方 飛,王 萍,王雪潔

安徽三聯(lián)學院電子電氣工程學院，安徽合肥,230601

習近平總書記在全國教育大會上的重要講話中明確指出，高校要“著重培養(yǎng)創(chuàng)新型、復合型、應用型人才”，這為高等教育的人才培養(yǎng)指明了方向[1]。隨著經(jīng)濟社會發(fā)展到全新的高水平，市場和產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從對數(shù)量增長階段轉向對高質量發(fā)展階段。經(jīng)濟社會發(fā)展需要轉變發(fā)展模式、優(yōu)化經(jīng)濟結構及轉換增長源動力，這關鍵還是人才供給。在這樣新的經(jīng)濟時期下，市場和產(chǎn)業(yè)對優(yōu)良的高素質人才迫切需求，人才是首要資源、資本及驅動力，培養(yǎng)符合社會發(fā)展需要的應用型人才是高校教育實現(xiàn)人才強國必由之路[2]。

安徽三聯(lián)學院的辦學定位是地方應用型高校，以學校的電氣工程及其自動化專業(yè)為例，課程群在本專業(yè)課程體系中起著至關重要的作用，課程群建設要突出以專業(yè)特色為核心，著重對電力電子技術課程群建設總體思路、課程教學體系、教學方法、線上教學資源建設和實踐教學體系等方面進行建設和優(yōu)化，以尋求培養(yǎng)符合地方經(jīng)濟社會發(fā)展需要和企業(yè)創(chuàng)新技術要求的電氣工程及其自動化專業(yè)人才的有效方法。

1 現(xiàn)階段電力電子技術課程群現(xiàn)狀及存在的問題

電力電子技術課程群主要課程有電機與拖動基礎、電力電子技術、自動控制理論、嵌入式系統(tǒng)及應用、電力拖動自動控制系統(tǒng)、開關電源技術、新能源發(fā)電技術、電動汽車驅動技術等10門課程。該課程群涵蓋的專業(yè)知識多，內(nèi)容復雜且相互交叉，課程群的課程具有很強的實踐性和系統(tǒng)性，目前課程群教學存在問題如下：

(1)課程設置遵循先專業(yè)基礎課，再專業(yè)方向課講授模式。電機與拖動基礎、自動控制理論、電力電子技術、嵌入式系統(tǒng)及應用4門課程為專業(yè)基礎課，電力拖動自動控制系統(tǒng)、開關電源技術、新能源發(fā)電技術、電動汽車驅動技術、電力電子技術仿真等6門課程為專業(yè)方向課，這樣順序式課程教學安排缺少以大觀式的整體系統(tǒng)化的知識教學為導向，導致各門課程之間彼此較孤立和缺少有效銜接環(huán)節(jié)，學生很難形成有機知識體系，也難以達到應用型人才培養(yǎng)規(guī)格所要求的工程實踐能力的培養(yǎng)目標。

(2)課程建設缺乏系統(tǒng)設計。課程群雖所包含課程數(shù)量多且課程間關聯(lián)度大，而各門課程建設只關注“點”的建設，缺乏“系統(tǒng)化”的思考。如此，課程群體現(xiàn)的是課程“數(shù)量”的疊加，課程建設呈現(xiàn)出碎片化、支離化現(xiàn)象，達不到對課程橫向聯(lián)合和課程間融合統(tǒng)整，缺少課程“內(nèi)涵”的提升。

(3)課程群實踐教學缺乏統(tǒng)籌安排。課程間實驗環(huán)節(jié)同樣缺少銜接和關聯(lián)，另外，實驗裝置基本都是模塊化封裝，學生無法理解實驗核心系統(tǒng)知識及可編程控制，學生在做實驗時往往看不到其內(nèi)部結構，只要對外部端子進行簡單接線，然后手工記錄數(shù)據(jù)即可，整個實驗過程無法將理論與實際的元器件聯(lián)系起來，如此限制了學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2 電力電子技術課程群建設的總體思路

依據(jù)安徽三聯(lián)學院電氣工程及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方案，電力電子技術課程群建設要突出本專業(yè)以培養(yǎng)工程應用型人才為目標，專業(yè)核心課程群必然要承載專業(yè)建設特色，通過課程群建設帶動群內(nèi)課程的理論教學體系、實踐教學體系和教學方法的建設與改革[3]，強調以工程應用特色為主線，不同課程圍繞應用展開不同層面的教學內(nèi)容，達到課程群對本專業(yè)學生的培養(yǎng)目標。

電力電子技術課程群主要涉及電能的變換、控制策略與應用，課程具有工程性和系統(tǒng)性的特性，課程群的課程設置形成比較完整地系統(tǒng)，從控制對象、控制手段到控制系統(tǒng)實現(xiàn)都有相應的理論和實踐支撐，相互之間聯(lián)系緊密但互有區(qū)別[4]。課程群建設與優(yōu)化后要突出對學生的工程應用能力和創(chuàng)新技術能力的培養(yǎng)，注重群內(nèi)課程知識的綜合，打破課程之間的壁壘，實現(xiàn)課程群內(nèi)各門課程循序漸進、有序銜接、有機整合，最大限度地發(fā)揮課程群傳授知識及實踐技能訓練的系統(tǒng)性，提高學生對專業(yè)課程知識綜合運用的能力。

