融入OBE理念的電力電子技術(shù)產(chǎn)學(xué)研用課程研究

李鵬程　薛智宏　郭英軍　梁永春

[摘 要] 近些年，OBE作為一種最具先進性的教育理念，已成為我國高等院校教育教學(xué)改革方向。就目前高校教育教學(xué)改革中所適用的OBE理念而言，其所包含的理論體系及具體操作模式日益成熟，在改革中發(fā)揮了重要作用。但是，高校在推進教育改革融入OBE理念的過程中也暴露了一些問題和弊端，其中既有OBE理念自身適用的弊端，也有高校自身的問題。從電力電子技術(shù)產(chǎn)學(xué)研用課程體系中融入OBE理念的相關(guān)內(nèi)容進行深入的分析和探究。

[關(guān)鍵詞] OBE理念;電力電子技術(shù);產(chǎn)學(xué)研;課程體系

[基金項目] 2020年度河北省教育廳重點基金“太陽能電動車四端口變換器及其控制策略研究”（ZD2020342）;2021年度河北科技大學(xué)一流課程教改專項“基于半實物仿真的‘電力電子技術(shù)教學(xué)案例庫建設(shè)”（DQJ20210201）

[作者簡介] 李鵬程（1985—），男，河北高碑店人，博士，河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院講師，主要從事電力電子技術(shù)和電源技術(shù)研究;薛智宏（1971—），男，河北石家莊人，碩士，河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院副教授，主要從事電機控制研究;郭英軍（1973—），男，河北石家莊人，碩士，河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院副教授，主要從事電力電子技術(shù)和CAD設(shè)計研究。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻標(biāo)識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）43-0119-04? ? [收稿日期] 2021-02-23

一、引言

隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國電力新能源行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃發(fā)生了非常多的變化，對電力電子技術(shù)人才提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)與要求。在高校電力電子技術(shù)課程教學(xué)中，教師要積極轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)陳舊的教學(xué)理念，樹立正確的人才培養(yǎng)理念，不能將教育教學(xué)精力過度集中在課程教材理論知識的傳授上，而是注重提高和強化本專業(yè)學(xué)生的實踐操作能力與崗位認知能力。目前，很多高校在開展電力電子技術(shù)課程的教學(xué)改革，其改革的重點在于如何在電力電子技術(shù)產(chǎn)學(xué)研中融入OBE理念，如何將OBE理念與電力電子技術(shù)課程教學(xué)高效地結(jié)合在一起。筆者結(jié)合自己多年相關(guān)工作的經(jīng)驗，就此議題提出以下幾點看法和建議。

二、關(guān)于OBE理念的介紹

OBE理念即成果導(dǎo)向教育。在OBE理念指導(dǎo)下，所有教學(xué)工作的設(shè)計及實施目標(biāo)均是使學(xué)生通過教育過程獲得理想的學(xué)習(xí)成果。OBE理念的融入使我國高校在教育教學(xué)上開始高度重視以下幾個問題：第一，高校開展教育教學(xué)工作是為了使學(xué)生收獲何種學(xué)習(xí)成果;第二，為什么使學(xué)生收獲這樣的學(xué)習(xí)成果;第三，學(xué)?？梢酝ㄟ^哪些手段和措施幫助學(xué)生獲得這樣的學(xué)習(xí)成果;第四，學(xué)校應(yīng)該采取什么樣的途徑驗證學(xué)生已經(jīng)收獲了這樣的學(xué)習(xí)成果[1]。

三、高校電力電子技術(shù)課程改革引入OBE理念的必要性

（一）學(xué)生不同的學(xué)習(xí)需求需要引入OBE理念

眾所周知，電力電子技術(shù)課程具有非常高的專業(yè)性和技術(shù)性要求，學(xué)生要想學(xué)好該課程，需要具備足夠豐富和多元的知識儲備，諸如電氣技術(shù)、電子技術(shù)及控制技術(shù)等。但是在實際教學(xué)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)越來越多的學(xué)生存在明顯的功利性學(xué)習(xí)傾向，學(xué)習(xí)需求不盡相同，而且學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和基礎(chǔ)參差不齊，具備一定基礎(chǔ)的學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更加得心應(yīng)手，而之前未曾接觸過相關(guān)知識和內(nèi)容的學(xué)生則面臨著非常大的學(xué)習(xí)難度。比如，以電力電子技術(shù)課程涉及的半導(dǎo)體電路知識為例，之前未曾接觸過相關(guān)知識和內(nèi)容的學(xué)生便難以在短時間內(nèi)徹底明白各個工作模態(tài)原理，從最初始的基礎(chǔ)電路知識學(xué)習(xí)階段就表現(xiàn)出厭煩的學(xué)習(xí)情緒和不端正的學(xué)習(xí)態(tài)度，隨著學(xué)習(xí)難度的加大，在學(xué)習(xí)專業(yè)性知識時，學(xué)生越來越不耐煩，其最終學(xué)習(xí)效果可想而知。因此，將OBE理念引入電力電子技術(shù)課程體系改革中，以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，能夠在一定程度上輔助教師的教學(xué)工作，更好地滿足學(xué)生不同的學(xué)習(xí)需求[2]。

