基于移動互聯(lián)網(wǎng)下《電力電子技術》“智慧課堂”的構建

王紅　莫金海　馬維勇

摘 要：本文介紹我校電氣工程專業(yè)《電力電子技術》課程“智慧課堂”的構建思路，以“微助教”為課程支持技術，以“整流電路”章節(jié)為試點內容介紹“智慧課堂”的實現(xiàn)過程。提出教學單元按照“三大板塊”的流程進行開展。通過“傳統(tǒng)課堂”與實施“智慧課堂”學生成績的對照，其優(yōu)秀率和優(yōu)良率明顯提高。該課程建設經(jīng)驗也為其他高校相近課程“智慧課堂”的實施提供了一定的借鑒作用。

關鍵詞：智慧課堂;教學模式;電力電子技術

中圖分類號：G434文獻標識碼：A

1 《電力電子技術》的課堂教學現(xiàn)狀

《電力電子技術》是我校電氣工程及其自動化專業(yè)的基礎課之一，主要培養(yǎng)學生通過典型電力電子器件實現(xiàn)交《電力電子技術》直流電能的轉換與控制的能力，課程具有理論性強、實踐難度大的特點，模型難以建立，涉及高壓大電流，理論晦澀，波形復雜，由于課時不斷壓縮，為完成大綱計劃教師通常是滿堂灌，學生沒有時間獨立思考，個性化教學更是無法實施。隨著內容的深入這種弊端日益突顯，有的學生甚至對專業(yè)學習失去耐心和興趣，學習效果不盡如人意。為此，隨著教育現(xiàn)代化的普及推廣，借助移動“互聯(lián)網(wǎng)+”本文用智慧課堂開展全新的教學模式，重在激發(fā)學生學習的主動性，為學生的未來就業(yè)打下堅實的電氣專業(yè)基本功[1]。

2 智慧課堂的特點及實施的重要性

智慧課堂是利用移動“互聯(lián)網(wǎng)+”的環(huán)境和眾多的信息技術平臺，是網(wǎng)絡教學與教室教學結合的一種新的教學模式。其具有豐富的教學形式和先進的輔助教學軟件，通過構建智能化、多元化的新型課堂，借助信息網(wǎng)絡技術得到課堂環(huán)節(jié)監(jiān)測的多角度數(shù)據(jù)，從而精確地掌握各層次學生的學習情況，為學生提供形式多樣的多媒體資源，按照多元化與個性化要求推送電子教材和學習資料，促進教學質量，提高學生的綜合素質。

教育部印發(fā)了“關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見”，明確提出全面深化課程改革，是貫徹黨的十八大精神的重大舉措，是提高國民素質、建設人力資源強國的戰(zhàn)略行動。隨著落實課程改革各項工作任務的深入，課堂的復雜性，執(zhí)行的不確定性日益暴露出來。課堂之所以復雜，因為教學系統(tǒng)的變化是由教學過程完成的，很多教師難以擺脫固定的教材和參考資料，每學期的課程都在重復復制相同的教案，但教學過程是師生共同完成的統(tǒng)一體，每次的教學課堂面對的學生的基礎，素質，特長都是不同的。《電力電子技術》作為電氣專業(yè)的重要核心課程，其教學必須適應這一變化，打破傳統(tǒng)“黑板+多媒體”的模式，引入智慧課堂來開展教學[2]。

3 《電力電子技術》智慧課堂建設的實施內容

《電力電子技術》課程是電力學、電子學、控制理論三門學科的交叉學科，《電路分析》《模擬電子技術》《電機學》等是先修的基礎課程。受傳統(tǒng)教學模式的影響，并且擴招后的學生基礎素質有所下降，對學生來說很好地掌握課程知識難度是很大的。該門課程中實踐內容較多，設備往往工作于強電大功率的環(huán)境，學生安全控電、操作的規(guī)范性和合理性是非常重要的。智慧課堂教學模式改革主要從教學方式、教學對象、教學效果三方面入手進行構建和應用，借助微助教作為技術支持平臺實現(xiàn)教學動畫、視頻資料的共享。在具體章節(jié)的教學實施過程中，每個教學單元按照“三大模塊”的流程進行開展。

（1）模塊一：課前準備工作。包括授課章節(jié)教學目的、重難點的描述，理論知識點的梳理，教學方案設計，上傳授課視頻及資料，布置課前的學習任務及作業(yè)等內容。

（2）模塊二：課上訓練環(huán)節(jié)。包括課前知識點的復習，課前學習任務的檢查與討論，知識點的延展，布置課后學習任務。師生在課上利用微助教進行課堂互動，面對面地傳授知識，增強學生對于知識點的記憶與理解。

（3）模塊三：課后評估鞏固。課下教師修改學生提交的課后作業(yè)，并進行班級成果分享，教師根據(jù)微助教課前、課中階段及后臺生成的數(shù)據(jù)，總結學生對于授課內容的掌握情況，繼而完善后期的教學活動設計安排。

4 《電力電子技術》智慧課堂建設的實施過程

本次試點對象為近180名電氣工程及其自動化專業(yè)學生，采用的教材是“王兆安，劉進軍，電力電子技術（第5版），機械工業(yè)出版社，2009年”。教學活動借助第三章“整流電路”展開，下面闡述智慧課堂的教學活動設計方案，分為三個階段。

