生灌輸一定的知識，對學(xué)生的培養(yǎng)僅僅局限在知識的傳授上，而忽略了學(xué)生的全面發(fā)展。授課過程中多是以教師為中心，始終是教師講、學(xué)生聽，滿堂灌、注入式，學(xué)生沒有自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的空間。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)少，內(nèi)容創(chuàng)新性不夠 ?課程總學(xué)時(shí)數(shù)為36學(xué)時(shí)，其中課堂教學(xué)32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)四學(xué)時(shí)，課程設(shè)置仍保留傳統(tǒng)重理論、輕實(shí)踐的模式，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作和動手機(jī)會少。課程大部分實(shí)驗(yàn)主要是認(rèn)識性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，對于每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，不需要學(xué)生提前思考和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，他們只需按照教師的詳細(xì)指導(dǎo)，照抄般完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。在整個(gè)過程中，學(xué)生處于被動盲目的狀態(tài)，創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力得不到充分發(fā)揮[3]。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備不能滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要 ?由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備價(jià)格較高，學(xué)科經(jīng)費(fèi)有限，實(shí)驗(yàn)室中許多實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量較少或缺失，出現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)總是八九人為一組，共用一臺實(shí)驗(yàn)設(shè)備，僅個(gè)別學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)，大部分學(xué)生僅能看而不能親自動手操作。

考核不夠全面 ?在考試方法上，主要引導(dǎo)學(xué)生死記硬背，以考試分?jǐn)?shù)確定學(xué)生的優(yōu)劣，束縛了學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力。

4 機(jī)電傳動控制在線開放課程建設(shè)的特色

采用混合教學(xué)模式，加強(qiáng)教師與學(xué)生之間的互動 ?傳統(tǒng)的課堂授課模式，師生之間互動相對較少，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)效果不理想。在本開放課程中，采用基于MO0C/SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，以學(xué)生為主，加強(qiáng)師生互動，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

采用節(jié)點(diǎn)式結(jié)構(gòu)的教學(xué)進(jìn)度設(shè)計(jì)，方便后續(xù)更新與維護(hù) ?采用知識點(diǎn)結(jié)構(gòu)式教學(xué)進(jìn)度設(shè)計(jì)，方便線上+線下混合式教學(xué)及后期更新與維護(hù)。對每個(gè)知識點(diǎn)采用不同的展示方法，主要有視頻錄像、動畫、圖片、影像、工程案例、文檔資料PDF等，在此基礎(chǔ)上不斷豐富核心教學(xué)資源及輔助教學(xué)資源。

資源庫的建設(shè)遵循學(xué)習(xí)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)深層次學(xué)習(xí) ?結(jié)合機(jī)電傳動控制課程的最新發(fā)展需求，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容建設(shè)和促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)知教學(xué)活動的設(shè)計(jì)。對于教學(xué)視頻、課堂討論、問題測驗(yàn)、作業(yè)題、試題庫、案例庫、考核評價(jià)等拓展資源的課程學(xué)習(xí)所需要的圖文資料，通過設(shè)計(jì)情境中學(xué)、接受中學(xué)、聯(lián)系中學(xué)、比較中學(xué)、反思中學(xué)、交流中學(xué)、重構(gòu)中學(xué)、創(chuàng)造中學(xué)等不同層次的學(xué)習(xí)活動，促進(jìn)學(xué)生從接受到參與再到貢獻(xiàn)，實(shí)現(xiàn)深層次的學(xué)習(xí)投入。

注重學(xué)生的自學(xué)能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng) ?課程將機(jī)電傳動控制的最新發(fā)展及最新理論融入教學(xué)中，更新現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建機(jī)電傳動控制教學(xué)體系。加強(qiáng)在線講解與課下自學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式，提高學(xué)生的自學(xué)能力;通過設(shè)置相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，注重學(xué)生的實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

5 混合式教學(xué)模式改革的設(shè)計(jì)方案

機(jī)電傳動控制混合式教學(xué)模式改革總體方案 ?本課程采用混合式教學(xué)模式改革的總體方案如圖1所示，主要對現(xiàn)有的機(jī)電傳動控制相關(guān)的教材進(jìn)行剖析，結(jié)合機(jī)電傳動控制的最新發(fā)展技術(shù)，對課程進(jìn)行整體設(shè)計(jì)、知識點(diǎn)拆分、核心教學(xué)資源開發(fā)、輔助教學(xué)資源開發(fā)、教學(xué)活動設(shè)計(jì)等。課程建設(shè)采用基于MOOC/SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，加強(qiáng)師生之間的線上、線下互動與交流，達(dá)到有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)的深度。

