电机与拖动一流本科课程建设探索与实践
2021-09-10袁莉张利钦
袁莉 张利钦
摘要:本着立德树人的原则, 在对电机与拖动课程进行一流课程建设的过程中,进行了一系列教学改革探索与实践。结合课程特点和学生的学习特点,明确课程目标,优化教学设计和改革教学方法,建立教学案例库,引入多元考核评价体系,打造融入课程思政的全过程学习平台。实践表明,教学效果明显提高,可以为电机类课程教学改革提供新思路。
关键词:电机与拖动;教学改革;一流本科课程
一流本科课程建设是教育部贯彻落实习近平总书记关于教育的重要论述和全国教育大会精神,坚持立德树人根本任务,深化高等教育教学改革,提高教学质量的重要行动。一流课程的建设将点燃课堂革命的引擎,全面推动课程结构、课程内容和教学方式方法改革,促进信息技术与教育教学深度融合,完善以质量为导向的课程建设激励机制,带动专业发展,以“学习革命”推动高等教育人才培养的“质量革命”,助推中国高等教育跃上新台阶。
“电机与拖动”课程是电气类专业学生必修的一门专业基础课程,是为满足电气及其自动化应用领域对专业人才的需要而设置的,具有非常重要的地位和作用。本课程的任务是通过学习,使学生掌握常用交直流电机及变压器的基本理论和基本知识,以及电力拖动系统的运行性能、电机选择、计算方法和实验方法,为后续“运动控制”等专业课程准备必要的基础知识,从而提高学生分析问题和解决问题的能力,也为今后从事自动化及电气工程技术等相关工作奠定初步基础。本课程的特点是知识点繁多,抽象难懂,运行过程复杂,学生普遍反映难学难懂。由此,在一流课程建设过程中,进行了以学生为中心的教学改革,融入思政元素,以学习系统化高阶知识为目标,以学生的创新思维与能力培养为目标,发挥学生在教学中的自主性、能动性和创造性,激发他们迫切的学习愿望、强烈的学习动机、高昂的学习热情、认真的学习态度。
1. 明确课程目标
结合传统教学模式的现状,以及学生的学习方法、学习习惯和学习能力的调查分析,进一步明确课程目标,提升学生的高阶能力。在基础知识讲授环节,强调各种电机的区别与联系,培养学生的分析归纳总结能力。在物理原理分析环节,引导学生由现象看本质,培养学生从事物表象看出本质的能力,能够见微知著、小中见大、抓小防大,做出正确判断。在实验环节,通过团队合作,锻炼学生的责任担当意识。在案例教学环节,通过实际的工程案例分析,培养学生的职业素养和规范意识。在课程思政环节,将专业课学习与思政教育学习进行有机的结合,增加学生学习的使命感与责任感,铸魂育人,培养“理论自信、道路自信、制度自信、文化自信”的新型社会主义接班人才。
2. 优化教学设计
传统教学以灌输课堂模式为主,学生被动的听,掌握的是低阶知识,形成的是低阶思维,发展的是记忆、理解、应用等低阶能力,学生主动思考的机会不多,分析、评价和创造等高阶能力明显不足。针对于此,进行了以学生为中心的课前、课中、课后全过程教学设计与改革。
2.1 课前设计
针对每次课上内容,建立课前预习任务,比如相关的历史背景知识和一些与实际应用相关的问题,通过学习通学习平台发放至学生,并设置任务点考核学生是否预习。以电机常用电磁学知识模块为例,课前搜集制作和电磁学相关的物理学家生平事迹和主要贡献等视频,让学生首先对抽象难懂的电磁学有了具象的认识,同时物理学家的励志事迹也会对学生产生正向激励作用,提升其学习动力。
2.2 构建对话课堂模式
改变传统的灌输课堂模式,构建对话课堂模式。将学生从课堂上的“观众”转变为“演员”,将课堂从“一言堂”变成“学习共同体”。采用启发式和引导式的教学方法,利用多媒体等辅助教学手段,促进学生思维深度与广度发展,实现课堂教学多样化。比如在讲解变压器绕组匝数时,提出问题:设计一个220V/22V的变压器,一次绕组和二次绕组的匝数应该缠绕多少匝?学生已知在中学物理中所学的知识:匝数比等于电压比,引导其思考:“一次10匝,二次1匝,可行”?学生直觉感觉不行,但不知到底该绕多少匝,通过这样的启发引导,瞬间激发了学生的学习兴趣。最终通过讲解分析后,学生设计出了变压器的匝数,成就感油然而生。
