基于“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下《電力電子技術(shù)》課程“實(shí)驗(yàn)+仿真”教學(xué)模式的研究與實(shí)踐

摘要：本文從教學(xué)問(wèn)題出發(fā)，研究如何提高《電力電子技術(shù)》課堂教學(xué)效果，以及研究如何提高學(xué)生的課堂參與度的途徑和方法。本文采取了三種途徑和方法，（1）將《電力電子技術(shù)》重新進(jìn)行了項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)、（2）“實(shí)驗(yàn)+仿真”設(shè)計(jì)、（3）“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)方法設(shè)計(jì)，改變了以往的“灌輸式”教學(xué)方式，將“教師教學(xué)為主”改變?yōu)椤皩W(xué)生學(xué)習(xí)為主”的教學(xué)方式，最終與以往教學(xué)效果進(jìn)行比較，從而可以看出“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下《電力電子技術(shù)》課程“實(shí)驗(yàn)+仿真”教學(xué)模式的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+;實(shí)驗(yàn)+仿真;教學(xué)效果

中圖分類號(hào)：G71 ???文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 引言

隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，信息技術(shù)不斷地應(yīng)用到現(xiàn)代教育技術(shù)中。“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)模式”改革就是應(yīng)因時(shí)代的潮流發(fā)展而成為時(shí)代不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，教育部自2012年起每年都會(huì)發(fā)布關(guān)于推進(jìn)教育信息化的相關(guān)文件精神，大力推進(jìn)信息技術(shù)與高校教學(xué)的深度融合，鼓勵(lì)教師充分利用網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行教學(xué)，注重強(qiáng)化課堂互動(dòng)，改變“以教為主”向“以學(xué)為主”進(jìn)行轉(zhuǎn)變，打造更多高等職業(yè)教育“金課”，切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量。因此，如何在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，結(jié)合“信息化”教學(xué)模式，提高教學(xué)質(zhì)量是當(dāng)前教育界關(guān)注的重要話題。

2 問(wèn)題

《電力電子技術(shù)》這門課程是電子信息工程技術(shù)專業(yè)的專業(yè)選修課，也是電氣自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程的特點(diǎn)是專業(yè)理論系統(tǒng)性強(qiáng)、電路圖和波形圖較多、計(jì)算推導(dǎo)較多、綜合實(shí)踐操作和應(yīng)用性強(qiáng)。該課程教學(xué)目標(biāo)不僅需要學(xué)生較好地掌握課程的相關(guān)專業(yè)知識(shí)，而且需要培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)、提高工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。該課程的教學(xué)內(nèi)容也是先介紹器件，再介紹常用的基礎(chǔ)電路，最后是電路的綜合應(yīng)用;教學(xué)內(nèi)容也是注重工作原理的分析、參數(shù)計(jì)算的方法和常用電路的應(yīng)用設(shè)計(jì)。^[1]雖然該課程進(jìn)行了教學(xué)改革，課程以項(xiàng)目化進(jìn)行教學(xué)，但是其教學(xué)效果并不理想，主要存在著以下幾個(gè)問(wèn)題^[2]：

（1）理論部分，教師還是采用“灌輸式”教學(xué)方式，以教師講解為主，缺乏與學(xué)生之間的互動(dòng)。學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)感覺(jué)比較枯燥乏味，缺乏直觀形象感，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高。

（2）課堂中，師生互動(dòng)不太多，最常見(jiàn)的是提問(wèn)式互動(dòng)。教師在課堂中拋出問(wèn)題后，教室里往往一片寂靜，無(wú)學(xué)生主動(dòng)回答。

（3）實(shí)驗(yàn)操作與理論脫節(jié)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過(guò)時(shí)，教學(xué)設(shè)備陳舊。實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，學(xué)生缺乏專研和思考，教師缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的把控、指導(dǎo)和總結(jié)，存在著很多學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)碰到問(wèn)題無(wú)從下手的現(xiàn)象。

綜上學(xué)生學(xué)習(xí)該課程會(huì)比較困難，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果并不理想?；谝陨蠁?wèn)題，本文基于“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，研究如何提高《電力電子技術(shù)》課堂教學(xué)效果，以及研究如何提高學(xué)生的課堂參與度的途徑和方法。

3 提高教學(xué)效果的途徑和方法

（1）?修改課程項(xiàng)目化教學(xué)整體設(shè)計(jì)

