李 輝，季海婷，韓 力

(重慶大學(xué) 電氣工程學(xué)院，重慶400044)

“電機(jī)學(xué)”是電氣工程及自動(dòng)化等專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，其教學(xué)內(nèi)容綜合反映了電學(xué)、磁學(xué)、動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)等學(xué)科的知識(shí)。該課程的特點(diǎn)是理論性強(qiáng)、學(xué)科綜合性強(qiáng)以及與工程實(shí)際聯(lián)系緊密等，教學(xué)中存在著難教和難學(xué)的現(xiàn)象［1］。

本文以“電機(jī)學(xué)”課程的教學(xué)模式改革探索為例，分析了該課程傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問(wèn)題，并在現(xiàn)有基于問(wèn)題學(xué)習(xí)PBL 的教學(xué)模式基礎(chǔ)上，提出了基于實(shí)際工程問(wèn)題學(xué)習(xí)PEPBL 的教學(xué)模式改革。

1 基于PEPBL 的教學(xué)模式改革

我院課程組把原有的“電機(jī)學(xué)”一門課程分為“電機(jī)學(xué)(一)”和“電機(jī)學(xué)(二)”兩門課程。

“電機(jī)學(xué)(一)”作為必修課，面向電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)所有學(xué)生。其主要內(nèi)容包含磁路、直流電機(jī)、變壓器、交流電機(jī)共同問(wèn)題，感應(yīng)電機(jī)和同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和基本分析方法，側(cè)重三相、對(duì)稱、基波和穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性層面的分析;

“電機(jī)學(xué)(二)”作為專業(yè)基礎(chǔ)選修課，主要面向今后將在電機(jī)方向和電力系統(tǒng)方向做畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)生。主要內(nèi)容包括變壓器和交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的諧波、暫態(tài)和不對(duì)稱運(yùn)行等相關(guān)理論。

此外，機(jī)電能量轉(zhuǎn)換以及特殊電機(jī)等相關(guān)內(nèi)容則劃歸到高年級(jí)電機(jī)方向的專業(yè)選修課程里。這樣就減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，使“電機(jī)學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容更有針對(duì)性。

PEPBL 就是引入工程問(wèn)題并采用啟發(fā)式和探究式相結(jié)合的教學(xué)方法［3］。在“電機(jī)學(xué)”課堂教學(xué)中增加每章節(jié)學(xué)習(xí)前引入工程問(wèn)題教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的針對(duì)性的認(rèn)識(shí)。比如，在學(xué)習(xí)變壓器章節(jié)前，教師會(huì)向?qū)W生提出一些啟發(fā)式問(wèn)題:變壓器在變壓的同時(shí)會(huì)變頻嗎?變壓器自身會(huì)消耗功率嗎?為什么在實(shí)際接電網(wǎng)運(yùn)行的變壓器中，變壓器電壓要提升5%?是變壓器電壓調(diào)整率的原因嗎?

我們讓學(xué)生從這些提問(wèn)中思考和理解如何應(yīng)用基本理論去分析、解決實(shí)際工程問(wèn)題的思路和方法，從而進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。另外，在教師提出啟發(fā)式問(wèn)題后可以為學(xué)生提供解決問(wèn)題的思路，以及查閱資料的方向，這樣就為課外的實(shí)際工程問(wèn)題討論環(huán)節(jié)提供了指引作用。

我們?cè)谡n堂演示時(shí)使用了教學(xué)模型與實(shí)物部件相并用的方法以解決講授機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，平面圖缺乏立體感的內(nèi)容時(shí)可能遇到的困難。例如應(yīng)用沖片實(shí)物和三相繞組等教學(xué)模具。使用動(dòng)畫演示，可以使電機(jī)的運(yùn)行工作過(guò)程形象化。電機(jī)教學(xué)中最常用的軟件是Matlab 及PSpice，在課堂上可以進(jìn)行仿真演示，并且可以借鑒國(guó)外教科書上提供的仿真題供學(xué)生課下學(xué)習(xí)參考。

