周永勤，周美蘭，趙鵬舒，高晗瓔，李然

工程教育認證背景下電源變換技術課程建設與改革

周永勤，周美蘭，趙鵬舒，高晗瓔，李然

（哈爾濱理工大學 電氣與電子工程學院，黑龍江 哈爾濱 150080）

針對電源變換技術課程的特點，結(jié)合工程教育認證核心思想，在深入分析當前課程教學中存在問題的基礎上，從課程體系、教學內(nèi)容、教學方法、考核方式等方面提出了課程建設與教學改革措施．教學實踐表明，教學改革措施能激發(fā)學生學習積極性，有效提高課程教學質(zhì)量，為培養(yǎng)有工程意識和創(chuàng)新能力的應用型人才發(fā)揮重要作用．

電源變換技術；工程教育認證；課程建設；教學改革

工程教育認證是國際通用的工程教育質(zhì)量保證制度，是實現(xiàn)工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎．工程教育認證的核心理念是以學生為中心、以成果為導向、持續(xù)改進．以學生為中心的教育理念，是從學生入學到畢業(yè)為一時間段，貫穿于學生成長的各個環(huán)節(jié)，評價的核心是“學生表現(xiàn)”，即對學生是否獲得相應的素質(zhì)能力進行評價．以成果為導向是學生通過教育過程最后所取得的學習成果，這里所說的成果是學生最終取得的學習結(jié)果，是學生經(jīng)過某一階段學習后具備了什么能力，能干什么，會做什么．持續(xù)改進來源于全面質(zhì)量管理，是有質(zhì)量要求的過程控制，是一種機制，即建立發(fā)現(xiàn)問題——及時反饋——敏捷響應——有效改進的持續(xù)質(zhì)量改進循環(huán)機制，是工程認證制度本身的一大重要特點．我國的工程教育認證開始于2006年，并于2016年6月正式成為國際本科工程學位互認協(xié)議《華盛頓協(xié)議》的正式會員，這標志著我國工程教育質(zhì)量水平不斷提高，得到了國際認可[1]．

作為電氣工程專業(yè)的核心專業(yè)課程之一，電源變換技術對工程教育認證標準中的培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求以及課程體系等都具有非常重要的支撐作用．反之，工程教育認證對于電源變換技術課程的建設和教學改革也具有極大的推動作用．工程教育認證通過12條畢業(yè)要求（包括技術因素和非技術因素）對課程理論教學和實踐教學提出了明確要求，這些要求為電源變換技術課程建設、教學改革以及人才培養(yǎng)起到了很好的規(guī)范和促進作用．

1 課程體系與教學內(nèi)容建設及優(yōu)化

電源變換技術是一門技術應用性課程，具有理論性、實踐性、綜合性強的特點，其先修知識點涉及的基礎支撐課程較多，可分為自然基礎課、學科基礎課和專業(yè)基礎課，包含的具體課程見圖1．學生按圖1所示流程按不同學期分別進行學習，顯然與電源變換技術相關聯(lián)的各門課程知識點是分散的，現(xiàn)行的教學內(nèi)容往往只注重對課程所涉及的知識點講授，沒有顧及學生的基礎知識及已開設相關課程知識之間的聯(lián)系，使得學生學習本課程時感覺部分知識是孤立的，不易理解，而部分知識由于與以往所學知識重復，浪費了寶貴的課堂時間．由于傳統(tǒng)教學方式只強調(diào)知識的片段式學習，教學內(nèi)容與實際需求之間有偏差，學生不知道知識學完后可以用在哪、如何應用，缺乏明顯的知識綜合應用過程訓練，造成學生無法深入理解知識和形成完整的知識體系，無法將所學知識與工程實際相結(jié)合[2]．工程教育認證對畢業(yè)生知識體系及其應用有明確要求，制定了明確的專業(yè)培養(yǎng)目標和詳細的畢業(yè)要求，認證標準里的12項畢業(yè)要求中，非技術因素占了7 項，而在傳統(tǒng)課程教學中，往往只重視學生專業(yè)知識和技能的培養(yǎng)，很少涉及除此之外的非技術因素方面培養(yǎng)．顯然傳統(tǒng)的課程體系與教學內(nèi)容無法很好地支撐工程教育認證下的畢業(yè)要求指標點．

