導(dǎo)語(yǔ)：電力電子技術(shù)線上線下協(xié)同教學(xué)措施一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

［摘要］以工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)創(chuàng)新型人才和復(fù)合型人才培養(yǎng)的要求為目標(biāo)，基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的“成果導(dǎo)向”“以學(xué)生為中心”“持續(xù)改進(jìn)”三大理念，對(duì)“電力電子技術(shù)”教學(xué)過(guò)程中復(fù)合型人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了改革和探索，從“電力電子技術(shù)”課程知識(shí)點(diǎn)的更新，講課方式的多樣性，線上探討的組織以及科研項(xiàng)目、競(jìng)賽的補(bǔ)充等方面探討了學(xué)生分析問(wèn)題能力與解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力全面提升的具體措施。實(shí)踐表明，電力電子技術(shù)線上線下協(xié)同教學(xué)的改革與實(shí)踐對(duì)于當(dāng)前該課程教學(xué)質(zhì)量與效果的提高具有顯著促進(jìn)作用。

［關(guān)鍵詞］電力電子；工程認(rèn)證；教學(xué)改革

一、引言

電子信息與電氣工程類(lèi)專業(yè)工程教育認(rèn)證補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)指出“電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)領(lǐng)域：包括電機(jī)學(xué)、電力電子技術(shù)、電力系統(tǒng)基礎(chǔ)等知識(shí)領(lǐng)域的核心內(nèi)容”。可以看出，電力電子技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)中十分重要，其理論性和實(shí)踐性強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)直流輸電、新能源發(fā)電等領(lǐng)域[1]。重慶郵電大學(xué)“電力電子技術(shù)”課程是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)（重慶市一流專業(yè)）、自動(dòng)化專業(yè)（國(guó)家級(jí)特色專業(yè)、國(guó)家一流專業(yè)）、智能電網(wǎng)信息工程專業(yè)的一門(mén)重要專業(yè)核心課程。該課程于2009年建設(shè)成為校級(jí)重點(diǎn)課程，當(dāng)時(shí)即建立了“電力電子技術(shù)課程網(wǎng)站”，2018年立項(xiàng)為學(xué)?！胺D(zhuǎn)課堂教學(xué)模式試點(diǎn)課程”，2019年建設(shè)成為重慶市高校精品在線開(kāi)放課程，該在線平臺(tái)提供了豐富的課程教學(xué)資源，包括45個(gè)知識(shí)點(diǎn)教學(xué)視頻、授課教師簡(jiǎn)介、課程介紹、教學(xué)大綱、電子課件、習(xí)題庫(kù)、作業(yè)以及答疑討論等，方便學(xué)生課外進(jìn)行擴(kuò)展性學(xué)習(xí)和互相交流，學(xué)生可在線觀看視頻進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，在線提交作業(yè)，教師可在線批改作業(yè)，在線進(jìn)行課程測(cè)試，在線進(jìn)行答疑討論。

二、存在的主要問(wèn)題

（一）教學(xué)形式單一，缺乏互動(dòng)性

“電力電子技術(shù)”課程內(nèi)容涉及電路原理、模電、數(shù)電、自動(dòng)控制原理等理論基礎(chǔ)，生僻概念多、原理深?yuàn)W，教學(xué)內(nèi)容中還包含大量的公式推導(dǎo)，波形特征分析等，導(dǎo)致教師的教學(xué)激增，學(xué)生上課疲于記筆記，只能被動(dòng)接受知識(shí)點(diǎn)，參與互動(dòng)交流的機(jī)會(huì)少[2]。在教學(xué)形式上，教師依舊是課程的主導(dǎo)者，以完成教學(xué)內(nèi)容為目標(biāo)，講授知識(shí)點(diǎn)過(guò)多過(guò)細(xì)，重點(diǎn)不夠突出，無(wú)法體現(xiàn)以學(xué)生為中心的工程教育專業(yè)認(rèn)證的教學(xué)指導(dǎo)思想，課堂成了“填鴨式”的灌輸知識(shí)、復(fù)制知識(shí)的過(guò)程，課堂沉悶，缺乏互動(dòng)[3]。

