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电力电子技术论文范文例文 翻转课堂在电力电子技术课程教学中的应用与实践

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本文是一篇电力电子技术论文范文,可作为选题参考.

(许昌学院电气(机电)工程学院 河南 许昌 461000)

电力电子技术结尾

电子技术基础课程的设问教学

《模拟电子技术基础》课程教学

BE教育理念下的“电子技术实验”教学改革

应用电子技术专业教学模式改革实施

摘要:电力电子技术课程在传统教学过程存在诸多问题,无法实现学生创新能力和实践能力的培养。根据电力电子技术课程应用性和实践性强的特点,对课程教学模式进行改革,设计翻转课堂教学模式,有效地提高了学生的应用技术能力。

关键词:翻转课堂;电力电子技术;课程教学模式改革;实践能力;创新能力

图分类号:TM743,G642 文献标识码:A

0 引言

电力电子技术课程是电气工程及其自动化本科专业的一门重要专业核心课程,其主要课程内容包括:电力电子器件基础、整流电路、逆变电路、直流-直流变换电路、交流-交流变换电路、PWM控制技术、软开关技术等。电力电子技术在工业、交通运输、电力系统、电源装置、家用电器、新能源发电等领域均有广泛的应用。高素质、综合能力强、实践能力强的电力电子技术人才非常稀缺。但是,高校中电力电子技术课程的教学存在重理论、轻实践的缺点,培养的学生往往只知书本,不懂实践,无法满足社会各界对该领域人才的需求。

有关电子电力技术

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为此,本文针对电力电子技术课程进行翻转课堂教学模式改革,以培养学生实践能力和创新能力为目标,调整课程内容,设计翻转课堂教学模式,并在实际教学中加以实施,最后对翻转课堂教学效果做出客观合理的评价。

1 翻转课堂教学模式简介

翻转课堂(The Flipping Classroom)是一种混合使用技术和亲自动手活动的教学环境[1]。该教学模式由美国科罗拉多州落基山林地公园高中的两名化学老师Jonathan Bergmann和Aaron Sams创立[2]。2007年前后,为了解决学生由于疾病、天气、路途遥远等原因而缺课的问题,两位老师花费许多精力制作了丰富多彩的PPT演示文稿,并配上老师的讲解录音,将其上传至网络供学生自由下载、播放和学习。这种授课模式逐渐演变为学生在家自主学习,老师在课堂上解决学生遇到的各种问题或者指导学生做作业,与传统教学模式刚好颠倒。

随着计算机技术、通信技术和信息技术的不断发展,孟加拉裔美国人Salman Khan创立可汗学院。他将教学视频和互动式学习软件加以整合,创办了开放资源的教学网站。随后,在比尔/梅林达·盖茨基金会和谷歌公司的资助下,可汗学院开发出学习控制系统,可以采集学生的学习状况,更加有助于翻转课堂的有效实施。

2011年以后,慕课(Massive Open Online Course, 简称MOOCs)兴起。许多著名专家认为慕课是“印刷术发明以来教育最大的革新”[3]。慕课丰富了课前学习活动内容,通过在授课视频中设置提问、测试、和专题讨论环节,促进了学生之间的互动与交流。慕课提倡学生建立在线学习社区,为兴趣爱好相同的学生提供专门的学习、交流、互助、协作的平台。翻转课堂与慕课结合后更加有利于培养学生的自主学习能力和认知能力,更加有助于促进教师与学生之间、学生与学生之间的沟通与交流。

翻转课堂转换了教学的核心角色,真正地实现了“以学生为中心”。学生由被动式的听课转换为主动式的深入学习和研究。学生成为掌控学习过程的主角,而教师演变为学习过程的辅助者和指导者。

2. 电力电子技术课程传统教学模式的弊端

电力电子技术课程在电气工程及其自动化本科专业的课程体系中占据重要地位,是一门重要的专业核心课程。在各大地方高校积极推进转型发展的新形势下,电力电子技术课程的培养目标明确定位为培养应用技术人才,以培养学生的工程意识、创新能力和实践动手能力为宗旨。然而电力电子技术课程在传统的教学模式下存在诸多弊端。

2.1 课程内容设置弊端

该课程理论教学内容包括:电力电子器件、整流电路、逆变电路、直流-直流变换电路、交流-交流变换电路、PWM控制技术、软开关技术等。其内容设置“往往以主电路讲解为主,忽视电力电子技术的‘倒三角形’描述,从而在很大程度上忽略了对控制电路的讲解,很难使电力电子电路投入实用。”[4]。

