《電力電子技術(shù)》案例式教學(xué)改革研究

楊巧玲　包廣清　王興貴

摘 要：就目前國(guó)內(nèi)高校在該課程教學(xué)中存在的弊端，提出了以案例式教學(xué)為主、啟發(fā)引導(dǎo)與案例研究相結(jié)合的理念，并將實(shí)驗(yàn)、仿真等實(shí)踐環(huán)節(jié)納入案例教學(xué)，以更好的培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題和創(chuàng)新的能力。通過小范圍試行，改革效果顯著。

關(guān)鍵詞：《電力電子技術(shù)》 工程實(shí)踐 啟發(fā) 案例式

《電力電子技術(shù)》是電氣自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，內(nèi)容繁雜、原理抽象、工程性強(qiáng)，涉及電子、電力、控制理論等多學(xué)科內(nèi)容，是學(xué)生們公認(rèn)的比較難學(xué)、難懂的一門課程。隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)，課程內(nèi)容逐步增加，但由于專業(yè)課程總學(xué)時(shí)有限，本課程課時(shí)無法按需要增加。因此，如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)容納更多地教學(xué)內(nèi)容，獲得更好的教學(xué)效果，讓學(xué)生較好地掌握課程內(nèi)容，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和科學(xué)創(chuàng)新精神，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，成了一個(gè)迫切需要解決的問題。筆者結(jié)合多年從事該課程教學(xué)工作的經(jīng)驗(yàn)及教學(xué)現(xiàn)狀，從合理設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面提出了一些改革設(shè)想。

一、《電力電子技術(shù)》教學(xué)現(xiàn)狀

《電力電子技術(shù)》在專業(yè)培養(yǎng)中占有十分重要的地位，但就目前國(guó)內(nèi)高等院校的現(xiàn)狀來看，課堂教學(xué)存在諸多不足，主要表現(xiàn)在：

1.教學(xué)內(nèi)容陳舊

電力電子技術(shù)的發(fā)展日新月異，許多新型的電力電子器件、新的變流電路拓?fù)浼翱刂品?/p>

法不斷涌現(xiàn)，但目前大部分高等院校的課堂教學(xué)中并沒有及時(shí)的更新教學(xué)內(nèi)容，仍將主要的精力放在一些陳舊的甚至已經(jīng)被替代、淘汰的器件、電路的講解上，浪費(fèi)了寶貴的課堂時(shí)間。使學(xué)生所學(xué)與工程實(shí)際脫節(jié)，不利于工程人才的進(jìn)一步培養(yǎng)。

2.教學(xué)手段單一

傳統(tǒng)的以教師理論講授為主的教學(xué)方式仍占主導(dǎo)，雖然大多數(shù)老師都會(huì)借助于多媒體、仿真演示等先進(jìn)的教學(xué)手段，但這并不能從根本上改變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀。這樣的教學(xué)方式致使老師教得很辛苦，學(xué)生學(xué)得也很辛苦，教學(xué)效果卻并不盡如人意。因此，如何從根本上改變教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體是提高學(xué)習(xí)效果的有效途徑。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)過于薄弱

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的初衷是在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)專業(yè)課程的理解，通過操作實(shí)

驗(yàn)設(shè)備、觀察波形，對(duì)所學(xué)內(nèi)容有更加直觀的認(rèn)識(shí)。但是，很多高等院校由于受到實(shí)驗(yàn)條件及學(xué)時(shí)的限制，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容偏于簡(jiǎn)單、固定，有的甚至只是簡(jiǎn)單觀察波形，這致使教學(xué)效果大打折扣，偏離了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的初衷。

4.理論教學(xué)與工程實(shí)踐脫節(jié)

《電力電子技術(shù)》是一門工程性較強(qiáng)的課程，傳統(tǒng)教學(xué)方法主要從理論分析的角度對(duì)電

力電子技術(shù)的內(nèi)容進(jìn)行講解，而對(duì)工程應(yīng)用方面的訓(xùn)練幾乎為零。這樣做的后果便是學(xué)生只懂理論，遇到實(shí)際問題便束手無策。如果能在課程教學(xué)的過程中充分考慮課程特點(diǎn)，將工程訓(xùn)練與理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合，將會(huì)收到事半功倍的效果。

