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摘要：在新工科的背景之下，应用型本科高校的教学改革得到了不断的推进与发展，同时也面临着新的挑战。探索与实施与应用型本科高校办学定位相符的电机学线上线下混合式课程改革，是许多开办了电气工程及其自动化专业的地方性高校所要共同面临的重要教改课题。电机学课程是电气工程及其自动化专业的一门核心专业必修课程。该课程理论性强，概念抽象，内容涉及机、电、磁、热等多个学科的基础知识，并且和电气类其他课程有着密切而广泛的联系。师生反映教和学的难度都比较大。为了改进传统课堂教学不足之处，我校电机学教学团队引入了线上线下混合式教学理念和方法。通过在课堂上的实践和探索，验证了混合式教学改革能够有效提升电机学的教学质量，为电机学混合式课程改革提供了参考。
关键词：新工科；电机学；混合式教学模式；应用型本科高校
随着信息技术手段的不断发展，以及由此带来的产业升级和技术提升，在社会经济蓬勃发展的背景下，传统工科专业如何适应新的行业形势，从而培养出工程实践能力强的高素质复合型人才，就成为各个高等院校在制订人才培养方案时所必须要深入考虑的共同问题，同时也是我国推进新工科建设时重要的出发点和落脚点［１］。电机学是一门与工程技术密切相关的专业核心课程［２］。作为电气工程专业的主干基础课程，如何在新工科背景下探索电机学的一流课程建设，是摆在所有电气类高等院校面前的重要课题［３］。新工科建设为电机学课程建设构建了新的发展理念，课程以培养面向未来的多元化人才为课程改革目标，以培育创新型新工科人才为课程改革方向，同时有机结合线上和线下的多种教学手段来不断推进课堂教学革命。在线上线下混合式教学不断发展的背景下，随着各种教学辅助工具的不断完善，传统的电机学教学体系也需要做出相应的改变和调整，既要保留线下传统教学直接高效的优势，也要乐于吸收线上教学模式灵活方便的长处［４］。因此，本文重新构建了一种适合于电机学学习特点的基于线上线下混合式教学模式，来适应新工科发展建设的需要。基于上述背景分析，电机学课程在建设的过程中必然要注意其特有的工程实践属性、科学研究属性和创新创业属性，其定位应是以培养学生的工程实践操作能力、科学研究能力、创新创业能力、团队协作能力为目标的一门专业基础课程。我校自动化与电气工程学院电机学课程教学团队多年来一直致力于电机学的课程建设，不断进行线上线下混合式教学的课程改革，构建了一整套的适用于应用型本科教育的教学体系。本文在多年实践经验的基础上，首先分析了电机学课程的教学现状，并在此基础上总结了传统教学方式的不足；其次提出了适用于电机学课程的线上线下混合式教学模式，并从教学方法、课堂互动、实践教学、考核机制等多个方面对该教学模式进行了全方位的介绍；最后对该教学模式的教学效果进行了总结。
１课程现状
“电机学”课程是我校电气工程及其自动化专业的核心课程。其授课内容主要包括：变压器、直流电机、异步电机和同步电机的结构、原理、测试和性能等。对于该课程的学习需要利用到多个相关学科的知识，比如高等数学、大学物理、电路分析、电磁场等［５］。并且电机学的内容还是后续相关课程重要的理论基础，比如发电厂电气部分、电力系统分析、电力系统继电保护等。电机学的知识体系如图１所示。从图１中可以看出，该门课程理论性比较强、概念也比较抽象。根据以往的教学经验，学生普遍反映课程内容抽象难懂，不易产生兴趣；教师则反映课程内容多、授课学时少、教学难度大，因此该课程是师生公认的一门既难学又难教的课程［６］。传统的电机学课程的教学方式多以讲授法为主，由于课堂时间的限制，老师在讲授过程中主要是单向地传授知识点，课堂互动一般较少且趣味性和有效性不足。在这一知识点的单向讲授过程当中，教师很难实现对教学全过程的完全监督与调控，教学效果并不尽如人意。总结起来，我校在以实施传统的教学方式的过程中存在的主要不足之处有：（１）学生多，精细指导少。