2 基于PEPBL 的實(shí)踐環(huán)節(jié)改革

為了加強(qiáng)“電機(jī)學(xué)”課程開始前的認(rèn)知實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，我們?cè)黾恿嗽趨⒂^實(shí)習(xí)之前對(duì)學(xué)生開設(shè)4 ～6 學(xué)時(shí)的“走進(jìn)電機(jī)世界”的感觀認(rèn)識(shí)課程。開設(shè)此課程第一目標(biāo)就是激發(fā)學(xué)生對(duì)“電機(jī)學(xué)”的感性認(rèn)識(shí)，為后面的課程學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ);另一個(gè)目標(biāo)是帶領(lǐng)學(xué)生梳理之前學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)課程，如“大學(xué)物理”、“電路原理”和“電磁場(chǎng)原理”等課程，讓學(xué)生回想此前學(xué)過(guò)的概念、理論和方法。在基本知識(shí)梳理好之后總結(jié)出理論知識(shí)在實(shí)際電機(jī)中的應(yīng)用，讓學(xué)生感受到之前所學(xué)枯燥的理論知識(shí)其實(shí)在“電機(jī)學(xué)”中是有實(shí)際應(yīng)用的。

通過(guò)課外討論環(huán)節(jié)鍛煉學(xué)生分析工程問(wèn)題能力、提高學(xué)生綜合素質(zhì)?！半姍C(jī)學(xué)”課程中設(shè)置了由研究生為主的助教團(tuán)隊(duì)，課外討論方式由助教主導(dǎo)。比如，學(xué)生小組經(jīng)過(guò)討論，選擇感興趣的實(shí)際工程問(wèn)題，就可以聯(lián)系助教確定小組研究報(bào)告題目。在后面的討論學(xué)習(xí)過(guò)程中小組可以主動(dòng)聯(lián)系助教尋求查閱資料的方式及討論研究報(bào)告的思路等，助教可以帶領(lǐng)小組成員到圖書館實(shí)際查閱，組織大家自由交流討論。助教在這個(gè)過(guò)程中也還需要記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，為后期綜合成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)提供依據(jù)。

我們?cè)凇半姍C(jī)學(xué)”實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中增加了計(jì)算機(jī)仿真內(nèi)容，以及學(xué)生自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。對(duì)于學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，在學(xué)生擬好實(shí)驗(yàn)方案后，經(jīng)實(shí)驗(yàn)教師同意便可安排實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，課程組同樣重視學(xué)生的過(guò)程學(xué)習(xí)以及過(guò)程考評(píng)。在實(shí)驗(yàn)操作中，安排學(xué)生扮演不同角色，如實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者、實(shí)驗(yàn)操作者和實(shí)驗(yàn)記錄者等。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)本文提出的基于PEPBL 的“電機(jī)學(xué)”教學(xué)模式和教學(xué)方法，課程組設(shè)計(jì)了相應(yīng)的綜合成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系和考核辦法［4］。實(shí)驗(yàn)成績(jī)除了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量考核外，增加了學(xué)生實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的動(dòng)手能力和小組實(shí)驗(yàn)的組織協(xié)調(diào)能力的考核;針對(duì)該課程內(nèi)容多，學(xué)生掌握知識(shí)點(diǎn)難的問(wèn)題，增加了課程平時(shí)作業(yè)和階段測(cè)試內(nèi)容，特別是增加了該課程的學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)價(jià)。

我們對(duì)“電機(jī)學(xué)”課程教學(xué)過(guò)程提出了PEPBL教學(xué)模式。已在我校部分教學(xué)班實(shí)施。學(xué)生的問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果顯示，80%的學(xué)生很歡迎這種教學(xué)方式，認(rèn)為在實(shí)際的工程問(wèn)題應(yīng)用中能得到理論知識(shí)、學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)合作的鍛煉。當(dāng)然也有一些學(xué)生反映存在的不足。比如，自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)難度大，很難完成。過(guò)程評(píng)價(jià)不夠精確，人為因素偏差較大等問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，課程組將在教學(xué)過(guò)程中不斷與學(xué)生交流，改革思路，以完善PEPBL 教學(xué)模式，進(jìn)一步促進(jìn)為“電機(jī)學(xué)”課程的教學(xué)改革。

［1］ 張文忠，魏云冰，馮巧玲. 以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的引導(dǎo)式“電機(jī)學(xué)”教學(xué)［J］.北京.中國(guó)電力教育，2004，16:78 ～79

［2］ Cindy E. Hmelo-Silver. Problem-Based Learning:What and How Do Students Learn?［J］. Educational Psychology Review. 2004，16(3):235 ～266

［3］ 許曉峰.工程應(yīng)用型“電機(jī)與拖動(dòng)”課程改革初探踐［J］.南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2004，33(增刊):97 ～99

［4］ 肖金鳳，朱榮輝，盛義發(fā). 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)電機(jī)學(xué)教學(xué)改革研究［J］. 天津.電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2003.15(6):97 －99