林伟杰 吴秋轩

（杭州电子科技大学自动化学院）

《华盛顿协议》是实现互认工程教育本科学位与工程师资格的国际化组织，俄罗斯和我国分别于2012年和2016年成为该组织的正式成员。近年来，俄罗斯为了实现由资源拉动型向科技创新型转变的国民经济发展模式，提出了“俄联邦工业和技术远景展望”“新型工业化工程”“工程教育发展”和“提升工程技术人才专业技能的计划”等规划与政策，超前培养了大量的未来工程人才，有效提升了重点领域工程人才技术。这对于我国推进高等教育改革、提高工程教育质量、增强工程技术人员的国际竞争力具有重要的借鉴意义[1]。

我校圣光机联合学院创建于2018年，是经教育部批准设立的中外合作办学机构，系统引进了俄罗斯圣光机大学的人才培养体系和教学管理模式，全面共享师资、课程与教材，致力于培养具有国际视野、创新创业能力和实践能力的信息科技人才。笔者在承担课程助教工作的过程中学习并借鉴俄方的教学模式与方法，特别是课程内容设计、师生互动、实践环节、过程评价，对“电机学”课程进行面向工程教育认证的教改与实践，获得较为满意的效果。

一、课程目标与教学内容设计

工程教育认证的三大核心理念是：学生中心、产出导向、持续改进。根据社会发展、行业需求、学校定位和专业特色，制定培养目标，并转化成12条具体的毕业要求及分指标点，通过一系列课程及相关教学活动支撑毕业要求的达成[2]。

我校最新修订的“电机学”教学大纲中明确指出，本课程主要介绍电机的基本理论及其工程分析和设计方法，使学生能清晰地建立起直流电机、变压器、同步电机和三相异步电动机等典型电机类型的基本原理和基本概念，初步学会利用机械特性图、归算法、等效电路和相量图等常用的电机分析方法进行分析、设计电机系统。课程目标支撑毕业要求的四个指标点。

（1）工程知识：系统掌握典型电机类型的基本知识，包括结构组成、工作原理、基本方程式、基本特性和运行状态。

（2）问题分析：能够识别电机类型并较为准确地描述工作原理，通过研究相关电机技术文献，能够分析电机原理的基本问题，得出正确和有效的结论。

（3）设计/开发解决方案：能够设计并搭建典型电机类型的实验电路，提出优化建议。

（4）研究：能够初步设计电机系统方案，能够利用电机知识进行研究电机系统的基本工程问题，能够进行解释、处理和分析实验数据，获得正确的分析和研究结果。

本课程内容涉及电、磁、机械、热等多个学科，知识面非常广，要求师生具有比较全面的学科基础知识，而且不同类型电机的原理与运行特性相互差别大；课程理论非常抽象，标识量的符号和基本公式多，基本原理中的电磁关系复杂，但它们又与电气领域的实际工程问题联系密切。因此，本课程的教学难度较高。思维导图是一组具有逻辑关系的图形，能呈现出对特定主题的思维过程。教师利用思维导图形象地展示出课程的知识体系，帮助学生厘清课程内容的脉络，增强对课程主要内容的记忆力，提高发散性和创造性思维能力。比如，在讲授直流电机原理这部分内容时，教师先在PPT中展示这一章节整体内容的思维导图，如图1所示，然后有重点地逐步讲解与深入分析，最后引导学生扩展与完善该思维导图，达到掌握内容整体框架与重要知识点的目的。

图1 直流电机思维导图

二、课程教学方法改革

“互联网+教学”既打破了传统“固定时间、固定教室”集中教学模式的时间与空间限制，又能以更加生动形象的视频或动画形式展现课程教学内容，激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性和主动性。针对重点与难点部分，本课程教学团队设计和录制了授课视频、教学课件、习题库、扩展学习资料等信息化资源，且已分享在浙江省高等学校在线开放课程共享平台（www.zjooc.cn）上，按照课程的教学进度逐步发布给选课学生，极大地方便了学生自主学习，实现了基于互联网的教与学。

（一）线上线下混合式教学

以“互联网+”技术为基础，充分利用本课程在线开放课程的信息化资源，将教师的教与学生的学这两条主线活动贯穿课前、课中和课后三个阶段且紧密衔接，如图2所示。

图2 线上线下混合式课程教学设计

（1）课前阶段。授课教师每次提前公布课程的周学习计划，向学生布置预习任务，如教材对应的章节、主要知识点及重点难点、必须观看的在线授课视频、课外阅读资料等。学生在完成每周的预习任务后，要在规定时长内完成在线预习测试，测试内容为对应知识点的基础部分，由在线课程平台自动评定测试成绩。课程教学团队利用在线课程平台统计出来的学生观看在线视频的次数和时长、在线预习测试的成绩，对学生个体和班级整体的预习效果进行分析，分析他们对课程知识点的了解程度，并反馈得出学生个体和班级整体的学习难点，然后适当地重新分解与整合课程教学内容，调整课堂授课的重点。

