周 凌 楊 麗

（湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院 湖南株洲 412000）

工程認(rèn)證，是世界上各個(gè)高校培養(yǎng)學(xué)生工程教育的質(zhì)量保障體制，也是促進(jìn)世界各國(guó)對(duì)工程教育認(rèn)可和工程師資格認(rèn)可的重要機(jī)制。隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，工程類人才受到了越來越多的重視，同時(shí)對(duì)其要求也越來越高，而中國(guó)作為《華盛頓協(xié)議》的成員國(guó)，就必須嚴(yán)格按照協(xié)議的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)來培養(yǎng)學(xué)生，因此全國(guó)各個(gè)高校要積極開展工程認(rèn)證，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)各學(xué)校各專業(yè)的全覆蓋。電氣工程專業(yè)是整個(gè)社會(huì)發(fā)展進(jìn)步中非常重要和實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè)，培養(yǎng)的學(xué)生更多的是去往各產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)第一線和設(shè)計(jì)部門，這就要求學(xué)生在高等教育過程中，要具備一定的工程教育基礎(chǔ)。也對(duì)電氣工程專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)提出了更高的要求，不僅學(xué)習(xí)各種專業(yè)知識(shí)，還要提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)，具備一定的工程教育背景，從而為國(guó)家的發(fā)展提供復(fù)合型人才。

2016 年6 月2 日在馬來西亞吉隆坡國(guó)際工程聯(lián)盟大會(huì)上，經(jīng)過《華盛頓協(xié)議》組織的閉門會(huì)議決定，中國(guó)成為《華盛頓協(xié)議》第18 個(gè)正式成員，使得我國(guó)的工程教育培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)得到了國(guó)際的認(rèn)可，也為我國(guó)高等教育走向國(guó)際化提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1]。也促進(jìn)了我國(guó)眾多高校紛紛積極參與，極大地推動(dòng)了我國(guó)工程教育的發(fā)展。到2020 年10 月我國(guó)累計(jì)有241 所高校，1353 個(gè)工科專業(yè)通過工程教育認(rèn)證[2]。

我國(guó)雖然信息化教育起步晚，但取得了很大進(jìn)步。習(xí)近平總書記在《致第四屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)賀信》中提到，“當(dāng)前，以信息技術(shù)為代表的新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命正在萌發(fā)，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展注入了強(qiáng)勁動(dòng)力”，信中指出“中共十九大制定了新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義的行動(dòng)綱領(lǐng)和發(fā)展藍(lán)圖，提出要建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)、智慧社會(huì)，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)、共享經(jīng)濟(jì)，培育新增長(zhǎng)點(diǎn)、形成新動(dòng)能”[3]。

和電機(jī)相關(guān)課程教學(xué)實(shí)踐改革方面，徐永明等人針對(duì)《電機(jī)設(shè)計(jì)》課程內(nèi)容多，知識(shí)面廣以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特定，從理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)方面提出了改革方向。比如，理論教學(xué)中對(duì)磁路部分進(jìn)行講解時(shí)，可以通過引入多媒體的方式，彌補(bǔ)教師以往在黑板上畫電機(jī)磁路的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)直觀形象的教學(xué)[4]。王愛霞等人針對(duì)《電機(jī)學(xué)》課程實(shí)踐操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，主張采用多樣化特別是多媒體教學(xué)的手段，增加理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的直觀性，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的質(zhì)變[5]?？梢钥闯鲭m然多位學(xué)者在電機(jī)相關(guān)課程教學(xué)改革上采取了一些方法，但由于該課程理論性強(qiáng)，公式多，因此還需要進(jìn)一步深入改革教學(xué)方法，形成一套有效的教學(xué)理論。

一、“電機(jī)學(xué)”課程信息化教學(xué)改革的意義

“電機(jī)學(xué)”課程是公認(rèn)的難學(xué)、難教，經(jīng)常導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué)或?qū)W得不扎實(shí)，因此有必要改進(jìn)以往的以書本為中心，單一的黑板授課教學(xué)模式，建立以“以學(xué)生為中心”“以成果為導(dǎo)向”“持續(xù)改進(jìn)”的核心理念為導(dǎo)向，以畢業(yè)要求中相應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)所要求的能力與素養(yǎng)為目標(biāo)，多種信息技術(shù)融合的教學(xué)方法，探索一種新的教學(xué)模式，使學(xué)生獲得本門課所要求的知識(shí)、能力和素養(yǎng)，提高工程技術(shù)人才的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

（一）理論意義

“電機(jī)學(xué)”作為高校電氣類專業(yè)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，在專業(yè)教學(xué)教育中起著至關(guān)重要的作用。信息化教學(xué)作為現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，是國(guó)家教育總體水平的主要體現(xiàn)指標(biāo)，將“電機(jī)學(xué)”課程與信息技術(shù)教學(xué)方式結(jié)合起來進(jìn)行研究，有助于彌補(bǔ)當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下信息技術(shù)應(yīng)用于高校工科課程的研究缺口，創(chuàng)新教育教學(xué)視野，提升教育理念，強(qiáng)化教師信息技術(shù)教學(xué)方式的相關(guān)基礎(chǔ)與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的理論研究。同時(shí)將信息化教學(xué)與課程目標(biāo)實(shí)現(xiàn)相結(jié)合，通過不同的考核方式，實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力的培養(yǎng)，從而達(dá)到畢業(yè)要求。

