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摘要：以《电梯电力拖动与控制》课程为实例，常熟理工学院机械工程学院结合自身特色，以工程教育认证为抓手，推动专业内涵建设，构建应用型专业建设标准，完善人才培养监控及评价体系，探索了适合我校电梯专业现状的多元化交互式教学模式，突出加强专业实践技能训练，培养出符合企业要求的复合型、技能型，国际型人才。
关键词：电梯电力拖动与控制；混合式学习；国际化实践
本文引用格式：蒋晓梅,等.工程教育认证下《电梯电力拖动与控制》混合式学习国际化实践[J].教育现代化,2020,7(50):95-98.
International Practice of Hybrid Learning of“Elevator Electric Drive and Control”under Engineering Education Certification
JIANG Xiao-mei,HU Chao-bin,DOU Yan,LIU Jun-jun
(School of Mechanical Engineering of Changshu Institute of Technology,Changshu Jiangsu)
Abstract:Taking the course"elevator electric drive and control"as an example,the School of Mechanical Engineering,Changshu Institute of Technology,combined with its own characteristics,takes engineering education certification as the starting point,promotes the construction of professional connotation,builds application-oriented professional construction standards,improves the personnel training monitoring and evaluation system,explores a diversified interactive teaching mode suitable for the current situation of elevator specialty in our university,and highlights the strengthening professional practical skills training,training meet the requirements of the enterprise compound,skilled,international talents.
Key words:Elevator electric drive and control;Hybrid learning;International practice
一引言
自1980年瑞士迅达投资中国兴建中国迅达电梯有限公司以来，中国电梯行业取得了令世人瞩目的发展。长三角地区为我国电梯企业的规模扩张、产业整合和产业升级提供了有力的保障。其中，苏州地区集中了全国近25%的电梯整机制造厂和超过30%的配件企业，年产电梯台套数超过全国的三分之一。国内电梯五强的前四强，即康力电梯、江南嘉捷、苏州申龙、东南电梯均为苏州市市属电梯企业，苏州地区目前已经成为国内一个最密集的电梯生产制造基地。据中国电梯协会预测，今后一段时期，我国每年电梯增量至少60万台，每年需新增电梯专业技术人员2万人以上。因此，专业技术人员尤其是高层次工程技术人员的培养是保证行业持续健康发展的重要因素，更是电梯产业结构调整所必须完成的任务[1]。
二 课程设置
