聶 茹

(廣州城市理工學(xué)院 電子信息工程學(xué)院，廣州 510800)

隨著信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，越來越多的大學(xué)教師采用混合式教學(xué)模式進(jìn)行授課?；旌鲜浇虒W(xué)結(jié)合傳統(tǒng)面對(duì)面教學(xué)的優(yōu)勢和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的優(yōu)勢，在教學(xué)過程中，教師能夠發(fā)揮引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，學(xué)生也能夠充分發(fā)揮主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性，有意識(shí)地構(gòu)建自己的知識(shí)、能力架構(gòu)[1-2]?；诔欠貉牌脚_(tái)，從線下課堂、線上網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)及計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)等方面對(duì)電力電子變流技術(shù)課程進(jìn)行混合式教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐。

1 電力電子變流技術(shù)課程混合教學(xué)設(shè)計(jì)

電力電子變流技術(shù)課程是廣州城市理工學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，涉及電機(jī)拖動(dòng)、電路、模擬電子技術(shù)等其他課程知識(shí)。電力電子變流技術(shù)課程理論性較強(qiáng)，對(duì)實(shí)踐能力也有較高要求，具有電路結(jié)構(gòu)種類多、工作波形變化多、工程應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)。對(duì)于應(yīng)用型本科院校學(xué)生來說，能否有效學(xué)習(xí)這門課程對(duì)于啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維能力和提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力具有重要作用。從近年來學(xué)生的學(xué)習(xí)情況來看，普遍認(rèn)為該門課程比較抽象，學(xué)習(xí)起來比較吃力，教學(xué)效果不理想，因此開展課程教學(xué)改革勢在必行?；谝陨显?，在超星泛雅網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了電力電子變流技術(shù)課程的混合式教學(xué)模式。該模式將電力電子變流技術(shù)的教學(xué)過程分為前期分析、資源建設(shè)、教學(xué)組織、教學(xué)評(píng)價(jià)四部分[3]。

1.1 前期分析

教師首先要對(duì)教學(xué)對(duì)象進(jìn)行前期分析，根據(jù)教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，確定教學(xué)目標(biāo)。前期分析做好后，才能個(gè)性化地、有針對(duì)性地設(shè)計(jì)和優(yōu)化配置相關(guān)教學(xué)資源，如教材、在線教學(xué)資源、計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)等，建立集網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)于一體的電力電子變流技術(shù)混合式教學(xué)平臺(tái)[3]。以超星泛雅平臺(tái)作為電力電子技術(shù)課程混合式教學(xué)的在線網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源推送、學(xué)生在線課堂行為管理、教學(xué)組織、成果展示、教學(xué)評(píng)價(jià)等[4]。超星平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生和教師之間的學(xué)習(xí)交流，通過活動(dòng)、資料、通知、測驗(yàn)、作業(yè)、討論、考試等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)功能，及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

1.2 資源建設(shè)

教師在課前要建立電子資源和計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。電子資源包括課程教案、教學(xué)大綱、教學(xué)課件、教學(xué)視頻等，電子資源要內(nèi)容豐富，并與課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)相關(guān)度高。教師可將選取好的資源上傳到超星泛雅平臺(tái)后進(jìn)行在線編輯、整理。此外，教師還可以利用MATLAB/Simulink、PSPICE等仿真軟件開發(fā)電力電子典型電路的仿真模型，建設(shè)仿真教學(xué)資源，有助于學(xué)生更好地掌握、理解、應(yīng)用電力電子知識(shí)。

1.3 教學(xué)組織

混合式教學(xué)模式的教學(xué)過程是對(duì)學(xué)生課前、課中和課后三個(gè)階段的學(xué)習(xí)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，包括課前自主學(xué)習(xí)、課堂教學(xué)活動(dòng)、課后學(xué)習(xí)測試及計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)研究等學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)[5]。教師要充分發(fā)揮引導(dǎo)作用，有效促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行自主探究學(xué)習(xí)，保障教學(xué)活動(dòng)的有序進(jìn)行[6]。

1.4 教學(xué)評(píng)價(jià)

利用超星泛雅平臺(tái)的學(xué)情報(bào)告綜合評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)行為，包括學(xué)生簽到情況、課程視頻觀看情況、測試題和作業(yè)完成情況等。

2 電力電子變流技術(shù)課程混合教學(xué)實(shí)踐

2.1 前期分析

電力電子變流技術(shù)課程的教學(xué)對(duì)象為必修該門課程的自動(dòng)化專業(yè)大二學(xué)生。經(jīng)過調(diào)研，學(xué)生基本上都擁有個(gè)人電腦與智能手機(jī)，學(xué)校教室、宿舍、圖書館等區(qū)域都有網(wǎng)絡(luò)覆蓋，因此可以在電腦上和手機(jī)上安裝超星泛雅平臺(tái)軟件，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的移動(dòng)式學(xué)習(xí)和交流。

2.2 資源建設(shè)

為更好地開展電力電子變流技術(shù)課程的混合式教學(xué)，除了教材資源以外，還進(jìn)行了線上資源和仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)。以第三章第3節(jié)的“三相橋式整流電路”這一教學(xué)單元為例進(jìn)行說明，在資源建設(shè)階段，教師需要在課前整理相關(guān)資源，先運(yùn)用屏幕錄像專家軟件錄制教學(xué)內(nèi)容，然后自動(dòng)生成視頻文件。之后利用超星平臺(tái)在線編輯教案、教學(xué)大綱、課件、習(xí)題、教學(xué)視頻等資源，為了鞏固學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握，可在視頻里插入圖片、文字、PPT并添加測驗(yàn)題等，學(xué)生在測驗(yàn)合格后才可以進(jìn)入下一部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)[7]。此外，電力電子變流電路的仿真模型也可以利用MATLAB/Simulink仿真軟件進(jìn)行搭建，方便學(xué)生更好地理解電力電子的電路理論知識(shí)。