由于现在高校中，特别是我校这类新建不久的应用型本科高校中，师生比都普遍偏低，所以现在授课中一般都采取大班制教学，学生人数很多。由于每个学生的学习基础参差不齐，这就导致学生在学习过程中，特别是在学习电机学这种难度比较大又比较重要的课程中需要根据学生的特点定制个性化的学习方案，这在目前这种师资情况下是很难实行的。（２）讲授多，交流互动少。在传统以讲授法为主的教学过程中，由于教学任务繁重，所以上课过程中要抓紧按照既定的教学计划对知识点进行逐个讲解。在这种情况下，师生之间受限于时间和空间的限制很难实施充分互动。（３）理论多，应用创新少。在传统教学过程中，教学主要是一种学生被动接受理论知识的过程，学生的工程应用能力难以得到培养，创新意识难以得到提高。
２课程建设和改革
线上线下混合式教学是近些年来发展出来的教学模式，该教学模式倡导将线下课堂教学与线上学习模式融合在一起，从而形成优势互补［７］。在目前少学时的教学场景下，利用多种线上教学资源不仅可以解决因学时压缩而带来的讲授不够深入的问题，同时又可以通过各种趣味性的互动环节来培养学生的学习兴趣。混合式教学并没有完全抛弃线下教学，师生依然可以进行面对面的互动。我校的电机学教学团队主要从以下几个方面对教学模式进行改革，整体的教学改革实施框架如图２所示：
２．１教学方法
随着现代信息技术手段的不断发展，大学教学方法上出现了许多新的探索，尤其是借助计算机网络技术和移动互联网的发展，催生了包括翻转课堂、在线课程、直播授课等多种新型的教学手段。教学团队主要在以下几个方面对电机学的教学方法进行了改革：
２．１．１线上线下教学同步
本课程所使用的线上教学平台主要有：雨课堂、中国大学慕课等。雨课堂主要用来进行线上授课。其授课过程可以以直播的形式全程录制下来，并自动保存，以方便学生自己在课下进行复习。中国大学慕课资源是教师授课内容的有力补充，通过利用慕课资源建立与课程教学同步的ＳＰＯＣ课程，可以很方便地安排学生进行课前预习和课后复习，并有力地扩展了教学内容。在充分利用上述教学平台功能的基础上，可以减轻线下课堂教学的压力，让学生在上课之前对于一部分基础性复习性的知识点进行学习，并且可以在线下课堂教学结束后，让学生依据自己课堂上的学习效果在课下进行查漏补缺，并随时随地与教师之间保持联系。教师也可以通过客户端后台的数据分析出学生在学习过程中的薄弱点，从而实现线上线下有机融合，同步教学。
２．１．２互动答疑灵活方便
除了传统的线下交流、互动和答疑之外，混合式教学的特点之一是教师可以在课堂上通过雨课堂实时解答学生的疑问，同时也可以在课堂教学结束后，随时随地地解答学生在预习或复习过程中遇到的问题。
２．１．３习题资源分层互补
通过做适量的习题加强巩固学生的学习成果，但是在大班制和少学时的情况下，如果教师按照传统的方法全部在线下布置、批改和解答习题，这将是一个十分耗时耗力的过程。利用线上教学平台则可以高效地解决这些问题，实现习题布置、批改和解答的自动化、智能化、个性化。
２．２课堂互动
在传统的课堂教学过程中，教师往往按部就班地按照教学计划来安排重难点，然后针对这些重难点进行相应的课堂互动。在混合式教学中，学生通过课前的线上推送已经具备了一定的知识基础。线下课堂中老师所讲授的知识和学生已获取的知识相互融合、相互碰撞，学生在这一过程中不断构建出属于自己的知识体系，这种课堂互动具有深度化、个性化和趣味化的特点。我校在进行电机学混合式课程改革的过程中所实施的互动主要包括以下三个方面的内容。
２．２．１线上课前引导式互动