（二）現(xiàn)實(shí)意義

在信息化快速發(fā)展的時(shí)代，針對(duì)信息技術(shù)在“電機(jī)學(xué)”課程教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)研究，提出具有針對(duì)性的建議和對(duì)策，促使學(xué)校、教師、政府等相關(guān)部門、多舉措、多角度、多途徑為提高信息技術(shù)教學(xué)水平提供有利條件和平臺(tái)，從而推動(dòng)高校工科類專業(yè)課程教學(xué)信息化改革的發(fā)展，切實(shí)體現(xiàn)新時(shí)代的教育教學(xué)水準(zhǔn)，對(duì)于提高高校教師教學(xué)效率和學(xué)生學(xué)習(xí)效率，辦人民滿意的高等教育具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

總之，本文的研究與實(shí)踐，為我校專業(yè)課程如何適應(yīng)工程教育專業(yè)認(rèn)證理念，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，協(xié)調(diào)解決工程教育專業(yè)認(rèn)證“學(xué)”與“教”不同步的問題提供新思路和新靶點(diǎn)，有利于促進(jìn)信息技術(shù)教學(xué)與課程目標(biāo)評(píng)價(jià)機(jī)制有機(jī)結(jié)合，對(duì)專業(yè)培養(yǎng)具有明確可行的指導(dǎo)意義。

二、“電機(jī)學(xué)”課程信息化教學(xué)改革的措施

（一）教學(xué)理念的改革

針對(duì)“電機(jī)學(xué)”課程中知識(shí)點(diǎn)多，許多的概念比較抽象，分析和應(yīng)用上過于復(fù)雜，改變以往的以“教”為中心的教學(xué)理念，結(jié)合工程認(rèn)證的理念，樹立以“學(xué)”為中心的教學(xué)理念，進(jìn)行以學(xué)生為中心的教學(xué)方法的改革，并適當(dāng)融入思政元素。

通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容重新梳理，把重要的知識(shí)點(diǎn)提煉出來，使各知識(shí)點(diǎn)具有高價(jià)值、高目標(biāo)與高挑戰(zhàn)。通過學(xué)習(xí)高價(jià)值知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生都創(chuàng)新思維能力和吸收知識(shí)都能力，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性、主觀能動(dòng)性和積極創(chuàng)造性，引領(lǐng)他們多方位學(xué)習(xí)，具有飽滿的學(xué)習(xí)精神、迫切的學(xué)習(xí)愿望和認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度。把課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，多從“如何教”“如何學(xué)”“如何做”“如何思考”等方面做文章，實(shí)現(xiàn)程序性和方法性知識(shí)輸送和傳播。教學(xué)過程采用案例分析、問題啟發(fā)式、類比教學(xué)等多種教學(xué)方法結(jié)合，充分利用各種仿真軟件和教學(xué)平臺(tái)，讓各個(gè)知識(shí)點(diǎn)具有可觀性和邏輯性，從而提高學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的掌握，壯大自身的知識(shí)體系，深化問題的認(rèn)識(shí)程度。以第一章為例，“學(xué)生為中心”的教學(xué)改革思路如圖1 所示。

圖1 “學(xué)生為中心”的教學(xué)改革示意圖

通過多種教學(xué)改革，從視頻和實(shí)驗(yàn)形式引導(dǎo)主題的進(jìn)入，并融合生活、生產(chǎn)中的各種現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，以理論教學(xué)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)平臺(tái)和課堂教學(xué)平臺(tái)相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生愿意學(xué)習(xí)、喜歡學(xué)習(xí)和主動(dòng)學(xué)習(xí)，真正讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主角。

