摘? 要:“電力電子技術(shù)”是電氣類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,但是在教學(xué)中學(xué)生普遍存在著學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確、學(xué)時(shí)短造成的知識(shí)掌握欠缺以及理論和實(shí)踐脫離的三個(gè)主要問(wèn)題。文章利用線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)的手段,以解決問(wèn)題為目標(biāo)導(dǎo)向,然后通過(guò)以項(xiàng)目式教學(xué)為基礎(chǔ),采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的形式,完成課程的教學(xué),并通過(guò)分層次項(xiàng)目式評(píng)價(jià)的方式對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行課程教學(xué)評(píng)價(jià)。經(jīng)過(guò)實(shí)際的課堂驗(yàn)證,最終教學(xué)效果相較于傳統(tǒng)教學(xué)方式取得了顯著的成效。
關(guān)鍵詞:項(xiàng)目式教學(xué);翻轉(zhuǎn)課堂;目標(biāo)導(dǎo)向;線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)
中圖分類(lèi)號(hào):TP39;G434? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? 文章編號(hào):2096-4706(2023)05-0195-04
Teaching Practice and Research of “Power Electronics Technology” Based on Online and Offline Blending Learning
YAN Genglong
(Department of Wine Engineering Automation, Moutai Institute, Zunyi? 564507, China)
Abstract: “Power Electronics Technology” is an important professional basic course for electrical majors. However, there are three major problems in teaching for students of unclear learning objectives, lack of knowledge due to short class hours, and separation between theory and practice. This paper uses the online and offline blending learning method to solve problems as the goal orientation, and then completes the teaching of the course by using the form of flipped classroom teaching based on the project teaching, and evaluates the course teaching effect through the hierarchical project evaluation. Through the actual classroom verification, the final teaching effect has achieved remarkable results compared with the traditional teaching methods.
Keywords: project teaching; flipped classroom; goal oriented; online and offline blending learning
0? 引? 言
“電力電子技術(shù)”是電氣類(lèi)專(zhuān)業(yè)和自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)大三學(xué)生一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,作為弱電控制強(qiáng)電的重要樞紐,給自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)大三學(xué)生提供了電能功率變換器必要的硬件基礎(chǔ),并且被很多高校列為研究生初試和復(fù)試的專(zhuān)業(yè)考試課,是考研學(xué)生重要的一塊敲門(mén)磚[1]。
但是電力電子技術(shù)在很多高校的電氣類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)中存在著學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確、學(xué)時(shí)短造成的知識(shí)掌握欠缺以及理論和實(shí)踐脫離的三個(gè)主要問(wèn)題[2]。
如圖1所示,本文針對(duì)“電力電子技術(shù)”這門(mén)電氣類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)課程存在的問(wèn)題,以項(xiàng)目式教學(xué)為基礎(chǔ)[3],采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式[4],以解決課程教學(xué)問(wèn)題為目標(biāo)導(dǎo)向[5,6]的教學(xué)范式改革進(jìn)行了研究,并在課堂取到良好效果,目前存在的三大問(wèn)題均得到明顯改善。
1? 問(wèn)題剖析
