基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的考試方法改革與探索

袁登科 徐 虹 孫梁榕 朱琴躍 張文豪

【摘要】文章以《電氣傳動與牽引控制系統(tǒng)》課程為例，描述了同濟(jì)大學(xué)電氣工程系本科教學(xué)在考試方法中采取的一些措施，目的是為了更好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性、積極性，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，學(xué)生的反饋表明了采取的措施是行之有效的，同時(shí)這些措施也與目前高校正在進(jìn)行的學(xué)科專業(yè)認(rèn)證的要求是相吻合的。

【關(guān)鍵詞】考試方法 創(chuàng)新能力 本科生教育 專業(yè)認(rèn)證

【基金項(xiàng)目】本項(xiàng)目得到同濟(jì)大學(xué)教改項(xiàng)目的資助。特此表示感謝。

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）01-0225-02

1.引言

同濟(jì)大學(xué)電氣工程及其自動化本科專業(yè)開設(shè)了《電氣傳動與牽引控制系統(tǒng)》課程，原本的開課學(xué)期是大四上，現(xiàn)已調(diào)整為大三下。為了與其他課程教學(xué)更好的相結(jié)合，該課程授課教師一直在結(jié)合著該領(lǐng)域的發(fā)展趨勢進(jìn)行著教與學(xué)的改革探索。

2.考核方式改革內(nèi)容

針對《電氣傳動與牽引控制系統(tǒng)》課程，在2016-2017學(xué)年的第二學(xué)期（即2017年3-7月）期間，電信學(xué)院教務(wù)科老師與該課程的授課教師一起討論并制定了該時(shí)間段內(nèi)關(guān)于課程考核方式改革的一些具體要求和采取的措施。

3.課程教學(xué)采取的具體措施及反思

下面結(jié)合《電氣傳動與牽引控制系統(tǒng)》課程中電力電子功率變換器的PWM控制技術(shù)部分內(nèi)容，介紹一下本課程采取的一些具體措施。

（1）課前準(zhǔn)備

考慮到同學(xué)們在前一個學(xué)期剛剛學(xué)過《電力電子技術(shù)》，該課程由兩位教師分別教授，一位在課堂中介紹過SVPWM技術(shù)，另一位則沒有，而SVPWM技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的PWM技術(shù)之一?？紤]到這些具體情況，本課程授課教師多次鼓勵同學(xué)們在課下相互交流與學(xué)習(xí)SVPWM的內(nèi)容，并且在課堂上準(zhǔn)備了一份調(diào)查表格，用來對此進(jìn)行記錄，這份表格將作為平時(shí)成績的一部分。

（2）課堂問題回答

教師除了記錄學(xué)生的平時(shí)出勤，另外還針對平時(shí)問題的回答進(jìn)行了記錄。每位同學(xué)都要求必須至少回答5次問題，教師對回答情況進(jìn)行記錄。如果回答出色，可以考慮加分；如果同學(xué)沒有及時(shí)回答出來，就請同學(xué)繼續(xù)思考，以后再回答（這樣可以避免學(xué)生對回答問題有太大壓力從而產(chǎn)生對抗情緒）。

另外，因?yàn)閷γ课煌瑢W(xué)回答問題都有相同的要求，所以可以避免某些同學(xué)心存僥幸，從而鼓勵他們積極回答自認(rèn)為比較簡單的問題。對此做法，同學(xué)們反映良好。另外，同學(xué)們希望教師提前公布問題列表，便于課下提前準(zhǔn)備。

（3）問題的分類

課程教學(xué)的問題討論中，有同學(xué)表示，有些討論內(nèi)容比較容易，有些難度較高，希望教師可以更好的布置討論內(nèi)容。

實(shí)際的情況是，學(xué)生的水平有明顯的分層現(xiàn)象，有的同學(xué)基礎(chǔ)好，學(xué)習(xí)也更積極，課下投入精力也更多，所以比較容易掌握一些中等難度的知識，所以也自然提出了更高的要求。這要求教師準(zhǔn)備更多的問題，并且根據(jù)難度的不同對其進(jìn)行分類。既要滿足一般學(xué)生的要求，也要考慮水平較高的同學(xué)們的要求，鼓勵他們繼續(xù)深入學(xué)習(xí)與研究。

（4）課后作業(yè)

本課程的特點(diǎn)是理解電機(jī)難，控制電機(jī)更難，實(shí)驗(yàn)需要良好的硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)的聯(lián)合支持，做電機(jī)功率實(shí)驗(yàn)的難度更大，對平臺的要求非常高。針對這些特點(diǎn)，所以多布置MATLAB仿真作業(yè)。另外可以布置與具體應(yīng)用密切結(jié)合的作業(yè)題目。

4.學(xué)生反饋

本課程教學(xué)中，鼓勵同學(xué)們針對教與學(xué)進(jìn)行思考，并及時(shí)反饋給老師（對于完成反饋的同學(xué)，平時(shí)成績加分），下面就是同學(xué)們反饋的部分內(nèi)容。

（1）關(guān)于SVPWM的課堂教學(xué)

不同老師講授《電力電子技術(shù)》課程內(nèi)容的側(cè)重有一定差異，部分同學(xué)學(xué)習(xí)過SVPWM，部分同學(xué)則未曾接觸。然而SVPWM是異步電機(jī)控制技術(shù)中十分重要的內(nèi)容，因此教師還在講直流調(diào)速系統(tǒng)時(shí)就鼓勵同學(xué)之間互相交流，并且在上課時(shí)針對是否進(jìn)行過交流作統(tǒng)計(jì)記錄，推動了同學(xué)之間的學(xué)習(xí)交流。

