“控制电机及其应用”课程教学改革与实践＊

曾新红，刘志军，詹怡怡

（1.广州航海学院电气工程系，广东 广州 510725；2.广州航海学院教务处，广东 广州 510725）

由于“控制电机及其应用”课程涉及到电路、电力电子、单片机、过程控制、传感器等专业知识，如果前期基础知识不牢固，会导致学生觉得该门课程理论知识深奥，难以理解掌握。为激发学生的学习热情，对专业知识学以致用，在多年的教学过程中，笔者不断研究和探索其教学方法，使其逐渐成为学生喜爱的一门课程。

“控制电机及其应用”课程专业性较强，又是一门选修课，各高校选上率不高，因此对该门课程的教学研究甚少，笔者是在摸石头过河中探索前进。不同的教学模式适宜不同的课程，每一门课程都有其特殊性。笔者认为，教师在研究其课程特点和学情后，采取适宜的方法，能调动学生学习的积极性，并能让学生较好地掌握了该门课程的知识点并应用之，就是成功的教学。

近年来随着信息技术和互联网的发展，特别是这两年疫情的影响，线上线下混合式教学无疑是热门话题，SPOC（Small Private Online Course）教学模式成为国内外高等学校教学改革与研究的热点。基于MOOC（Massive Open Online Course）的教学在2008年始，就已在全世界高等院校掀起教育改革热潮，2013年起引起了中国高等院校的广泛关注，中国各大名校也争相实施课程改革。伴随着MOOC 优质资源的开放利用，更多高校开启了基于SPOC 模式的课堂教学改革。至2021 年8 月，在中国知网以“SPOC”的索引文献已有5 790 篇之多，其中博硕论文有199 篇，这种教学模式几乎已涉及每一门学科。文献[1]中描述了南京大学电子科学与工程学院在“电路分析基础”课程中，应用SPOC 教学改革项目的研究获得较好效果。大部分观点认为SPOC 方式教学转变了传统的教学观念，调整了师生的角色，减少课堂讲授时间，将直接进行讲授环节放在课前，有机会完成更多活动；针对性强，适合大学课程的专业教学，依托在线教学平台，通过自动评分系统给予学生快速反馈，允许多次提交作业次序，学生可多次反复练习强化知识；学生可以根据自身情况灵活安排时间学习，对难掌握的内容进行反复观看；丰富了课堂形式，激发了学生的学习兴趣，提高了学生自主学习的意识；同时，网络教学给学生带来了一种不受时间和空间束缚的学习模式，有利于培养学生的自主学习能力和创新能力[2]。鉴于此，笔者也在“控制电机及其应用”课程教学中进行了线下线上混合式教学模式的教学改革。

1 充分利用网络技术资源，寻求适宜的教学方法

随着信息技术的发展和人们物质文化生活水平的提高，现代青年普遍处在机不离身的状态。在上课中，如果学生觉得上课乏味，教师稍不留神，学生就会拿出手机来玩。为了避免学生上课玩手机的现象，首先，教师要备好课，尽可能吸引学生的注意力；其次，课前统一要求学生将手机存放在课室门口的手机袋里，按学号放置，并以此来点名，悬空的手机袋，呼其学生姓名，看其是否有迟到、旷课现象。同时，充分利用人人有手机、网络信息发达的机会，课程教学中，利用网络技术平台，将传统的线下课程改为线下线上相结合的教学方式。利用网络平台拓展学生的学习时限，合理应用腾讯课堂、雨课堂、学校优慕课平台、QQ、腾讯会议辅助教学。利用在学校网络教学综合平台中创建的课程资源为学生提供课前预习、课后复习和交流的平台。