2.3 丰富课后作业形式
传统的课后作业形式是课本习题的求解,大部分学生按照例题照葫芦画瓢,交上作业应付了事,对知识点的理解还是一知半解,能力得不到提升。针对于此,增加了不同形式的课后作业。在学习通平台上设置每节小测,帮助学生掌握知识点更加细化。增加仿真作业,帮助学生更好地理解抽象的理论。增加每章的思维导图作业,有助于学生提升分析归纳总结的能力,建立电机的知识体系。增加案例分析作业,提升学生的专业知识阅读量和阅读分析能力。
3. 建设教学案例库
3.1 课程思政案例库
以往的专业课教学更多的是关注学生对相关知识掌握与把控,忽略了学生基本人格、基本道德、基本情感的培养。为了充分发挥课程的德育功能,运用德育的学科思维,提炼专业课程中蕴含的文化基因和价值范式,教师通过系统学习马列主义世界观、价值观、人生观,深入研讨社会主义核心价值观,调研其他优秀学科进行课程思政的方式方法,从不同层面对“电机与拖动”课程的德育元素进行了深入挖掘,建立电机与拖动的课程思政案例库,教学内容重新进行梳理,融入课程思政元素,锤炼知识点使其具有高阶性、创新性与挑战性。在“润物细无声”的知识学习中融入理想信念层面的精神指引,将其转化为社会主义核心价值观具体化、生动化的有效教学载体,
3.2 工程案例库
结合我校电气工程及其自动化专业电机系列课程群的特点,对电机类课程群所包含课程的知识点进行分解,以电气与自动化行业企业的需求和国家的战略前沿为导向,以工程应用、技术创新和科学研究为背景,以培养能在电机设计、电力系统、电力拖动系统等领域从事工程设计、技术开发、生产制造、系统运行、教育科研、经济管理等方面工作的高级工程应用型技术人才为主线,对课程群所包含的知识点进行立体化重组,构建面向工程教学的教学案例库,主要涉及内容包括:变压器模块、直流电机与拖动模块、直流调速系统模块、三相异步电动机模块、三相异步电动机电力拖动模块、三相异步电动机调速系统模块、发电机系统模块、同步电动机及其拖动模块、控制电机模块、变频器模块等。教学案例的设计主要侧重应用性和综合性,把电机类课程中零散的知识点链接到一起,在系统应用中分析相关理论知识点,帮助学生建立电机及应用的整体知识架构,提升学生的分析问题能力。
4. 多角度考核评价体系
改变了以往期末考试“一锤定音”的考核机制,以激发学习动力和专业志趣为着力点完善过程评价制度,建立了包括平时表现、作业完成度、实验和报告、案例分析、过程性测试、期末考试等多角度考核机制。加强了对学生课堂内外、线上线下学习的评价,强化阅读量和阅读能力考查,提升了课程学习的广度、深度和挑战性,加强了过程学习的考核,改变了学生平时不学习,期末“临阵磨枪”的局面。同时,逐步改变了学生浮躁的“短平快”价值观,磨砺了学生的耐性,帮助其建立了脚踏实地的工作作风。
5. 结语
本着以学生为中心的理念,以学生发展成效为导向,在课程目标、教学设计、教学案例、考核评价等方面进行了改革探索,被学生称为“天书”的电机与拖动课程得到了学生很高的评价和认可。相信随着一流课程建设的逐步推进,我校的电机与拖动课程必将成为知行合一、学思结合、学生“既懂又疑”的金课,为培养具有工程实践和持续学习能力的高素质应用型人才奠定基础。
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石家庄学院机电学院 河北 石家庄 050035
基金项目:石家庄学院2019年度校级一流课程建设项目《电机與拖动》