（二）教學(xué)內(nèi)容更迭迅速需要引入OBE理念

電力電子技術(shù)屬于交叉學(xué)科，《電力電子技術(shù)》教材包含非常豐富和多元化的教學(xué)內(nèi)容，涉及非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。電力電子技術(shù)課程涉及工業(yè)、新能源、交通運輸、電力系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域，而這些領(lǐng)域恰恰是技術(shù)升級換代更新最快的行業(yè)，每時每刻都有性能更優(yōu)、材料更好的全新電力電子產(chǎn)品或者器件出現(xiàn)。這意味著電力電子技術(shù)課程教材的先進性難以得到保障。電力電子技術(shù)課程不像一些傳統(tǒng)的基礎(chǔ)課程那樣具有固定不變或者緩慢變化的內(nèi)容，教師在實際教學(xué)中必須緊跟新形勢，將更多的先進技術(shù)和理念納入實際教學(xué)中，絕不能完全按照教材內(nèi)容按部就班地進行教學(xué)，否則會直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，影響未來學(xué)生步入實際崗位時的工作質(zhì)量。OBE理念以成果為導(dǎo)向，更加關(guān)注學(xué)生所學(xué)知識的實用價值，因此，高校需要在課程體系改革中積極引入和應(yīng)用OBE理念[3]。

（三）理論與實踐并重需要引入OBE理念

筆者在調(diào)查和研究中發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)階段，諸多高校開設(shè)的電力電子技術(shù)課程主要采用實驗這種單一方式進行實踐教學(xué)，而且實驗教學(xué)多是在傳統(tǒng)陳舊的實驗平臺上進行，嚴重不符合實驗的先進性和設(shè)計性要求，很多目前比較先進的實驗設(shè)備和實驗理念未被引進和應(yīng)用到實際教學(xué)過程中。電力電子技術(shù)課程的實踐教學(xué)和理論教學(xué)存在著明顯的脫節(jié)，二者獨立存在，獨立開展，聯(lián)系并不緊密，學(xué)生學(xué)習(xí)的理論知識不能及時轉(zhuǎn)化到實踐訓(xùn)練中，而在實踐訓(xùn)練中獲得的結(jié)果也沒有辦法在理論學(xué)習(xí)中進行驗證，實踐與理論的脫節(jié)在很大程度上影響了電力電子技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣。

四、OBE理念應(yīng)用到電力電子技術(shù)課程中的價值

與傳統(tǒng)教育理念相比，OBE理念的最大特點在于它衡量的是學(xué)生能夠做什么，而不是學(xué)生知道什么，這便是OBE理念的優(yōu)勢所在。OBE理念看重學(xué)生的理解能力，要求教師給學(xué)生留下更多展示自己能力的空間。諸如，OBE理念雖然要求學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)的理論知識，但是不會限制學(xué)生的掌握方式和掌握技巧;OBE理念強調(diào)放開學(xué)生的解答范圍，提倡教師向?qū)W生提出更多具有開放性和拓展性的問題，久而久之，對學(xué)生思維拓展能力及思維靈活性產(chǎn)生潛移默化的影響。

五、高校電力電子技術(shù)課程體系改革應(yīng)用OBE理念的經(jīng)驗總結(jié)

目前，各高校對技術(shù)和實踐要求比較高的電氣自動化技術(shù)專業(yè)和供用電技術(shù)專業(yè)開設(shè)了電力電子技術(shù)課程。據(jù)筆者了解，很多高校到目前為止已經(jīng)完成了兩輪基于OBE理念的教學(xué)改革試點工作，旨在通過教學(xué)改革試點探索出一條適合應(yīng)用OBE理念的產(chǎn)學(xué)研用課程體系改革之路。在OBE理念的指導(dǎo)下，高校相關(guān)專業(yè)結(jié)合專業(yè)學(xué)習(xí)的需求重新制定了新的課程標(biāo)準(zhǔn)、課程設(shè)計及實施方案。在具體制定過程中，以專業(yè)人才未來從事的職業(yè)崗位必備的知識與技能為基礎(chǔ)選擇教學(xué)模塊，重新構(gòu)建貼近職業(yè)崗位實際的課程內(nèi)容，并增設(shè)了課程建模與仿真及工程實例項目[4]。

