摘" " 要：“電機學”課程在專業(yè)體系架構(gòu)中起著承前啟后的作用，教學內(nèi)容涉及機、電、磁等多學科知識，具有機理結(jié)構(gòu)抽象難懂的特點。對此，文章提出構(gòu)建“一條貫穿主線、兩種教學渠道、三層教學目標、四個教學模塊、五類教學手段、六級評價體系”的多元教學模式，并深入探索多元教學模式內(nèi)涵及實施方案。教學實踐表明，多元教學模式有助于學生沉浸式獲得理論知識及實操技能，以及樹立正確的價值理念。

關(guān)鍵詞：“電機學”課程；多元教學模式；教學改革；教學手段

中圖分類號：G642.0" " " 文獻標識碼：A" " " 文章編號：1002-4107（2024）08-0061-03

一、引言

“電機學”是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)核心基礎(chǔ)課程，在本科教學培養(yǎng)方案中具有承前啟后的重要作用?！半姍C學”課程以認識電機開篇，以直流電機、變壓器、同步電機、異步電機的專業(yè)知識為切入點，主要講授4類電機的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及工作特性等。教學內(nèi)容涉及機械結(jié)構(gòu)、電路和磁路等多領(lǐng)域知識，理論復(fù)雜、實踐性強。任思璟等人對此提出運用虛擬仿真技術(shù)提高課程教學質(zhì)量的設(shè)計思想[1]。趙美娜提出一種利用數(shù)字化技術(shù)和信息化平臺開展虛擬仿真教學的設(shè)計思想[2]。安國慶等人從思政角度出發(fā)，開展了提升“電機學”課程教學效果的課程改革[3]。肖金鳳等人結(jié)合當前工程教育專業(yè)認證背景和在線開放課程的實踐教學現(xiàn)狀，闡述了“電機學”課程建設(shè)中的校企深度合作方式[4]。于艷君針對“互聯(lián)網(wǎng) +”背景下的在線教學模式進行了探索與實踐[5]。

在“電機學”課程教學模式探索過程中，教師從頂層設(shè)計的角度出發(fā)，結(jié)合整個專業(yè)體系發(fā)展規(guī)律，開展教學改革。通過挖掘我國在電機領(lǐng)域中的重大創(chuàng)新成果，并結(jié)合案例法、探究法及虛實結(jié)合法等多種教學手段，激發(fā)學生的自主學習興趣，在課程教學目標、教學內(nèi)容及考核評價等方面開展教學模式研究，構(gòu)建了“一條貫穿主線、兩種教學渠道、三層教學目標、四個教學模塊、五類教學手段、六級評價體系”的“電機學”課程多元教學模式，引導(dǎo)學生沉浸式獲得理論知識及實操技能。對近3年課程教學實施方式及實施效果的分析表明，以上多元教學模式取得了較好的教學效果，同時，也為同類或相關(guān)專業(yè)的教學改革提供了一定的參考。

二、多元教學模式剖析

（一）一條貫穿主線

堅持立德樹人的教育主線，以學生為中心，最大限度發(fā)揮課堂教學主渠道的育人功能。在實施多元教學模式前，教師先對該階段學生進行學情分析?！半姍C學”課程在大學二年級下學期開設(shè)，在整個專業(yè)體系知識架構(gòu)中起著承前啟后的重要作用。該階段的學生已系統(tǒng)學習了電路基本原理，掌握了基本電磁關(guān)系，具備查閱資料、分析資料和總結(jié)問題的能力，有足夠的信心和強烈的好奇心。通過在教學過程中的正確引導(dǎo)，學生能夠快速掌握課程理論知識及相關(guān)實踐技能。

（二）兩種教學渠道

目前，雖然中國大學MOOC（慕課）有很多優(yōu)質(zhì)的“電機學”課程資源，但很難推動班級全體學生主動參與在線課程的借鑒學習，因此，教師需要充分考慮“線上+線下”的混合式教學方式的實施措施。具體如下。

在課前，教師借助雨課堂平臺發(fā)布預(yù)習課件及相關(guān)視頻資料，并通過在線監(jiān)測數(shù)據(jù)了解學生的課前預(yù)習情況。在課上，教師在講授理論知識的同時，實時發(fā)布問題并隨機選擇學生回答， 這有助于保持全體學生持續(xù)性的注意力和關(guān)注力。同時，借助釘釘云課堂平臺發(fā)布隨堂小測試，后臺記錄數(shù)據(jù)并分析全體學生答題情況。這有助于教師及時了解課堂教學效果，掌握學生知識誤區(qū)，從而及時采取相應(yīng)糾正措施；也有助于學生及時了解自身學習情況，加強對相關(guān)知識點的理解，感受班級整體濃厚的學習氛圍。在課后，教師借助QQ群或微信群，就相關(guān)問題與學生開展在線互動討論，也可在課程結(jié)束后對學生遇到的問題進行及時互動解答，做到知識傳授的持續(xù)賦能。

