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摘要：在新工科的背景之下，應用型本科高校的教學改革得到了不斷的推進與發展，同時也面臨著新的挑戰。探索與實施與應用型本科高校辦學定位相符的電機學線上線下混合式課程改革，是許多開辦了電氣工程及其自動化專業的地方性高校所要共同面臨的重要教改課題。電機學課程是電氣工程及其自動化專業的一門核心專業必修課程。該課程理論性強，概念抽象，內容涉及機、電、磁、熱等多個學科的基礎知識，并且和電氣類其他課程有著密切而廣泛的聯系。師生反映教和學的難度都比較大。為了改進傳統課堂教學不足之處，我校電機學教學團隊引入了線上線下混合式教學理念和方法。通過在課堂上的實踐和探索，驗證了混合式教學改革能夠有效提升電機學的教學質量，為電機學混合式課程改革提供了參考。
關鍵詞：新工科；電機學；混合式教學模式；應用型本科高校
隨著信息技術手段的不斷發展，以及由此帶來的產業升級和技術提升，在社會經濟蓬勃發展的背景下，傳統工科專業如何適應新的行業形勢，從而培養出工程實踐能力強的高素質復合型人才，就成為各個高等院校在制訂人才培養方案時所必須要深入考慮的共同問題，同時也是我國推進新工科建設時重要的出發點和落腳點［１］。電機學是一門與工程技術密切相關的專業核心課程［２］。作為電氣工程專業的主干基礎課程，如何在新工科背景下探索電機學的一流課程建設，是擺在所有電氣類高等院校面前的重要課題［３］。新工科建設為電機學課程建設構建了新的發展理念，課程以培養面向未來的多元化人才為課程改革目標，以培育創新型新工科人才為課程改革方向，同時有機結合線上和線下的多種教學手段來不斷推進課堂教學革命。在線上線下混合式教學不斷發展的背景下，隨著各種教學輔助工具的不斷完善，傳統的電機學教學體系也需要做出相應的改變和調整，既要保留線下傳統教學直接高效的優勢，也要樂于吸收線上教學模式靈活方便的長處［４］。因此，本文重新構建了一種適合于電機學學習特點的基于線上線下混合式教學模式，來適應新工科發展建設的需要?；谏鲜霰尘胺治?，電機學課程在建設的過程中必然要注意其特有的工程實踐屬性、科學研究屬性和創新創業屬性，其定位應是以培養學生的工程實踐操作能力、科學研究能力、創新創業能力、團隊協作能力為目標的一門專業基礎課程。我校自動化與電氣工程學院電機學課程教學團隊多年來一直致力于電機學的課程建設，不斷進行線上線下混合式教學的課程改革，構建了一整套的適用于應用型本科教育的教學體系。本文在多年實踐經驗的基礎上，首先分析了電機學課程的教學現狀，并在此基礎上總結了傳統教學方式的不足；其次提出了適用于電機學課程的線上線下混合式教學模式，并從教學方法、課堂互動、實踐教學、考核機制等多個方面對該教學模式進行了全方位的介紹；最后對該教學模式的教學效果進行了總結。
１課程現狀
“電機學”課程是我校電氣工程及其自動化專業的核心課程。其授課內容主要包括：變壓器、直流電機、異步電機和同步電機的結構、原理、測試和性能等。對于該課程的學習需要利用到多個相關學科的知識，比如高等數學、大學物理、電路分析、電磁場等［５］。并且電機學的內容還是后續相關課程重要的理論基礎，比如發電廠電氣部分、電力系統分析、電力系統繼電保護等。電機學的知識體系如圖１所示。從圖１中可以看出，該門課程理論性比較強、概念也比較抽象。根據以往的教學經驗，學生普遍反映課程內容抽象難懂，不易產生興趣；教師則反映課程內容多、授課學時少、教學難度大，因此該課程是師生公認的一門既難學又難教的課程［６］。傳統的電機學課程的教學方式多以講授法為主，由于課堂時間的限制，老師在講授過程中主要是單向地傳授知識點，課堂互動一般較少且趣味性和有效性不足。在這一知識點的單向講授過程當中，教師很難實現對教學全過程的完全監督與調控，教學效果并不盡如人意。