高校電力電子技術(shù)課程以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，加大了對理論知識教學(xué)和專業(yè)技能培養(yǎng)的整合力度，在課程內(nèi)容中構(gòu)建了模塊化結(jié)構(gòu)，也增加了教學(xué)案例的導(dǎo)入數(shù)量。筆者還了解到，很多高校電力電子技術(shù)課程主要選取電力裝置或者家用電器作為教學(xué)案例，這類案例應(yīng)用范圍最廣、實用程度最高，有利于直觀解析。以案例作為切入點確立教學(xué)項目，也有利于進一步優(yōu)化和完善課程教學(xué)資料，比如，項目任務(wù)書、指導(dǎo)書、教學(xué)情景設(shè)計或者課件等。以教學(xué)項目為核心的授課方式，不僅進一步明確了教學(xué)目標(biāo)，而且保證了授課的針對性。另外，以任務(wù)為驅(qū)動更能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也有利于學(xué)生掌握電能變換技術(shù)的必要知識和能力，發(fā)揮學(xué)生的主體性。筆者結(jié)合自己的實際工作及相關(guān)調(diào)查結(jié)果，總結(jié)出以下OBE理念具體實施要點。

（一）確定學(xué)習(xí)成果

在OBE體系中，最終學(xué)習(xí)成果既是終點也是起點。通常情況下，學(xué)習(xí)成果可以清楚地被表述出來，也可以根據(jù)實際情況采用直接或者間接的測評方式將學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)變成為績效指標(biāo)的形式來體現(xiàn)。

（二）構(gòu)建課程體系

學(xué)習(xí)成果代表了一種能力結(jié)構(gòu)，這種能力主要通過課程教學(xué)來實現(xiàn);因此，課程體系構(gòu)建對達成學(xué)習(xí)成果尤為重要。能力結(jié)構(gòu)與課程體系結(jié)構(gòu)有一種清晰的映射關(guān)系，能力結(jié)構(gòu)中的每一種能力需要有明確的課程來支撐，換句話說，課程體系的每門課程需要對能力結(jié)構(gòu)中能力的實現(xiàn)有確定的貢獻。課程體系與能力結(jié)構(gòu)的這種映射關(guān)系，要求學(xué)生在完成課程體系的學(xué)習(xí)后具備預(yù)期的能力結(jié)構(gòu)（學(xué)習(xí)成果）[5]。

（三）確定教學(xué)策略

OBE特別強調(diào)學(xué)生學(xué)到了什么而不是教師教了什么，特別強調(diào)教學(xué)過程的輸出而不是輸入，特別強調(diào)研究型教學(xué)模式而不是灌輸型教學(xué)模式，特別強調(diào)個性化教學(xué)而不是“車廂”式教學(xué)。教師不再是傳統(tǒng)意義上單純的授課教師，而是“導(dǎo)師+講師+實驗師+項目經(jīng)理”融合的多重身份。個性化教學(xué)要求教師準(zhǔn)確把握每名學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡，及時掌握每名學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)、基礎(chǔ)和進程，按照不同的學(xué)習(xí)需求，制定不同的教學(xué)方案，提供不同的學(xué)習(xí)機會[6]。

（四）自我參照評價

OBE的教學(xué)評價聚焦在學(xué)習(xí)成果上，而不是在教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)時間及學(xué)習(xí)方式上。采用多元化和梯次化的評價標(biāo)準(zhǔn)，強調(diào)學(xué)習(xí)成果內(nèi)涵的達成和個人的學(xué)習(xí)進步，不重視學(xué)生之間的比較。根據(jù)每位學(xué)生達到教育要求的程度，賦予學(xué)生從不熟練到優(yōu)秀不同的評定等級，對學(xué)生進行針對性評價，并通過對學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的明確掌握，為學(xué)校和教師改進教學(xué)提供參考[7]。

（五）逐級達到頂峰

將學(xué)生的學(xué)習(xí)進程劃分為不同的階段，確定每個階段的學(xué)習(xí)目標(biāo)，并將這些學(xué)習(xí)目標(biāo)從初級到高級，最終到頂峰成果逐一實現(xiàn)。這意味著具有不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生將使用不同時間、通過不同途徑和方式，達到同一目標(biāo)。

六、融入OBE理念的電力電子技術(shù)產(chǎn)學(xué)研用課程體系改革策略

（一）重新樹立課程設(shè)計理念和思路

1.樹立新課程設(shè)計理念。電力電子技術(shù)產(chǎn)學(xué)研用課程體系改革適用于OBE教學(xué)理念，要緊密結(jié)合實際教學(xué)情況，樹立全新的課程設(shè)計理念，以更具先進性的課程設(shè)計理念為引導(dǎo)，進一步組織和細化課程教學(xué)內(nèi)容，堅定不移地堅持以最終學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，重點培養(yǎng)和提升學(xué)生的職業(yè)崗位實踐與應(yīng)用能力。與此同時，該課程教師要加大課程開發(fā)與項目教學(xué)設(shè)計力度，投入更多的時間和精力，精心設(shè)計每一次教學(xué)方案，根據(jù)不同的項目設(shè)置不同的教學(xué)任務(wù)，用任務(wù)驅(qū)動的方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和探究興趣。