（二）信息化教學(xué)方法改革

信息化教學(xué)改革要實(shí)施“因事而化、因時(shí)而進(jìn)、因勢(shì)而新”，是教學(xué)理念和教學(xué)方法的雙重改革。信息化教學(xué)方式也稱智慧教學(xué)，是指在教學(xué)領(lǐng)域全面深入地運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)來促進(jìn)教學(xué)改革與發(fā)展的過程，其技術(shù)特點(diǎn)是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和多媒體化，基本特征是開放、共享、交互、協(xié)作?！半姍C(jī)學(xué)”利用信息化教學(xué)工具實(shí)現(xiàn)了課前知識(shí)的滲透，課上知識(shí)形象化感知理解、課后知識(shí)深入探索和網(wǎng)絡(luò)研討的“反芻”的教學(xué)模式[6]。具體的實(shí)施過程如下：教師方面①資源模塊：課前制作和收集電機(jī)結(jié)構(gòu)與原理的微資源，由教學(xué)課件、前備知識(shí)、動(dòng)畫仿真、教材資源組成；②互動(dòng)模塊：課中進(jìn)行前備知識(shí)和概念的小測(cè)，通過精準(zhǔn)授課和高效討論提高學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知和吸收。③課后通過工程案例分析、課后作業(yè)、小組討論和小課程設(shè)計(jì)提高學(xué)生實(shí)際應(yīng)用的能力。學(xué)生方面：課前通過課件提問和私信留言讓學(xué)生做到自主學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)問題和尋求答案；課中通過互動(dòng)和彈幕來提高注意力；課后以提出話題或私信的方式上傳作業(yè)，進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真和PPT 的制作。利用信息化手段，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)、電場(chǎng)和電機(jī)原理的直觀感受，提高學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的自信和對(duì)畢業(yè)要求的認(rèn)識(shí)。同時(shí)利用信息化教學(xué)工具實(shí)現(xiàn)多種靈活的考核形式，增加課程觀測(cè)點(diǎn)考核的占分比，使學(xué)生平時(shí)就要做到真正透徹理解專業(yè)知識(shí)，提高專業(yè)素養(yǎng)。避免學(xué)生平時(shí)怠學(xué)、考試前通過刷題背題而臨時(shí)突擊的應(yīng)試性學(xué)習(xí)。真正實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題、數(shù)據(jù)處理、方案設(shè)計(jì)、查找文獻(xiàn)和團(tuán)隊(duì)協(xié)助的能力。

（三）軟件輔助教學(xué)

信息化教學(xué)離不開現(xiàn)代教學(xué)軟件輔助，信息技術(shù)的使用使得教學(xué)內(nèi)容大大增加，常用輔助教學(xué)軟件如圖2 所示。多媒體課件使得教學(xué)內(nèi)容清晰明了，減少課堂黑板板書，減輕教師任務(wù)，提高教學(xué)效率。學(xué)習(xí)通或雨課堂完成課堂簽到、課后輔導(dǎo)、答疑解惑、課后作業(yè)布置和課堂測(cè)試等，極大的豐富了教學(xué)手段。MATLAB/simulink 仿真可實(shí)現(xiàn)部分實(shí)驗(yàn)課后學(xué)生自行完成，不需要通過接線測(cè)量，大大緩解實(shí)驗(yàn)室的開課壓力，同時(shí)一些不具備硬件設(shè)備的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)也可以利用仿真軟件開發(fā)完成。利用在線技術(shù)，積極推進(jìn)開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生具備動(dòng)手實(shí)踐能力，提高他們的創(chuàng)新意識(shí)。

圖2 常用的輔助教學(xué)軟件

（四）改革后的成效

1.充分明白工程教育專業(yè)認(rèn)證OBE 理念，對(duì)“電機(jī)學(xué)”畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行充分理解拆分，形成切實(shí)可行的課程目標(biāo)，提煉該課程實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生哪些方面能力的培養(yǎng)。

2.根據(jù)課程目標(biāo)和學(xué)生能力的培養(yǎng)，結(jié)合信息化教學(xué)設(shè)計(jì)行之有效地考核方式，既能實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)評(píng)價(jià)又能真正培養(yǎng)學(xué)生能力。

3.具有實(shí)際應(yīng)用背景的電機(jī)案例提取，是電機(jī)學(xué)課程順利講解的基礎(chǔ)。而各種仿真軟件的使用，對(duì)學(xué)生自學(xué)能力提出了更高的要求。

4.校企深度合作的課堂教學(xué)過程中企業(yè)老師的人力資源儲(chǔ)備，真正實(shí)現(xiàn)“走出去”，融入真正的工程教育。

5.在線開放課程教學(xué)平臺(tái)建設(shè)不僅是對(duì)教師能力的要求，也是成本的要求。

結(jié)語

“電機(jī)學(xué)”課程改革是基于工程認(rèn)證背景下的研究與教學(xué)，采用信息化教學(xué)改革和實(shí)踐的總體實(shí)施方案最終結(jié)果是實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)和畢業(yè)要求，培養(yǎng)學(xué)生的各種能力。通過改革實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)二個(gè)，目標(biāo)一能將直流、交流電機(jī)拖動(dòng)的基本理論和基本方法，用于電氣工程及相關(guān)領(lǐng)域電機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行特性識(shí)別、參數(shù)計(jì)算與方案選定，通過文獻(xiàn)研究確定電機(jī)設(shè)備選型和改進(jìn)。目標(biāo)二掌握交直流電機(jī)及變壓器的原理，具備電氣工程及相關(guān)領(lǐng)域的電機(jī)控制與拖動(dòng)方案的研究與設(shè)計(jì)能力和數(shù)據(jù)分析處理能力，能針對(duì)目標(biāo)特定需求，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，使學(xué)生畢業(yè)后都能學(xué)以致用，學(xué)有所用。通過本文的研究，促進(jìn)學(xué)生對(duì)電機(jī)學(xué)課程專業(yè)知識(shí)掌握，為以后學(xué)生的實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)。