（1）教學目標的制定。結合教育部關于高等學校電氣工程及其自動化專業(yè)本科教育教學的基本要求，參照該課程的教學大綱，以“單相整流電路”為例，把該內容的教學目標設定如下：①工程分析評判能力：掌握單相整流電路的基本知識與概念以及各參數(shù)計算方法，培養(yǎng)學生分析和繪制波形圖能力;②工程設計能力：初步掌握單相變壓器、控制開關、負載之間的組合連接與設計電路能力;③團隊協(xié)作能力：能處理好個體與團隊的關系，完成小組內信息共享及完成所承擔角色的任務。

（2）教學重難點的確定。在整體章節(jié)中，單相全控橋大電感負載、反電勢負載、三相全控橋大電感負載作為重點內容，每種電路的工作原理、波形分析作為關鍵點，電路工作過程和參數(shù)計算作為難點。

（3）智慧課堂的教學設計。以三相全控橋帶大電感反電勢負載為例，計劃教學活動時間安排為課前2課時、課上環(huán)節(jié)2課時及課后鞏固2課時。①課前內容：電路設計案例引導、布置課前思考題，如電路的工作原理，反電勢負載下電壓和電流的波形特點，電流連續(xù)的參數(shù)條件等。再者，通過微助教平臺發(fā)布學習資料及視頻，包括整流電路課件、電動機調速，發(fā)電機勵磁調節(jié)的裝置圖片、動畫等音視頻資料，電解及電鍍實際應用的短視頻播放等相關網(wǎng)絡材料、參考文獻的推送等，電腦與手機兩種形式都可選擇，時間和場所隨意多次播放與查看。結合微助教的后臺統(tǒng)計，教師可隨時了解學生的完成進度和觀看頻次，統(tǒng)計學生的疑難點。②課中環(huán)節(jié)：老師隨堂抽查預習情況，分小組回答思考題、講授統(tǒng)計的疑難點，布置課后學習任務。首先，對課前理論知識進行隨機點名測驗，檢驗教學知識的預習情況。并結合課前后臺的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行成績即時反饋，展示分享;將難懂的知識點著重講授并進行交互問答，有時間的話還可進行趣味互動。③課后：整理課堂數(shù)據(jù)、學生上傳作業(yè)、教師對上傳的作業(yè)直接進行查閱與批改并評分，線上答疑交流等。對存在的問題及時分析講解，盡可能地做到一對一的輔導模式。還可實施激勵措施，對完成情況有進步的、較好的、優(yōu)秀的給予鼓勵，按照等級加分。消除了傳統(tǒng)課堂中師生們面對面交流的各種制約因素[3-5]。

5 傳統(tǒng)課堂與智慧課堂的成績對照

《電力電子技術》智慧課堂于2019—2020年第2學期開始實施，通過線上“微助教”平臺對三個模塊各單元的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，由課堂參與、過程完成情況、研究報告及期末考核構成。智慧課堂加大了過程管理力度，由課堂參與、小組討論、課后預習、答疑、作業(yè)完成情況、實驗操作表現(xiàn)及期末考評等綜合因素得到學生的總評分數(shù)?，F(xiàn)將采用傳統(tǒng)課堂授課時本專業(yè)學生2018—2019年第2學期的《電力電子技術》課程成績通過率情況與之對比，如下圖所示，智慧課堂的“優(yōu)秀率”和“優(yōu)良率”明顯提高，“及格率”明顯下降，實現(xiàn)了預期效果。

6 結語

基于移動“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，傳統(tǒng)課堂已無法滿足師生的需求，本文通過《電力電子技術》智慧課堂教學模式改革的實施，以“整流電路”課程內容作為試點介紹了具體的實施過程。在該過程中學生課堂參與度、小組討論的活躍度、學習主動性明顯提高，教學視頻、圖片、課件、參考資料等資源共享性大大加強。通過與傳統(tǒng)教學效果對比可知學生的過程管理和成績管理已達到預期。本文的構建模式良好地實現(xiàn)了師生交互，激發(fā)學生的學習自信和熱情，增添了趣味性，提出了手機可作為高校課堂學習工具的思路，為其他專業(yè)課程智慧課堂的實施起到了一定的借鑒作用。

參考文獻：

[1]孔伊昵.基于智慧教室的互動教學的研究[J].智庫時代，2020（2），220-221.

[2]劉邦奇.智慧課堂：“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的課堂變革[N].江蘇教育報，2016-09-21（004）.

[3]張月月，王君明.高校實驗教學中“以學生為中心”教育理念的應用[J].教育現(xiàn)代化，2019，10（85），276-277.

[4]孫曙輝，劉邦奇.基于動態(tài)學習數(shù)據(jù)分析的智慧課堂模式[J].中國教育信息化，2015，22：21-24.

[5]劉軍.智慧課堂：“互聯(lián)網(wǎng)+”時代未來學校課堂發(fā)展新路向[J].中國電化教育，2017（7）：14-19.

作者簡介：王紅（1972— ），新疆奎屯人，桂林電子科技大學機電工程學院教師，副教授，主要從事電力電子與電氣傳動方向的教學科研工作。

*通訊作者：莫金海（1963— ），廣西桂平人，桂林電子科技大學機電工程學院教師，教授級高工，主要從事電力電子與電氣傳動方向的教學科研工作。