电梯工程专业主要培养能够从事电梯设计、制造、安装施工、管理的专业技术人才，除了强调学习基础理论知识外，更加突出要求动手实践和专业技能及研发新品能力。《电梯电力拖动与控制》是电梯工程专业的专业必修课，是学生学习和掌握各种电梯电气控制常用基本知识和基本设计方法的专业课。该课程也是学生将来从事电梯工程专业电梯电气设备课程的理论基础。本课程的目标是使学生了解电梯系统的构成，掌握电梯曳引拖动系统和控制操纵系统的基本电气设计原理，具有电梯控制系统以及普通机电设备电气控制系统的选用和设计能力，授课过程中侧重于培养和提高学生创新能力和工程实践能力。该课程也是学生从事电梯必备的电气设备专业知识的理论基础,学生在掌握电梯控制系统的构成和功能后，具有电梯及自动扶梯电气元器件选型和设计控制系统的能力，为今后进一步深入学习和研究其他新型电梯控制系统打下坚实的基础。《电梯电力拖动与控制》是一门涵盖广泛的课程，涉及直流电机、交流异步电动机，永磁同步电机、直线电机、自动扶梯（人行道）、家用电梯、液压电梯、杂物电梯等的驱动控制。在传统授课方式中仍采用以教师为中心的讲授方式，以老师讲学生听为主，填鸭式的教学模式。由于涉及面很广，这样的教学模式不适用现有的教学要求，不利于激发学生的学习兴趣和培养学生自学能力，往往无法达到电梯专业的教学目标，毕业后不能较好地完成电梯控制系统基本设计、制造、安装、改造、维修实践工作[2]。这就要求教师要根据课程体系目标，利用先进的教学手段和技术条件进行教学方法和形式上的改革。
三 教学改进
通过对此课程建立电子教学管理平台，开启信息化教育体验，以学生为中心，覆盖课前预习、课堂施教、课后复习等教学全过程，集课程创建、资源建设与管理、交流互动、统计分析、评估评测、学习空间于一体，实现了包括电子上传功能、反抄袭功能、在线投票、社交平台等功能[3]。在课程进度期间通过学生自发主动探究、自主实践体验、交流合作互动的学习方式与独立被动接受性学习方式的完美结合，达到实现多样化的学习方式，教师分别通过从“起始阶段的预判”“中期阶段的干预”“后期阶段的指导”三个过程的观察与记录，同时关注考察教学方案的顺利实施，侧重了解学生学习方法的正确考量，通过各种形式实现满足了学生对于知识需求的多样化和个性化发展特点，最终了解知晓了学生如何在教学情景中通过师生间、生生间以及与教学媒介信息间的相互作用过程获得了知识能力和应用技能。而评价和效果是教学改革的关键环节，由于依托先进信息技术的资源整合及数据处理，为学习成果的评价与反馈提供了条件，教师籍由学生学习动态，学习态度以及学习深广度等信息的采集，在收集积累了大量的数据资源后，可以根据评测过程中存在的共性问题，统合整理课程，把握教学设计，调整教学策略，改进教学方式，改变教学进度，重整教学内容；同时针对个别学生的特殊问题，选择适用个体学生特点的学习方法开展个性化教学，在一定的时间内发展其感兴趣的特长，尽可能多地帮助其增加效益减轻负担，促进其个性化发展。通过教师传授和教学资源，让学生在参与，互助活动和分享中找到答案，在学生知识应用执行中加入适时的点评，会有进一步的反思改进，最终完成如图所示的知识传递和课程目标。整个教学过程中系统地应用“活动、分享、反思、应用”的循环。完善了课程管理与实施，在最大程度上提升了教与学的质量与效率，实现了因材施教。这也是混合式学习探索与实践在课堂教学中追求的目标[4]。
此种教学模式下，教师课前将制作好的适于网络教学的教学资源(电子教案、PPT课件、动画视频、例题讲解、习题答案，教学大纲和进度表等，也包括英文版课件、教学大纲、进度表和练习)上传至网络平台[2]，学生根据他们的需要随时进入Web页浏览这些材料，虽然网页在学习资源和内容的分享过程中起了非常大的作用,但是师生、生生之间的直接交流互动也是非常重要的一个环节,直接面对面的教学过程不单单是学生坐在教室里听教师授课,同时也包含学生在头脑中建构知识的过程。教师对学生面对面的指导是很重要的，不仅仅是更直接的知识传输，也是更近距离的心与心的交流，在面对面的辅导过程中，教师尤其更容易发现学生学习中存在的问题和原因，从而增强教学的针对性和时效性。学生在学习过程中如果遇到难题、瓶颈或者想进一步深化,可以通过多种形式和教师同学互动，学生们可以分成一些学习小组,这些小组定期聚集商讨,分享彼此的经历、感想与心得。学生可以提交个人的学习心得体会和老师之间有更多的互动交流，学习从被动变为主动，学生获得学习的控制支配权[5]。教师将混合式学习很好地应用在了教育环节之中，通过在有教师讲解指导的面对面授课之后,多数学生可以随堂记录下相关学习心得、课堂笔记、练习作业、重点难点等,并在课后同教师和学习小组成员通过各种网络交流平台进行交流互动,让小组成员和教师观看学习纲要,完成作业的最后版本,最后将其发布在网页上，教师对学生进行评分，学生相互之间进行互评，最终在知识分享反馈的过程中形成一定有形的想法思路，这将有利于主动学习者充分思考所学的知识点。