總結起來，我校在以實施傳統的教學方式的過程中存在的主要不足之處有：（１）學生多，精細指導少。由于現在高校中，特別是我校這類新建不久的應用型本科高校中，師生比都普遍偏低，所以現在授課中一般都采取大班制教學，學生人數很多。由于每個學生的學習基礎參差不齊，這就導致學生在學習過程中，特別是在學習電機學這種難度比較大又比較重要的課程中需要根據學生的特點定制個性化的學習方案，這在目前這種師資情況下是很難實行的。（２）講授多，交流互動少。在傳統以講授法為主的教學過程中，由于教學任務繁重，所以上課過程中要抓緊按照既定的教學計劃對知識點進行逐個講解。在這種情況下，師生之間受限于時間和空間的限制很難實施充分互動。（３）理論多，應用創新少。在傳統教學過程中，教學主要是一種學生被動接受理論知識的過程，學生的工程應用能力難以得到培養，創新意識難以得到提高。
２課程建設和改革
線上線下混合式教學是近些年來發展出來的教學模式，該教學模式倡導將線下課堂教學與線上學習模式融合在一起，從而形成優勢互補［７］。在目前少學時的教學場景下，利用多種線上教學資源不僅可以解決因學時壓縮而帶來的講授不夠深入的問題，同時又可以通過各種趣味性的互動環節來培養學生的學習興趣?；旌鲜浇虒W并沒有完全拋棄線下教學，師生依然可以進行面對面的互動。我校的電機學教學團隊主要從以下幾個方面對教學模式進行改革，整體的教學改革實施框架如圖２所示：
２．１教學方法
隨著現代信息技術手段的不斷發展，大學教學方法上出現了許多新的探索，尤其是借助計算機網絡技術和移動互聯網的發展，催生了包括翻轉課堂、在線課程、直播授課等多種新型的教學手段。教學團隊主要在以下幾個方面對電機學的教學方法進行了改革：
２．１．１線上線下教學同步
本課程所使用的線上教學平臺主要有：雨課堂、中國大學慕課等。雨課堂主要用來進行線上授課。其授課過程可以以直播的形式全程錄制下來，并自動保存，以方便學生自己在課下進行復習。中國大學慕課資源是教師授課內容的有力補充，通過利用慕課資源建立與課程教學同步的ＳＰＯＣ課程，可以很方便地安排學生進行課前預習和課后復習，并有力地擴展了教學內容。在充分利用上述教學平臺功能的基礎上，可以減輕線下課堂教學的壓力，讓學生在上課之前對于一部分基礎性復習性的知識點進行學習，并且可以在線下課堂教學結束后，讓學生依據自己課堂上的學習效果在課下進行查漏補缺，并隨時隨地與教師之間保持聯系。教師也可以通過客戶端后臺的數據分析出學生在學習過程中的薄弱點，從而實現線上線下有機融合，同步教學。
２．１．２互動答疑靈活方便
除了傳統的線下交流、互動和答疑之外，混合式教學的特點之一是教師可以在課堂上通過雨課堂實時解答學生的疑問，同時也可以在課堂教學結束后，隨時隨地地解答學生在預習或復習過程中遇到的問題。
２．１．３習題資源分層互補
通過做適量的習題加強鞏固學生的學習成果，但是在大班制和少學時的情況下，如果教師按照傳統的方法全部在線下布置、批改和解答習題，這將是一個十分耗時耗力的過程。利用線上教學平臺則可以高效地解決這些問題，實現習題布置、批改和解答的自動化、智能化、個性化。
２．２課堂互動
在傳統的課堂教學過程中，教師往往按部就班地按照教學計劃來安排重難點，然后針對這些重難點進行相應的課堂互動。在混合式教學中，學生通過課前的線上推送已經具備了一定的知識基礎。線下課堂中老師所講授的知識和學生已獲取的知識相互融合、相互碰撞，學生在這一過程中不斷構建出屬于自己的知識體系，這種課堂互動具有深度化、個性化和趣味化的特點。我校在進行電機學混合式課程改革的過程中所實施的互動主要包括以下三個方面的內容。
２．２．１線上課前引導式互動
