摘要：为了提高“电机与拖动”课程教学效率和质量，文章首先分析了“电机与拖动”课程教学现状，然后论述了基于五星教学原理的“电机与拖动”课程教学设计与实践。

　　关键词:五星教学原理,“电机与拖动”课程教学,电气工程及其自动化专业

　　“电机与拖动”课程是电气工程及其自动化专业一门必修专业背景主干课程，包括四种典型电机的结构、原理和电力拖动系统等内容。该课程不仅涉及电磁感应、机电能量转换、旋转磁场等理论知识，还与工程实际联系紧密。目前，“电机与拖动”课程教学主要分为理论教学和实践教学两种教学形式，但教学效果不佳。

　　五星教学原理也称首要教学原理，由美国“第二代教学设计之父”梅里尔于21世纪初提出。五星教学原理主要解决教师的教学活动如何更好地促进学生的学习活动，即实现学生学习效果好、效率高和参与度高的问题。五星教学原理不仅关注教学过程，还关注学习过程，重视学习过程与教学过程的一致性。梅里尔认为，教学过程应以“聚焦问题”为目标，不断循环往复四个重要阶段，即激活旧知、实证新知、应用新知、融会贯通，且具体的教学任务应被置于实际问题情境中，并设置明确的教学目标。激活旧知和实证新知的关键体现在“紧扣目标施教”，应用新知和融会贯通的关键体现在“紧扣目标练习”，甚至是“紧扣目标评估”[1]。下面本文拟基于五星教学原理，针对“电机与拖动”课程教学存在的问题，重新设计教学内容，并以变压器的参数测定为具体案例，围绕聚焦问题、激活旧知、实证新知、应用新知和融会贯通五个教学环节组织教学。

　　一、“电机与拖动”课程教学现状

　　目前，“电机与拖动”课程教学主要采用理论教学和实践教学两种教学形式，主要存在三个问题。一是理论学习和实践认知脱节。一般的教学流程为先进行理论知识学习和讲解，这一过程多在多媒体教室，然后再去实验室进行实践操作。但教室和实验室不在同一地点，时间上也没有实现无缝衔接，导致理论学习和实践操作存在时间差，学生对理论知识和实践操作记忆不牢固，无法很好地联系起来，进而使得理论对实践的指导作用、实践对理论的验证及升华作用均不明显。二是学习过程与教学过程不一致。一般的教学流程为教师讲解示范、学生听讲，中间穿插互动提问环节。教师传递了很多信息，但是“信息决不等于知识，传递信息也不等于教学”。学生到底吸收了多少信息，新知和旧知之间有什么关系，能否融会贯通，用来解决实际问题，一般要等到课程的期终考试才能得知。三是具体课堂教学目标不明确。整门课程的教学目标已经在教学大纲和教学计划中得到充分的体现，但是构成整门课程的具体课堂教学，其教学目标尚不明确，没有依据从工程实际问题出发，提出问题、分析问题直至解决问题的思路开展教学。学生不知道所学的内容能否用于工程实际，能解决什么实际问题，进而导致学习的目标性不强，学习兴趣不高[2]。

　　二、基于五星教学原理的“电机与拖动”课程教学设计与实践

　　笔者现结合“电机与拖动”课程中的“变压器参数测定”这部分内容，基于五星教学原理，对课程教学设计与实践加以论述。“变压器参数测定”这部分内容的理论基础是变压器数学模型—T型等效电路，对于学生理解变压器原边和副边折算的深层次含义，掌握等效电路在工程实际中的应用具有十分重要的意义，且历来属于较难理解的知识点。根据五星教学原理，笔者致力于实现学生学习效果好、效率高和参与度高的目标，即针对变压器参数测定，进行课堂教学设计，并应用于教学实践。课堂用时4学时，包括2学时的理论讲解和2学时的实践操作，且所有教学活动均在实验室完成。具体设计与实践过程如图1所示[3]。

　　（一）聚焦问题，明确目标

　　根据五星教学原理要义，本阶段主要包括给出工程背景、形成问题链路、设定课堂目标三部分，如表1所示[4]。

　　给出工程背景：工程实际中电力变压器在输配电系统中广泛应用，其运行损耗决定着电力系统的经济效益，故对变压器进行节能运行研究具有十分重要的意义。

　　形成问题链路：问题链路主要包括“研究的前提是什么？等效电路中三组阻抗参数是否已知？如何获取参数？”等。

　　设定课堂目标：课堂目标为“获得T型等效电路中的三组参数”。

　　（二）激活旧知，温故知新

　　根据五星教学原理要义，在实证新知之前，教师要引入相关知识，引导学生温故知新。之后引导学生从变压器等效电路入手，分析获取变压器等效电路的思路。最终确定“简化电路、各个击破”的思路，即通过空载测试和短路测试后经计算获得励磁参数和短路参数，进而得到T型等效电路的三组参数，如图2所示。概言之，通过引入旧知，提升学生熟悉新知识的速度，能够使学生更容易接受新知识，减少对新知的陌生感和恐惧感，激发学习兴趣[5]。

