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        基于“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下《電力電子技術(shù)》課程“實驗+仿真”教學模式的研究與實踐

        2020-05-27 04:13:33李小琴
        中阿科技論壇(中英阿文) 2020年2期
        關鍵詞:電力電子技術(shù)仿真教學效果

        摘要:本文從教學問題出發(fā),研究如何提高《電力電子技術(shù)》課堂教學效果,以及研究如何提高學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)》重新進行了項目整體設計、(2)“實驗+仿真”設計、(3)“互聯(lián)網(wǎng)+”教學方法設計,改變了以往的“灌輸式”教學方式,將“教師教學為主”改變?yōu)椤皩W生學習為主”的教學方式,最終與以往教學效果進行比較,從而可以看出“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下《電力電子技術(shù)》課程“實驗+仿真”教學模式的優(yōu)越性。

        關鍵詞:互聯(lián)網(wǎng)+;實驗+仿真;教學效果

        中圖分類號:G71 ???文獻標識碼:A

        1 引言

        隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展,信息技術(shù)不斷地應用到現(xiàn)代教育技術(shù)中?!盎ヂ?lián)網(wǎng)+教學模式”改革就是應因時代的潮流發(fā)展而成為時代不可逆轉(zhuǎn)的趨勢,教育部自2012年起每年都會發(fā)布關于推進教育信息化的相關文件精神,大力推進信息技術(shù)與高校教學的深度融合,鼓勵教師充分利用網(wǎng)絡在線教學優(yōu)勢進行教學,注重強化課堂互動,改變“以教為主”向“以學為主”進行轉(zhuǎn)變,打造更多高等職業(yè)教育“金課”,切實提高教學質(zhì)量。因此,如何在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下,結(jié)合“信息化”教學模式,提高教學質(zhì)量是當前教育界關注的重要話題。

        2 問題

        《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,也是電氣自動化專業(yè)的專業(yè)基礎課程。該課程的特點是專業(yè)理論系統(tǒng)性強、電路圖和波形圖較多、計算推導較多、綜合實踐操作和應用性強。該課程教學目標不僅需要學生較好地掌握課程的相關專業(yè)知識,而且需要培養(yǎng)學生綜合運用基礎知識、提高工程實踐能力和創(chuàng)新精神。該課程的教學內(nèi)容也是先介紹器件,再介紹常用的基礎電路,最后是電路的綜合應用;教學內(nèi)容也是注重工作原理的分析、參數(shù)計算的方法和常用電路的應用設計。[1]雖然該課程進行了教學改革,課程以項目化進行教學,但是其教學效果并不理想,主要存在著以下幾個問題[2]

        (1)理論部分,教師還是采用“灌輸式”教學方式,以教師講解為主,缺乏與學生之間的互動。學生學習理論知識感覺比較枯燥乏味,缺乏直觀形象感,學生的學習興趣不高。

        (2)課堂中,師生互動不太多,最常見的是提問式互動。教師在課堂中拋出問題后,教室里往往一片寂靜,無學生主動回答。

        (3)實驗操作與理論脫節(jié),實驗內(nèi)容過時,教學設備陳舊。實驗操作時,學生缺乏專研和思考,教師缺乏對實驗過程的把控、指導和總結(jié),存在著很多學生在實驗操作時碰到問題無從下手的現(xiàn)象。

        綜上學生學習該課程會比較困難,學生的學習效果并不理想?;谝陨蠁栴},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)》課堂教學效果,以及研究如何提高學生的課堂參與度的途徑和方法。

        3 提高教學效果的途徑和方法

        (1)?修改課程項目化教學整體設計

        按照項目化教學,對《電力電子技術(shù)》這門課程重新進行項目整體設計,去除理論性非常強和實用性不是很強的項目,使內(nèi)容精簡,加強項目的實用性,使學生學了項目能應用到實際中。項目的設計遵循能讓學生好理解,并且容易操作,項目設計不能太難,理論內(nèi)容不宜過多,堅持夠用的原則,而且注重理論結(jié)合實踐進行設計。在每個項目開始前都設計幾個問題,到項目結(jié)束能得到解決問題的辦法,使學習目標更加明確。在設計項目時結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)教學,每個項目都需制作動畫或視頻吸引學生的注意力。在理論學習時,結(jié)合視頻或動畫教學,使理論更加具體形象,可促進學生更好地理解理論知識;在實踐操作時,當學生遇到困難時,可邊看視頻邊操作,使操作步驟更加清楚明了,從而提高學生的課堂參與度和提高學習效果[3]。

        (2)項目“實驗+仿真”設計

        項目采用“實驗+仿真”的設計方法,提高學生的學習效果。對電路的實際操作效果非常好的采用實驗操作的方法,對仿真效果高的采用PSIM軟件進行仿真,兩者結(jié)合,“實驗+仿真”設計,馬上能得到形象的波形、數(shù)據(jù)和觀察到實驗結(jié)果,使學生學習并不會感到枯燥乏味。