（二）教學(xué)內(nèi)容陳舊，缺乏前沿性

目前“電力電子技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容主要包含：電力電子器件、四種變流技術(shù)、PWM技術(shù)和軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。教材仍以晶閘管為主線講述上述內(nèi)容，約占總體教學(xué)任務(wù)的1/3～1/2，然而晶閘管屬于半控型器件，以該器件為核心的電力電子裝置具有功率因數(shù)低、諧波成分大的缺點(diǎn)[4]，主要應(yīng)用于20世紀(jì)90年代之前，隨著具有開(kāi)關(guān)頻率高、驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)的IGBT和MOSFET等全控型器件的產(chǎn)生，晶閘管的應(yīng)用呈下降甚至淘汰的趨勢(shì)[5]。然而，教材對(duì)于目前主流的電力電子變頻技術(shù)、開(kāi)關(guān)電源技術(shù)涉及很少，當(dāng)前的教學(xué)內(nèi)容無(wú)法反映電力電子行業(yè)最新的學(xué)術(shù)熱點(diǎn)、新的技術(shù)成果，不具備前沿性[5]。

（三）教學(xué)實(shí)驗(yàn)固化，缺乏應(yīng)用性

“電力電子技術(shù)”課程是一門(mén)理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的課程，在掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)后，需開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，然而當(dāng)前存在實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)少，實(shí)驗(yàn)條件差，實(shí)驗(yàn)教學(xué)超前于理論教學(xué)以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)際脫節(jié)等問(wèn)題[6，7]，如：當(dāng)前實(shí)驗(yàn)內(nèi)容常為晶閘管觸發(fā)、交流調(diào)壓等少數(shù)簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)，且多為驗(yàn)證性或演示性實(shí)驗(yàn)，而實(shí)際中通常采用PWM整流、Cuk斬波、Sepic斬波或Zeta斬波電路、開(kāi)關(guān)電源等，導(dǎo)致學(xué)生只能無(wú)法將理論應(yīng)用于實(shí)際，學(xué)習(xí)積極性很低。

三、“電力電子技術(shù)”改革目標(biāo)

基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)的基本理念，更新“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方式和教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)線下講授與線上討論協(xié)同配合的教學(xué)創(chuàng)新，進(jìn)而提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)水平，增強(qiáng)其解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，達(dá)到學(xué)生知識(shí)、能力以及素質(zhì)全面躍升的目的。如圖1所示，具體研究目標(biāo)如下：（1）改革線下課程知識(shí)，豐富課堂教學(xué)資源，達(dá)到具備綜合創(chuàng)新能力的人才培養(yǎng)要求。（2）改革線下講授方式，以工程實(shí)際案例為依托，貫穿式講授電力電子變化技術(shù)。（3）開(kāi)展課程知識(shí)線上探討，建立交互式學(xué)生講解與小組討論的教學(xué)機(jī)制。（4）開(kāi)展科研訓(xùn)練線上討論，激勵(lì)學(xué)生自主探索和創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)線上線下協(xié)同配合。

四、“電力電子技術(shù)”主要改革措施

在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，基于CDIO（Conceive、Design、Implement和Operate）模式，構(gòu)建線下講授與線上討論相結(jié)合的協(xié)同教學(xué)模式，如圖2所示，形成知識(shí)、能力以及素質(zhì)全方位提升的教學(xué)體系，具體措施如下。

