“電力電子技術(shù)”微課嵌入式教學(xué)初探

李曉英+陳偉+楊巧玲+郭群

摘要：本文結(jié)合高校“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀，論證了開展微課嵌入式教學(xué)的必要性，并提出了微課嵌入該課程課堂教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)等環(huán)節(jié)的具體實(shí)施策略，以期通過微課嵌入式教學(xué)的探索性研究，改善工科類專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)效果，促進(jìn)教師為主導(dǎo)的班級(jí)授課制向?qū)W生為主體的泛在學(xué)習(xí)制轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；微課；教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2017）12-0092-03

● 引言

隨著信息化進(jìn)程的不斷加快，教學(xué)模式與學(xué)習(xí)模式呈現(xiàn)多樣化態(tài)勢(shì)，微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂、移動(dòng)學(xué)習(xí)、碎片化學(xué)習(xí)等教學(xué)形式如雨后春筍般涌現(xiàn)。其中，微課作為一種全新的教學(xué)模式已受到我國(guó)教育研究者和一線教師的廣泛關(guān)注。[1]然而，目前對(duì)微課的研究及應(yīng)用主要集中于通識(shí)課程與中小學(xué)課程的教學(xué)實(shí)踐，在高等教育工科類的專業(yè)技術(shù)課程中開展微課嵌入式教學(xué)的還比較少，且需要更長(zhǎng)時(shí)間的探索與改革。

電力電子技術(shù)課程是工科類高等院校自動(dòng)化專業(yè)與電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，由于學(xué)時(shí)短、內(nèi)容多，加之該課程又具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐性，所以在單一的灌輸式課堂教學(xué)模式下，普遍存在著“教師教得累”“學(xué)生沒興趣”的窘?jīng)r。[2]鑒于此，筆者突破以知識(shí)單向講授灌輸、學(xué)生被動(dòng)接受為特征的傳統(tǒng)教學(xué)模式，開展了“電力電子技術(shù)”微課嵌入式教學(xué)的探索與研究，并通過挖掘與組織優(yōu)質(zhì)的微型數(shù)字教學(xué)資源，把課堂有組織的教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)自主式學(xué)習(xí)有機(jī)地結(jié)合起來，促進(jìn)了理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)融合，改革教學(xué)方法，豐富教學(xué)形式，構(gòu)建了一種以學(xué)生為中心的全新教學(xué)模式。

● 微課嵌入式教學(xué)的必要性與基本原則

1.開展微課嵌入式教學(xué)的必要性

“電力電子技術(shù)”課程具有電路拓?fù)涠?、波形分析?fù)雜、工程應(yīng)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，而且電力電子電路具有典型的非線性特點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)傳統(tǒng)模式的課堂教學(xué)普遍感到晦澀難懂、枯燥無趣，學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性不高。此外，學(xué)習(xí)該課程的學(xué)生絕大多數(shù)是95后，他們學(xué)習(xí)專注力不強(qiáng)，喜歡接受新鮮事物，習(xí)慣于碎片式的信息傳播方式，這就為開展微課教學(xué)奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.開展微課嵌入式教學(xué)的基本原則

“電力電子技術(shù)”課程內(nèi)容繁多，并不是所有的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)都適合開展微課教學(xué)。根據(jù)實(shí)踐教學(xué)，筆者認(rèn)為應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則：

①教學(xué)過程的完整性。微課雖“微”，但必須“五臟俱全”，教師要通過“問題導(dǎo)入—情境創(chuàng)設(shè)—重點(diǎn)剖析—問題解答”的教學(xué)設(shè)計(jì)路徑來保證短時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)完整的教學(xué)過程。

②教學(xué)情境的生動(dòng)性。微課的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)充分發(fā)揮微視頻的優(yōu)勢(shì)，調(diào)動(dòng)聲音、色彩、畫面等多媒體元素，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的視覺化表達(dá)，給學(xué)習(xí)者帶來不同于傳統(tǒng)課堂的動(dòng)態(tài)視聽感受與學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

③教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性。微課是直接面向?qū)W習(xí)者的微型學(xué)習(xí)資源，不管是知識(shí)點(diǎn)剖析、實(shí)驗(yàn)技能傳授，還是設(shè)計(jì)案例示范，教師都必須以學(xué)習(xí)者的實(shí)際需求為出發(fā)點(diǎn)。在開發(fā)微課資源時(shí)，宜選取教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容作為核心主題，尤其是以往教學(xué)中學(xué)生容易出現(xiàn)理解偏差以及認(rèn)知障礙的知識(shí)點(diǎn)。

● 微課嵌入課堂教學(xué)的實(shí)施策略

考慮到“電力電子技術(shù)”課程內(nèi)容的特點(diǎn)及學(xué)生接受能力的差異，筆者根據(jù)課程的核心知識(shí)點(diǎn)，設(shè)置了基礎(chǔ)導(dǎo)入型、重點(diǎn)突出型、提高應(yīng)用型三種不同的微課嵌入方式，進(jìn)而做到“教師因材施教，學(xué)生各取所需”。