借助雨课堂平台，教师可以在每节课的课前向学生的手机端或电脑端推送下次课的背景知识并提出一些引导性的问题来提高学生的学习兴趣。教师还可以很方便地在后台监控学生的预习情况，明确学生的学习兴趣。教师可以在上课前结合预习阶段的师生互动情况，重新对重难点、授课思路等课堂教学环节及时进行改动。２．２．２线下课中实时互动在课堂教学中不仅要考虑教学设计中的重难点，也要注意将知识点逻辑梳理清楚，构成学生容易理解的知识体系。在课堂授课过程中，首先对上次课的知识点进行回顾，尤其是与本次课关联的知识点；然后结合之前布置的预习内容与学员进行更加深入的讨论以检查预习效果；之后进入课堂互动式教学阶段，并多采用实时弹幕、后台留言、翻转课堂、分组讨论与课堂演示等多种互动手段，在轻松愉快的氛围中启发学生进行讨论和思考；最后进行课堂总结，布置课后作业，让学生对照教学目标，逐个知识点检验自己的掌握程度。
２．２．３线上课后随时互动
对电机理论的理解与应用是每个电气工程专业的学生必备的素质。为了巩固学习成果，提高学员对知识的综合运用能力，适量的课后复习作业是十分必要的。教师可以通过雨课堂平台定时发布并自动批改作业，还可以立即给出作业成绩并公布答案，之后学生可以根据自己的学习情况，通过微信等即时通信软件向老师提问，老师也可以随时随地以文字、语音或视频等方式有针对性地进行答疑。
２．３实践教学
传统的电机实验教学一般以验证性实验为主，且出于安全性的原因，学校一般偏向于使用高度集成化的实验设备。在做这种实验的过程中，学生通常都是按部就班地按照老师的要求一步一步地进行实验，很难激发学生自主思考的能力，在这种情况下很难培养出满足工程教育专业认证要求的人才。教学团队对实践教学进行了以下方面的改革：（１）注重产教融合；（２）增加综合性实验；（３）增加虚拟仿真实验。
２．４考核机制
在传统的考核体制下，学生的成绩主要由期末考试的情况来决定，注重结果性考核，无法考查学生的综合素质。我校电机学的最终成绩注重过程考核，总评成绩由平时成绩和期末考试成绩两部分构成，其中平时成绩由考勤签到、课堂测验、专题作业等部分构成。期末成绩占总评成绩的６０％，平时成绩占总评成绩的４０％。在平时成绩的构成中，可以充分利用各种现代化的技术手段，比如考勤签到可以在手机端完成。随堂测验也可以在各种设备平台中随时随地完成，从而突破课堂教学的限制。所有的专题讨论和平时作业都可以以多种格式上传在教学管理系统中。
结语
在新工科的背景下，以线上线下混合式教学模式为主要手段的教学方法能够有效改进现有教学手段的不足。通过我校近几年在电机学这门课程中的实践经验，混合式教学模式可以有效激发学生学习的主观能动性，助力学生电气工程专业知识体系的构建，提升学生的终身学习能力。（１）课堂资源建设需要精细化：课堂资源的形式需要进一步丰富，并结合实际应用场景选择以文字、图片、动画或视频等方式更加生动精细地呈现给学生。（２）习题设计需要差异化：学生对于自己以后的发展方向有不同的选择，有些选择直接就业，有些选择继续深造。那么对于学习的要求也就出现了个性化的差别，如何在以后的课程建设过程中利用混合式课堂的优势照顾到这些差异，是一个很值得深入研究的课题。（３）实践教学需要工程化：在实践教学过程中，必须要更加深入地结合学生以后工作岗位的实际工程应用情况，注重学生动手能力的培养。
参考文献：
［１］朱志莹，万琦，柏杨，等．“电机学”课程混合式教学改革实践［Ｊ］．电气电子教学学报，２０１８，４０（０６）：５４⁃５７．
［２］董淑惠，李永刚．《电机学》课程教学方法改革探究［Ｊ］．高教学刊，２０２０（２７）：１４７⁃１５０．
［３］陈全文．“电机学”线上线下混合教学模式研究［Ｊ］．河北农机，２０２１（３）：６６⁃６７．
［４］李鸿娟，谭峰亮，汪力．工科材料类专业课的课程思政与金课建设探索［Ｊ］．南方农机，２０２０，５１（１９）：１４２⁃１４３．
［５］徐政．混合式教学模式在电机学课程中的应用研究［Ｊ］．科技风，２０１５（１８）：２４２⁃２４３．
［６］李小花，袁跃华，李彩琴，等．新工科背景下基于互联网翻转教学模式在化工原理教学中的应用［Ｊ］．化工时刊，２０１９，０３３（００２）：５３⁃５４．
［７］李飞，姜旭，贾临生，等．基于自主知识体系构建混合式教学模式探索［Ｊ］．中国现代教育装备，２０２２（１３）．
作者：冯明 唐静 李俊杰 单位：成都工业学院自动化与电气工程学院
