馬旭 郝帥 程勇 許昕琪

摘要：針對(duì)開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)課程中教學(xué)內(nèi)容與社會(huì)需求不匹配、教學(xué)內(nèi)容過于抽象、教學(xué)模式單一以及缺乏教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)等問題，文章提出了以O(shè)BE為基礎(chǔ)的課程教學(xué)改革方法，通過深入企業(yè)調(diào)研、調(diào)整教學(xué)大綱、增加課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，使教學(xué)內(nèi)容能夠滿足社會(huì)企業(yè)實(shí)際需求。文章提出的教學(xué)改革方法能夠豐富教學(xué)內(nèi)容并增強(qiáng)學(xué)生電源技術(shù)思維和創(chuàng)新能力，同時(shí)也為相關(guān)專業(yè)課程的改革提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：開關(guān)電源;成果導(dǎo)向教育;教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2020）21-0195-02

引言

開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)是按照自動(dòng)化專業(yè)認(rèn)證要求開設(shè)的一門新課程，在本科教學(xué)中還處于初級(jí)階段。該課程知識(shí)覆蓋面廣、實(shí)踐性強(qiáng)，因此，教師若采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式會(huì)造成學(xué)生理論學(xué)習(xí)難度較大和學(xué)習(xí)興趣不強(qiáng)等問題。本部分開設(shè)該課程的院校中，任課老師僅憑借課本中的圖以及電路圖原理來進(jìn)行簡(jiǎn)單教學(xué)，這樣的教學(xué)方式過于單一機(jī)械化，模糊了開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)這門課程開設(shè)的真正意圖—讓學(xué)生在深入了解開關(guān)電源原理的同時(shí)，一并了解開關(guān)電源設(shè)計(jì)的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)性，側(cè)重對(duì)學(xué)生工程問題設(shè)計(jì)思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國社會(huì)對(duì)應(yīng)用型人才有著越來越強(qiáng)烈的需求。針對(duì)目前課程教學(xué)中存在的問題，本項(xiàng)目采用基于成果產(chǎn)出為導(dǎo)向（OBE）的教育理念，積極調(diào)研企業(yè)需求，有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)改革設(shè)計(jì)。在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)丶尤雽?shí)踐環(huán)節(jié)，不僅可以使學(xué)生在理解理論知識(shí)的同時(shí)也感受到學(xué)習(xí)的趣味性，而且還有助于學(xué)生實(shí)踐能力的提升。本文通過對(duì)企業(yè)調(diào)研和教研團(tuán)隊(duì)實(shí)踐，將對(duì)應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容與電源工程師素質(zhì)相匹配，可以有效推動(dòng)《開關(guān)電源原理與應(yīng)用》課程教學(xué)設(shè)計(jì)和提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

一、課程教學(xué)現(xiàn)狀

開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)是自動(dòng)化專業(yè)一門重要的專業(yè)課，具有非常強(qiáng)的實(shí)踐性。其課堂教學(xué)共計(jì)40個(gè)課時(shí)，單純的課堂理論學(xué)習(xí)使得學(xué)生往往只知道電源的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、基本概念以及公式，對(duì)于如何制作電源卻知之甚少，更談不上一進(jìn)入工作崗位就能夠研發(fā)。目前所采用的教學(xué)方法和模式的局限性主要在于以下三個(gè)方面：

（一）教學(xué)內(nèi)容與教材的不適配

前期課程主要講述開關(guān)電源中DC/DC變換器的基本電路原理，包括整流、濾波、穩(wěn)壓電路的原理及電路參數(shù)的計(jì)算，該部分的內(nèi)容與前修課程電力電子技術(shù)有部分重疊，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高。教材和教學(xué)內(nèi)容的選擇需要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。以整流電路的學(xué)習(xí)為例，既然模電課程主要講述整流電路的分類及主要工作原理，那么本課程就可以著重講解整流電路中二極管參數(shù)的計(jì)算。此外，教師還要避免講授過多的公式推導(dǎo)，應(yīng)注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，注重教會(huì)學(xué)生如何將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活與工作中去。