大學真正要培養(yǎng)的是讓學生具有體系化的知識，并形成體系化的思考．為了加強電源變換技術課程與其它課程之間的聯(lián)系，可從教學大綱入手，按照“強化基礎、注重應用、積極創(chuàng)新”的教學理念，結(jié)合專業(yè)人才培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，對課程的知識體系結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，既考慮課程知識的學科完整性，更要考慮前后課程的相互配合[3]．有意識地在前導課程中加強學生對電源變換技術相關基礎知識的掌握，避免在教學過程中再重復前導課程相關知識，影響教學進度．在課程建設中，要明確教學內(nèi)容對學生培養(yǎng)目標以及畢業(yè)要求的支撐情況，在此基礎上改革理論教學內(nèi)容以灌輸知識為主、實驗教學內(nèi)容以驗證為主的弊端，注重將課堂討論與教師講授相結(jié)合，理論與工程實踐相結(jié)合，課堂教學與課外實踐相結(jié)合，要豐富和完善課程資源，強化學生對課程的理解和前后貫通．電源變換技術課程的內(nèi)容可梳理成理論教學和實踐教學兩大部分，理論內(nèi)容做到簡明扼要、便于教學；實踐內(nèi)容弱化原理驗證性內(nèi)容，結(jié)合工程實際問題，設計課堂實驗內(nèi)容．同時增加課外課題研學，通過課外課題研學使學生親身體驗課題研究過程，以培養(yǎng)學生綜合實踐和創(chuàng)新能力．

圖1 電源變換技術關聯(lián)課程流程

2 實踐教學體系建設與改革

電源變換技術是一門技術綜合應用性課程，許多知識的掌握和能力的培養(yǎng)不是靠教師“教”出來的，而是靠學生“練”出來的，實踐教學對于技術應用型課程尤為重要．本專業(yè)開設的電源變換技術總學時50學時，其中理論教學42學時，課堂實驗8學時．學時安排偏重于理論教學，采用課堂講授的教學方式．在傳統(tǒng)的實驗教學過程中，實驗內(nèi)容偏重驗證性內(nèi)容，學生一般按照實驗指導書按步驟操做，雖然完成了實驗，但無法將實驗內(nèi)容與理論知識相聯(lián)系，更缺少與解決實際工程問題的聯(lián)系．由于只采用集成化封閉式掛箱式實驗臺，造成學生對整個實驗裝置的觀察和理解也難達到要求．實驗教學時，一方面，由于受到時間和空間的限制，教學往往停留在理論上，難以將電能變換理論與實際應用中的電源技術結(jié)合起來，還忽略了課外實踐在課程目標達成中的作用．另一方面，由于與電源變換技術相關聯(lián)課程實驗都是分散開設，在不同實驗室中分別完成，缺少實驗之間的聯(lián)系，更缺少整體規(guī)劃，使得學生對電源技術相關實踐缺乏整體認識和全局性理解，也就很難提高學生的綜合設計和實踐能力[4]．因此，傳統(tǒng)實踐教學模式很難達到有效提升學生工程實踐能力的效果．

動手實踐要以“自主、合作、探究”為基礎，設法既讓學生有一定的時空去想、去做、去活動，又讓學生想有方向、做有目的、動有收獲．為此，嘗試建立課程實驗、計算機仿真、課外課題研學相配合的實踐教學體系．課程實驗是實踐教學體系的基礎，在課堂實驗教學組織中，教師在課前布置實驗預習內(nèi)容，設計一系列工程問題讓學生充分討論，形成解決方案，然后再按照預定方案完成實驗．計算機仿真是實踐教學體系中一個重要的環(huán)節(jié)和紐帶，從課程實驗開始，就將計算機仿真作為學生實踐的必要工具，要求學生使用MATLAB，Multisim，Saber等軟件設計仿真電路，一般把仿真作為一項實踐內(nèi)容，或者作為實驗的前期準備[5-6]．課外課題研學是實踐教學體系中提升創(chuàng)新能力、自主學習和互助學習的重要組成部分，可以達到課內(nèi)和課外相結(jié)合、理論與實踐相結(jié)合、教材與參考書相結(jié)合的學習效果．可以讓學生在小組中積極、充分地進行“查、說、做、議”等活動，全面發(fā)展綜合能力，包括交流表達能力、團隊協(xié)作能力、綜合利用學科知識分析解決問題能力等；還可以鼓勵學生參加課外科技創(chuàng)新活動，如電子設計大賽、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等，通過課外科技活動引導學生主動學習，提高工程實踐能力．但要有效開展課外課題研學，必須加強對學生的指導，在分組、課題選擇、方案設計和實物制作等全過程中必須始終關注學生，遇到問題要及時幫助解決．