（2）關(guān)于SVPWM課堂教學(xué)

在課堂上，教師提出了9個問題，分別如下：

1）異步電機(jī)變頻調(diào)速對供電電源有何需求？

2）PWM含義是什么？其輸出波形有何特點(diǎn)？

3）常見PWM技術(shù)有哪些？它們的工作原理是什么？

4）SPWM中的調(diào)制比、載波比是什么？

5）空間電壓矢量的定義式是什么？

6）三相正弦電壓對應(yīng)的電壓空間矢量是什么？它有何特點(diǎn)？由它供電時(shí)的電機(jī)定子磁鏈?zhǔn)噶坑泻翁攸c(diǎn)？

7）兩電平逆變器供電時(shí)，電機(jī)的定子電壓矢量有何特點(diǎn)？磁鏈?zhǔn)噶繎?yīng)如何控制？

8）什么是方波逆變器？什么是PWM逆變器？

9）如何實(shí)現(xiàn)六邊形和準(zhǔn)圓形磁鏈軌跡的控制？

前4題對前面所學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)，能夠較好的使同學(xué)們回想起相關(guān)內(nèi)容，有助于更好的理解本節(jié)課內(nèi)容；后5題是對預(yù)習(xí)的檢驗(yàn)并且是對SVPWM的講解，由淺入深，層層遞進(jìn)，直擊要點(diǎn)。第5題直入SVPWM的理論基礎(chǔ)；第6題為理想情況下的磁鏈軌跡；第7題則回到了實(shí)際電路對矢量的等效合成實(shí)現(xiàn)，逆變器在開關(guān)控制下輸出六邊形的電壓矢量；第8、9題，則討論不同的控制手段下電壓與磁鏈的空間矢量軌跡，涉及電壓矢量的合成等效。

以提問的形式將SVPWM原理部分梳理清楚，檢驗(yàn)了課前預(yù)習(xí)的成果，能夠發(fā)現(xiàn)預(yù)習(xí)的疏漏和誤區(qū)，同時(shí)也一改通常的上課形式（教師單方向的講述、傳授），能夠降低課堂的單調(diào)程度，提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性。

接著簡要的講述了問題中所未涉及的SVPWM實(shí)現(xiàn)部分，最后以小測驗(yàn)作為課堂結(jié)尾。

（3）學(xué)生對課堂教學(xué)的理解與建議

從這次關(guān)于SVPWM的課前預(yù)習(xí)和交流的情況可以看出，在反復(fù)強(qiáng)調(diào)與有對結(jié)果進(jìn)行調(diào)查和記錄的情形下，教師布置的課前任務(wù)能夠在一定程度上被執(zhí)行完畢，但對其課前任務(wù)的執(zhí)行程度往往取決于同學(xué)自身，可能認(rèn)為抱有基本的了解即可，或可能認(rèn)為需要對其較為進(jìn)行全面的認(rèn)識，因此在布置課前任務(wù)時(shí)，除了需要反復(fù)強(qiáng)調(diào)并且對課前任務(wù)完成情況進(jìn)行調(diào)查記錄，教師還應(yīng)設(shè)置一些關(guān)鍵詞與預(yù)習(xí)問題，方便統(tǒng)一課前任務(wù)的完成程度。

通過在課堂上提問的結(jié)果來看，預(yù)習(xí)能夠保證同學(xué)們對相關(guān)內(nèi)容有一定的理解，能夠較為流暢的正確回答基本問題。

5.小結(jié)

在當(dāng)前大力推行素質(zhì)教育和通識教育的情況下，專業(yè)課的學(xué)時(shí)遭到明顯削減。更好的布置課前任務(wù)，能夠有效的減少課時(shí)削減帶來的影響。此外，在基礎(chǔ)知識教學(xué)上省下的時(shí)間也能夠用于能力偏向型教學(xué)部分，例如仿真實(shí)踐、試驗(yàn)課、講座、討論課等。

能力的培養(yǎng)也同等重要。一般的課堂往往更加偏重于知識的講解，因此要進(jìn)行教改，多通過實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)任務(wù)與實(shí)踐等非講授課程來構(gòu)建由知識向能力的過渡，能夠有助于檢驗(yàn)學(xué)生的知識水平與其運(yùn)用能力。

目前高等學(xué)校的工科類學(xué)科的專業(yè)認(rèn)證正在緊張的進(jìn)行著，它督促著高校的教與學(xué)更加密切的結(jié)合，相互促進(jìn)，不僅提高學(xué)生的水平與能力，也有利于提高教師的教學(xué)水平，所以在具體的教學(xué)過程中探索各種行之有效、因材施教的具體措施是非常必要的。

參考文獻(xiàn)：

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[2]陳樹彬，陳罡，張淑敏.校企聯(lián)盟——工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式研究，教育與教學(xué)，2010（1），93-96

[3]袁登科，牙生·合力力.本科生創(chuàng)新實(shí)踐課程建設(shè)探索，課程教育研究，2015（3），219-220

作者簡介：

袁登科，講師，博士，同濟(jì)大學(xué)電氣工程系。

徐虹*，農(nóng)藝師，碩士，同濟(jì)大學(xué)電信學(xué)院教務(wù)科， xuhong636@#edu.cn