二、案例式教學(xué)改革措施

隨著高等教育改革的不斷深化，對(duì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)日益受到重視，注重學(xué)生能力和全素質(zhì)的培養(yǎng)成為高校的重要任務(wù)之一。各高校針對(duì)當(dāng)前教學(xué)中存在的問題進(jìn)行了改革，提出了多種新型教學(xué)模式。例如研究性教學(xué)、啟發(fā)性教學(xué)、案例式教學(xué)等。其中，案例式教學(xué)作為一種行之有效、務(wù)實(shí)且有明確目的的，以行動(dòng)為導(dǎo)向的訓(xùn)練方式受到人們的關(guān)注和青睞，并被很多高校列入教學(xué)改革計(jì)劃。尤其在一些法學(xué)、工商管理類學(xué)校已被廣泛應(yīng)用，并有一些相關(guān)的案例教材出版。部分工科院校也對(duì)案例式教學(xué)方法進(jìn)行了探索和嘗試，并在教學(xué)實(shí)踐中取得了一定的成績(jī)[4][5]，通過對(duì)學(xué)生問卷調(diào)查和座談的方式檢驗(yàn)，反饋結(jié)果充分肯定了案例式教學(xué)在工科院校的適用性。

筆者針對(duì)《電力電子技術(shù)》課程特點(diǎn)及傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的弊端，在傳統(tǒng)教學(xué)模式基礎(chǔ)上，提出以案例教學(xué)為主，啟發(fā)引導(dǎo)與案例研究相結(jié)合的基本理念，通過選取典型案例并優(yōu)化、設(shè)計(jì)教學(xué)過程，引導(dǎo)學(xué)生在案例分析過程中積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)。并將實(shí)驗(yàn)、仿真等實(shí)踐環(huán)節(jié)納入案例教學(xué)，更好的培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題和創(chuàng)新的能力。教學(xué)實(shí)施過程主要分以下幾個(gè)階段進(jìn)行：

1.合理設(shè)計(jì)案例并優(yōu)化

案例的設(shè)計(jì)對(duì)能否取得理想的教學(xué)效果來說至關(guān)重要，應(yīng)遵循由易到難，逐步推進(jìn)的原

則，讓學(xué)生在提出問題、解決問題的過程中不斷提升學(xué)習(xí)興趣。典型案例要既能體現(xiàn)對(duì)基本理論知識(shí)的理解和掌握，又能充分提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，同時(shí)較全面的涵蓋《電力電子技術(shù)》課程內(nèi)容。典型案例最終要應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，應(yīng)針對(duì)不同案例特點(diǎn)設(shè)計(jì)教學(xué)過程，使學(xué)生的專業(yè)理論水平和實(shí)際動(dòng)手能力在分析案例的過程中得到提高。對(duì)同一知識(shí)點(diǎn)，案例的選擇并不唯一，應(yīng)根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)、實(shí)際需要和學(xué)科動(dòng)態(tài)進(jìn)行修改、更換和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.模塊化分解典型案例

電力電子的工程案例往往涉及內(nèi)容較多，即使一個(gè)簡(jiǎn)單案例也可能涵蓋較廣的知識(shí)面，

單純將完整的典型案例用于教學(xué)，由于任務(wù)量過大，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生無從著手、無法短期完成。且容易引起學(xué)生的抵觸，使他們失去繼續(xù)學(xué)習(xí)的興趣。因此，將選取的典型案例模塊化分解，降低難度，讓學(xué)習(xí)由易到難是必不可少的。

3.案例討論

將分解之后的模塊進(jìn)行分組討論，結(jié)合基礎(chǔ)理論知識(shí)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)案例進(jìn)行分析和研究，