（三）三層教學目標

“電機學”課程傳統(tǒng)教學方式的教學目標單一，僅局限于知識目標。而多元教學模式通過構(gòu)建多維度知識體系，采用理實結(jié)合、虛實結(jié)合的方式，重塑、拆解、構(gòu)建有深度、有廣度的3層教學目標。以“變壓器的并聯(lián)運行”小節(jié)為例，具體教學目標如下。知識目標——知識獲?。赫莆兆儔浩鞑⒙?lián)運行基本條件；掌握并聯(lián)變壓器容量與短路阻抗標幺值關(guān)系；掌握理想的并聯(lián)運行條件無法滿足時線路運行狀態(tài)。能力目標——知識遷移：具備分析檢測實際變壓器是否可并聯(lián)運行的能力；具備找到實際變壓器并聯(lián)故障原因的能力。價值目標——價值體現(xiàn)：具有專業(yè)認同感；具有科學嚴謹?shù)墓ぷ骶瘢粯淞o規(guī)矩不成方圓的安全規(guī)范意識和職業(yè)法規(guī)意識。

（四）四個教學模塊

教師根據(jù)電機類別將主要授課內(nèi)容劃分為變壓器、直流電機、同步交流電機及異步交流電機4個教學模塊。課程主要分析4類電機的對稱穩(wěn)態(tài)運行問題，著重闡述相關(guān)基本概念、基本理論和分析方法。教師通過引入典型工程案例，提煉科學問題，引導(dǎo)學生了解學科基礎(chǔ)知識及技術(shù)發(fā)展前沿與瓶頸。教師強調(diào)學生對基礎(chǔ)知識的深入理解和掌握，注重激發(fā)學生的創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學生高度嚴謹?shù)目茖W作風和積極投身祖國建設(shè)的愛國主義情懷。在涉及定則及求解思想的闡釋時，教師注重培養(yǎng)學生辯證唯物主義世界觀，并借助對電機結(jié)構(gòu)及運行原理的對比分析使學生掌握科學有效的學習方法。

（五）五類教學手段

以“變壓器的并聯(lián)運行”小節(jié)為例，闡釋課程教學過程中的5類教學手段，具體如下。①探究法：探究如何根據(jù)實際電力負荷投切選擇變壓器容量，以及在不斷電情況下做變壓器檢修。②互動法：互動討論采用變壓器并聯(lián)運行有何優(yōu)點，以及是否任意2臺或多臺變壓器均可直接并聯(lián)。③類比法：類比“電路”課程，將變壓器二次側(cè)抽象為交流電壓源，思考變壓器并聯(lián)運行的條件是什么。

④虛實結(jié)合仿真法：利用MATLAB仿真軟件分析變壓器理想并聯(lián)運行條件未嚴格執(zhí)行時的現(xiàn)象。⑤案例法：定量分析變壓器3個并聯(lián)運行條件（變比相同、聯(lián)結(jié)組標號相同、短路阻抗標幺值相等）不成立時，2臺變壓器并聯(lián)運行時的負荷情況。其中，教學手段①—③幫助學生加深對教學重點（掌握變壓器并聯(lián)運行基本條件）的理解和掌握。探究法引導(dǎo)學生以具體問題為導(dǎo)向，獨立思考并總結(jié)結(jié)論；互動法采用生生互動、師生互動雙管齊下的方式，激發(fā)并培養(yǎng)學生不斷探索的科學意識；類比法引導(dǎo)學生將不同課程知識、同一課程前后知識等進行類比分析、融會貫通。教學手段④⑤幫助學生加深對教學難點（變壓器某一并聯(lián)運行條件無法滿足時的運行狀態(tài)）的掌握?？紤]到將理論問題轉(zhuǎn)化為工程實踐問題的思維跨度較大，且受到某些實驗條件在實驗室難以滿足的限制，在授課過程中，教師通過仿真軟件，采用案例法進行虛擬仿真教學。例如，在MATLAB仿真軟件中搭建GUI界面（Graphical User

Interface，圖形用戶界面）——“電機學”虛擬仿真實驗資源庫，如圖1（a）所示；單擊“三相變壓器并聯(lián)運行實驗”按鈕啟動相應(yīng)Simulink（可視化仿真工具）仿真模型，如圖1（b）所示。學生通過在Simulink界面中進行參數(shù)調(diào)整，觀察分析仿真現(xiàn)象。

理想變壓器并聯(lián)運行條件完全滿足及3個條件依次不滿足時的仿真波形如圖2所示。在圖2中，橫軸為仿真時間，縱軸變量i1和i2分別為2個變壓器AX相繞組的相電流。在圖2（a）中，i1和i2相位相同，大小相等，因此2個并聯(lián)變壓器內(nèi)部環(huán)流i1-i2＝0。而圖2（b）—（d）中，2個電流的峰值激增，且相位幾乎反向，表明此時變壓器內(nèi)部環(huán)流非常大，也側(cè)面說明了實際條件下無法開展此類實驗教學的原因。