3 教學方法改革

傳統(tǒng)的教學方法都是基于課堂教學，以教師為主體，采用由教師授課到學生聽課的單方向教學．通常出現(xiàn)“四多四少”情況，（1）對課堂重視多，對課外關注不夠；（2）課堂上灌輸多，對主動學習要求不夠；（3）知識要求多，對能力訓練不夠；（4）對分數(shù)看得多，對個人才干重視不夠．這“四多四少”一直困擾著課程教學，使得教學活動始終存在重術輕人現(xiàn)象，只看到理論知識和技術的傳授，看不到完整的人才培養(yǎng)．造成學生在教學活動中始終處于被動地位，學習興趣不高，學習效果不佳，難以達到創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標[7]．因此，課不能只在課堂上，停留在課本上的講授，課要教到學生身上，要以學生為中心，以促進學生知識、能力、素質(zhì)的全面發(fā)展為核心．

在授課過程中要做到以學生為中心，就要對現(xiàn)行的課堂教學方法進行改革，多采用提問互動式教學或討論式教學．教師可根據(jù)教學內(nèi)容和學生知識水平，通過設計一系列問題進行提問式或討論式的互動，通過一步一步地引導和問答，讓學生在理解所學知識的基礎上，學會分析問題、解決問題的方法．還可以根據(jù)電源在工業(yè)、通訊設備、家用電器、軍事裝備等領域中的最新應用，設計成多個探討性課題模塊，讓學生自行組建團隊、選擇課題模塊．通過查閱相關學術論文、技術報告等資料，制作匯報課件，在教師的引導下進行有組織的探討和講述，以提高學生自主學習的積極性[8]．課外課題研學加入之后，可進一步對課堂教學內(nèi)容進行調(diào)整，有些知識點安排在課堂講授，有些知識點可以讓學生在課外學習．由于有課題的需要，學生不得不去學習這些內(nèi)容，間接地增加了學生自學的需求時間．在傳統(tǒng)講授法為主的教學中，是將知識的系統(tǒng)性、完整性、連貫性連同知識本身灌輸給學生．引入課外課題研學之后，教師的講授可能是零散的、不完整的、不連續(xù)的，而講授的目的已經(jīng)變成提高學生學習興趣，幫助學生提高自學能力，知識的系統(tǒng)性、完整性和連貫性讓學生在課題研學中自行獲得．

4 考核方式改革

本課程考核方式一直采用期末考試成績加上平時成績．平時成績一般由出勤和作業(yè)構(gòu)成，由于學生的作業(yè)存在抄襲現(xiàn)象，很難達到檢驗平時學習效果的目的，而出勤也不能判斷學生是否學習．期末考試內(nèi)容集中于理論知識的考核，與實踐聯(lián)系不夠緊密，造成學生雖然通過考前死記硬背理論知識通過考試，但應用知識解決復雜工程問題的能力并沒有得到提高[9]．這種考核方式過于強調(diào)學生知識掌握的程度和多少，忽視了對學生全面發(fā)展的考核和對學生學習過程、學習態(tài)度、情感、學習策略等全面素質(zhì)的考查，很難滿足工程認證中對學生非技術因素指標點達成情況進行評價的需要．

基于工程教育認證理念，考核評價應綜合各方面成果進行，包括學生課程考試、實驗過程測試、在課程學習中的具體表現(xiàn)（上課提問、平時作業(yè)、小組討論）及課外研學等方面取得的成績．為此本課程設置學生總評成績（滿分100分）包括期末考試成績（占50%），平時成績（占10%），實驗成績（占10%），課外課題研學成績（占30%）４部分．平時考核主要以課堂表現(xiàn)和課后作業(yè)完成情況為主，實驗考核以學生實驗表現(xiàn)和實驗報告為主，課外課題研學考核以學生是否得到實踐能力、合作能力、表達能力、創(chuàng)新精神等多種能力培養(yǎng)為主．期末考試題型包括填空題、簡答題、應用題和分析題等，其中考核電源變換基礎知識題目占60％，考核應用理論知識分析和解決實際電源裝置問題的能力題目占40％．課程結(jié)束提交總評成績后，根據(jù)工程認證標準及電源變換技術課程對應的每個畢業(yè)要求指標點，分項求各指標點對應的平均分，計算各指標點評價值和課程目標評價值，并對計算結(jié)果進行分析，提出改進意見，最終形成本課程達成度評價報告和成績分析報告[10]．通過不斷的總結(jié)、反思及改進，使課程教學質(zhì)量得到持續(xù)提高．

