基于CDIO的《電力電子技術(shù)》課程改革研究

李　萍

（電子科技大學(xué)成都學(xué)院 電子工程系，成都 611731）

基于CDIO的《電力電子技術(shù)》課程改革研究

李萍

（電子科技大學(xué)成都學(xué)院 電子工程系，成都 611731）

本文分析了《電力電子技術(shù)》的課程特點(diǎn)以及當(dāng)前教學(xué)方法的不完善之處，提出了課程教學(xué)中，采用CDIO教育模式的理念。從增強(qiáng)課堂上的師生互動、項(xiàng)目制體驗(yàn)式教學(xué)以及考核機(jī)制的完善等方面進(jìn)行實(shí)施。同時，為驗(yàn)證CDIO教學(xué)模式能否達(dá)到良好的教學(xué)效果，在12級電氣專業(yè)的課程教學(xué)中，進(jìn)行了為期一學(xué)期的效果測試。數(shù)據(jù)顯示，開展CDIO教育模式后，學(xué)生的實(shí)踐動手能力、理論知識水平，都有一定程度的提高。為相關(guān)課程的CDIO教學(xué)模式改革，奠定了基礎(chǔ)。

CDIO電力電子技術(shù)課程改革

引言

《電力電子技術(shù)》是主要研究電子元器件工作時，電能變化規(guī)律的課程。其涉及的內(nèi)容較多，主要包括橋式電路、PWM逆變電路以及相控整流電路等重要知識點(diǎn)。確保學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，對于后續(xù)與電氣專業(yè)相關(guān)的學(xué)生項(xiàng)目制開展，創(chuàng)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與研發(fā)等方面，奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。由此可見，完善課程的教學(xué)模式，勢在必行。就當(dāng)前而言，電子科技大學(xué)成都學(xué)院（以下稱：我院）電氣工程專業(yè)在該課程的教學(xué)活動中，采用課堂理論授課為主，輔之以課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的二元制模式。課堂的授課內(nèi)容，側(cè)重于介紹電力電子元件（如二極管、晶閘管等）的電路工作原理、相關(guān)理論公式的演算等。雖然，該教學(xué)思路的實(shí)施，一定程度上有效地提升了學(xué)生的理論水平。卻也存在諸多弊端，如：授課內(nèi)容過于抽象，除極少數(shù)的優(yōu)秀學(xué)生，絕大部分學(xué)生的聽課效率并不高，且存在上課注意力不集中，課程內(nèi)容不感興趣等問題。雖然在實(shí)驗(yàn)課程中，學(xué)生能夠主動參與動手，但也只是進(jìn)行簡單的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，從全面培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動手能力方面來看，收效甚微。因此，該課程的教學(xué)模式必須進(jìn)行變革?；谌驹盒θ瞬排囵B(yǎng)的目標(biāo)定位，旨在提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)高端的工程技術(shù)人才。所以，探索CDIO的課程教學(xué)模式，是完善教學(xué)現(xiàn)狀的關(guān)鍵。

1　CDIO教學(xué)模式的實(shí)施方案

1.1增強(qiáng)課堂互動環(huán)節(jié)

根據(jù)《電力電子技術(shù)》的授課現(xiàn)狀可知，基于課程理論抽象的特點(diǎn)，滿堂授課的方式并不適用。因此，要提升學(xué)生的課程參與度，可以減少理論知識點(diǎn)的講授比例，取而代之的是讓學(xué)生多參與課堂互動。具體的實(shí)現(xiàn)方案為：（1）增加提問環(huán)節(jié)的比例，即理論教學(xué)中，通過提問的方式引導(dǎo)學(xué)生積極思考問題；（2）設(shè)置討論互動環(huán)節(jié)，減少每次教學(xué)授課的知識點(diǎn)，每堂課預(yù)留15～20分鐘，讓學(xué)生組成討論組，展開與此次授課內(nèi)容相關(guān)的專題討論。這樣，在理論課時的教學(xué)中，學(xué)生的主動參與性得到了提升，聽課質(zhì)量也能隨之提高。

1.2項(xiàng)目驅(qū)動法

CDIO的本質(zhì)，是以項(xiàng)目制的形式驅(qū)動學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣。在《電力電子技術(shù)》課程中，讓學(xué)生參與課程相關(guān)課題的研究，是必不可少的環(huán)節(jié)。與以往教學(xué)中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不同，項(xiàng)目制的實(shí)施，是將學(xué)生按照不同的課題，進(jìn)行分組，然后展開自主研發(fā)，過程式體驗(yàn)的教學(xué)環(huán)節(jié)。具體操作步驟為：

（1）課題的確定。本院為鼓勵在校大學(xué)生創(chuàng)新，近年來一直對學(xué)生項(xiàng)目制給予了大量的人力和財(cái)力支持 。即學(xué)生團(tuán)隊(duì)根據(jù)專業(yè)發(fā)展計(jì)劃、興趣以及產(chǎn)品調(diào)研情況等，擬定研究題目。

