0 引言

2016年6月2日，我国成为《华盛顿协议》的第18个正式成员，这标志着中国工程教育专业认证协会(CEEAA)认证的工程专业本科学位将得到美、英、澳等协议涵盖的所有正式成员承认，此举对我国工程专业本科教学也提出了更高要求。因此，如何按照国际标准培养我国的工程师、提高工程技术人才的培养质量成为了研究热点[1,2]。

本文的研究对象是“老养残”家庭中成年心智障碍人士的照料者，包括心智障碍人士的父母、兄弟姐妹及其他近亲属。结合现实，本研究对“老养残”家庭这一概念进行了一定的扩展，即指由50岁及以上年龄的家庭成员照料成年心智障碍人士的家庭。本研究在前期对个别照料者进行了试访谈，进而确定问卷，在知情同意的基础上收集照料者对未来安置规划的理解和看法；而后，又根据自愿原则对部分照料者进行了个案访谈，以期从服务使用者的视角更具象地呈现这些特殊家庭的心路历程。

“运动控制”是自动化、电气工程及其自动化等专业的骨干课程[3]，对自动化、电气工程及其自动化专业多个毕业指标点起强支撑的作用(支撑我院电气专业1-5、2-2、4-3、6-3指标点，支撑自动化专业1-5、4-3、12-3指标点)。传统的教学方式显然难以覆盖全部毕业指标点，通过理论教学[4]、实践教学[5]和考核方式[6]的改革虽然提升了教学效果和教学质量，使学生掌握了扎实的数学、自然科学、工程基础和专业知识，以及分析解决专业领域复杂工程问题的能力[7]，但仍不能有效的培养学生团队合作(理解个人在团队中所处的角色、所应发挥的作用)，高效沟通(撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达等)，自主学习、适应发展的能力和终身学习的意识。

财商是一个人判断金钱的敏锐性，以及对怎样才能形成财富的了解。它被越来越多的人认为是实现成功人生的关键。财商和智商、情商一起被教育学家们列入了青少年的“三商”教育。我们从犹太人的财商教育说起，说起犹太人，很多人脑海中想到的第一个国家就是以色列，确实，犹太人的渗透力和生存力非常强，目前，全球经济圈中的很多精英都是犹太人。比如原美联储主席格林斯潘，全球外汇、商品和股票投资家索罗斯，纽约市市长、布隆伯格通讯社创办人布隆伯格……

本文提出一种融合以项目为导向PBL(Project Based Learning)的翻转课堂教学方法，并探索性地将该方法应用于“运动控制”课程教学中。该方法可以充分调动学生的学习热情，培养学生团队合作、自主学习、解决实际复杂问题等能力，提升“运动控制”课程的教学效果，为培养高质量工程技术人才奠定坚实基础。

1 PBL与翻转课堂的特点及其互补性

融合PBL的翻转课堂教学模式如图1所示。从图中可以看出，翻转课堂采用课前学习，课中解决问题的教学模式。PBL环节融入到翻转课堂的课中阶段，从带领学生参观科研实验室开始，让学生从教师的讲解中深入了解项目中的实际问题；教师在这之前须将问题拆解、细化，并与各章节内容相对应，从而构建项目实际问题与课程知识点的联系；进而将PBL融合到翻转课堂，在课中对问题进行分析、讨论并形成解决方案；最后回到实验室验证解决方案，并总结、评价各个学生表现和这一教学方法的价值。

2.2 为各项产业跨界融合提供借力点 《国务院关于加快发展体育产业促进体育消费的若干意见》（国发〔2014〕46号，以下简称《意见》）在加快发展体育产业的总体要求上明确提出“促进体育产业与其他产业相互融合”的基本原则，以及“积拓展业态，促进康体结合，鼓励交互融通”等3条促进融合发展的任务与要求。在任务导向下，体育特色小镇跨界融合模式的打造任重而道远。

翻转课堂实质是将传统教学课堂上完成的新知识讲解翻转到课前，而把原来课后作业翻转到课上进行，这样教师在课堂上就能够集中精力、有针对性地解决学生的问题，实现知识的高效内化[8]。

在课前准备环节中，教师准备网络教学资源和需学生完成的基本练习。教学资源一般包括多媒体课件、微视频、电子书等形式。本课程的教学资源放置于学校842T精品课程网上，同时教师可以筛选网络论坛(西莫论坛、Matlab中文论坛等)中具有指导性的帖文，下载中国知网、万方等数据库中紧密联系的科研文献，将挑选的帖文和文献放置于建立的QQ群中供学生下载、学习。无论教学还是帖文或文献都应在课堂教学实施前两周告知学生以便学生反复观看、学习。在完成教学资源学习后，学生应该总结学习过程中的收获和疑问，同时要完成教师布置的针对性练习，以加强对学习内容的巩固并发现所学知识的疑点、难点。