（一）線下講授

1.改革線下課程知識(shí)?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)”課程的核心內(nèi)容包括電力電子器件介紹、四種換流技術(shù)、兩種控制技術(shù)以及當(dāng)前電力電子技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展?fàn)顩r。傳統(tǒng)的教科書(shū)知識(shí)、內(nèi)容陳舊老化，無(wú)法適應(yīng)當(dāng)下電力電子技術(shù)更新迭代速度，故提出對(duì)線下課程知識(shí)進(jìn)行全新規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)自更新教學(xué)方案。首先在課程設(shè)置上面，以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心，以學(xué)生全面發(fā)展為目標(biāo)，提出從以教科書(shū)本為主的教學(xué)方式向以時(shí)代化書(shū)本知識(shí)方式轉(zhuǎn)變。時(shí)代化書(shū)本知識(shí)區(qū)別于傳統(tǒng)教科書(shū)，需要任課老師實(shí)時(shí)了解專業(yè)科技動(dòng)向和專業(yè)理論應(yīng)用動(dòng)向，結(jié)合傳統(tǒng)教科書(shū)中知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)確定位書(shū)本理論知識(shí)發(fā)展時(shí)代和應(yīng)用時(shí)代以及當(dāng)下替換技術(shù)，使單獨(dú)的知識(shí)點(diǎn)不再孤立，每個(gè)知識(shí)以時(shí)代為軸呈線性展開(kāi)，更利于學(xué)生接受與記憶。其次，根據(jù)課程學(xué)時(shí)安排把“電力電子技術(shù)”劃分為課堂必學(xué)、課下自學(xué)、章節(jié)選學(xué)三個(gè)有效組合部分，對(duì)于課堂必學(xué)部分任課老師應(yīng)充分發(fā)揮時(shí)代化書(shū)本知識(shí)模式，緊緊圍繞現(xiàn)代科技環(huán)境進(jìn)行時(shí)代化理論知識(shí)教學(xué)，從而解決的教科書(shū)本知識(shí)內(nèi)容陳舊老化的問(wèn)題，提高學(xué)生理解和接受電力電子技術(shù)理論知識(shí)體系的效率，使學(xué)生更全面地掌握相關(guān)理論知識(shí)。2.改革線下講授方式。針對(duì)傳統(tǒng)的照本宣科與照著PPT直接宣讀講授方式的缺陷，提出線下講授方式改革方案。首先對(duì)“電力電子技術(shù)”建立電力電子系統(tǒng)授課觀念，根據(jù)學(xué)生專業(yè)課程規(guī)劃，結(jié)合先期課程與后續(xù)未進(jìn)行課程的連續(xù)性，將先期所學(xué)電路分析、模擬電子和后期未學(xué)課程電機(jī)拖動(dòng)原理、電力系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)等與本課程知識(shí)點(diǎn)相結(jié)合，從系統(tǒng)的觀點(diǎn)和角度形成有機(jī)的課程體系，從而避免對(duì)“電力電子技術(shù)”知識(shí)點(diǎn)的孤立講解，使每個(gè)知識(shí)章節(jié)以專業(yè)課程為軸進(jìn)行線性展開(kāi)，讓學(xué)生知道學(xué)為何用，學(xué)為所用，有效地避免學(xué)習(xí)的盲目性和從動(dòng)性。其次，開(kāi)展啟發(fā)式與思考式授課方式，根據(jù)電力電子系統(tǒng)授課觀念，把電力電子理論知識(shí)系統(tǒng)與實(shí)物案例進(jìn)行結(jié)合。以UPS電源為教學(xué)案例，如圖3所示，技術(shù)理論涉及電路原理、集成電路、電力電子技術(shù)、閉環(huán)自動(dòng)控制原理、變壓器技術(shù)等幾個(gè)課程理論。老師可以根據(jù)UPS電源實(shí)際工作原理與所涉及課程理論進(jìn)行啟發(fā)式授課，即先對(duì)實(shí)物進(jìn)行演示，再提出問(wèn)題和質(zhì)疑，再進(jìn)行原理剖析與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)仿真。如UPS電源的輸出電壓是怎么穩(wěn)定的？其工作頻率是怎么確定的？等技術(shù)問(wèn)題，對(duì)學(xué)生們進(jìn)行啟發(fā)思考。然后針對(duì)今天的疑問(wèn)進(jìn)行今天課程的學(xué)習(xí)與理論的剖析，從而使本節(jié)課的學(xué)習(xí)更具有目的性，提高了學(xué)生聽(tīng)課的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力和創(chuàng)新能力。