按照項(xiàng)目化教學(xué)，對(duì)《電力電子技術(shù)》這門課程重新進(jìn)行項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)，去除理論性非常強(qiáng)和實(shí)用性不是很強(qiáng)的項(xiàng)目，使內(nèi)容精簡(jiǎn)，加強(qiáng)項(xiàng)目的實(shí)用性，使學(xué)生學(xué)了項(xiàng)目能應(yīng)用到實(shí)際中。項(xiàng)目的設(shè)計(jì)遵循能讓學(xué)生好理解，并且容易操作，項(xiàng)目設(shè)計(jì)不能太難，理論內(nèi)容不宜過(guò)多，堅(jiān)持夠用的原則，而且注重理論結(jié)合實(shí)踐進(jìn)行設(shè)計(jì)。在每個(gè)項(xiàng)目開(kāi)始前都設(shè)計(jì)幾個(gè)問(wèn)題，到項(xiàng)目結(jié)束能得到解決問(wèn)題的辦法，使學(xué)習(xí)目標(biāo)更加明確。在設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)，每個(gè)項(xiàng)目都需制作動(dòng)畫或視頻吸引學(xué)生的注意力。在理論學(xué)習(xí)時(shí)，結(jié)合視頻或動(dòng)畫教學(xué)，使理論更加具體形象，可促進(jìn)學(xué)生更好地理解理論知識(shí);在實(shí)踐操作時(shí)，當(dāng)學(xué)生遇到困難時(shí)，可邊看視頻邊操作，使操作步驟更加清楚明了，從而提高學(xué)生的課堂參與度和提高學(xué)習(xí)效果^[3]。

（2）項(xiàng)目“實(shí)驗(yàn)+仿真”設(shè)計(jì)

項(xiàng)目采用“實(shí)驗(yàn)+仿真”的設(shè)計(jì)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。對(duì)電路的實(shí)際操作效果非常好的采用實(shí)驗(yàn)操作的方法，對(duì)仿真效果高的采用PSIM軟件進(jìn)行仿真，兩者結(jié)合，“實(shí)驗(yàn)+仿真”設(shè)計(jì)，馬上能得到形象的波形、數(shù)據(jù)和觀察到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使學(xué)生學(xué)習(xí)并不會(huì)感到枯燥乏味。

比如，調(diào)光燈電路，實(shí)驗(yàn)操作具有具體形象的實(shí)驗(yàn)效果，通過(guò)學(xué)生動(dòng)手制作調(diào)光燈電路，從而更好地理解單結(jié)晶體管觸發(fā)電路和單相半控橋式整流電路的工作原理。如圖1所示。

對(duì)于仿真效果好的采用PSIM軟件進(jìn)行仿真，PSIM軟件是面向電力電子領(lǐng)域以及電機(jī)控制領(lǐng)域的專業(yè)的仿真應(yīng)用包軟件。具有仿真高速、用戶界面友好、波形解析等功能，為電力電子電路的解析、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)研究等有效提供強(qiáng)有力的仿真環(huán)境。比如直流升壓-降壓（Buck-Boost）斬波變換電路采用PSIM仿真更形象直觀。圖2為直流升-降壓（Buck-Boost）斬波變換電路所示。

（3）“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)方法設(shè)計(jì)

“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)方式，采用資源庫(kù)平臺(tái)，將學(xué)習(xí)資料、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、教學(xué)視頻和動(dòng)畫等教學(xué)資源傳到平臺(tái)。在課前，教師通過(guò)信息化平臺(tái)布置學(xué)生預(yù)習(xí)相關(guān)的知識(shí)和技能，學(xué)生可初步了解相關(guān)知識(shí)和技能;課堂中，教師再詳細(xì)講解學(xué)習(xí)要點(diǎn)，分析學(xué)習(xí)難點(diǎn)，強(qiáng)化學(xué)生的技能水平;課后，布置學(xué)生相關(guān)作業(yè)，讓學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)得到知識(shí)和技能的鞏固。另外網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的上傳，尤其是仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”教學(xué)不僅提高學(xué)生的課堂參與度，而且提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率^[4]。