　　（三）实证新知，知识迁移

　　本阶段主要包括空载测试、短路测试两部分。

　　1.空载测试。根据“简化电路，各个击破”的分析思路，首先将负载设为开路，即空载，T型等效电路转换为简化等效电路，通过测量相关参数，计算励磁参数和铁耗。之后按照测试目的、接线图、测试步骤、注意事项和参数计算五步展开教学。其中，空载测试接线图如图3所示。另外，讲解过程中，要将实验器件和授课课件相关图片进行对照解释，以强化理论对实践的指导作用[6]。

　　2.短路测试。获得励磁参数后，将负载设为短路，转化为简化等效电路，通过测量相关参数，计算短路参数和铜耗。同样，按照测试目的、接线图、测试步骤、注意事项和参数计算五步展开教学，其中短路测试接线图如图4所示。

　　空载测试和短路测试的方法类似，要引导学生归纳总结两者的不同之处，且适当留白，引发学生思考，提升学生主观能动性[7]。

　　（四）应用新知，解决问题

　　本阶段主要包括分组测试试验、节能运行研究两部分。这一阶段，学生首先利用学到的相关知识进行分组试验，接下来通过测定相关参数和损耗进行节能运行研究。这是学生应用新知、解决工程实际问题的环节[8]。

　　1.分组测试试验。空载测试试验和短路测试试验都由学生分组进行动手操作，这一过程是实现实践对理论的验证及升华的最好方式。在前面的实证新知阶段，学生已经了解了试验目的和步骤，而如何正确操作，如何判断试验数据正确与否，如何排除故障，从而获得客观正确的数据，进而进行准确的计算，则是试验环节需要完成的任务，如图5所示。

　　学生分组进行试验操作后，得到了很多组数据，如表2所示，这是空载试验相关数据，包括原副边电压、空载电流和空载功率（如铁耗）。

　　2.节能运行研究。学生利用测得的变压器损耗（如铁耗）进行节能运行研究，如图6所示。随后开拓思维，讨论交流，分析得出节能运行的措施。

　　（五）融会贯通，激发兴趣

　　本阶段主要包括归纳总结、试验数据处理、课后练习三部分。通过参数测定试验，即空载测试试验和短路测试试验，学生已经掌握了获取变压器T型等效电路三组参数的方法，并进行了试验验证，本次课堂设定目标已经初步完成。但是本次课中，学生都学到了哪些知识、有何收获，试验得到的大量数据如何处理，如何利用参数测定相关知识解决工程实际问题等，这些都需要在本阶段进行更深层次的探索和思考[9]。

　　1.归纳总结。引导学生归纳总结本次课囊括的知识与技能、过程与方法及情感态度与价值观三个维度的课堂分类目标，最终的课堂分类目标如图7所示。至此，整个实验室授课结束。

　　2.试验数据处理。引导学生课下利用课堂上所学的知识，处理表2数据，计算不同电压（如55 V）下的励磁参数，如表3所示，并撰写实验报告。

　　3.课后练习。课后练习是必不可少的，它能够帮助学生巩固所学的知识，加深对课程学习的印象，为有效地解决实际问题奠定基础。在这一环节，教师要以学生为主体，切实安排好课后练习，具体而言，就是引导学生利用课堂所学知识，继续在课下进行探索，并布置如图8所示的习题，使学生学会从技术手册入手，分析计算变压器等效电路中相关参数，灵活运用相关知识，解决工程实际问题。

　　三、结语

　　依据五星教学原理对“电机与拖动”课程教学进行设计并加以实践，把课堂从教室搬到实验室，以聚焦问题为目标，依次开展激活旧知、实证新知、应用新知和融会贯通四个教学环节，促进教学理念的升级。这样既有助于实现理论学习和实践认知的有机融合、学习过程与教学过程有机统一，也有利于完成课程教学目标和课堂教学目标的有机结合[10]。

参考文献：

　　[1]栾若星.算法专题微课程设计与实践[J].中国教育信息化,2017(24):14-17.

　　[2]赵玉刚.基于五星教学模型二叉树遍历微课教学研究[J].电脑知识与技术,2019(15):187-188.

　　[3]李发宗,杨桂丽,阮良军.基于五星教学原理的课堂教学模式的探索与实践:以《汽车运用工程》课程为例[J].高教论坛,2018(1):44-47.
       [4]刘艳,刘成刚.基于五星教学原理的《大学物理》微课程课堂教学实践[J].吉林化工学院学报,2020,37(10):13-15.

　　[5]焦春红.基于五星教学原理的大学物理微课教学设计[J].西部素质教育,2022,8(2):110-112.

　　[6]安向明,屈成亮.“互联网+”背景下《数据库原理及应用》混合教学模式研究与构建[J].吉林化工学院学报,2017,34(8):61-64.

　　[7]张艳辉.基于BOPPPS模式下的高等数学微课教学设计策略的探讨:以“一阶非齐次线性微分方程的解法”为例[J].科技风,2021(1):40-41.

　　[8]解锋,刘峰,刘涛.基于BOPPPS+微课的电子信息类基础与专业课程融合教学改革实践[J].科教导刊(中旬刊),2020(29):133-134.

　　[9]祝颐蓉.五星教学视阈下模拟电子电路教学改革探索[J].科技视界,2022(23):90-92.

　　[10]吴彦文,汤海波.基于五星教学原理的学习活动教学设计:以模拟电子技术SPOC课程为例[J].软件导刊(教育技术),2019,18(11):36-39.