（2）课中阶段。采用传统式理论授课、翻转课堂、问题驱动式教学、小组研讨等教学方法相结合。为了进一步提高学生的课堂注意力和集中力，也为了即时检测学生课堂听课和学习的效率，不定期地安排课堂随测。

（3）课后阶段。布置课后纸质作业和在线作业，并评定作业成绩。不定期地开展不同章节的在线测验，提高在线测验的及格分数线，比如满分100分，及格线设置成80分，在线测验成绩没有达到及格线的学生必须重新进行在线测验，直至达到及格线以上。利用在线课程平台加强课后阶段对学生的监控与服务。课程教学团队做好在线交流，及时解答学生的疑问，分享自己在教学科研工作中对课程知识的理解和应用，引导学生提高学习兴趣，使得学生能够对课程的重点与难点有更加深入的理解。

（二）问题驱动式教学

在教学中以提问、案例、研讨互动为主，让学生成为课堂的主角。教师引导学生进行主动思考问题、带着问题学习，进而激发出学生主动学习和研究问题的兴趣和求知欲，达到培养学生分析问题和解决问题的能力的目的。

问题驱动式教学过程一般如下进行：按照面向全体学生和难度递进的原则，课程教学团队针对课程内容的重点和难点进行设计并公布共性问题和细分问题，选课学生分成3至4人一组，每组选择2个问题，然后小组合作进行课程预习复习、查阅资料、讨论分析问题、建模仿真、实验测试、撰写研究报告，最后制作PPT并在课堂上进行答辩，经授课教师和上课学生提问后评定成绩。

（三）虚拟仿真与实物操作相结合

设置5个模型仿真实验，模型仿真实验项目的设计内容选自于课程知识体系的共性问题和细分问题，由学生在课下完成，不占课程总学时。学生通过模型仿真实验，进行修改、调试、观察、记录实验数据、分析实验现象与实验数据，并用于指导其开展实验台的实际操作。

综合性实验为课内实验，占课程总学时。综合性实验主要考查学生对课程知识点的重点和难点的掌握程度和工程实践能力。课前学生先观看在线课程平台上的实验讲解视频、预习实验指导手册；课中学生以小组协作的方式完成实验台的电气接线，按实验指导步骤进行操作，观察实验现象，记录实验数据，在学生进行实验过程中，教师检查学生实验操作的规范性并随机提问；课后学生撰写与提交实验报告。根据学生实验操作的规范性、回答问题的准确性、实验报告的综合质量，教师评定实验成绩。

采用模型仿真与实验台实验操作相结合的教学方法，实现了学生对系统原理分析、理论推导、方案设计、模型仿真、实验操作、实验分析与计算、实验总结报告等完整过程的工程化实践训练，逐步培养了学生解决复杂工程问题的能力。

三、课程考核方式

本课程考核包含过程性评价与终结性评价。评价依据与方法充分体现了学生在课程教学整个过程的表现，如表1所示。

表1 课程考核与成绩评定方法

四、教改实践效果

本课程2021年共有选课学生153人。其中，34人的期末成绩达到90分以上，63人在80分至89分之间，25人在70分至79分之间，19人在60分至69分之间，12人不及格，在期末试卷难度相当的情况下，期末成绩明显好于往年。

在期末阶段，通过对学生的调查，课程教学团队了解到75.2%学生已掌握各类型电机基本原理，56.9%学生能较熟练地运用电机原理分析与计算电机的运行状态，仅17%学生认识到搭建的实验电路有问题且无法独立解决，85.6%学生能较合理地分析实验数据并获得正确结果。以上调查结果表明，大部分学生已具备相应的电气工程知识，具有一定的分析问题、设计开发和研究能力，达到了课程的教学目标。

五、结语

以“电机学”课程为例，在工程教育认证国际化背景下，对课程目标与教学内容设计、教学方法、考核方式进行改革与实践。（1）教学内容上，利用思维导图帮助学生厘清课程知识体系和教学内容的逻辑关系，使其达到牢固掌握课程知识重点与难点。（2）教学方法上，充分发挥“互联网+”技术的优势，建成“电机学”在线课程资源，开展线上线下混合式教学和问题驱动式教学，调动学生学习课程的积极性和主动性，真正落实以“学生中心”的工程教育认证核心理念。虚拟仿真与实物操作相结合，培养学生工程意识，锻炼学生解决复杂工程问题的能力。（3）优化课程考核方式，实现更合理地综合考核学生在课程教学全过程的表现。