2.課程設(shè)計思路。高校電力電子技術(shù)產(chǎn)學(xué)研用課程體系改革需要設(shè)計更為合適的課程設(shè)計思路，要以電力電子技術(shù)應(yīng)用最廣泛的實際案例為載體，設(shè)計更具針對性和可行性的教學(xué)項目，將電力電子相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容融入不同的教學(xué)項目中。筆者建議教師在介紹各種電力電子器件時，要更加側(cè)重于電力電子器件的基本原理、特性、參數(shù)和器件選型方面的講解，諸如在講解電力電子變流技術(shù)時，教師可以圍繞AC-DC、DC-AC、AC-AC和DC-DC這四種電能變換方式開展教學(xué)，研究由電力電子器件組成的變流裝置主電路、控制電路及其他輔助電路。

（二）課程內(nèi)容的組織與安排

關(guān)于電力電子技術(shù)課程內(nèi)容的組織與安排，筆者建議高校可以從重復(fù)性、系統(tǒng)性、邏輯性和實用性四個方面融入OBE理念。首先，關(guān)于重復(fù)性，重復(fù)性是指電力電子技術(shù)課程中的每一個章節(jié)都包含之前的學(xué)習(xí)內(nèi)容，屬于一種螺旋式上升的學(xué)習(xí)模式;其次，關(guān)于系統(tǒng)性，是指課程內(nèi)容的傳授要按照循序漸進的原則，由淺入深、由點及面地開展系統(tǒng)性教學(xué);最后，關(guān)于邏輯性，即電力電子技術(shù)課程教學(xué)要遵循學(xué)生的認知規(guī)律，在開始授課之前，教師要從宏觀層面對課程內(nèi)容進行整體梳理。除此之外，通過對教學(xué)設(shè)計與授課過程進行全程監(jiān)測、階段測評和教學(xué)實時動態(tài)反饋的方式，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，以便根據(jù)每個學(xué)生的個體差異與個性特點，因材施教，使每個學(xué)生獲得相同的授課時間、學(xué)習(xí)機會與學(xué)習(xí)資源，并以溫和、彈性的方式滿足學(xué)生的個性化需求，最終確保所有學(xué)生達成教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)成果。

（三）課程考核方式

筆者建議高?？衫^續(xù)沿用過程性考核與終期學(xué)習(xí)成果考核相結(jié)合的考核方式，但是要細化這兩種考核方式，重新調(diào)整兩種考核方式的比重，盡可能實現(xiàn)兩種考核方式的平衡發(fā)展。眾所周知，過程性考核即對學(xué)生在日常學(xué)習(xí)過程中的各種表現(xiàn)進行即時性考核，具體考核范圍包括課堂練習(xí)、課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、任務(wù)測評等，這樣的考核方式貫穿于整個學(xué)習(xí)過程的始終，對于學(xué)生來說，更具公平性與合理性。在這里筆者需要提醒一點，在對學(xué)生進行考核時，要充分考慮每一位學(xué)生的個性化需求，教師要用更加包容的心態(tài)和更加長遠的眼光看待每一位學(xué)生，切忌因為某一次的失敗給予學(xué)生終結(jié)性定義。

七、結(jié)語

綜上所述，高校電力電子技術(shù)產(chǎn)學(xué)研用課程體系改革應(yīng)用OBE理念是一種必然趨勢，OBE理念在電力電子技術(shù)課程教學(xué)改革中發(fā)揮著不可替代的重要作用。與傳統(tǒng)教學(xué)理念相比，OBE理念在更大程度上激發(fā)了學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性和主動性，也收獲了更加理想的學(xué)習(xí)成果。

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Research on Course System of Industry， School and Research of Power Electronics Technology Integrated with OBE Concept

LI Peng-cheng， XUE Zhi-hong， GUO Ying-jun， LIANG Yong-chun

（School of Electrical Engineering， Hebei University of Science and Technology， Shijiazhuang， Hebei 050018， China）

Abstract： In recent years， OBE， as a representative of the most advanced educational concept， has become an important direction of education and teaching reform in colleges and universities. At present， the theoretical system and the specific operation mode of the OBE concept applied in the reform are becoming more and more mature， which presents a vital value and function in the reform. Nevertheless， some problems and drawbacks have been exposed in the process of promoting the educational reform integrated with OBE concept， including not only the shortcomings in the application of OBE concept itself but also the problems of the university itself. An in-depth analysis and exploration are carried out by integrating relevant contents of the OBE concept in the course system of power electronics technology.

Key words： OBE concept; power electronics technology; industry， school and research; course system