（2）項(xiàng)目制體驗(yàn)式教學(xué)。受課題的難度、項(xiàng)目方向的研究現(xiàn)狀、支撐項(xiàng)目的軟件和硬件條件的制約，要求所有的學(xué)生項(xiàng)目制均取得良好的成果是不太合理的。因此，項(xiàng)目制教學(xué)的開展中，重在讓學(xué)生體驗(yàn)CDIO的項(xiàng)目制流程，而非僅注重結(jié)果。因此，教師僅需要在項(xiàng)目進(jìn)行中，讓學(xué)生對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制作、運(yùn)行等環(huán)節(jié)，進(jìn)行階段式體會即可，即CDIO的本質(zhì)，就是讓學(xué)生完成項(xiàng)目制的體驗(yàn)式教學(xué)。

（3）考核形式的多樣化。在項(xiàng)目驅(qū)動式的教學(xué)中，成績考核形式按照C-D-I-O的階段完成情況進(jìn)行評定，并按照一定比例計(jì)入最終成績。如此一來，學(xué)生在項(xiàng)目制的研發(fā)過程中，動手積極性，將得到較大的提高。

2　教學(xué)案例分析

2.1教學(xué)質(zhì)量測試

《電力電子技術(shù)》的CDIO教學(xué)改革的效果如何，需要進(jìn)行驗(yàn)證。對此，取樣本院2012級電氣專業(yè)的6個班級進(jìn)行分析。在一學(xué)期的教學(xué)中，從增強(qiáng)互動、項(xiàng)目制體驗(yàn)式學(xué)習(xí)兩個方面開展，學(xué)生的具體成果見表1。部分學(xué)生作品，如圖1～2所示。

表1　學(xué)生成果統(tǒng)計(jì)

圖1　推免電路

圖2　數(shù)字濾波器

從表 1可知，12級電氣專業(yè)學(xué)生的課題總數(shù)為 37項(xiàng)，其中31項(xiàng)完成研究任務(wù)；學(xué)生的實(shí)物作品數(shù)高達(dá)28項(xiàng)，成績及格率為93.5%。因此，在課程實(shí)施CDIO的教學(xué)模式后，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果較為良好。

2.2調(diào)查問卷

為了更加客觀地了解學(xué)生學(xué)習(xí)效果，在課程結(jié)束后，對12級電氣專業(yè)隨機(jī)取樣10名學(xué)生，開展問卷調(diào)查。其中，包含4個問題：（1）你對晶閘管的工作原理是否熟悉？（2）完成該課程學(xué)習(xí)后，你是否覺得實(shí)踐能力有所提高？（3）課程學(xué)習(xí)期間，學(xué)習(xí)興趣如何？（4）你認(rèn)為自己的整體學(xué)習(xí)效果怎樣？具體情況見表2。

表2　問卷調(diào)查情況（人）

表2結(jié)果顯示，對晶閘管工作原理比較熟悉的人數(shù)為8人；認(rèn)為自身實(shí)踐能力提高較大的人數(shù)為7人；對課程保持較高興趣的有7人；感覺學(xué)習(xí)質(zhì)量較高的有7人。

綜上所述，是從學(xué)生的項(xiàng)目完成情況和問卷調(diào)查可以看出，在采取CDIO工程教育模式后，教學(xué)測試的結(jié)果比較良好，較之以前，教學(xué)效果有所提升，達(dá)到了預(yù)期對學(xué)生綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

3　結(jié)語

結(jié)合《電力電子技術(shù)》的課程特點(diǎn)，分析了傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端。在課程教學(xué)中，引入了CDIO工程教育模式。從教學(xué)案例分析的結(jié)果來看，取得了良好的教學(xué)質(zhì)量。同時，課程教學(xué)方法的探索之路，是永無止境的。因此下一步的工作，需要在CDIO的實(shí)施細(xì)節(jié)上進(jìn)行更多論證，以達(dá)到穩(wěn)步提升教學(xué)水平的目的。

［1］周海，葛友華，朱龍英等.基于CDIO理念的機(jī)械類“卓越工程師”培養(yǎng)［J］.現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2011（6）：60-61.

［2］王旭.《電機(jī)與拖動基礎(chǔ)》課程教學(xué)研究［J］.機(jī)電技術(shù)，2013，36 （4）：162-164.

［3］史勤剛，馬俊成.基于CDIO《電路分析》教學(xué)改革的研究和探討［J］.科技視界，2015，（35）：165-186.

［4］楊峰.理論力學(xué)課程教學(xué)革新［J］.現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2015，（5）：190.

The Study on Teaching Method for Power Electronical Technology based on CDIO

Li Ping
（Chengdu College，University of Electronic Science and Technology of China，Chengdu，Sichuan，611731）

The characteristics of the course of Power Electronics Technology and the imperfections of the current teaching methods are analyzed.In the course of teaching，the idea of using CDIO education mode is put forward.From the teachers and students in the classroom to enhance interaction，the project system experience teaching and the improvement of the assessment mechanism，etc.At the same time，in order to verify the CDIO teaching mode can achieve good teaching effect，in the 12 level of electrical professional course teaching，the results of a period of one semester test.Data show that after the CDIO education model，students'practical ability，and theoretical knowledge level，have a certain degree of improvement.To reform the CDIO teaching mode of related courses，and lay the foundation.

CDIO，power electronic technology，teaching reform

電子科技大學(xué)成都學(xué)院院級教學(xué)改革項(xiàng)目（CDIO的《電力電子技術(shù)》課程改革）。