課程內(nèi)容混合式教學(xué)模式安排 ?在線開放課程教學(xué)與傳統(tǒng)的教學(xué)方式有機(jī)地融合在一起，取長補(bǔ)短，靈活處理，形成線上+線下的混合式教學(xué)，提高教師的教學(xué)效率，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。比如在講解直流電機(jī)、交流電機(jī)和控制電機(jī)的結(jié)構(gòu)時(shí)，使用視頻播放的方式，詳細(xì)拆裝幾種電機(jī)，使學(xué)生對其結(jié)構(gòu)有深刻的認(rèn)識;在講解電機(jī)的工作原理和繼電器接觸器傳動控制方法時(shí)，使用Flash講解，可以清晰直觀地闡述直流電機(jī)電磁變換和三相交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的原理及繼電器接觸器傳動系統(tǒng)中的順序控制、定時(shí)控制等。

根據(jù)機(jī)電傳動控制的課程性質(zhì)及特點(diǎn)，課內(nèi)外學(xué)習(xí)擬安排如表1所示由于篇幅有限，僅列出第二章的內(nèi)容）。

教學(xué)活動設(shè)計(jì)安排

1）自主學(xué)習(xí)任務(wù)單設(shè)計(jì)，主要根據(jù)課程知識點(diǎn)的難易程度，將不是很難理解的部分知識點(diǎn)設(shè)計(jì)成自主學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括直流電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理、三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理、常用控制電器、電力半導(dǎo)體器件等，學(xué)生可以課下自主完成，并提交相關(guān)作業(yè)報(bào)告。

2）問題反饋機(jī)制設(shè)計(jì)，主要包括三個(gè)方面：每節(jié)課后的交流與互動、課程考試反饋、課程學(xué)習(xí)調(diào)查反饋。通過每節(jié)課與學(xué)生的在線交流，可以知道授課過程中出現(xiàn)的問題;通過課程考試的卷面分析，可以了解學(xué)生的整體掌握情況;通過設(shè)計(jì)在線學(xué)習(xí)調(diào)查（學(xué)期末進(jìn)行），可以收集學(xué)生反饋的意見或問題。針對這些反饋，在后續(xù)的在線開放課程建設(shè)中逐步進(jìn)行改進(jìn)。

3）課堂學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì)，主要包括知識點(diǎn)講解式授課、問題提問、專題討論、課堂總結(jié)、課下學(xué)習(xí)安排等環(huán)節(jié)，具體將根據(jù)每一講的內(nèi)容，合理進(jìn)行安排。

4）輔助學(xué)習(xí)資源建設(shè)。輔助學(xué)習(xí)資源主要包括電子圖書、應(yīng)用案例、科技文獻(xiàn)，教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)材料、典型案例庫，推薦視頻、題庫、作業(yè)庫、試卷庫，在線測驗(yàn)與成績登記等。

5）評價(jià)考核方式。加強(qiáng)過程管理，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新。根據(jù)課程性質(zhì)，采用多樣化的評價(jià)方式。線下評價(jià)主要以期末考試與課堂提問、課下作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等相結(jié)合的方式進(jìn)行，其中課下作業(yè)占10%，平時(shí)成績占10%，實(shí)驗(yàn)占10%，期末考試占70%。另外，為了鼓勵(lì)學(xué)生積極參加創(chuàng)新性科技活動，對于參加機(jī)械電子工程相關(guān)的科技競賽獲獎、科研立項(xiàng)研究等，可以給予一定的附加分，最高為10分。線上教學(xué)評價(jià)采用過程評價(jià)而非單純的結(jié)果評價(jià)。比如經(jīng)驗(yàn)值考核評價(jià)，對學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)課堂學(xué)習(xí)，教師可通過資源學(xué)習(xí)、課堂表現(xiàn)等參與活動情況給予評價(jià)分;再如測試活動考核評價(jià)，在期中或期末階段性安排測試考試[5]。

6 結(jié)語

機(jī)電傳動控制混合式教學(xué)改革，構(gòu)建起線上+線下、課內(nèi)+課外、平時(shí)+期末相互配合、交互作用的嶄新教學(xué)模式，不僅激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動能，而且在教與學(xué)活躍度、教學(xué)親和力、針對性、實(shí)效性等方面都有明顯提高。

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