1.1? 學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確
由于自動(dòng)化作為一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的工科專(zhuān)業(yè),每門(mén)專(zhuān)業(yè)課之間都有很強(qiáng)的邏輯關(guān)系,由于學(xué)生對(duì)未來(lái)專(zhuān)業(yè)課沒(méi)有提前的認(rèn)知,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確,對(duì)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)能力產(chǎn)生迷茫。
1.2? 學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)短且掌握程度欠缺
“電力電子技術(shù)”作為專(zhuān)業(yè)課程只有48個(gè)課時(shí),其中理論40學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)。僅靠上課時(shí)間很難保證學(xué)生從理論到實(shí)踐方面,對(duì)電能變換技術(shù)有很好程度的掌握,尋找一條可以通過(guò)很短的堂授時(shí)間保證學(xué)生接收專(zhuān)業(yè)知識(shí)的效率之路,是本項(xiàng)目的研究重點(diǎn)。
1.3? 理論和實(shí)踐實(shí)時(shí)整合的欠缺
在“電力電子技術(shù)”傳統(tǒng)的課堂中,理論教學(xué)雖然有配套的實(shí)驗(yàn)課程,但理論知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)課程驗(yàn)證之間的時(shí)間差通常較長(zhǎng)。若以周4學(xué)時(shí)的速度授課,學(xué)生平均每進(jìn)行6學(xué)時(shí)的理論教學(xué)后,才會(huì)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室1次,即每3周進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室1次。
由于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),對(duì)應(yīng)的理論知識(shí)已經(jīng)教授了超過(guò)1星期,因此大部分學(xué)生對(duì)課堂上學(xué)習(xí)的知識(shí)必然已經(jīng)遺忘了部分。如果實(shí)驗(yàn)課上老師花時(shí)間進(jìn)行復(fù)習(xí),必然導(dǎo)致實(shí)際的實(shí)驗(yàn)時(shí)間被壓縮,實(shí)驗(yàn)課程的考察強(qiáng)度必然被削弱。如果教師不進(jìn)行復(fù)習(xí),直接開(kāi)始實(shí)驗(yàn),那必然有部分學(xué)生無(wú)法有效回憶理論知識(shí),導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)效果大打折扣。從而使學(xué)生很難短時(shí)間接受新概念的傳輸,導(dǎo)致課程中途喪失對(duì)專(zhuān)業(yè)的興趣,淪變?yōu)閷W(xué)生口中的“天書(shū)”。
2? 項(xiàng)目式線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)
針對(duì)“電力電子技術(shù)”專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確、學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)短導(dǎo)致的掌握程度欠缺以及理論和實(shí)踐實(shí)時(shí)整合的欠缺三個(gè)問(wèn)題,本項(xiàng)目決定通過(guò)以下三個(gè)途徑解決。
2.1? 項(xiàng)目式教學(xué)
針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確的問(wèn)題,根據(jù)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),編纂電能變換技術(shù)的實(shí)際項(xiàng)目,并將“電力電子技術(shù)”的知識(shí)點(diǎn)逐個(gè)拆解整合為跟實(shí)踐緊密相關(guān)的項(xiàng)目,通過(guò)項(xiàng)目式教學(xué)來(lái)保證學(xué)生可以有目標(biāo)性地對(duì)專(zhuān)業(yè)課知識(shí)逐級(jí)掌握,從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)未來(lái)專(zhuān)業(yè)能力和從事崗位工作有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。
2.2? 線(xiàn)上線(xiàn)下混合式翻轉(zhuǎn)課堂
針對(duì)學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)短導(dǎo)致的掌握程度欠缺,通過(guò)線(xiàn)上線(xiàn)下混合式翻轉(zhuǎn)課堂的形式,把課堂從教回歸到學(xué),以項(xiàng)目式教學(xué)為基礎(chǔ),通過(guò)堂前針對(duì)項(xiàng)目式問(wèn)題的提前預(yù)習(xí),到堂后根據(jù)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行項(xiàng)目式完成情況的復(fù)現(xiàn),培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力,和項(xiàng)目式的工程師思維。
2.3? 理論實(shí)驗(yàn)混合式課堂教學(xué)