学校的大力支持为“控制电机及其应用”课程改革提供了条件。

传统教学模式已经不适应现代科学技术的发展，在信息爆炸的当今时代，对于时刻不离手机的青年一代，如何激发学生的学习热情，是值得每一位教师深思和尝试的问题。信息技术的发展和网络技术的普遍应用，致使线下线上融合的教学模式容易嵌入到学生日常生活学习中。提升本科应用型大学教育的教学质量的大背景，为学生个性化学习提供了条件。早在2012年，学校就要求每位教师建立一门以上的网络课程，学校安排了专门的技术人员为教师网络课程建设时可能出现的问题给予技术支持，学校也为每位教师提供了雨课堂教学平台；聘请有名专家到校讲座，并举办教师经验交流会，以开拓教师的教学模式和提高教学质量；学校返聘离退休教师，组成教学督导组，聆听每位教师的授课，了解其上课情况和课堂秩序，对教学方法好的教师给予表扬和宣传，对教学效果欠佳的教师给予纠正和建议；学校的大力支持和多年优慕课网络资源的积累为该门课程开展线上线下相结合的混合式教学提供了条件。已在优慕课平台建立的“控制电机及其控制”课程程资源有教学大纲、教案、教学课件、学习微视频，动画资源，网上自测等。还采用中国大学相关MOOC 课程作为课程的拓展和补充。

授课中，改变了传统的教学模式。课堂上，引用BOPPPS[3]（Bridge-in、Objective 、Pre-assessment、Participatory learning、Post-assessment、Summary/closure）教学设计理念。

通过导言吸引学生的注意力→明确学习目标→前测→主动参与式学习→后测→总结，提高同学们的学习积极性和专注力。导言中常常融入思政内容，关注时政新闻和科技前沿发展动态，培养同学们追求真理、实事求是、勇于探索与实践的科学精神。时常教导学生，作为电气工程专业人才，特别是在一线工作的技术人才，要有精准可靠、精益求精的精神，同时提升学生创新设计能力和与人合作中良好的交流沟通能力。文中提到的前测、后测主要以课堂问答的形式体现，或是利用网络，在上课前10 min 发送测试题至雨课堂进行课堂前测。这样，一方面也可以起到点名作用，一方面可以了解学生学习内容的掌握情况。课堂前测的成绩将计入平时成绩中。

课堂前测和点名有效地提高了学生的出勤率和学习主动性，迟到的学生大幅减少，除了个别学生偶尔因伤或生病请假外，学生出勤率能达到99.5%以上。课中，采用多种形式的课堂互动，以提升课堂的活跃度，除了在讲课的时候经常用不同的提问方式与学生互动，还不定期地随机抽点学生讲解小部分课程内容，给予学生展示自己的机会。同学们上课打瞌睡的少了，学习的参与度得到提高。

2 改变传统的作业布置方式

传统教学中，每章节上完后即布置相关课程作业。根据以往的情况，笔者每每布置完作业后，抄作业的同学不少，很多同学不经思考就将作业抄上来，教师批改作业时，发现一大批雷同现象，连错别字、公式都错得一模一样。教师一再强调不许抄作业，但起效甚微，屡教不改。评讲后，也很少同学会纠正过来再提交。鉴于此，该课程笔者不再每章节布置课后作业，每章节的作业主要以课堂提问的形式完成，每一个同学都可能提问到，所以每一个同学都要做好准备，课堂提问回答正确的加分，回答错误的扣1 分，但主动举手回答的，如果回答错误，不扣分也不加分，回答正确的有奖励分。这些分都将记录到总评成绩。在首次上课时，就提出将在第四章学完后，在同学们有一定的学习基础后，布置大作业。

布置的大作业是选择自己感兴趣的电机，利用该电机辅以学过的专业知识，设计一款作品，可以是实物，也可以是仿真效果作品。学生可以自由发挥自己的想象。4 人一组，各自分工。设计的成品在本课程结束前，将安排在课堂展示。各组派代表上台演讲展示，对所使用的电机工作原理要详细介绍，并说明其制作过程和控制机理，台下同学们可以提问和质疑，演讲者要对提问与质疑作答。台下其他各组队员对台上作品的介绍和答疑情况进行打分。结束后，根据总体得分的高低进行排名，每班前3 名的组队，教师将会给予学习用品奖励。大作业的成绩将占据平时成绩50%的比例。笔者发现此种方式能极大地鼓舞学生的学习创作热情。从课程教学的第4 周开始布置大作业，要求到12 周左右提交成品。这样教师可以在课程结束前几周找时机安排学生上台演示其作品。