3 電力電子技術課程群建設與優(yōu)化

3.1 課程之間的有機融合

電力電子技術課程群共有10門課程，按照課程類型可以劃分為專業(yè)基礎課、專業(yè)方向課，其中開關電源技術和新能源技術及電動汽車驅動技術是電力電子技術在三個重要領域應用，這三門方向課程應用特色分明且相互之間有交叉。安徽三聯(lián)學院電氣與自動化教研室組織課程群的團隊老師進行調研和教學研討，共同制定合理的課程體系、實踐教學體系和教學大綱，明確各課程知識點的銜接關系，盡量避免教學內(nèi)容重復和遺漏[5-6]。教師在課堂教學中，對涉及的相關課程知識點進行必要的穿插回顧，保證課程群具有的整體性和連續(xù)性，解決各理論課程間的銜接和綜合問題，幫助學生對課程群知識建立基本系統(tǒng)和融會貫通性。如電力電子技術教師授課過程，講解到降壓斬波電路部分內(nèi)容時，可以回顧電機與拖動基礎課程里面講解直流電機如何實現(xiàn)調速和實現(xiàn)電機的四象限運行，電動機是控制對象，電力電子功率變換裝置為執(zhí)行機構，這樣將電力電子技術與電機與拖動兩門課程結合到一起，讓學生在課程學習過程中切身體會到知識學習的連續(xù)性、整體性及實用性，進一步引出控制器和檢測電路等，為后續(xù)的專業(yè)課程學習埋下伏筆。

3.2 運行項目式教學方法

課程群的課程具有應用性、系統(tǒng)性和工程性等特色，引入項目化教學，項目的支撐理論知識要求可以涵蓋多門課程內(nèi)容，以項目為載體，突破理論與實踐之間的界限，促進理論、實踐相互滲透，將不同課程的知識點有機糅合在一起成為有機地系統(tǒng)。項目式教學法可以將實現(xiàn)課程群的理論講授 、實踐操作、社會生產(chǎn)等有效地融合起來，教學過程中實現(xiàn)理論同實踐相互協(xié)同，實現(xiàn)創(chuàng)新能力與工程素質的綜合培養(yǎng)。

項目式教學開展遵循工程項目開發(fā)的模式，即項目提出→任務的下達→任務分配→任務實施→項目驗收。項目任務的實施過程中，要求學生分組完成，確定一個小組長，每組的學生明確任務分工。項目式教學包括設計方案的選擇、框圖設計、控制方式的選擇、原理圖繪制、部件設計、軟件程序編寫、系統(tǒng)仿真、對比分析、實物焊接及調試等。如“基于PID控制方式Buck變換器設計”項目是讓學生掌握DC-DC變換，將其劃分為Buck電路拓撲結構的研究、控制策略的研究、框圖設計、繪制開環(huán)及閉環(huán)的原理圖、電路器件的選擇、PID控制器及參數(shù)確定、Buck開環(huán)及閉環(huán)斬波仿真及對比分析、實物組裝調試等幾個主要任務。教師通過講解項目形式完成課堂知識的傳授，有意識地通過思考題的形式引導學生進一步探索，如控制方式種類、特點及選擇，控制器參數(shù)如何確定等，還需要思考斬波電路產(chǎn)生諧波及保護電路、干擾等問題，進而對電路做出優(yōu)化。項目式教學方法依托項目，將多門課程的理論教學和實踐教學融入一體，通過實施項目式的教學，起到化零為整和優(yōu)化課程群知識結構，幫助學生建立起專業(yè)知識的整體系統(tǒng)架構。項目教學實施過程中，要注重考察學生的工程素質、學習的主動性、團隊合作精神、對科技文章的撰寫能力以及電氣安全意識、生產(chǎn)工藝意識和成本意識等，促進學生創(chuàng)新技術和工程應用能力的培養(yǎng)。

3.3 線上教學資源建設

課程群教學團隊將網(wǎng)絡課程平臺納入課程資源建設，建立優(yōu)質線上課程教學資源，設計線上教學過程，促進線上線下相結合的教學模式，充分發(fā)揮線上教學優(yōu)勢。

通過在線開放課程平臺，促進與學生交流互動和提升學生個性化學習。安徽三聯(lián)學院不斷推進智慧課堂教學，加大智慧教室建設和不斷培訓教師對智慧教室使用，搭建軟硬件平臺，支撐混合式教學模式開展。安徽三聯(lián)學院于2014年至今先后引入清華在線、雨課堂、學堂在線、E會學、智慧課堂、超星平臺(PC端)+學習通(手機端)、騰訊課堂等線上教學資源平臺，電力電技術課程群線上教學平臺如表1所示。