2.3 教學(xué)組織

在混合式教學(xué)模式中，教師應(yīng)充分利用超星泛雅平臺(tái)的優(yōu)勢，通過線上、線下互補(bǔ)，將超星泛雅平臺(tái)與傳統(tǒng)課堂相結(jié)合，并圍繞課前、課中、課后三個(gè)階段進(jìn)行教學(xué)組織[8]。課前、課中、課后三階段混合式教學(xué)的具體實(shí)施過程如圖1所示。

圖1 混合式教學(xué)的實(shí)施流程圖Fig.1 Implement flow chart of blended teaching

課前，教師要將學(xué)習(xí)任務(wù)單、視頻與自測題等課程資源上傳到超星泛雅平臺(tái)。學(xué)習(xí)任務(wù)單包含五部分(見表1)：A.學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn)。B.學(xué)生自主學(xué)習(xí)需要完成的任務(wù)：閱讀對(duì)應(yīng)教學(xué)章節(jié)內(nèi)容，觀看配套的學(xué)習(xí)資源，并完成教師給定的練習(xí)題。C.學(xué)生根據(jù)任務(wù)單上的學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)自己的課前學(xué)習(xí)效果。D.教師將電路的仿真模型上傳到超星泛雅平臺(tái)后，學(xué)生通過理解模型中每個(gè)模塊的含義與功能，進(jìn)而能夠計(jì)算電路參數(shù)，得到不同的電路波形。E.學(xué)生將自主學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題、困難等反饋上傳到超星平臺(tái)，教師可以利用微信群、QQ群、平臺(tái)討論區(qū)等網(wǎng)絡(luò)工具與學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的交流與溝通，及時(shí)解決學(xué)生的問題與困難等。

表1 三相可控整流電路學(xué)習(xí)任務(wù)單Tab.1 Three-phase controlled rectifier circuit learning task list

課中，教師首先講授學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中遇到的問題以及本節(jié)課程的重難點(diǎn)。之后進(jìn)行任務(wù)式學(xué)習(xí)，比如在學(xué)習(xí)“三相橋式全控整流電路”這一章節(jié)時(shí)，在學(xué)生已經(jīng)掌握三相橋式整流電路中的電路結(jié)構(gòu)、工作原理及公式等相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，教師再闡述一個(gè)三相橋式相控整流電路的實(shí)例和電路具體設(shè)計(jì)要求，將學(xué)生分成合作小組，要求學(xué)生設(shè)計(jì)電路方案、計(jì)算晶閘管參數(shù)、計(jì)算導(dǎo)通控制角、繪制電路波形等，教師在這個(gè)過程中給予學(xué)生幫助與指導(dǎo)，并適當(dāng)提供決策支持服務(wù)。最后，在掌握了三相橋式全控整流電路的基礎(chǔ)上，進(jìn)行拓展性學(xué)習(xí)。分析和計(jì)算三相橋式半控整流電路的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、計(jì)算公式和電路波形。任務(wù)學(xué)習(xí)和拓展學(xué)習(xí)都結(jié)束后，學(xué)生可以展示學(xué)習(xí)成果，分享心得與體會(huì)。

課后，教師總結(jié)此次教學(xué)的主要教學(xué)內(nèi)容，還可以將三相橋式全控整流電路的仿真模型上傳到平臺(tái)上，以提供給學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)研究，拓展提高其實(shí)踐技能。

2.4 教學(xué)評(píng)價(jià)

超星泛雅平臺(tái)可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行在線數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，比如任務(wù)點(diǎn)完成數(shù)、視頻觀看時(shí)長、交流討論、章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)、章節(jié)測驗(yàn)題完成數(shù)等，教師可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)了解并管理每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)調(diào)整授課進(jìn)度或改變教學(xué)方法。比如，對(duì)于《交流電源電路的電感效應(yīng)》這個(gè)視頻，大多數(shù)學(xué)生觀看視頻的反芻比超過150%，視頻觀看次數(shù)達(dá)到3次。根據(jù)超星平臺(tái)提供的大數(shù)據(jù)可以說明，大多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)普遍覺得困難，因此在線下課堂教學(xué)時(shí)教師需要進(jìn)行詳細(xì)講解，放慢進(jìn)度，幫助學(xué)生更好地理解知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容。結(jié)合課程進(jìn)度和學(xué)生掌握情況，教師還可以對(duì)簽到情況、章節(jié)測驗(yàn)、交流討論、作業(yè)、章節(jié)訪問次數(shù)、課程視頻學(xué)習(xí)時(shí)間、線下課堂權(quán)重、考試成績等設(shè)置權(quán)重值，綜合得出學(xué)生的最終成績。電力電子變流技術(shù)課程采用混合式教學(xué)模式后，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程的興趣，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。

3 結(jié)語

混合式教學(xué)模式結(jié)合傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式與數(shù)字化學(xué)習(xí)方式，能夠激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量[9]。在電力電子變流技術(shù)課程中引入混合式教學(xué)模式，通過建立集網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)于一體的電力電子變流技術(shù)混合式教學(xué)平臺(tái)，整合了課程教學(xué)資源，能夠充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高了教學(xué)質(zhì)量，也為其他基于互聯(lián)網(wǎng)的課程教學(xué)提供了參考和借鑒。