（六）六級評價機制

“電機學”課程采用學生自評、教師自評、師生互評、同行互評、督導(dǎo)評價及社會評價6級評價機制。

首先，以問卷調(diào)查表形式開展的“學生自評+教師自評+師生互評”3級評價機制貫穿課程教學過程始終。其中，學生自評由學生自我考查其是否展現(xiàn)出對科學問題的獨立思考能力，以及是否樂于嘗試并提出個人觀點。教師自評側(cè)重考查教師自身教學手段是否有效實施及教學目標是否有效達成。師生互評主要是學生匿名評價教師授課方式并發(fā)表學習感悟，以及教師實名評價學生學習效果并給出學習建議等。

其次，以聽課評價表形式開展的“同行互評+督導(dǎo)評價”2級評價機制隨機嵌入課程教學過程。其中，同行互評考查教師授課內(nèi)容是否符合學生知識水平層次，以及授課方式是否突出解決重難點內(nèi)容。督導(dǎo)評價側(cè)重考查教師采用的教學方式、教學手段及教學理念是否與時俱進，是否有助于學生對新知識的消化和吸收。

最后，以反饋信息表形式開展的社會評價作為6級

評價體系的壓軸環(huán)節(jié)，旨在關(guān)注用人單位對學生專業(yè)理論付諸實踐的知識遷移能力的滿意度，主要考查學生對學科知識體系的掌握情況是否匹配當前技術(shù)發(fā)展要求、是否具備相應(yīng)的工程倫理意識，以及是否具備求真探索的工匠精神。

多元教學模式中的6級評價機制的終端為教學反思。在課程教學過程中，教師不僅要將專業(yè)知識點講深、講透，還要實時結(jié)合6級評價機制結(jié)果，不斷調(diào)整和完善教學內(nèi)容、教學方式及教學手段等，更要結(jié)合社會評價信息，考慮所授電機學理論知識在電力技術(shù)發(fā)展中的發(fā)展

歷程，融入電力行業(yè)科技最新發(fā)展動態(tài)和前沿知識。

三、結(jié)束語

多元教學模式實施全過程以教師為主導(dǎo)、以學生為主體，時刻培養(yǎng)學生的工程意識和科學嚴謹?shù)墓そ尘瘢?/p>

對于不可線下操作的實驗，通過對“電機學”虛擬仿真實驗資源庫中各動態(tài)模型及仿真波形的觀察分析，學生能夠直觀清晰地理解相應(yīng)難點內(nèi)容；對于可同步線下操作的實驗，通過線上虛擬仿真及線下實驗相結(jié)合，學生能夠加強對實踐過程的理解和掌握。同時，電氣工程及其自動化專業(yè)學生在大學三年級會進行中級工（電工）實訓(xùn)技能訓(xùn)練考核，而考核中的異步電機星三角啟動的典型實踐環(huán)節(jié)，會再次通過案例法對電機學相關(guān)知識進行理論及實踐應(yīng)用。

拓寬學生認知領(lǐng)域。在近3年的教學實施過程中，學生主動學習、主動互動的頻次明顯提升，課程綜合成績明顯提高，證實多元教學模式對于推動學生深入掌握電機學理論知識具有重要意義。同時，該多元教學模式有效輻射到了電氣工程及其自動化專業(yè)其他課程甚至其他學科課程，初步形成“課程—專業(yè)—學科”的課程教育教學體系，推動教育內(nèi)涵式發(fā)展。結(jié)合以上教學實踐，教師還需要對以下問題進行深入探索。第一，加強頂層設(shè)計。學生前期理論基礎(chǔ)較薄弱，工程意識不強，不能及時關(guān)注電力行業(yè)最新發(fā)展動態(tài)，因此，教師需要進一步梳理專業(yè)課程體系，結(jié)合課程特點，落細、落實課程教學方案，提高課程授課效果和質(zhì)量。第二，加強團隊建設(shè)。在采用多元教學模式的課程備課階段，教師在相關(guān)視頻資源、動畫資源等的整合上耗時巨大，因此，需要不斷提升教師的綜合素質(zhì)，加強團隊合作。

參考文獻：

[1]" 任思" "，姜志成，劉遠義，等.應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)促進

“電機學”課程教學質(zhì)量的研究[J].黑龍江教育（理論

與實踐），2016，70 （1/2）：73-74.

[2]" 趙美娜. 基于智慧教育的教學設(shè)計研究與實踐[J].

黑龍江教育（理論與實踐），2023，77（4）：48-50.

[3]" 安國慶，梁永春，李爭，等.“電機學”課程思政教學融

入點設(shè)計與講授[J].中國電力教育，2021（7）：54-55.

[4]" 肖金鳳，徐祖華，鄧攀.電機學精品在線開放課程校

企合作初探[J].中國教育技術(shù)裝備，2020（4）：50-52.

[5]" 于艷君.“互聯(lián)網(wǎng) +”下在線教學模式探索與實踐[J].

黑龍江教育（高教研究與評估）， 2020，74（11）：28-29.

■ 編輯∕陳晶

收稿日期：2023-11-19" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 修回日期：2023-12-13

作者簡介：李昆鵬，女，講師，博士，研究方向為電機學本科課程改革；劉麗英，女，副教授，博士，研究方向為電路本科課程改革；胡山，男，副教授，研究方向為電機控制本科課程改革。

基金項目：第二批天津市一流本科建設(shè)課程項目“線上線下混合式課程”（XJJW2146）