一堂国家一流线下课程“电机学”实验分析课设计

2022-04-27李建文李永刚武玉才梁海峰

科教导刊 2022年7期

李建文，李永刚，武玉才，梁海峰

（华北电力大学电气工程学院，河北保定 071000）

引言

为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略，教育部积极推进新工科建设，要求工科人才具备自主学习、思辨思维、解决复杂问题以及语言表达、团队协作等能力[1-4]；践行《高校课程思政建设指导纲要》，深入挖掘生动有效的育人元素，与专业基础知识、前沿技术无缝衔接，有机融合到课堂教学中，是落实立德树人的根本任务[5-8]；一流课程设计应以“学生”为中心，以学生的学、学生的发展与学生的学习成效进行构建[9-11]，课堂是实现上述背景目标的主阵地[12-13]。

“电机学”是电气工程学科重要的专业基础课，课程理论性强且抽象，与工程实际联系紧密，且问题分析过程复杂[14-15]。如何将“知识传授、能力发展、情感价值”融入课堂教学中，如何将前沿性知识与基础知识相结合，实现学生自主化、精准化、个性化，有效地获取策略性知识？如何在有限的课堂教学过程中，实现上述目标？上述问题是我校国家一流线下课程“电机学”课堂建设中要解决的问题。

“电机学”实验分别是在四种电机基础理论课程内容学习完成后进行的。实验是理论知识高度浓缩之后的应用，因此以实验分析课为切入点，关联“电机学”的陈述性、程序性、策略性知识，引导学生构建个性化知识图谱；引入相关工程案例，与电机学基础知识建立普遍联系，培养学生分析复杂问题及思辨的能力；引导学生分组查询电机技术最新进展，鼓励学生团结合作，塑造学生的价值情感。

1 “电机学”实验分析课设计思路

该课堂是以实验分析课为切入点，打磨综合知识应用的课堂，该课堂是将学生获取的零散知识点串联起来，形成一个知识完备的框架，实现基础理论到关键问题以及实践验证的闭环，知行合一的知识链条的搭建，是将低阶知识与高阶知识融会贯通的课堂。具体的设计思路如图1所示。下面以“变压器”实验分析课堂为例，从具体目标设定、教学过程实施到教学反馈进行具体的介绍。

图1 “电机学”实验分析课设计思路

2 变压器实验分析课堂教学目标

（1）在“电机学”实验分析中锻炼学生自主学习掌握变压器的物理概念、实验技能与复杂问题分析的能力；

（2）在互动讨论环节锻炼学生的团队合作意识及口头表达能力；

（3）在学生报告展示与板书解题过程中锻炼学生逻辑思维能力及批判思维，培养学生认真严谨的态度；

（4）提取变压器铭牌中数据，联想变压器等效电路求取参数并进行对比，在对现象与机理的分析过程中锻炼学生的抽象、发散、横向与批判思维以及创新求实的能力；

（5）调研变压器的最新研发情况，让学生汲取到自信前行的力量，同时看到差距，坚定学生砥砺前行、勇攀高峰的决心。

3 变压器实验分析课堂教学过程

遵循学生认识事物的规律，课程内容按“课前、课中、课后”分时段发布给学生，全过程促进学生自主学习、掌握高阶知识的能力。教学内容如图2 所示。

图2 变压器实验分析课堂教学内容

（1）课前：利用课堂派将该节课的逻辑框图提前发布给学生，同时完成并提交变压器实验报告与涵盖变压器部分物理概念的思维导图。

（2）课中：采用对分课堂的教学模式：首先，教师提纲挈领将变压器部分的物理概念与重要公式等陈述性知识，采用因果逻辑、异同类比等分析思路的程序性知识梳理出框架，供学生完善自己的思维导图；再通过个性化典型实验报告展示，查漏补缺，不同层次同学汲取差异性知识；然后，给出了一个实际变电站的变压器铭牌，并提出问题：a.电机铭牌中出现的数据与我们所学变压器部分内容有什么联系？b. 根据铭牌数据如何得到变压器的等效电路参数与运行参数？从而引导学生自主学习、自主思考，发现自己的薄弱环节，并通过课堂派反馈给教师；最后，学生回答问题，教师对学生的回答以及之前学生的反馈，适时进行点评。这样经过学生的深入思索，提高了他们获取策略性知识以及分析具体复杂工程问题的能力。

（3）课后：拓展通过作业与话题形式发布给学生，作业完成三相三绕组变压器铭牌数据的提取与参数的计算，加强学生灵活综合应用知识获取策略性知识的能力；话题内容是讨论我国变压器的研制与应用现状，培养学生大国工匠及砥砺前行的精神。