（二）教學(xué)內(nèi)容過于抽象，教學(xué)模式單一

開關(guān)電源技術(shù)多涉及電路的設(shè)計(jì)與計(jì)算，課程理論知識(shí)的學(xué)習(xí)難度較大，知識(shí)點(diǎn)的直觀性弱，顯得內(nèi)容枯燥，很難引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課堂教學(xué)通常以電路圖和圖像講解為主，從根本上使得該課程成為單一的灌輸類課程，導(dǎo)致學(xué)生只有聽力在長時(shí)間運(yùn)作，忽視了學(xué)生在整個(gè)課程中的參與互動(dòng)身份，尤其對(duì)學(xué)生好奇心和理解能力的忽視更會(huì)引起學(xué)生對(duì)該課程的厭惡情緒，從而出現(xiàn)走神、理解速度慢、概念模糊不清等現(xiàn)象。這樣的教學(xué)模式造成了老師和學(xué)生在思想上的脫節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)不了知識(shí)的有效傳遞，束縛了學(xué)生的求知欲，導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手能力差、不愿意思考、不能夠深入理解問題的實(shí)質(zhì)。

（三）缺乏教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)

該門課程綜合性強(qiáng)、涉及知識(shí)點(diǎn)眾多，學(xué)生往往只知道課堂上所學(xué)習(xí)的開關(guān)電源基本拓?fù)?、基本概念以及公式。?dāng)面對(duì)一個(gè)實(shí)際而又復(fù)雜的問題時(shí)，學(xué)生往往難以下手，缺乏分析和解決實(shí)際復(fù)雜問題的能力。衡量該課程教學(xué)效果的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)不僅是學(xué)生是否熟練掌握了理論知識(shí)，還包括學(xué)生能否很好地將所學(xué)知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，不再紙上談兵，實(shí)現(xiàn)從理論知識(shí)到實(shí)踐應(yīng)用的過渡，這才是該課程教學(xué)最終的目標(biāo)。

二、基于OBE理念的教學(xué)改革措施

我國教育部對(duì)高校的辦學(xué)和就業(yè)率有評(píng)估，對(duì)專業(yè)也有一定的考核，評(píng)估是多層面的，包括對(duì)學(xué)校、專業(yè)和課堂教學(xué)的評(píng)估。而“評(píng)估學(xué)習(xí)產(chǎn)出”是最能體現(xiàn)OBE特色的步驟，工程教育專業(yè)認(rèn)證遵循三個(gè)基本理念：成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)。這些理念對(duì)引導(dǎo)專業(yè)建設(shè)與教學(xué)改革、保障和提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要。

OBE作為一種先進(jìn)的教育理念，當(dāng)前應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案缺少“反向設(shè)計(jì)”課程體系的做法。相對(duì)于傳統(tǒng)教育的“正向”而言，反向設(shè)計(jì)是從需求開始，由需求決定培養(yǎng)目標(biāo)，由培養(yǎng)目標(biāo)決定畢業(yè)要求，再由畢業(yè)要求決定課程體系。OBE模式設(shè)定教學(xué)和學(xué)習(xí)的核心是學(xué)習(xí)產(chǎn)出，它貫穿于所有過程，多種教學(xué)模式都是以最終的產(chǎn)出結(jié)果為依據(jù)的。不管是教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的選擇，還是評(píng)價(jià)考核方式的設(shè)定，都必須對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)出負(fù)責(zé)。

根據(jù)學(xué)習(xí)產(chǎn)出的要求，這門課程需要熟練掌握最基本的幾種電路拓?fù)涞墓ぷ髟?、開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、重要電力電子元件的選型、開關(guān)電源目前常用的多種PWM和PFC控制芯片的控制方式、變壓器和電感的設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算、各種保護(hù)電路的設(shè)計(jì)應(yīng)用、功率因數(shù)的計(jì)算、閉環(huán)電路的調(diào)試方法等。對(duì)于開關(guān)電源這種實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法無法完成學(xué)生現(xiàn)階段的既定目標(biāo)，達(dá)不到實(shí)際產(chǎn)出的要求。因此，針對(duì)上述開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)課程存在的問題，以O(shè)BE理念為導(dǎo)向，提出以下課程教學(xué)改革措施。