        比如,調(diào)光燈電路,實驗操作具有具體形象的實驗效果,通過學生動手制作調(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。

        對于仿真效果好的采用PSIM軟件進行仿真,PSIM軟件是面向電力電子領域以及電機控制領域的專業(yè)的仿真應用包軟件。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)設計、電機驅(qū)動研究等有效提供強有力的仿真環(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)+”教學方法設計

        “互聯(lián)網(wǎng)+”教學方式,采用資源庫平臺,將學習資料、實驗報告、教學視頻和動畫等教學資源傳到平臺。在課前,教師通過信息化平臺布置學生預習相關的知識和技能,學生可初步了解相關知識和技能;課堂中,教師再詳細講解學習要點,分析學習難點,強化學生的技能水平;課后,布置學生相關作業(yè),讓學生通過網(wǎng)絡平臺得到知識和技能的鞏固。另外網(wǎng)絡平臺有利于學生實驗報告的上傳,尤其是仿真實驗報告?!盎ヂ?lián)網(wǎng)+”教學不僅提高學生的課堂參與度,而且提高了學生的學習效率[4]。

        本課程使用的信息化平臺是LED國家資源庫平臺(http://led.36ve.com/?q=node/123733),設計了6個章節(jié),網(wǎng)絡教學平臺內(nèi)容主要有每次課上課的課件PPT、微課、動畫、實驗報告、實驗案例等教學資源多達100個。另外還提供了課程標準、課程的整體設計、行業(yè)介紹、職業(yè)與行業(yè)標準、作業(yè)規(guī)范、學習指南、課后習題、考評方式與標準等配套信息資源,教師可以在平臺上布置作業(yè)和習題,甚至發(fā)布考試,學生在平臺上完成相關任務。另外,師生還可以通過互動平臺,學生可以回答教師提出的問題,也可以進行向教師提問和參與討論等。

        4教學效果、教學評教及課堂參與度比較

        經(jīng)過3年多的教學改革,本課程采用了“基于互聯(lián)網(wǎng)+”、“實驗+仿真”教學模式,對本課程進行了信息化的改革。從項目的整體設計入手,整體設計的項目來自于企業(yè)真實的項目或?qū)嶋H案例,使學生學后能應用到工作中,不再是空洞的理論與實踐的脫離,使學生學習更有目標和應用?!皩嶒?仿真”的教學模式,一方面解決了實驗室設備不足和無法滿足學生操作需求的問題,另一方面也讓學生熟練使用仿真軟件,使學生更好地理解電路的工作原理和產(chǎn)生的結(jié)果。信息化的教學手段,很好地解決了課堂教學無法解決的問題。教師在教學中可采用信息化提前讓學生預習,采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式使被動學習轉(zhuǎn)化為主動學習,在課堂中解決學生學習中存在的問題,使學習效果更加顯著。在實驗中,采用信息化教學,讓學習跟不上的學生觀看微課或動畫視頻,使學習進度能統(tǒng)一起來,也解決了教師1人輔導不了1個班級的實驗問題。在課后,采用信息化教學,做到課后答疑更方捷,做到無邊界教學,作業(yè)輔導、上傳作業(yè)、作業(yè)反饋也更方便。

        從近幾年的學生教學效果中可看出,學生的課堂參與度有了較大的提高,學生上課玩手機、睡覺的現(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生實驗或仿真,學生都很認真地去完成。從學生對教師的評教中可看出,學生對《電力電子技術(shù)》這門課的學習興趣更加地濃厚了,而且學生對教師的評教分明顯提高了。學生的成績也有了質(zhì)的飛躍,班級幾乎沒有不及格的學生,平均分比以往提高了好幾分。

        5 總結(jié)

        本文從教學問題出發(fā),將《電力電子技術(shù)》這門課程重新進行了項目整體設計、“實驗+仿真”設計、“互聯(lián)網(wǎng)+”教學方法設計,改變以往的“灌輸式”教學方式,將“教師教學為主”改變?yōu)椤皩W生學習為主”的教學方式,將學習的主動權(quán)還給學生,最終與以往的教學效果、教學評價和學生的課程參與度進行比較,從而可以看出“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下《電力電子技術(shù)》課程“實驗+仿真”教學模式的優(yōu)越性。

        參考文獻:

        [1]李紅遠,曾婧,琚宏昌.獨立學院工科專業(yè)課程課堂教學設計研究[J].教育教學論壇,2013(44):181-182.

        [2]李小琴.有效課堂下提高高職工科專業(yè)課學生課堂參與度的研究——以《電力電子技術(shù)》課為例[J].石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學院學報,2018.1:164-167.

        [3]宋勇.提高大學課堂教學質(zhì)量的策略[J].學園:學者的精神家園,2014,(5):48-49.

        [4]李小琴.大學生課堂不主動發(fā)言的原因及對策研究[J].職教通訊,2014,(30):47-51.

        基金項目:本課題為2019年寧波職業(yè)技術(shù)學院院級教育教學改革課題(課題編號:jg20190004)。

        作者簡介: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)品設計、高職教育教學的研究。

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