SPOC在机电传动控制课程中的应用

范梅花，张浩鹏，王红艳，郭强，宫利波，许厚卓

SPOC在机电传动控制课程中的应用

范梅花1，张浩鹏2，王红艳1，郭强1，宫利波1，许厚卓1

（齐齐哈尔大学 1. 机电工程学院，2. 计算机与控制工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006）

为了提高学生自主学习能力和团队协作能力，培养学生科学思维方法、创新精神和诚信意识，将SPOC教学模式应用于机电传动控制课程．基于SPOC的教学模式规划教学组织，确定教学目标，设计教学内容和教学方法，制定导学图和教学方案，安排课前、课中、课后阶段的教学实施方案，提高过程化的成绩权重，分析教学效果，提出改进方案．实践表明，SPOC教学模式提高了机电传动控制课程的教学质量．

机电传动控制；SPOC；教学改革

机电传动控制是机械电子工程专业的一门核心的专业基础必修课程，在先导课和后续课之间起着承上启下的作用．该课程讲授机电传动控制系统的研究对象，包括电动机、继电器-接触器、可编程控制器、控制系统．同时，该课程分析研究对象的工作原理以及各对象如何协调工作．因此，该课程具有知识面广、内容多、抽象性强、难度大等特点．为了提高机电传动控制课程的教学质量，本文尝试将SPOC教学模式应用到机电传动控制课程教学中[1-2]．

1 课程学期教学目标

按照应用型本科定位，依据机械电子工程专业人才培养要求，本课程教学目标为：（1）价值目标．具有良好的科学思维方法、创新精神和诚信意识，具有自主学习能力和初步的团队协作能力．（2）知识目标．掌握机电传动控制各对象的基本概念、逻辑结构和工作原理，理解机电传动控制对系统的性能影响，理解各对象协同工作的思想和过程，牢固建立整体概念，并能够了解机电传动控制领域的新概念、新技术、新应用以及发展趋势．（3）能力目标．能够对机电传动控制系统的性能指标进行定量计算，并具备逻辑分析能力，具备对简易机电传动控制系统的基本设计能力．

2 课程讲授总体设计

2.1 教学设计

2.1.1 教学内容本课程以直流电机、交流电机、步进电机的机电传动控制为主线，分章节介绍机电传动系统的动力学基础、直流电机的工作原理及特性、交流电动机的工作原理及特性、继电器-接触器控制、可编程控制器原理与应用、电力电子学基础、直流调速系统、交流自动调速控制系统、步进电动机控制系统的结构和工作原理，其中以直流电动机、交流电动机、步进电动机为研究目标，以继电器-接触器和电力电子学基础为控制手段，以可编程控制器为控制器，以调速系统为控制算法，将机电传动控制系统的各对象有机地结合起来，建立机电传动控制系统．为了使学生明确课程内容及相互之间的关联，有初步的整体概念，给出课程知识体系结构图（见图1）．

图1 课程知识体系结构

2.1.2 教学组织 课程的教学组织基于SPOC的教学模式，以学生为中心，以成果为导向，并要经过多次的迭代改进[3-6]．具体流程见图2．

图2 教学组织

教学目标的制定要将知识、能力、素质有机融合起来，满足高阶性、创新性和挑战度，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维．

教学设计要在学情分析的基础上依据教学目标对教学内容和教学方法进行反向设计，制定导学图和教学方案．步进电机学习单元的示例见图3．其中，学习内容分为知识模块、知识点2个层次；知识点中有难度等级标识，如容易、中等、较难；“※”标志说明是重点内容；学习目标中，概念和问题是具体的学习目标，思维扩展部分可由小组讨论后给出观点；课堂教学方法中，分为个人活动和小组活动．每小组5～6人，小组成员要互相协作，共同完成小组任务．

图3 步进电机学习单元的导学图

教学活动分为课前、课中和课后3个阶段，采用灵活多样的教学方法，分别达到不同层次的效果．同时，还要将思政元素“诚信、自信、团结、创新”贯穿于课程教学工作始终．课程思政采用点、线、面三位一体的模式．点是指某一知识点中所蕴含的思政元素．线贯穿于教学工作的始终：一是知识线，结合机电传动控制系统各部分协同工作原理，强调团队协作精神；一是能力线，通过各种复杂问题的分析处理，培养科学思维方法，并最终汇合于项目研究环节．面则是把诚信、自信、团结、创新等意识全方位融入课程教学的各个环节，使学生树立自信心，强调团队协作精神，培养科学思维方法、学术道德、学术规范、创新能力和创新思维．

教学评价时教师要通过学生参与各项活动的结果及反馈意见对教学效果进行综合评价和分析，发现问题并给出改进方案．

2.2 教学实施

以齐齐哈尔大学在线教育综合平台为依托，基于SPOC教学理念，采用混合教学模式，加强师生互动，充分利用课外时间，采用线上学习的形式，激发学生的学习兴趣，督促和引导学生自主学习[7-10]．

2.2.1 课前阶段 课前是理解、记忆阶段．学生在导学图的指导下，利用视频、课件、习题等线上资源进行学习，并将学习效果以知识归纳及问题反馈和课前小测的形式反馈给教师，以便教师发现问题，重点突破．课前阶段重点突出自主学习和互帮互学，问题尽量在小组内解决，并针对思维扩展问题进行课前讨论，为课中的研讨交流做准备．