針對(duì)理論和實(shí)踐實(shí)時(shí)整合的欠缺,以項(xiàng)目式翻轉(zhuǎn)課堂為基礎(chǔ),通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的形式,在堂前初步掌握學(xué)生通過(guò)仿真對(duì)項(xiàng)目的掌握程度;堂中采用理論實(shí)驗(yàn)混合式課堂教學(xué),根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)項(xiàng)目情況,并通過(guò)仿真進(jìn)行實(shí)時(shí)講解,學(xué)生帶上自己的筆記本可以實(shí)時(shí)完成項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。
項(xiàng)目式教學(xué)是教師根據(jù)所教的課程精心設(shè)計(jì)一個(gè)或幾個(gè)選題[7],準(zhǔn)備開(kāi)始下發(fā)任務(wù),啟發(fā)學(xué)生思考,讓學(xué)生帶著目的去學(xué),并且能學(xué)以致用,解決學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確的問(wèn)題。通過(guò)介紹項(xiàng)目背景,提出任務(wù)目標(biāo),學(xué)生能夠了解所學(xué)學(xué)科在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用,通過(guò)問(wèn)題的提出,引導(dǎo)學(xué)生思考解決問(wèn)題的方法,并且發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力。
針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確的問(wèn)題,根據(jù)電氣類(lèi)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),編纂電能變換技術(shù)的實(shí)際項(xiàng)目,并將電力電子技術(shù)的知識(shí)點(diǎn)逐個(gè)拆解整合為跟實(shí)踐緊密相關(guān)的項(xiàng)目,通過(guò)項(xiàng)目式教學(xué)來(lái)保證學(xué)生可以有目標(biāo)性地對(duì)專(zhuān)業(yè)課知識(shí)逐級(jí)掌握,從而讓學(xué)生對(duì)未來(lái)專(zhuān)業(yè)能力和從事崗位工作有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。
項(xiàng)目式線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué),首先根據(jù)電力電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課的特性和內(nèi)容,將其分為5個(gè)模塊,如表1所示,并根據(jù)各模塊知識(shí)點(diǎn)要求內(nèi)容,結(jié)合線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)方式,聯(lián)系工程實(shí)際完成撰寫(xiě)15個(gè)教學(xué)式項(xiàng)目的項(xiàng)目書(shū),并在學(xué)習(xí)通上及時(shí)下發(fā),完成課堂的堂前導(dǎo)入。
3? 翻轉(zhuǎn)課堂
針對(duì)學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)短導(dǎo)致的掌握程度欠缺,如圖2所示,通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂的形式,把課堂從教回歸到學(xué),以項(xiàng)目式教學(xué)為基礎(chǔ),通過(guò)堂前針對(duì)項(xiàng)目式問(wèn)題的提前預(yù)習(xí),到堂后根據(jù)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行項(xiàng)目式完成情況的復(fù)現(xiàn),培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力和項(xiàng)目式的工程師思維,并間接擴(kuò)充了課堂容量,解決了學(xué)生課時(shí)少導(dǎo)致的知識(shí)點(diǎn)掌握欠缺的問(wèn)題。
翻轉(zhuǎn)課堂最主要的是項(xiàng)目式考核和課堂容量的擴(kuò)充部分,主要實(shí)施過(guò)程包含如下三步:
第一步,根據(jù)電力電子技術(shù)的五個(gè)教學(xué)模塊,進(jìn)行5個(gè)課程評(píng)價(jià)項(xiàng)目的撰寫(xiě),每個(gè)模塊劃分為優(yōu)、良、中、差四個(gè)難度的項(xiàng)目,總計(jì)20個(gè)評(píng)價(jià)項(xiàng)目,通過(guò)分級(jí)項(xiàng)目的完成情況進(jìn)行學(xué)生的課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià),以此來(lái)加固學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握,強(qiáng)化學(xué)生做一名合格工程師的素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力。
第二步,通過(guò)學(xué)習(xí)通和公眾號(hào)視頻的形式,上傳與20個(gè)項(xiàng)目的項(xiàng)目書(shū)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源,完成翻轉(zhuǎn)式課堂的課程容量拓展,并在后期根據(jù)學(xué)生的項(xiàng)目攻克難度,將解決辦法通過(guò)公眾號(hào)視頻的形式進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。