（二）線上討論

1.課程知識(shí)線上探討。針對(duì)“電力電子技術(shù)”概念較多、涉及知識(shí)較廣、教學(xué)內(nèi)容含有大量的公式推導(dǎo)以及波形分析，即使在新改革知識(shí)理論體系下和講授方式下，仍然存在許多學(xué)生在課上無(wú)法完全對(duì)所學(xué)知識(shí)內(nèi)容吸收消化，導(dǎo)致課后復(fù)習(xí)回顧時(shí)又忘記課上老師的講解。鑒于此，任課老師組織錄制電力電子線上課程，將課程上傳至校園專用網(wǎng)站，學(xué)生可通過(guò)個(gè)人賬號(hào)進(jìn)行網(wǎng)頁(yè)登錄，開(kāi)展預(yù)習(xí)或復(fù)習(xí)，讓課堂的知識(shí)得以復(fù)現(xiàn)。課堂結(jié)束后或網(wǎng)課視頻預(yù)習(xí)任務(wù)結(jié)束后，開(kāi)展線上知識(shí)討論，把每個(gè)班級(jí)的所有學(xué)生分成固定組，基于騰訊會(huì)議、QQ等平臺(tái)定時(shí)進(jìn)行分組學(xué)術(shù)研討、交流，授課老師在每組巡回指導(dǎo)，解決學(xué)習(xí)過(guò)程中的疑難問(wèn)題和共性問(wèn)題。此方式既節(jié)約了線下課堂時(shí)間也充分發(fā)揮線上學(xué)習(xí)的便利、高效等優(yōu)點(diǎn)。此外，每次課后任課教師布置相關(guān)課程知識(shí)點(diǎn)，如UPS電源工作原理，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行線上講解，并對(duì)學(xué)生講授內(nèi)容進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和補(bǔ)充，從而提高老師的教學(xué)效率，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的參與感。2.科研訓(xùn)練線上討論。當(dāng)前“電力電子技術(shù)”課程線下課時(shí)少、教學(xué)內(nèi)容量大，又需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。為增加學(xué)生的科研實(shí)踐任務(wù)量，有效提高電力電子工程應(yīng)用性教學(xué)，從工程應(yīng)用角度出發(fā)，結(jié)合實(shí)際教學(xué)大綱和課上授課內(nèi)容開(kāi)展線上科研訓(xùn)練討論。首先，由授課教師擬定數(shù)個(gè)電力電子技術(shù)相關(guān)的科研項(xiàng)目子課題，班級(jí)內(nèi)所有學(xué)生自由組隊(duì)，每隊(duì)規(guī)定2～3人，并任命一人為組長(zhǎng)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行科研項(xiàng)目子課題研究，每次課題研究周期為2周，一學(xué)期進(jìn)行2次，課題內(nèi)容涉及電力電子器件、開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)、PWM控制技術(shù)等應(yīng)用，開(kāi)展線上子課題研究進(jìn)度討論，指導(dǎo)老師對(duì)每個(gè)科研組進(jìn)行定時(shí)指導(dǎo)監(jiān)督以及提供技術(shù)解答，從而保證課題的有效推進(jìn)。其次，鼓勵(lì)學(xué)生參加相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽，如全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、“挑戰(zhàn)杯”、全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人大賽等，授課老師可以對(duì)于電力電子技術(shù)領(lǐng)域作實(shí)踐指導(dǎo)，開(kāi)展線上科研競(jìng)賽組會(huì)，把科研實(shí)踐活動(dòng)搬移到線上進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)線上線下科研實(shí)踐活動(dòng)有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生科研興趣、提高科研效率，進(jìn)而提高學(xué)生的電力電子專業(yè)素養(yǎng)。

五、結(jié)語(yǔ)

以工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)創(chuàng)新型人才和復(fù)合型人才培養(yǎng)的要求為目標(biāo)，圍繞課程知識(shí)優(yōu)化，講授方式改進(jìn)，線上理論知識(shí)探討以及科研訓(xùn)練輔導(dǎo)等方面開(kāi)展“電力電子技術(shù)”線上線下協(xié)同配合的教學(xué)改革與實(shí)踐，構(gòu)建知識(shí)、能力以及素質(zhì)三位一體的復(fù)合型教學(xué)體系，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的參與性、積極性以及主動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生課程知識(shí)的獲得感，實(shí)現(xiàn)學(xué)生工程實(shí)踐能力的全面提高。

參考文獻(xiàn)

［1］胡國(guó)珍,馬學(xué)軍,徐濾非.面向應(yīng)用型實(shí)踐人才培養(yǎng)的電力電子技術(shù)實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)研制［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2017，34(1):33-37.

［2］張春慧,宗哲英,王利娟,等.“電力電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)過(guò)程管理體系建設(shè)與研究［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2020,37(3):182182-184.

［3］馬雙寶,游長(zhǎng)莉,游青華,等.基于OBE理念的電力電子技術(shù)課程教學(xué)改革［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2020,37(8):22-25.

［4］丁廣乾,張嵩,龔宇雷,等.“電力電子技術(shù)”以應(yīng)用能力培養(yǎng)為核心的案例教學(xué)法研究［J］.教育教學(xué)論壇,2019(49):153-154.

［5］王凱,周圣哲,李玉浩,等.電力電子技術(shù)多元化創(chuàng)新型教學(xué)模式探索［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2019,38(7):173-175.

［6］馬輝,李文靜.“多模式、梯度性、信息化”的電力電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)體系研究［J］.電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2020,42(4):162-166.

［7］陳怡,南余榮.引入啟發(fā)創(chuàng)新模式的電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2017,34(2):28-30.

作者：鄒密 趙巖 單位：段盼重慶郵電大學(xué)