（一）調(diào)整教學(xué)大綱與教學(xué)內(nèi)容

基于OBE的教學(xué)方法，將教學(xué)大綱設(shè)計(jì)得更加明確學(xué)習(xí)結(jié)果。傳統(tǒng)教學(xué)活動(dòng)將開關(guān)電源原理和設(shè)計(jì)課程內(nèi)容看作是核心，課程目標(biāo)依據(jù)課程內(nèi)容而定。在OBE模式下，課程目標(biāo)包括了當(dāng)前課程的培養(yǎng)目標(biāo)，更包括了未來工作需求要達(dá)到的目標(biāo)。明確教學(xué)目標(biāo)，指引教學(xué)大綱設(shè)計(jì)，明確教學(xué)內(nèi)容及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，指導(dǎo)課程教學(xué)設(shè)計(jì)，面向企業(yè)人才需求，側(cè)重能力培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)結(jié)果的測(cè)評(píng)方法。

（二）根據(jù)教學(xué)大綱進(jìn)行課程教學(xué)設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)包括：明確預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果，并且將專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、知識(shí)點(diǎn)和預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果相對(duì)應(yīng);利用軟件平臺(tái)，增加課程的電路仿真環(huán)節(jié)，形象生動(dòng)地反映電流電壓等變化過程;結(jié)合企業(yè)人才需求，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)開關(guān)電源結(jié)構(gòu)和工作過程進(jìn)行分析和調(diào)試的能力。

在課程設(shè)計(jì)中，削弱對(duì)抽象理論和術(shù)語定義的講解，突出實(shí)際案例分析，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐技能的培養(yǎng)。將企業(yè)調(diào)研和教研團(tuán)隊(duì)的實(shí)踐、教學(xué)內(nèi)容與電源工程師素質(zhì)相匹配，強(qiáng)化學(xué)習(xí)結(jié)果中的應(yīng)用和分析能力。

（三）基于實(shí)踐導(dǎo)向的開關(guān)電源設(shè)計(jì)案例開發(fā)

在實(shí)踐教學(xué)中，將制作開關(guān)電源實(shí)物作為考核標(biāo)準(zhǔn)之一，可以更好地結(jié)合理論與實(shí)踐。結(jié)合開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)課程特點(diǎn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，將理論學(xué)習(xí)結(jié)果擴(kuò)展到實(shí)踐層面，將制作開關(guān)電源實(shí)物作為一項(xiàng)考核，以檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果。

三、結(jié)語

本文分析了開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)課程的現(xiàn)狀與傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，結(jié)合企業(yè)人才能力需求的調(diào)研，提出在OBE的理念下，修訂教學(xué)大綱及課程教學(xué)設(shè)計(jì)，并將改進(jìn)后的課程設(shè)計(jì)應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)中，讓學(xué)生們一邊學(xué)習(xí)理論一邊在實(shí)踐環(huán)節(jié)中鞏固學(xué)習(xí)效果，進(jìn)行電源制作和電路故障排除以及電源設(shè)計(jì)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生電源技術(shù)思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

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Abstract： Aiming at the problems of mismatch between teaching content and social demands， too abstract teaching content， single teaching mode and lack of practice teaching in Principle and Design of Switching Power Supply， a teaching reform based on OBE is proposed. Through in-depth enterprise research， adjustment of the teaching syllabus， and increased practical teaching links， the teaching content can meet the actual needs of social enterprises. The teaching reform methods proposed in this paper can enrich the teaching content and enhance the students' power technology thinking and innovation ability， and also provide some reference for the reform of related professional courses.

Key words： switching power supply; Outcome-based Education; teaching reform