2.2.2 课中阶段 课中是分析、应用阶段．主要教学活动形式为：（1）师问生答．由教师随机选择学生回答，检验学生基本概念和基础知识的掌握程度．教师对学生的回答进行点评和补充，并针对反映出的问题进行专业解答．（2）疑难解析．针对难点问题，主要由教师结合学生在课前反馈中和课中提出的问题进行讲授，以启发式为主，并结合例题进行深入分析．（3）课堂练习．由学生现场完成并利用在线教育综合平台的沙龙功能提交，教师可选取学生对自己的答案进行讲解，互相讨论，再由教师进行总结和点评．（4）研讨交流．学生以小组为单位，针对思维扩展问题进行讨论并发表见解，各组利用随堂教学中的投票功能进行互相评价．总之，课中阶段重点突出多元互动和同伴教学，尽最大程度保证覆盖面，鼓励学生参与，增强学生的学习兴趣和自信心．这些教学活动都在平台上进行记录，便于教师对课中教学过程进行分析，做到可追溯、可评测．

2.2.3 课后阶段 课后是评价、创造阶段．可利用平台开展课后作业、论坛讨论、项目化教学等多种形式的活动，进行深入学习和研究，其主要目的是巩固成果，挑战创新，帮助学生巩固课堂效果，激发学习兴趣，培养实践能力、分析设计能力和科学的思维方式．

3 成绩构成及教学效果分析

3.1 成绩构成

在SPOC教学模式中，为了强调自主学习和团队协作能力，培养学生的科学思维方法、创新精神和诚信意识，该课程提高了平时成绩的权重（见表1），其中平时成绩40%，包括个人任务、团队协作、阶段考核；实验成绩10%，包括4个实验、1次考核；期末成绩50%．

表1　成绩权重

3.2 教学效果分析

通过SPOC教学模式，培养了学生的自主学习能力、团队协作能力，学生能够利用专业知识和网络资源查找文献和制定方案，学会了机电传动控制如何在生产实践中应用．课程结束之后，通过教学平台展开问卷调查，了解实验教学的效果．调查结果表明，大部分学生认为自己具备了基本的项目开发的能力，有信心学习和使用新技术，有兴趣参加生产实践．同时，课程的期末成绩有了显著提高，学生选择课程方向的就业率有了显著提升．SPOC教学模式提升了教学效果和教学质量，使学生更快地掌握项目开发的流程，融会贯通所学的相关知识，提高创新实践能力，提升了人才培养的质量，成效显著．

[1] 盛桂敏，王春红，张弘强，等．SPOC模式在电路分析实验中的应用分析：评《电路分析实验教程》[J]．现代雷达，2022，44（3）：112．

[2] 李亚娜，王北海，张国全，等．新时代背景下《食品包装学》SPOC授课考核机制的探索和实践[J]．包装工程，2021，42（增刊）：123-126．

[3] 杨扬，冯志伟．SPOC混合式写作教学模式对大学生英语写作发展的影响研究[J]．外语教学，2022，43（2）：67-73．

[4] 邹雯．SPOC课背景下服装商务英语翻转课堂教学模式探析[J]．棉纺织技术，2022，50（3）：90-91．

[5] 叶立国．思政课“三位一体、四步走”SPOC翻转课堂教学模式探索：以“原理”课程为例[J]．思想政治教育研究，2022，38（1）：84-88．

[6] 刘冬梅．基于SPOC的大学英语混合式教学设计与实践：评《大学英语混合式教学探究》[J]．科技管理研究，2022，42（4）：235．

[7] 代艳莉．基于SPOC的混合教学模式在高校商务英语课程中的应用[J]．食品研究与开发，2021，42（23）：246．

[8] 刘永红，段丽君，李慧慧．SPOC教学模式下课程思政教学设计与实践：以无机及分析化学课程思政教学改革为例[J]．化学教育（中英文），2021，42（20）：35-40．

[9] 陈喜凤．基于SPOC模式的混合式教学效果研究：以“广告心理学”为例[J]．传媒，2021（19）：80-83．

[10] 韩兰灵，时春慧．基于SPOC模式的日语教学评价与学习效果研究[J]．外语学刊，2021（5）：104-109．

Application of SPOC in electromechanical transmission control course

FAN Meihua1，ZHANG Haopeng2，WANG Hongyan1，GUO Qiang1，GONG Libo1，XU Houzhuo1

（1. School of Mechanical and Electrical Engineering，2. School of Computer and Control Engineering，Qiqihar University，Qiqihar 161006，China）

In order to improve students′ autonomous learning ability and teamwork ability，and cultivate students′scientific thinking method，innovative spirit and sense of integrity，SPOC teaching mode is applied toelectro-mechanical transmission control course．Based on SPOC，plans the teaching organization，determines the teaching objectives，designs the teaching content and teaching methods，formulates the guide map and teaching plan，arranges the teaching implementation plan in the pre-class，in-class and after-class stages，and improves the process-based achievement weight，analyze the teaching effect，and propose improvement plans．The practice shows that the SPOC teaching mode improves the teaching quality of the electromechanical transmission control course．

electromechanical transmission control；SPOC；teaching reform

1007-9831（2022）10-0089-04

H319.3∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2022.10.018

2022-05-03

齐齐哈尔大学教育科学研究项目（YB201920，Z201911，GJQTYB202140）；大学生创新创业训练项目（202220232259，202220232458）

范梅花（1981-），女，山东菏泽人，讲师，硕士，从事机电工程研究．E-mail：116119409@qq.com