第三步,如圖3所示,在bilibili網(wǎng)站建設(shè)關(guān)于電力電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程的視頻疑難解答模塊,并在學(xué)習(xí)通討論區(qū),針對(duì)學(xué)生問(wèn)題進(jìn)行文字答疑。融合電力電子技術(shù)的教材,針對(duì)項(xiàng)目式教學(xué)的難點(diǎn),進(jìn)行精確分析。目前的網(wǎng)課中,幾乎沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)課后習(xí)題的解答視頻,因此通過(guò)在該模塊建設(shè)視頻,填補(bǔ)針對(duì)電力電子技術(shù)的難點(diǎn)疑難解答的空缺,節(jié)約原本用于習(xí)題解答的授課時(shí)間,從而實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)充課堂授課內(nèi)容的目的。
4? 授課和評(píng)價(jià)
4.1? 授課
通過(guò)堂前、堂中和堂后三個(gè)途徑進(jìn)行闡述。
4.1.1? 課堂前
如圖4所示,通過(guò)學(xué)習(xí)通建立班級(jí),發(fā)放堂授的項(xiàng)目書(shū),讓學(xué)生可以通過(guò)堂前網(wǎng)絡(luò)資源的搜索和教材的預(yù)習(xí)對(duì)項(xiàng)目書(shū)的內(nèi)容有初步的想法,并產(chǎn)生自己的解決思路和難點(diǎn)疑問(wèn)。并利用網(wǎng)絡(luò)形式掌握學(xué)生對(duì)項(xiàng)目書(shū)的初步了解情況和難點(diǎn)疑問(wèn),進(jìn)行學(xué)情分析。
4.1.2? 課堂中
如圖5所示,通過(guò)雨課堂進(jìn)行PPT實(shí)時(shí)共享,針對(duì)項(xiàng)目書(shū)的內(nèi)容進(jìn)行針對(duì)性的講解,并且通過(guò)堂中的習(xí)題設(shè)置,實(shí)時(shí)檢測(cè)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度,并結(jié)合學(xué)習(xí)通統(tǒng)計(jì)報(bào)告,實(shí)時(shí)了解堂前的問(wèn)題,從而節(jié)約學(xué)生對(duì)未知問(wèn)題的熟悉時(shí)間,并通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂的形式把課堂的重點(diǎn),從以前“教師的教”為主,回歸到“學(xué)生的學(xué)”為主。
4.1.3? 課堂后
如圖6所示,結(jié)合教材,在學(xué)習(xí)通上發(fā)送與項(xiàng)目結(jié)合的堂后練習(xí)題目,并通過(guò)學(xué)習(xí)通的成績(jī)統(tǒng)計(jì)報(bào)告,針對(duì)性地講解問(wèn)題出現(xiàn)的“重災(zāi)區(qū)”。通過(guò)上傳學(xué)習(xí)通的討論區(qū),進(jìn)行線(xiàn)上的統(tǒng)一問(wèn)題解答。
4.2? 課程評(píng)價(jià)體系
線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)的課程評(píng)價(jià)如表2所示,平時(shí)成績(jī)10%,通過(guò)學(xué)習(xí)通布置項(xiàng)目式教學(xué)作業(yè),進(jìn)行評(píng)價(jià)留底,平時(shí)考勤僅作為扣分標(biāo)準(zhǔn);課外研修占比10%,通過(guò)學(xué)習(xí)通下發(fā),根據(jù)設(shè)計(jì)的5個(gè)模塊的分級(jí)任務(wù)完成情況進(jìn)行評(píng)價(jià),并最終匯總,平均分的結(jié)果作為平時(shí)成績(jī)的分?jǐn)?shù),為項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)考核做好過(guò)程性前期評(píng)價(jià);實(shí)驗(yàn)成績(jī)占比30%,通過(guò)分級(jí)項(xiàng)目的考核結(jié)果,為項(xiàng)目過(guò)程進(jìn)行中期評(píng)價(jià),實(shí)驗(yàn)堂上成績(jī)和堂下成績(jī)各占50%;最終期末考試成績(jī)50%,考試根據(jù)任務(wù)書(shū)對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn),結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行閉卷考試,試卷工程實(shí)際問(wèn)題超過(guò)50%。
如圖7所示,通過(guò)匯總兩輪課程的考試成績(jī),將傳統(tǒng)課堂的學(xué)習(xí)成績(jī)和線(xiàn)上線(xiàn)下混合式課堂對(duì)比分析,通過(guò)圖7可見(jiàn),70分以下的同學(xué)明顯減少,高分同學(xué)比例明顯占比更高,證明線(xiàn)上線(xiàn)下混合式課堂取得良好的效果。
5? 結(jié)? 論
通過(guò)線(xiàn)上線(xiàn)下混合式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的方式,通過(guò)項(xiàng)目式培養(yǎng)的模式,讓電類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生以一名工程師的角度掌握電力電子技術(shù),不但培養(yǎng)了學(xué)生的工程思維能力,并且通過(guò)線(xiàn)上資源獲取和項(xiàng)目親身經(jīng)歷獲得了終身自主學(xué)習(xí)的意識(shí),并為想考研究生的同學(xué)提供強(qiáng)有力的學(xué)科基礎(chǔ)。通過(guò)項(xiàng)目式的線(xiàn)上線(xiàn)下混合式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué),獲得的具體效果分為以下三個(gè)方面:
第一個(gè)方面,學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)明確。通過(guò)項(xiàng)目式教學(xué)方式的培養(yǎng),自動(dòng)化學(xué)生能夠掌握每門(mén)專(zhuān)業(yè)課之間的邏輯關(guān)系,明確自己的學(xué)習(xí)目標(biāo),對(duì)未來(lái)專(zhuān)業(yè)課有提前的認(rèn)知,且明確未來(lái)的職業(yè)規(guī)劃和從事專(zhuān)業(yè)的工作內(nèi)容,為未來(lái)成為一名合格的工程師奠定良好的基礎(chǔ)。
第二個(gè)方面,課堂效率提升,養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)習(xí)慣?!半娏﹄娮蛹夹g(shù)”作為專(zhuān)業(yè)課程只有48個(gè)課時(shí),其中理論40學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)。通過(guò)翻轉(zhuǎn)式課堂提升堂授效率,通過(guò)項(xiàng)目式的培養(yǎng),讓學(xué)生可以從多層次、多維度、多方面掌握專(zhuān)業(yè)課知識(shí),并養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的能力和實(shí)際的工程師思維。通過(guò)多層次的項(xiàng)目式評(píng)價(jià)來(lái)豐富課程評(píng)價(jià)體系。
第三個(gè)方面,實(shí)時(shí)整合理論和實(shí)踐。通過(guò)堂授期間的實(shí)時(shí)仿真教學(xué),讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的時(shí)候,能夠及時(shí)直觀地了解電能的表現(xiàn)形式和工程分析工具的使用,培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的工程能力。
總而言之,本文針對(duì)“電力電子技術(shù)”這門(mén)電氣類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)課程存在的問(wèn)題,以項(xiàng)目式教學(xué)為基礎(chǔ),利用線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)的方式,采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式,以解決課程教學(xué)問(wèn)題為目標(biāo)導(dǎo)向,對(duì)教學(xué)范式改革進(jìn)行了研究,并在課堂上取得良好效果,為電氣類(lèi)學(xué)科的未來(lái)教學(xué)起到很好的示范推廣作用。
參考文獻(xiàn):
[1] 孫麗玲,李建文,董淑惠,等.新工科背景下電力電子技術(shù)課程綜合改革與實(shí)踐 [J].高教學(xué)刊,2022,8(16):129-132.
[2] 馬飛,李琦.以學(xué)生為中心的《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)改革研究 [J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實(shí)踐,2022,5(11):18-20.
[3] 王海嘯,王文宇.創(chuàng)新創(chuàng)優(yōu) 共建共享——“項(xiàng)目式大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)模式改革虛擬教研室”建設(shè)路徑探索 [J].外語(yǔ)界,2022(4):8-15.
[4] 郝一甲.“翻轉(zhuǎn)課堂”在高校思想政治理論實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用 [J].食品研究與開(kāi)發(fā),2022,43(17):241.
[5] 馮曉英,王瑞雪.“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代核心目標(biāo)導(dǎo)向的混合式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)模式 [J].中國(guó)遠(yuǎn)程教育,2019(7):19-26+93.
[6] 王陳誠(chéng).自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)方式改革的建議 [J].中國(guó)設(shè)備工程,2021(3):235-236.
[7] 盧小花.項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的特征與實(shí)施路徑 [J].教育理論與實(shí)踐,2020,40(8):59-61.
作者簡(jiǎn)介:閆庚龍(1994—),男,漢族,山西河津人,講師,碩士研究生,研究方向:電力電子技術(shù)的研究和教學(xué)。
收稿日期:2022-10-25
基金項(xiàng)目:2021年貴州省高等學(xué)校教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革項(xiàng)目(黔教函〔2021〕113號(hào)-2021355);2020年第二批產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目(教高司函〔2021〕3號(hào)-202002144017)