５ 結(jié)語

實施工程教育專業(yè)認證是我國高等學校推進工程教育改革的重要舉措，也是工程教育國際化的重要標志．課程是人才培養(yǎng)的核心要素，課程質(zhì)量直接決定人才培養(yǎng)質(zhì)量．在課程建設過程中，必須堅持以學生為中心，以培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求達成為導向，通過不斷優(yōu)化課程體系與教學內(nèi)容，不斷改革教學方法與考核方式，不斷充實和完善教師的授課能力，達到提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、實踐能力及解決復雜工程問題能力的應用型人才目的．將工程教育的先進理念轉(zhuǎn)化為課程建設及改革措施，促進了教師專業(yè)發(fā)展，激發(fā)了學生學習興趣，提升了教師和學生對畢業(yè)要求指標點的理解與掌握，為課程目標達成度的實現(xiàn)提供了有力支持．

[1] 肖建康，任旭．工程教育認證背景下電子測量技術課程建設與教學改革[J]．蘭州教育學院學報，2019（1）：124-125

[2] 李洪均，胡偉．工程教育專業(yè)認證背景下電子信息類實踐課程建設與改革[J]．中國教育技術裝備，2019（4）：129-131

[3] 劉小河，厲虹，馬潔，等．控制理論系列課程建設的一體化改革與實踐[J]．中國電子教育，2018（4）：32-38

[4] 張蕾，武衛(wèi)強，王曉華．工程教育認證背景下《運動控制系統(tǒng)》教學改革的探索與研究[J]．當代教育實踐與教學研究，2019（14）：45-46

[5] 張詩閣，周美蘭，李文娟，等．基于工程教育專業(yè)認證的電氣專業(yè)實驗教學改革研究[J]．高師理科學刊，2018，38（6）：90-93

[6] 于樂，李然，周永勤，等．電力電子技術O2O教學與SIMULINK仿真的結(jié)合[J]．高師理科學刊，2019，39（7）：79-82

[7] 李如瑋，趙德群，黎海濤．本科生“信息論基礎”課程建設與教學改革探索[J]．教育現(xiàn)代化，2019（82）：94-95

[8] 錢文高．面向高等工程教育改革的模擬電子技術課程建設[J]．教育教學論壇，2019（47）：227-228

[9] 吳濤．工程教育背景下控制工程基礎課程建設與改革[J]．教育教學論壇，2019（24）：80-82

[10] 王軍利，何亞銀，侯紅玲，等．工程教育專業(yè)認證背景下機電控制理論基礎課程教學改革研究[J]．西部素質(zhì)教育，2019（8）：193-194

Research on construction and reform of power conversion technology curriculum under background of engineering education certification

ZHOU Yongqin，ZHOU Meilan，ZHAO Pengshu，GAO Hanying，LI Ran

（School of Electrical and Electronic Engineering，Harbin University of Science and Technology，Harbin 150080，China）

In view of the characteristic of power conversion technology curriculum，combined with the core idea of engineering education certification，on the basis of in-depth analysis of the existing problems in the current course teaching，advances some measures for curriculum construction and teaching reform from the aspects of curriculum system，teaching contents，teaching methods，examination methods．It has been proved that the reform measures proposed can inspire the learning enthusiasm of students，effectively improve the quality of curriculum teaching，and play an important role in training application-oriented talents with engineering awareness and innovative ability．

power conversion technology；engineering education certification；curriculum construction；teaching reform

1007-9831（2020）07-0078-04

TM46∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2020.07.019

2020-01-22

黑龍江省高等教育教學改革研究資助項目（SJGY20170547）

周永勤（1971-），男，黑龍江哈爾濱人，教授，博士，從事電源變換與電機控制技術研究．E-mail：zhouyongqin@hrbust.edu.cn