利用翻转课堂，学生课前通过有计划的学习，获取新知识，在课堂上完成教师设计的测试，通过教师的指导和学生间的讨论解决课前学习时遇到的问题，以此快速地形成知识的内化。但内化的知识如何应用于工程实践，从而提升相关工程技术的能力和素质仍然难以解决。PBL教学法以解决项目难题为导向，强调团队合作，重视课堂讨论，某种程度上可以有效加强翻转课堂中团队合作的问题。此外，通过查阅资料、团队成员间的探讨或争论，充分认识到实际问题的本质，在教师有针对性引导下，能够促进学生对于已吸收和内化知识的高效利用。因此，将PBL融入翻转课堂，可以进一步提高工科专业课教学质量，适应我国培养高质量技术人才的需求。

范永升[4] 教授认为硬皮病分为阳虚寒凝，肺脾不足，络脉痹阻三型，①阳虚寒凝：病因肾阳亏虚，复感寒邪凝滞经络肌腠，②肺脾不足：是因肺气不足，水谷精微物质不能经宣发以润泽肌肤，从而出现皮肤失润硬化之症，③络脉痹阻：皮肤的荣润离不开气血的濡养，若瘀血阻于脉络，皮肤失于濡养则硬化萎缩。

2 融合PBL的翻转课堂的应用探索

在翻转课堂中，教师和学生的角色发生了变化：教师从知识的传授者变成了学习的指导者和促进者，学生从被动的接受者变成了知识内化的参与者；整个教学活动改由教师与学生共同完成，教师不再是课堂主宰，学生的主体地位得到了充分地体现，并且能够主动参与到课堂教学中来。

230 ℃高油温，加入蒜茸、姜茸以及葱茸炒制出香，炒制约5～8 min，锅内无明显水蒸气冒出即可。注意火力不能太大，锅内温度控制在100～110 ℃；

图1 融合PBL的翻转课堂教学模式

以我院自动化系1303班27名学生为样本，将融合PBL的翻转课堂应用于“运动控制”课程教学中，着重解决科研项目中“基于SVPWM双闭环矢量控制系统”的构建问题。遵循工程学科的基本原理，从理论分析、仿真验证和实验研究三方面培养学生的工程技术能力。同时，将科研项目所要解决的问题拆解、对应到课程的各知识点，其关系如表1所示。从表中可以看出，该项目问题可拆分为六个主要部分，对应到教材(参考文献3)的各个章节。为了理解理论分析，还给出了各知识点用到的仿真软件，主要包括Maxwell，Simplor和Matlab[10]。其中Maxwell软件可以用于不同结构电机的建模分析，获取电机的各项参数，有利于学生理解教材里数学模型中各参数的意义和内涵。Simplor软件可以最大精度地模拟实际的驱动系统，有助于学生了解个开关器件的特性以及不同PWM驱动方式下输入电机的电压、电流波形。

此外，还要考虑电机运行在开环、单闭环和双闭环情况下，其动、静态特性具有显著差异。双闭环系统采用比例-积分(PI)调节器可以实现无静差高动态响应，但PI参数对电机调速系统的性能具有决定性影响，P参数和I参数决定哪些性能可以通过由Matlab构建的控制策略获取[11]。

根据不同任务(自主学习、合作探究、成果展示、自我完善、总结提升、达标测试)，开展不同形式的课堂活动来激发学生的学习兴趣，提高学生参与度，以达到最好的教学效果。由于融入了PBL，单个学生几乎不可能解决整个项目的问题，因此学生必须组成团队来完成。各团队之间可以进行分组活动、组间互动、作品点评等，既能有效利用课堂时间，又能培养学生团队合作，有效沟通等能力。

表1 基于PBL的问题与教材知识点关系

问题知识点(教材章节)仿真软件双闭环构建3.1,6.3Matlab电机模型6.1,6.2,8.4Maxwell逆变器模型2.1,2.2,2.4SimplorSVPWM5.4Matlab矢量控制6.6MatlabPI参数调节2.3,3.3Matlab

在构建好融合PBL的翻转课堂整体框架后，从课前准备，任务引导，课堂活动和总结、评价四个方面来完成教学活动。

2.1 课前准备

PBL教学法是以项目为导向、以解决实际问题为目标的新型教学方式，提倡以讨论问题为基础的启发式教学。PBL教学法主要是通过学生的自主探究和共同合作来解决项目难题。首先学生需要组成几个小团队，通过自学、查资料、讨论等环节针对项目课题提出问题、分析问题，最后在团队协作和教师的有效指导下解决问题。该教学法强调学生的主动学习，有利于充分调动学生学习的积极性，培养和提高学生工程技术的能力和素质[9]。

2.2 任务引导

根据项目所涉及问题与教材知识点的关系，教师开课前需有针对性地设计出课堂的导学任务单。表2给出了项目“永磁同步电机模型”的导学任务单。从图中可以看出，学生在教师的帮助下，紧紧围绕“永磁同步电机建模”这一任务，通过对课前准备知识的积极主动应用，实现自主探索和互动协作的学习，使学生充分理解相关理论知识，引导学生将所学知识与项目中要解决的问题联系在一起，增强学生学习的主动性和针对性。