1.“基礎(chǔ)導(dǎo)入型”微課

基礎(chǔ)導(dǎo)入型微課的作用主要有兩個(gè)：一是指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的課前自主學(xué)習(xí)，即預(yù)習(xí)；二是幫助先修課程基礎(chǔ)打得不好的學(xué)生復(fù)習(xí)相關(guān)理論。

教師在講授新課前，將“預(yù)習(xí)類”微課資源發(fā)布給學(xué)生，包括微視頻及任務(wù)驅(qū)動(dòng)型的微課導(dǎo)學(xué)單，讓學(xué)生利用課余時(shí)間自學(xué)，進(jìn)而明確該節(jié)內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容；同時(shí)，要求學(xué)生在課堂教學(xué)前完成導(dǎo)學(xué)單中的任務(wù)，并將預(yù)習(xí)中遇到的問題反饋給教師。這樣一來，課堂教學(xué)就可以做到有的放矢、事半功倍。

在電力電子電路的分析與計(jì)算中，常常要用到先修課程學(xué)過的理論、結(jié)論，由于學(xué)時(shí)有限，課堂講授時(shí)常會(huì)一帶而過，對(duì)于基礎(chǔ)較差的學(xué)生而言，先修課欠下的“債”會(huì)影響對(duì)新學(xué)內(nèi)容的理解。針對(duì)這種情況，教師可發(fā)揮微課“短小精悍”的優(yōu)勢(shì)，制作合適的微資源，適時(shí)發(fā)布給學(xué)生。例如，在講授整流電路諧波分析前，把非正弦周期函數(shù)的傅里葉級(jí)數(shù)分解制作成微資源發(fā)布給需要的學(xué)生，幫助其查漏補(bǔ)缺，提高學(xué)習(xí)效率。再如，在講授電流型逆變電路之前，可發(fā)布與RLC諧振理論相關(guān)的微資源。

2.“重點(diǎn)突出型”微課

根據(jù)教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，劃分出若干個(gè)有教學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值的相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)，并制作成學(xué)生易于理解和掌握的重點(diǎn)突出系列教學(xué)微課，學(xué)生在課外自主學(xué)習(xí)，消化基本教學(xué)內(nèi)容；教師在課堂教學(xué)中組織探究式學(xué)習(xí)活動(dòng)，答疑解惑，參與小組討論，實(shí)現(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn)。[3]

例如，在講授晶閘管單相橋式整流電路時(shí)，首先，教師將電阻負(fù)載情況下電路的原理講解、波形分析及定量計(jì)算等內(nèi)容制作成微視頻，供學(xué)生在課堂講授前觀看，并完成對(duì)應(yīng)的導(dǎo)學(xué)任務(wù)。接著，在課堂上教師講授電阻電感負(fù)載、反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載情況下電路的工作原理與波形分析。然后，再組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，并對(duì)單相全控橋整流電路在不同負(fù)載條件下的電壓、電流波形特點(diǎn)、移相范圍、整流輸出電壓平均值大小等進(jìn)行比較，每組派出一名代表匯報(bào)討論結(jié)果。最后，教師進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)。

通過“重點(diǎn)突出型”微課嵌入的翻轉(zhuǎn)教學(xué)，師生共同協(xié)作，進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠較好地掌握教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容。對(duì)于學(xué)生而言，這是一種高參與度的學(xué)習(xí)，能夠充分調(diào)動(dòng)他們的主動(dòng)性，有利于突破教學(xué)難點(diǎn)。

3.“提高應(yīng)用型”微課

目前，電力電子技術(shù)的發(fā)展速度很快，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，但由于現(xiàn)有的教學(xué)學(xué)時(shí)有限，教師無法將電力電子技術(shù)的工程應(yīng)用情況、最新研究成果以及發(fā)展動(dòng)態(tài)在課堂教學(xué)中更多地呈現(xiàn)給學(xué)生。針對(duì)這個(gè)問題，教師可以采用微課嵌入式教學(xué)，將電力電子技術(shù)在新能源發(fā)電、柔性輸電、微電網(wǎng)、特種電源等領(lǐng)域的應(yīng)用概況制作成“提高應(yīng)用型”微課，作為拓展學(xué)習(xí)的素材，供學(xué)有余力的學(xué)生自主學(xué)習(xí)，激發(fā)他們對(duì)該學(xué)科持續(xù)學(xué)習(xí)的興趣。

此外，對(duì)于以工程應(yīng)用為主的知識(shí)點(diǎn)，教師則可設(shè)計(jì)微型工程教學(xué)案例，如微講座等，這樣一方面讓學(xué)生了解工程項(xiàng)目的實(shí)施過程，另一方面可引導(dǎo)學(xué)生利用課堂所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程應(yīng)用中的問題。

“提高應(yīng)用型”微課的嵌入有助于電力電子技術(shù)課程教學(xué)立足當(dāng)下，面向未來，為進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和工程應(yīng)用能力奠定基礎(chǔ)。