大作业布置后，同学们便积极查找素材，主动了解本课程的内容，对自己感兴趣的电机提前看书预习，看不明白的，问老师或同学，笔者在学校优慕课平台中也提供了学习资源，还给学生提供给其他学习资源平台，比如哔哩哔哩学习网站、中国大学MOOC 课堂等。在该课程互动平台中，如能积极回答其他学生疑问，并回答正确的，也有奖励分，1～5 分。教师会时常关注平台，根据情况给适当奖励分，这些分都将记录在总评中，这样学生学习的主动性提高了。某天，笔者在中午巡查学生宿舍的时候，看到有些学生正在用电脑看视频，问他们在看什么，学生回答说正在加强学习单片机知识，学过的单片机知识掌握得不太好，现在想用直流减速电机做一个智能寻迹避障小车的设计，要用到单片机，所以就在哔哩哔哩网站找视频再学习。作为教师，这正是笔者期望的，同学们有了构思后，就要想办法完成它，缺哪方面的专业知识，就要自己去查找资料弥补其不足。不但首先要熟悉电机知识，还要掌握其控制原理，熟悉其他课程专业知识。有些同学想做电机仿真控制的，也有在加强MATLAB的学习或其他课程的学习。同学们课外玩游戏的少了，主动加强专业知识学习的多了。原来觉得该门课程学习内容深奥，因为学生的主动学习，觉得并不是那么难学了。而且每一步完善自己作品的时候，学生都会特别兴奋。从同学们提交的作品来看，大部分同学都花了很大心思在做作业，也很有创意。学生在课堂讲解小组作品和演示情况如图1 所示。

图1 学生在课堂作品讲解与演示

经过一学期的教学体验，同学们学习成绩有了很大提高，期末测试大部分为优良，没有不及格。学生普遍觉得学习这门课程很有意义，不但学好了这门课程，而且巩固了以前所学的多门专业课程知识；不但增长了自己的专业知识，也提高了自己的动手能力和分析问题的能力，而且还拓展了专业知识以外的知识，比如红外线检测和IC 卡感应开门设计，是学生通过自学获得的知识，并将其应用于作品设计。

3 改变传统的成绩评定方式

为鼓励同学们日常学习的参与度和持续性，总评成绩跟以往做了些调节，传统方式下总评成绩分为平时成绩30%+期末考试成绩70%，平时成绩主要以课堂考勤、平时作业和实验成绩来衡量。有些同学平时不怎么认真学习，期末时，借他人的笔记，熬夜突击复习，也能考得好成绩。现在为了突出学生平时学习的重要性，总评成绩分为期末考试40%+平时成绩60%，平时成绩中包括[4]平时考勤、课堂问答与表现（包括线上互动，在本课程线上互动中，积极回答同学们提问的、回答正确的均有加分记录）、实验成绩和大作业成绩。大作业成绩的给定，除了作品展示时的打分，还结合小组自评和互评成绩来给定。学习成绩评价组成比例如图2 所示。

图2 成绩占比

4 学生反响与教学感悟

在期末对该门课程教学评价满意度调查中，满意率达到94%，大部分同学觉得该种线上线下相结合的授课模式容易接纳，考核方式合理。学生反映在“雨课堂”课程前测中，时有网络卡顿现象，导致未能真实体现学生学情情况，所以，“雨课堂”测试改成在课后测试，并延长问答时间，学生可以在中午或傍晚规定时间内作答。此种方式更能体现当天课堂学习效果。

今天的时代已经是知识经济的时代、学习的时代。教师只有不断地更新和拓宽自己的知识领域和教学认知，在工作中不断地吸新引旧，研究教材，学习新知识，反思自己的行为，才能适应时代的要求，适应教育新形势的需要。

5 结束语

对于“控制电机及其应用”课程，经过教学方式的改革，极大地提高了同学们的学习兴趣和钻研精神，教师的用心得到了同学们的充分肯定。在年度教学评价中，笔者有幸被评为学校为数不多的2020—2021 年度“优秀教师”。大学教育应该是起引导作用的教学，不给学生限制思维，让同学们自由发挥想象，激发学生自主学习和自由探索的热情。专业课程教学是一个长期不断探索的过程，教与学相辅相成，只有教师用心去教，学生用心去学，才能起到两相得益的作用。