表2 设计的任务导学单

永磁同步电机建模 导学单学习目标构建永磁同步电机数学模型。重点、难点如何精确获取电机参数,验证模型正确性。任务方案合作探究。任务一构建Maxwell仿真模型,获取磁链、电感、转动惯量等电机参数。任务二基于获取的电机参数利用Matlab构建其数学模型。任务三在Maxwell和Matlab构建的模型同通入电流,比较转矩输出差异。任务四判断模型的可行性和精确度。

2.3 课堂活动

最后，通过综合利用上述的3个软件可以构建所需的“基于SVPWM双闭环矢量控制系统”仿真，让学生通过这一科研项目的仿真，直观认识并理解“运动控制”课程各知识点的联系，从系统的层面掌握各环节的性能特征，从项目高度上内化所学工程技术知识。

(1)分组活动。将学生分成3～4人一小组，每组指定1人担任组长。小组组长根据任务导学单，分配小组各成员任务。例如在表2的任务导学单中，4人小组可以每人完成一个任务，这样既有利于学生理解所学的理论知识，又能培养学生的团队合作意识。

(2)组间互动。小组与小组间可开展互评、竞赛等活动进行交流。在小组互动环节，各组需撰写相关报告和设计文稿，并提交至其它小组来进行考核评价。

(3)作品点评。在分组活动或组间活动时，各小组可以推荐人员来陈述发言、简要地阐述本人和本小组工作的独到之处，以激励优秀学生。也可匿名展示问题作品加强学生对不足之处的认识。点评者可以是教师或学生，通过对比增强学生的认识。

2.4 总结评价

融合PBL的翻转课堂教学模式评价主要来自两个方面。一方面，教师综合学生期末考试成绩和平时成绩(课前基本测试成绩，课堂活动成绩以及各小组针对项目问题的解决程度)来确定每位学生的最终成绩。另外一方面，学生通过调查问卷来评价这一教学模式的可行性以及所需改进之处。从自动化系1303班一学期的探索性教学实践来看：37%的学生综合成绩达到了优秀，83.3%的小组利用所学理论知识成功解决了实际项目的问题，94.3%的学生给予本课程好评，部分学生结合自身感受提出了改进意见。

①“Carmina Burana”约创作于 11至 13世纪之间，手卷抄本在19世纪初才从德国小镇班奈迪克伯恩（Benediktbeuern）一座修道院中发现，故名《布兰诗歌》。奥尔夫选择了其中的24首创作了同名歌剧。

3 结语

本文提出一种融合PBL的翻转课堂教学模式，并探索性地将其应用于“运动控制”课程教学过程中。利用PBL引导学生参与教师科研项目，激发学生学习兴趣与创新性思维，让科研资源向本科生教学倾斜，形成“科研服务教学”这一形态。通过翻转课堂克服传统讲授法教学在工程技术人才培养方面的弊端，使学生形成团队合作、自主学习、解决实际工程复杂问题的能力，为培养高质量工程技术人才提供有效途径。

参考文献:

[1] 廖娟, 李小忠. 美国工程师培养模式研究[J]. 北京: 中国高教研究, 2011, 2: 52-55.

[2] E. Council. UK standards for professional engineering competence[M]. Third edition． York: Higher Education Academy, 2014．

[3] 阮毅, 陈伯时． 电力拖动自动控制系统-运动控制系统[M]． 4版． 北京: 机械工业出版社，2010．

[4] 王永林. 运动控制课程教学改革研究[J]． 北京: 中国教育技术装备, 2012, 30 : 92-93.

[5] 李新德, 孙家明. “运动控制系统”课程实践教学模式的探讨[J]． 南京: 电气电子教学学报, 2012, 34(4) : 55-56.

[6] 胡晓东. 基于卓越工程师教育培养计划的运动控制系统课程教学改革探索与实践[J]．青海: 西部素质教育, 2016, 2(13): 54-54.

[7] 宋文龙, 冷欣, 顾伟宏, 赵亚凤, 张澎涛. 基于工程教育专业认证视角下的运动控制课程改革的探索[J]．合肥: 教改教法, 2017 (3) :68-70.

[8] 陈燕秀. 基于MOOC“电路原理”翻转课堂教学改革实践[J]． 南京: 电气电子教学学报，2016, 38(2) : 43-45-49.

[9] 薛红霞. PBL下数学项目化实验教材的编写与实践[J]. 太原：教育理论与实践, 2016, 36(8) : 42-44.

[10] 吉敬华, 赵文祥, 刘贤兴, 嵇小辅, 贾好来. “电气工程工具软件”课程的改革[J]． 南京: 电气电子教学学报, 2013, 35(1) : 38-39-41.

[11] 刘桂英, 粟时平． 电力电子技术的Matlab /Simulink 教学仿真实践[J]． 南京: 电气电子教学学报, 2011, 33(1): 87-89.