借助雨課堂平臺，教師可以在每節課的課前向學生的手機端或電腦端推送下次課的背景知識并提出一些引導性的問題來提高學生的學習興趣。教師還可以很方便地在后臺監控學生的預習情況，明確學生的學習興趣。教師可以在上課前結合預習階段的師生互動情況，重新對重難點、授課思路等課堂教學環節及時進行改動。２．２．２線下課中實時互動在課堂教學中不僅要考慮教學設計中的重難點，也要注意將知識點邏輯梳理清楚，構成學生容易理解的知識體系。在課堂授課過程中，首先對上次課的知識點進行回顧，尤其是與本次課關聯的知識點；然后結合之前布置的預習內容與學員進行更加深入的討論以檢查預習效果；之后進入課堂互動式教學階段，并多采用實時彈幕、后臺留言、翻轉課堂、分組討論與課堂演示等多種互動手段，在輕松愉快的氛圍中啟發學生進行討論和思考；最后進行課堂總結，布置課后作業，讓學生對照教學目標，逐個知識點檢驗自己的掌握程度。
２．２．３線上課后隨時互動
對電機理論的理解與應用是每個電氣工程專業的學生必備的素質。為了鞏固學習成果，提高學員對知識的綜合運用能力，適量的課后復習作業是十分必要的。教師可以通過雨課堂平臺定時發布并自動批改作業，還可以立即給出作業成績并公布答案，之后學生可以根據自己的學習情況，通過微信等即時通信軟件向老師提問，老師也可以隨時隨地以文字、語音或視頻等方式有針對性地進行答疑。
２．３實踐教學
傳統的電機實驗教學一般以驗證性實驗為主，且出于安全性的原因，學校一般偏向于使用高度集成化的實驗設備。在做這種實驗的過程中，學生通常都是按部就班地按照老師的要求一步一步地進行實驗，很難激發學生自主思考的能力，在這種情況下很難培養出滿足工程教育專業認證要求的人才。教學團隊對實踐教學進行了以下方面的改革：（１）注重產教融合；（２）增加綜合性實驗；（３）增加虛擬仿真實驗。
２．４考核機制
在傳統的考核體制下，學生的成績主要由期末考試的情況來決定，注重結果性考核，無法考查學生的綜合素質。我校電機學的最終成績注重過程考核，總評成績由平時成績和期末考試成績兩部分構成，其中平時成績由考勤簽到、課堂測驗、專題作業等部分構成。期末成績占總評成績的６０％，平時成績占總評成績的４０％。在平時成績的構成中，可以充分利用各種現代化的技術手段，比如考勤簽到可以在手機端完成。隨堂測驗也可以在各種設備平臺中隨時隨地完成，從而突破課堂教學的限制。所有的專題討論和平時作業都可以以多種格式上傳在教學管理系統中。
結語
在新工科的背景下，以線上線下混合式教學模式為主要手段的教學方法能夠有效改進現有教學手段的不足。通過我校近幾年在電機學這門課程中的實踐經驗，混合式教學模式可以有效激發學生學習的主觀能動性，助力學生電氣工程專業知識體系的構建，提升學生的終身學習能力。（１）課堂資源建設需要精細化：課堂資源的形式需要進一步豐富，并結合實際應用場景選擇以文字、圖片、動畫或視頻等方式更加生動精細地呈現給學生。（２）習題設計需要差異化：學生對于自己以后的發展方向有不同的選擇，有些選擇直接就業，有些選擇繼續深造。那么對于學習的要求也就出現了個性化的差別，如何在以后的課程建設過程中利用混合式課堂的優勢照顧到這些差異，是一個很值得深入研究的課題。（３）實踐教學需要工程化：在實踐教學過程中，必須要更加深入地結合學生以后工作崗位的實際工程應用情況，注重學生動手能力的培養。
參考文獻：
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［３］陳全文．“電機學”線上線下混合教學模式研究［Ｊ］．河北農機，２０２１（３）：６６?６７．
［４］李鴻娟，譚峰亮，汪力．工科材料類專業課的課程思政與金課建設探索［Ｊ］．南方農機，２０２０，５１（１９）：１４２?１４３．
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［７］李飛，姜旭，賈臨生，等．基于自主知識體系構建混合式教學模式探索［Ｊ］．中國現代教育裝備，２０２２（１３）．
作者：馮明 唐靜 李俊杰 單位：成都工業學院自動化與電氣工程學院
