姜 斌,曹永成,田崇瑞,王 強
(黑龍江東方學院計算機科學與電氣工程學部,哈爾濱 150000)
2005年,我國開始構建工程教育專業(yè)認證體系。目前,國家和各個高校都十分重視專業(yè)認證,特別是工程教育模式研究和認證工作,工程教育認證遵循的三個重要理念是:以學生為中心,以產(chǎn)出為導向,持續(xù)改進的教育理念[1]。電力電子技術是電氣工程及其自動化專業(yè)和相近專業(yè)的主干課之一,理論性強且內(nèi)容豐富,可融合運用的專業(yè)知識較多,與電路、電子學、電機學、自動控制理論等知識都有交叉應用。在多年的教學經(jīng)驗和教學反饋上看,存在以下問題:理論上如果單純以講授為主,學生容易因枯燥和知識固化而失去興趣;實驗上以驗證性為主,實驗手段單一等與理論知識銜接不好;課程考核方式以閉卷考試為主,學生突擊復習,并未真正掌握和運用[2]。借助工程教育專業(yè)認證的契機,對電力電子技術課程進行改革,在理論和實驗的教學手段上進行改變和優(yōu)化,在考核方式上融入多種形式,提高學習效果,加強學生對知識的工程運用和實踐能力[3]。把工程教育專業(yè)認證的三個重要理念運用到電力電子技術課程的教學改革中,以產(chǎn)出的目標作為導向進行課程教學目標的設計,在理論和實踐教學過程中更多地融入工程實踐、應用、創(chuàng)新和團隊協(xié)作等人文素養(yǎng)和工程能力的培養(yǎng)。
從工程教育專業(yè)認證的角度出發(fā),根據(jù)該課程對畢業(yè)要求的支撐,設計課程的教學目標如下:通過對電力電子技術課程的學習,使學生掌握電力電子技術的電路結構、基本原理、控制和設計方法,樹立理論聯(lián)系實際的工程意識,使學生初步具備設計、分析、調(diào)試電力電子變流裝置的能力,為后續(xù)專業(yè)課程的學習和進一步的工程實踐應用奠定基礎,本課程畢業(yè)要求指標點和課程目標關系如表1所示。
表1 畢業(yè)要求指標點和課程目標關系
根據(jù)電力電子技術課程對應支撐的5個畢業(yè)要求指標點,形成以下5個課程目標,簡要概括為:目標1:掌握典型電力電子器件的原理、特性和使用方法。目標2:掌握基本的電力電子變流裝置的結構、工作過程、波形計算等。目標3:電力電子變流裝置的案例,建模與分析。目標4:學習電力電子技術常用的控制技術等,將理論知識和工程實踐需求相結合,進行研究與設計。目標5:利用仿真軟件等工具,通過團隊協(xié)作,完成所設計作品的展示。
由對畢業(yè)要求指標點起支撐作用的課程目標出發(fā),結合工程實踐和行業(yè)發(fā)展趨勢,調(diào)整教學內(nèi)容,刪減半控型器件的部分內(nèi)容,增加全控型和新型電力電子器件的學時,引入動態(tài)仿真、電力電子變流的實際應用,如開關電源、變頻器以及新能源發(fā)展的趨勢等視頻資料,將教學內(nèi)容和實際生產(chǎn)生活結合起來,增加學生對其應用性的認識,提高學習主動性[4]。
改變傳統(tǒng)的以單一講授和簡單問答為主的課堂互動模式,如采用導向式的授課方式,因電力電子技術主要講授的電能變流裝置大多來自于工程實際,可根據(jù)工程應用需求,引出導向性問題的需求,利用知識點結合相關問題進行分析和解決,在潛移默化中讓學生切身體會到所有知識應用的普遍性,進一步激發(fā)學生的專業(yè)興趣[5]。在教學過程中應用案例式分析的方法,立足專業(yè)和行業(yè)的定位,從培養(yǎng)目標出發(fā),提高學生復雜工程問題的分析和設計能力。將案例作為小組分析討論的起點,結合實際需要,查閱相關資料,讓學生通過小組討論的方式進行交流,開拓設計思路,明確方案,根據(jù)設計需求進行參數(shù)設計和仿真調(diào)試,該過程要求分工協(xié)作,完成資料整理、案例成果展示,最終進行小組答辯。
充分認識到課程成績的考核方式對學生的學習態(tài)度有導向性作用,在課程考核方式上融合平時和期末考試,以提高學生的工程實踐能力為導向,在教學過程中融入多層次考核的概念。為了實現(xiàn)讓學生具備一定的工程能力和素質(zhì)培養(yǎng)的目標,整體的考核成績由平時成績和期末成績組成,平時成績由課堂表現(xiàn)、實驗能力(建模、仿真、分析)、小組討論評價、設計成果展示等組成,使學生重視平時和期末成績,加強學生的參與感,激發(fā)學習興趣[6]。這種形成性和終結性評價相互結合的方式,對于提高學生的知識、能力、素質(zhì)有很大幫助。
第一,問卷和座談的方式。面向的對象包括企業(yè)和往屆畢業(yè)生,通過這種方式了解行業(yè)的發(fā)展趨勢和用人需求,以及學生在電力電子技術方面知識上的不足和欠缺之處。面向本課程學習的學生,了解他們在學習過程中遇到的主要問題和難點,征集他們對教學過程中的意見反饋。第二,與科研院所、其他高校的交流方式。面向科研院所征集科研項目,與教學示例尋找契合點,利用科研更好地反哺教學,提升教學效果。面向其他高校尤其是相近專業(yè)教師同行一起探討教學方法,學習他們在課程建設、學生能力提高、持續(xù)改進等方面的寶貴經(jīng)驗。第三,反饋機制。將上述所獲得的意見和經(jīng)驗進行整理、分析,結合辦學特色、專業(yè)定位、面向?qū)哟蔚戎T多因素,根據(jù)教學目標確定調(diào)整和改進內(nèi)容,完善各教學環(huán)節(jié)的設計,提高學生工程實踐能力。
電力電子技術課程作為電氣工程及其相近專業(yè)的主干課,對畢業(yè)指標要求起到強有力的支撐作用,對其進行了教學目標、教學內(nèi)容、教學方法、考核方式的改革和嘗試性探索,并建立持續(xù)性改進的反饋機制。實踐表明,以產(chǎn)出為導向,從工程教育專業(yè)認證的理念出發(fā),制定教學目標,進而在日常教學中進行改革,有益于提高學生的工程意識和創(chuàng)新意識,提高教學質(zhì)量,同時,該門課程的改革對其他相關專業(yè)課程的改革也具有一定的借鑒意義。