本課程使用的信息化平臺(tái)是LED國(guó)家資源庫(kù)平臺(tái)（http：//led.36ve.com/？q=node/123733），設(shè)計(jì)了6個(gè)章節(jié)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)內(nèi)容主要有每次課上課的課件PPT、微課、動(dòng)畫、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)案例等教學(xué)資源多達(dá)100個(gè)。另外還提供了課程標(biāo)準(zhǔn)、課程的整體設(shè)計(jì)、行業(yè)介紹、職業(yè)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)規(guī)范、學(xué)習(xí)指南、課后習(xí)題、考評(píng)方式與標(biāo)準(zhǔn)等配套信息資源，教師可以在平臺(tái)上布置作業(yè)和習(xí)題，甚至發(fā)布考試，學(xué)生在平臺(tái)上完成相關(guān)任務(wù)。另外，師生還可以通過(guò)互動(dòng)平臺(tái)，學(xué)生可以回答教師提出的問(wèn)題，也可以進(jìn)行向教師提問(wèn)和參與討論等。

4教學(xué)效果、教學(xué)評(píng)教及課堂參與度比較

經(jīng)過(guò)3年多的教學(xué)改革，本課程采用了“基于互聯(lián)網(wǎng)+”、“實(shí)驗(yàn)+仿真”教學(xué)模式，對(duì)本課程進(jìn)行了信息化的改革。從項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)入手，整體設(shè)計(jì)的項(xiàng)目來(lái)自于企業(yè)真實(shí)的項(xiàng)目或?qū)嶋H案例，使學(xué)生學(xué)后能應(yīng)用到工作中，不再是空洞的理論與實(shí)踐的脫離，使學(xué)生學(xué)習(xí)更有目標(biāo)和應(yīng)用?！皩?shí)驗(yàn)+仿真”的教學(xué)模式，一方面解決了實(shí)驗(yàn)室設(shè)備不足和無(wú)法滿足學(xué)生操作需求的問(wèn)題，另一方面也讓學(xué)生熟練使用仿真軟件，使學(xué)生更好地理解電路的工作原理和產(chǎn)生的結(jié)果。信息化的教學(xué)手段，很好地解決了課堂教學(xué)無(wú)法解決的問(wèn)題。教師在教學(xué)中可采用信息化提前讓學(xué)生預(yù)習(xí)，采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式使被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)學(xué)習(xí)，在課堂中解決學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題，使學(xué)習(xí)效果更加顯著。在實(shí)驗(yàn)中，采用信息化教學(xué)，讓學(xué)習(xí)跟不上的學(xué)生觀看微課或動(dòng)畫視頻，使學(xué)習(xí)進(jìn)度能統(tǒng)一起來(lái)，也解決了教師1人輔導(dǎo)不了1個(gè)班級(jí)的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題。在課后，采用信息化教學(xué)，做到課后答疑更方捷，做到無(wú)邊界教學(xué)，作業(yè)輔導(dǎo)、上傳作業(yè)、作業(yè)反饋也更方便。

從近幾年的學(xué)生教學(xué)效果中可看出，學(xué)生的課堂參與度有了較大的提高，學(xué)生上課玩手機(jī)、睡覺(jué)的現(xiàn)象找不到了。我們可看到每堂課，不管是教師在講理論還是讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)或仿真，學(xué)生都很認(rèn)真地去完成。從學(xué)生對(duì)教師的評(píng)教中可看出，學(xué)生對(duì)《電力電子技術(shù)》這門課的學(xué)習(xí)興趣更加地濃厚了，而且學(xué)生對(duì)教師的評(píng)教分明顯提高了。學(xué)生的成績(jī)也有了質(zhì)的飛躍，班級(jí)幾乎沒(méi)有不及格的學(xué)生，平均分比以往提高了好幾分。

5 總結(jié)

本文從教學(xué)問(wèn)題出發(fā)，將《電力電子技術(shù)》這門課程重新進(jìn)行了項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)、“實(shí)驗(yàn)+仿真”設(shè)計(jì)、“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)方法設(shè)計(jì)，改變以往的“灌輸式”教學(xué)方式，將“教師教學(xué)為主”改變?yōu)椤皩W(xué)生學(xué)習(xí)為主”的教學(xué)方式，將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)還給學(xué)生，最終與以往的教學(xué)效果、教學(xué)評(píng)價(jià)和學(xué)生的課程參與度進(jìn)行比較，從而可以看出“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下《電力電子技術(shù)》課程“實(shí)驗(yàn)+仿真”教學(xué)模式的優(yōu)越性。

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基金項(xiàng)目：本課題為2019年寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級(jí)教育教學(xué)改革課題（課題編號(hào)：jg20190004）。

作者簡(jiǎn)介：李小琴（1983-），女，籍貫：浙江溫嶺人，碩士，副教授，研究方向：智能電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、高職教育教學(xué)的研究。