该课程在授课过程中,基础知识和基本原理的讲解约占总学时数的70%。课程的实验教学内容一般有6个实验项目,但多数为验证性实验项目。实验指导约占总学时数的20%。课程设计部分一般有6个项目,内容较为简单,要求学生利用MATLAB仿真实现即可。课程设计指导约占总学时数的10%。这样的分配比例重理论、轻实践,理论和实践存在脱节,制约了学生应用技术能力的锻炼和提高。

2.2 课程教学方法弊端

电力电子技术课程在传统教学模式中常用的教学方法有讲授教学法和实验教学法。

讲授教学法主要包括课前备课、课堂教学和课后辅导三个部分。三个部分的主体均为主讲教师。学生课前是否预习,课上是否认真听、是否听得懂,课后是否及时做练习,这些问题都得不到有效的监督与检验。虽然该方法有助于教学过程按照教学计划按部就班地进行,确保了教学进度,保障了教学任务的按时完成。但是,主讲教师是主角,学生是被动式的接收,不利于调动学生的积极性和主动性。

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实验教学法主要体现在指导老师指导学生实验的过程中。指导教师指导学生动手搭建电路、测试电路性能、绘制输出波形、观察记录结果、完成实验报告。在实验过程中学生在一定程度上锻炼了动手能力、测量仪表的操作能力、团队协作能力等。但是由于实验仪器陈旧,实验项目的设计以原理性验证实验居多,学生很难发挥创造性,其实践能力和动手能力的培养也十分有限。

3. 翻转课堂教学模式的设计与实施

依据应用技术人才培养的目标,结合电力电子技术课程的自身特点,将本课程的翻转课堂教学模式设计如下。具体分为课前、课中和课后三个阶段的教学活动。

3.1 课前准备

根据电力电子技术的内容类别,四大电力变换、PWM控制技术、软开关技术等核心内容,提出明确的学习任务,设计一系列的微视频、项目作业和拓展资源等,以供学生选择学习。具体准备内容如图1所示。

3.2 课前自主学习

教师根据设计要求,通过QQ群或Email等网络通讯工具向学生发布学习任务和要求。学生根据自身特点和时间安排,参考学习日历规定的时间范围,在学习网站上直接查找学习资料进行学习,也可将学习资源下载保存随时学习。教师指导学生建立学习小组,相互督促,团结协作,共同参与完成项目的方案设计、仿真验证和实验检测等任务。课前自主学习阶段,教师和学生的具体分工和任务如图2所示。

3.3 课中教学

课中教学的目的是为了帮助学生解决自学过程中的难题,帮助学生消化所学理论知识,并指导学生对理论知识进行应用和巩固。具体教学过程包括以下几个方面:

(1)项目任务点评与问题梳理。对学生自主学习和项目实施过程中遇到的难题做统一梳理和问题回馈,并对项目任务完成的效果进行评价。

(2)开展课堂交流讨论,鼓励学生积极思考总结,对自己提出的创新想法与大家讨论交流。培养学生的团队协作意识和自主创新精神。此过程中教师和学生的分工任务如图3所示。

3.4 课后巩固

针对四大核心内容和两项新技术所设计的自主学习项目任务,在没一个项目任务完成后,都有一个综合性的模块化的测验。便于学生自主地对学习内容进行主动的总结和差缺补漏。具体实施过程中教师和学生的任务分工如图4所示。

4. 翻转课堂教学效果评价

翻转课堂教学模式的实施能够充分调动每位学生的学习积极性与主动性。将被动的听、抄、背,变为主动的阅读、思考、理解、讲授和讨论;将机械式的模拟操作,变为创新式的改革与创造。翻转课堂教学模式的教学效果主要体现在以下几个方面:

(1)学生学习的自主性与积极性提高。能够利用课下时间自发组织学习小组,自觉进行本门课程的学习与讨论。

(2)学生的独立思考能力提高。学生能够自觉对课程内容进行思考和梳理,根据已有的知识结构,对新事物进行深度的认知和理解。

(3)学生的知识总结能力、表达能力和沟通能力提高。学生能够针对课程内容进行归纳整理、融会贯通,并重新组织语言将理解的内容有理有据地表述出来,与大家进行顺利的沟通和交流。

(4)学生的工程意识得到提高。通过创新性实验项目和综合性课程设计项目的实施与锻炼,学生能够意识到工程实践与理论原理之间的联系与区别,逐渐倾向于用工程思维考虑问题。

(5)学生的创新能力和实践动手能力得到提高。在一系列的教学活动中,学生能够对实验或设计对象的性能提出改进意见,并能够利用所学理论知识将设想变为现实,通过仿真、制版、焊接、调试等一系列操作,实现对实验或设计对象性能的改进。

参考资料:

[1]建构主义在《模拟电子技术基础》中教学应用

[2]职业教育中电子技术基础课程教学

[3]多媒体技术在《电子技术基础》教学中的应用

结论

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