表1 課程群線上教學平臺建設情況

線上課程平臺建設具有如flash、課件、微視頻、習題等豐富的資源，不受時間和空間的限制，利用線上與線下兩個教學途徑，可以為學生提供多元化學習空間和豐富教學資源，課堂教學活動在線上線下交替展開，彌補線下課堂有效互動的局限性，線上線下教學交互銜接、互補，實現(xiàn)在課程教學效果的最大化。教師可以利用線上平臺發(fā)布每周學習公告通知，為學生提供課前預習、答疑互動、課后復習，通過平臺發(fā)布課后作業(yè)、章節(jié)測驗、任務點學習跟蹤，指導學生的課外學習情況，同時針對學生反饋的重難點知識，可以提供微視頻，深入講解、指導和幫助學生對課堂教學內(nèi)容深入理解。上課期間，可以利用線上平臺進行簽到、點名、搶答等教學活動內(nèi)容與學生互動，加強師生課堂互動，提高學生課堂學習的積極性和趣味性。

4 課程群實踐教學體系建設與優(yōu)化

4.1 課程群實踐教學體系統(tǒng)籌規(guī)劃

課程實踐教學要站在課程群實踐教學體系高度去統(tǒng)籌規(guī)劃，課程實踐教學必須以能力培養(yǎng)為切入點，要符合對學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求，將前沿的科學研究成果和工程應用技術充實到實踐教學中去，制定實施應用型人才培養(yǎng)目標的實踐教學體系。課程群教學團隊應在明晰課程實踐教學之間的內(nèi)在聯(lián)系基礎上，開展實踐教學體系的建設與優(yōu)化，大力推進橫跨和貫穿課程群內(nèi)各課程知識點的設計性及綜合性實驗、課程設計和畢業(yè)設計。首先，依托電機與拖動基礎、電力電子技術、嵌入式系統(tǒng)及應用、電力拖動自動控制系統(tǒng)4門核心課程的實驗課程為平臺，開設設計性及綜合性實驗項目；其次，以課程設計為平臺，開設綜合性更強的課程設計項目，在課程設計結束后，學生要提供符合科技文獻的實訓報告，報告要詳細記錄設計的每個環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容，如器件清單、軟件代碼等，并進行分組答辯和驗收。最后，在創(chuàng)新訓練項目、畢業(yè)設計等教學環(huán)節(jié)上更深入體現(xiàn)課程群之間知識融合及綜合應用，從而提高學生綜合應用專業(yè)知識的能力和工程實踐能力。

4.2 仿真軟件在實踐教學中應用

電力電子技術課程群難度大，很多的工程實踐系統(tǒng)很難做出實物[7]，不容易為學生理解，為此可以通過仿真手段來提高學生對理論知識的理解。將實驗教學與仿真相結合，可以取長補短，達到對知識點的深入理解。首先，讓學生借助Matlab仿真軟件來完成簡單的驗證性實驗建模及仿真結果分析，如讓學生利用Matlab 軟件完成降壓直流斬波電路仿真，學生熟練掌握Matlab軟件之后，可以完成復雜系統(tǒng)的建模及仿真結果分析。比如，引導學生搭建直流開關電源仿真模型，教師給出設計參數(shù)要求和控制方式的設計要求，實際上，這一過程就能很好地鍛煉學生的工程實踐能力和計算機使用能力，仿真軟件有助于提升實踐教學效果[8-9]。

4.3 建立線上實驗教學平臺，實現(xiàn)線上導學

傳統(tǒng)的實驗教學模式是學生課前參考實驗指導書進行預習，并按要求撰寫預習報告。實驗指導書的內(nèi)容比較枯燥乏味，缺乏趣味性和吸引力，導致很多學生沒有按要求認真預習，預習也僅僅通過抄寫預習報告來流于形式。利用現(xiàn)在技術推進實驗教學改革，充分發(fā)揮網(wǎng)絡資源在教學中的使用，利用雨課堂、E會學、超星等網(wǎng)絡教學平臺輔助實驗教學，完成實驗教學大綱、實驗指導書、教學錄像、多媒體課件、習題等實驗教學資源的上傳，學生借助于線上平臺，了解實驗課前必須掌握的理論知識、做好預習準備，真正意義上實現(xiàn)實驗預習的目標，圖1是電機與拖動基礎實驗課程在雨課堂平臺上建設的線上實驗課程。

圖1 電機與拖動基礎實驗線上課程

5 結 語

本文從電力電技術課程群建設思路、運行項目式教學方法、線上教學資源建設、實踐教學體系等方面等進行建設與優(yōu)化，著重將專業(yè)知識融為一個集成地有機系統(tǒng)，達到課程之間彼此融合，促進理論教學與實踐教學培養(yǎng)結合更為緊密，幫助學生形成完整的專業(yè)知識體系，提高學生的工程實踐能力與創(chuàng)新技術能力。目前，課程群建設成果正逐漸實施于本專業(yè)實際課程教學，并已取得了一定的教學成效。