提出基本的解決方案。在討論過程中充分結(jié)合教材，讓學(xué)生透徹理解相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)。教師采用啟發(fā)引導(dǎo)的方式指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，同時(shí)指定一定范圍的參考資料，避免學(xué)生盲目求解，浪費(fèi)過多時(shí)間。此外，學(xué)生可通過圖書館、網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)檢索、查閱工具手冊(cè)等方式完成拓展學(xué)習(xí)，并完成相關(guān)材料的積累，這對(duì)于后期相關(guān)課程的學(xué)習(xí)將不無裨益。

4.仿真、實(shí)驗(yàn)研究

對(duì)案例模塊討論研究之后讓學(xué)生通過仿真、實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證他們的方案。目前有多種仿真軟件可以提供學(xué)生使用，學(xué)生可根據(jù)自己的實(shí)際情況自主選擇，同時(shí)還可對(duì)不同的方案進(jìn)行仿真對(duì)比，以加深對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的實(shí)施受到現(xiàn)有條件的限制，因此，可選取比較有代表性的模塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。指導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果對(duì)比，讓學(xué)生更進(jìn)一步理解仿真與實(shí)驗(yàn)的異同。通過仿真、實(shí)驗(yàn)調(diào)試，引導(dǎo)學(xué)生尋找各個(gè)模塊之間的聯(lián)系紐帶，將他們有機(jī)結(jié)合，完成對(duì)典型案例的研究過程。

5.討論結(jié)果并完成研究報(bào)告

對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論分析可進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，明確概念。本階段的完成，老師的作用至關(guān)重要。老師需要引導(dǎo)學(xué)生分析得出正確的結(jié)論，同時(shí)找出學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中發(fā)生錯(cuò)誤的原因并加以糾正。研究報(bào)告是對(duì)整個(gè)學(xué)習(xí)過程的總結(jié)，能夠真實(shí)反映學(xué)生對(duì)相應(yīng)內(nèi)容的理解和掌握情況。撰寫研究報(bào)告的過程是學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的一個(gè)總結(jié)過程，報(bào)告的形式可靈活多樣。

6.學(xué)習(xí)效果的檢驗(yàn)

改革不能僅在教學(xué)方法的層面進(jìn)行，對(duì)學(xué)生的最終考核形式也應(yīng)相應(yīng)調(diào)整，向多樣、靈活，更注重工程應(yīng)用的方向發(fā)展。讓學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力主要集中在應(yīng)用技能的培養(yǎng)，而不是局限在傳統(tǒng)應(yīng)試。具體可對(duì)每一階段的學(xué)習(xí)分段評(píng)分，也可要求學(xué)生撰寫研究論文等。至此，一個(gè)完整的學(xué)習(xí)過程就結(jié)束了。

結(jié)語(yǔ)

與傳統(tǒng)教學(xué)方式相比，這種案例式教學(xué)為主，啟發(fā)引導(dǎo)為輔的教學(xué)方法在培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力、調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性等方面更具有優(yōu)勢(shì)。這種方法將理論教學(xué)與工程實(shí)踐緊密結(jié)合，將教學(xué)內(nèi)容統(tǒng)一整合為教學(xué)案例，并將案例模塊化分解，結(jié)合基礎(chǔ)理論知識(shí)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)案例進(jìn)行分析和研究，并通過實(shí)驗(yàn)、仿真調(diào)試，尋找各個(gè)模塊之間的聯(lián)系紐帶，將他們有機(jī)結(jié)合，完成對(duì)典型案例的研究過程。該方法彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足，將理論與實(shí)際緊密結(jié)合，緊跟學(xué)科動(dòng)態(tài)，加強(qiáng)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生動(dòng)手能力。通過小范圍試行，改革效果顯著。

作者簡(jiǎn)-介

楊巧玲（1978.11—），女，漢族，甘肅民勤人，蘭州理工大學(xué)電信學(xué)院副教授，博士在讀，主要從事電力電子與電力傳動(dòng)專業(yè)的教學(xué)與科研工作。