这种模式非常有利于促进学生学习独立性和自信心的提高，有利于加强对问题的深入理解。学生可以一边在远程自主学习，一边能随时接受老师的在线答疑和测试等一系列的辅导学习，在作业辅导和测试讲评中，加强了对具体学生的检查和指导。此种方式既可以使学习可以延伸超越时间和空间的约束，又可以使学习过程延续到在线学习之后的时间里，包括后续的在线论坛，贴吧和短信辅导等等手段。在实践课进行了讲座、现场指导、学生课外传帮带相结合方式强化动手操作。有固定的课程师资梯队，企业与行业、学校共同制定并不断完善与重构校本课程，充分发挥学校与企业的主动性，培育一批既具有深厚理论知识又拥有丰富实践技能的“双师型”师资队伍，调动学生的积极性，让学生有更加多元化的学习体验，保证了学生能够学有所长、学以致用[2]。
学校建有江苏省电梯智能安全重点建设实验室，设备配套齐全，具有奥的斯GeN2无机房电梯，三菱LEHY无机房电梯，国内电梯行业主流配置的永磁同步曳引机；国内电梯行业主流配置的变频门机；主流配置的一体化控制系统；自主开发的扶梯和直梯物联网监控系统，多功能曳引机测试装置等。在电梯拖动实践课程中，这些实验设备都可以派上用场。由于目前电梯曳引机的主流是永磁同步电机，加一体机变频驱动，一些扶梯曳引机也还有使用异步电动机，由PLC或微机板，采用通用变频器或电梯专用变频器控制驱动，所以分别从2种曳引机最基本供电主回路，控制回路和安全回路的电气剖析设计，按照被控电机的参数选型到对电器元器件包括断路开关，变压器，开关电源，继电器，熔断器，接触器，变频器，电气开关选型，在选型过程中让学生了解这些产品的性能和市场，实际工程选型设计中并不一定选择最贵最好的设备，有时为了工程项目的成本常常会采取一些折衷的办法选择性价比最适合的。每个电路回路的测试到电机的启动制动调试再到整部电梯的调试，电机参数调谐，带负载调谐。进行电机自学习和井道自学习，指导老师带领学生分组分批进行真题真做，全部让学生自己完成，同时教师针对学生提出的问题，进行实操辅导、手把手教会学生怎么完成回路接线调试，用测试仪表检查线路的通断和故障点等，而多功能曳引机测试装置可以完成电动机过载（堵转）转矩、曳引机线圈温升、曳引机效率、超速试验、失步转矩测定、瞬时过电流试验性能测试等；电动机制动器制动力矩、制动器制动响应时间、上行超速保护装置测试、速度、加/减速度并绘制曲线、制动距离等测试，该测试装置相对这门课程更有针对性和实践意义，可模拟实际工况，对交流异步（变频、双速、单速）电梯曳引机、交流同步电梯曳引机、自动扶梯或自动人行道驱动主机进行型式试验，让学生完全理解电梯的主拖动控制系统如何工作，整个教学过程效果很好，进一步促进了网络课堂与传统课堂教学的融合，实现网络在线课堂、传统课堂教学、实验课堂的互补。
“江苏省电梯智能安全重点建设实验室”通过学科建设和积累，在教学、科研、团队建设、人才培养、服务地方等方面已具备了较好的基础，为加强电梯工程教育国际合作，我们与开设有目前欧洲唯一的电梯工程硕士、博士课程的英国北安普顿大学，联合开展国际间科研合作达成共识，定期举办实验室学术研讨会，双方互派教师回访，并开展课程学分互认工作，商讨建立本科生和研究生交流合作项目，实验室为学生提供平台，支持鼓励学生参与国际前沿课题的研究。实验室凝练了一些和电梯安全密切相关的关键问题和研究方向，申请了国家级和省部级研究项目，以具体的研究项目为切入点筹备实验室建设，目前已经建设的设施能够支撑当前的课题研究热点。根据电梯工程领域需求，聘请外籍教授联合开设相关的国际化课程，制定国际化创新型人才培养的具体措施，为国际化创新型人才培养奠定基础，为了使学生可以博采众长，同国外教授一起联合培养本科生和研究生，围绕针对实验室现阶段研究方向，国外教授同学生之间面对面展开论文和专利的交流，本科生的学术水平和英文表达能力都得到了提高，对电梯工程领域具体研究方向进一步深入细化，让研究生深化研究，自主选择确定课题方向，培养研究生的决策能力、分析判断能力和综合能力，为促进其能力培养提供良好的平台。