● 微課嵌入網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)的實(shí)施策略

目前，各所高校都建有網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，這必將成為微課嵌入式教學(xué)的“近水樓臺(tái)”。依托該平臺(tái)已有的電力電子技術(shù)課程教學(xué)大綱、教學(xué)錄像、多媒體課件、講義、作業(yè)等傳統(tǒng)教學(xué)資源，加入微視頻、微練習(xí)、微案例、微講座、微測(cè)驗(yàn)等系列微型資源，就可以構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)體系。

學(xué)生可通過筆記本電腦、手機(jī)、iPad等數(shù)字終端在線瀏覽或者下載相關(guān)資料進(jìn)行學(xué)習(xí)，也可靈活方便地參與做作業(yè)、小測(cè)驗(yàn)等在線學(xué)習(xí)活動(dòng)。教師可以在網(wǎng)上批改作業(yè)、在線答疑、和學(xué)生互動(dòng)。這樣既有利于減輕學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)，同時(shí)也便于教師及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)和學(xué)習(xí)效果。

微課嵌入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)節(jié)，將極大地豐富數(shù)字教學(xué)資源，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)功能因此得以更加完善，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)也因此成為課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充，最終還將成為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主陣地。

● 微課嵌入實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)施策略

計(jì)算機(jī)仿真、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)及綜合課程設(shè)計(jì)是“電力電子技術(shù)”課程實(shí)踐教學(xué)的主要組成部分。在這些實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施過程中，教師通常是首先進(jìn)行集中的理論講解和操作示范，然后讓學(xué)生分組協(xié)作，根據(jù)情況再進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)。然而，在以往的實(shí)踐教學(xué)中，學(xué)生注意力不容易集中，對(duì)實(shí)操要領(lǐng)與注意事項(xiàng)的把握也不到位，教師常常需要就同一個(gè)細(xì)節(jié)問題反復(fù)進(jìn)行講解，浪費(fèi)了大量的時(shí)間做重復(fù)性工作，最終個(gè)性化指導(dǎo)被弱化，導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)效果不理想。

為改善這一現(xiàn)狀，筆者將微課嵌入到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，具體的實(shí)施策略可簡(jiǎn)單歸納如下：

①制作計(jì)算機(jī)仿真微流程。用Flash動(dòng)畫的形式演示電力電子電路計(jì)算機(jī)仿真的基本步驟與流程，并突出容易被忽視及出現(xiàn)問題較多的環(huán)節(jié)。

②制作實(shí)驗(yàn)操作微視頻。將教師實(shí)驗(yàn)示范過程錄制成短視頻，包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)等，同時(shí)還可以穿插不規(guī)范操作造成的設(shè)備損壞、人員傷害等圖片，讓學(xué)生有直觀的感受。這樣有利于學(xué)生遵守實(shí)驗(yàn)規(guī)程和紀(jì)律。

③制作綜合課程微案例。以視頻為主要載體，通過具體的案例展現(xiàn)綜合課程設(shè)計(jì)的一般方法與關(guān)鍵流程。學(xué)生通過觀看微案例視頻，在模仿中學(xué)習(xí)與創(chuàng)新。

微課嵌入式的實(shí)踐教學(xué)模式，不僅有精細(xì)示范之效，還有一勞永逸之功。教師制作的各類微型資源，學(xué)生可以反復(fù)觀看，這樣教師能夠節(jié)約出更多的時(shí)間給予學(xué)生更多個(gè)性化的指導(dǎo)，從而大力提高計(jì)算機(jī)仿真、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)以及綜合課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)效率，改善教學(xué)效果。

● 結(jié)語

筆者針對(duì)目前“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)存在的不足，分析了微課教學(xué)的必要性及其優(yōu)勢(shì)，并詳細(xì)闡述了微課嵌入到該課程課堂教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)及實(shí)踐教學(xué)等各個(gè)環(huán)節(jié)中的具體實(shí)施策略，旨在構(gòu)建一種以學(xué)生為主體的全新微課教學(xué)模式，推進(jìn)教學(xué)方法改革，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)數(shù)字資源共享。

參考文獻(xiàn)：

[1]王覓，賀斌，祝智庭.微視頻課程：演變、定位與應(yīng)用領(lǐng)域[J].中國(guó)電化教育，2013（4）：88-94.

[2]高晗瓔，李文娟，劉端增，等.工科電力電子技術(shù)課程的教學(xué)改革與實(shí)踐探索[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2016（4）：34-36

[3]鐘曉流，宋述強(qiáng)，焦麗珍.信息化環(huán)境中基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的教學(xué)設(shè)計(jì)研究[J].開放教育研究，2013（1）：60-66

作者簡(jiǎn)介：李曉英，女，碩士，講師，蘭州理工大學(xué)電信學(xué)院，從事電力電子技術(shù)理論教學(xué)、可再生能源發(fā)電與微電網(wǎng)研究。

基金項(xiàng)目：本文受到2016年度蘭州理工大學(xué)高等教育研究項(xiàng)目“電力電子技術(shù)微課教學(xué)資源的開發(fā)與應(yīng)用研究”（蘭理工發(fā)〔2016〕277號(hào)）資助。