为开阔拓宽学生国际化视野，提前为学生制订出国交流计划，开展多种形式的国际合作交流，依托重点建设实验室构建国际化交流合作团队，通过与国外联合申请国际研究合作项目、举办国际研讨会、增设国际化课程、与国外教授联合指导学生论文和学术研究，国外交流等措施的组合，创新培养电梯工程领域国际型人才。通过与挪威科学技术大学，挪威工程学与工业技术研究中心合作，已连续4年联合举办国际学术会议，和欧洲、挪威及世界各地区有了一定的合作研究基础，并不断向欧洲输送教师访学，才有机会掌握更多的西方教学理念和现代的先进教学方法，学习了解国外在高校管理模式，国际交流合作和运作体制等方面的成熟理念和实际经验。实验室按照规定每年邀请国内外高等院校、研究机构来实验室开展合作研究和学术交流；每年派出人员到国内外科研实验室进行学术交流与合作研究工作；每年举办（承办）专题学术会议；保证学校国际化水平。建立了符合国际标准的工程人才培养体系，工程教育认证活动与改进行动相互结合，认证结果转化为改进行动的动力，达到持续改进、自我完善和发展提升，保证了与国际上＂实质等效＂的工程教育质量，充分体现了＂持续改进＂与认证结果相互促进的特点[6]。我们通过校企合作共建实践研发基地、科研转化平台、技术创业平台，形成立足于区域产业行业需求为导向的专业方向，培育基于职业能力需求为导向的课程体系，建构培养工程实践能力为重点、产学优势融合为特征、综合职业能力为目标的教学过程，建立了注重过程的多元化工程认证评价体系。深入开展科学研究，进一步加强与国内外合作单位的交流与合作，围绕电梯智能安全，资源共享、优势互补、合作共建，打造国内领先的电梯智能安全研发平台；同时，采用开放式管理模式，并学习并借鉴国内外先进实验室管理与运行的经验，使实验室高效运转，最大限度发挥作用，真正成为一个开放的重点实验室。
在整个教学活动的执行过程中，实现良好教学效果的重要保证是能有效地控制各个环节。在教学实施过程中，让学生积极参与到企业实际工程项目中，参加各类学科竞赛，鼓励学生撰写发明专利和论文，申请创新课题，注重校企合作联合培养，设置见习工程师上岗实训和企业生产实习相关实践环节，让学生能够进入到企业实际岗位，真正面对实际的工程问题并熟悉找到解决方案，强化教学质量监控体系和来自内外界多方位的信息反馈体系的建设，针对各个相关者提出的教学质量反馈意见和建议，及时做出正面回应并积极主动做出全面统整，将外部认证标准较好地转化为学校内部的改革动力，让全体员工参与认证活动，共同构建从自查、自评到自改的＂以评促建＂的良好循环，成为保障和提高机械工程专业教育质量的有效途径[6]。
四结语
混合式学习不仅充分发挥了教师在教学行为中引导，启发和监控教学过程的主导作用，而且充分体现了学生学习的主动性、积极性与创造性，也意味着是真正意义上学习资源内容的完美整合，可以容纳包含精心设计的在线课程资源信息、教师生动趣味的直接面授、企业工程师的工程实践经验分享、完整全面的教学资料内容积累等于一体，让资源一览无余地整合到一个开放的教学平台上，形成了强大完备的知识管理中心，充分利用信息技术的力量，将网络远程学习与课堂的近距离面授有机结合，将学生实时与非实时的学习、教师同步与异步的讲授、学生正式学习与非正式学习实现无缝对接，让学习实践浑然一体，建立“一站式”的完美学习方案，从而可以取得最优化的学习效果的学习方式。我们通过这种多元化教学模式，培养出适应行业区域经济发展和社会发展的需求，具有较强的工程实践能力，具有交流沟通能力和一定的国际视野，能从事工业产品设计与制造，调试和运行、产品应用研究、产品开发和运行管理等方面工作的综合型技术人才。
参考文献
[1]蒋晓梅.电梯工程专业校企合作模式的教学构建[J].时代教育，2017,6(12)：179-180.
[2]蒋晓梅.工程教育认证下《电梯电气原理与设计》云课程教学模式探索[J].教育现代化，2019,6(59):124-125.
[3]熊才平.教育在变革:论信息技术对教育发展具有革命性影响[M].北京:科学出版社，2013．
[4]黄荣怀.混合式学习的理论与实践[M].北京:高等教育出版社,2006.
[5]混合式教学改革[N].信息化教育网．2018-01-03.
[6]严玲，金芹.应用型本科专业认证制度及其作用机理研究——以工程管理类专业为例[J]．清华大学教育研究，2012,(4):80-88.
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