基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出理念的電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革

杜曉婷，夏百花，韋穎

基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出理念的電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革

杜曉婷，夏百花，韋穎

（安徽三聯(lián)學(xué)院 電子電氣工程學(xué)院，安徽 合肥 230061）

結(jié)合學(xué)習(xí)產(chǎn)出理念，以學(xué)生學(xué)習(xí)能力要求為導(dǎo)向制定課程教學(xué)大綱，探索一種軟件仿真與操作實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，線上預(yù)習(xí)與課堂驗(yàn)證相結(jié)合的電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革方法，并將實(shí)驗(yàn)效果反饋環(huán)節(jié)納入課程效果評(píng)價(jià)辦法．通過實(shí)驗(yàn)實(shí)例，對(duì)教學(xué)實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行了分析，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)參與、思考分析的能力，解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，對(duì)學(xué)生綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)達(dá)不到預(yù)期效果等問題．

電力電子；學(xué)習(xí)產(chǎn)出；教學(xué)改革

學(xué)習(xí)產(chǎn)出教育理念（OBE）[1]最早出現(xiàn)于美國和澳大利亞的基礎(chǔ)教學(xué)改革．美國學(xué)者Spady WD指出：讓學(xué)生能夠?qū)W到知識(shí)，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的設(shè)定目標(biāo)，遠(yuǎn)比采用何種方式學(xué)習(xí)以及在什么時(shí)間學(xué)習(xí)重要得多[2]；澳大利亞教育部門把OBE定義為：基于實(shí)現(xiàn)學(xué)生特定學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育過程[3]．在學(xué)習(xí)產(chǎn)出教育模式中，首先要制定預(yù)期產(chǎn)出目標(biāo)，然后依據(jù)學(xué)生畢業(yè)時(shí)應(yīng)該具有的知識(shí)、能力與素質(zhì)要求，制定出相應(yīng)的人才培養(yǎng)體系，為了確保學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)這些預(yù)期產(chǎn)出目標(biāo)，制定出相應(yīng)的學(xué)習(xí)產(chǎn)出評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[4]．

1 實(shí)驗(yàn)課程大綱制定

電力電子技術(shù)課程是電氣類相關(guān)專業(yè)的核心課程，涵蓋了電力電子技術(shù)理論課程、電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程、電力電子技術(shù)仿真課程、電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)4個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)[5]．在傳統(tǒng)教學(xué)過程中，電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程與電力電子技術(shù)仿真課程分別在２個(gè)學(xué)期開設(shè)[6]，由于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)限制，電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程只能對(duì)理論課程中的4種變流電路做簡單驗(yàn)證，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，對(duì)學(xué)生綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)效果不理想[7]．因此，根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)、社會(huì)需求及個(gè)人發(fā)展要求，制定新的教學(xué)大綱.

1.1 教學(xué)大綱設(shè)計(jì)思路

依據(jù)人才培養(yǎng)方案中對(duì)電力電子技術(shù)課程知識(shí)、能力、素質(zhì)要求，結(jié)合學(xué)習(xí)產(chǎn)出理念[8]，制定了以學(xué)生學(xué)習(xí)能力要求為導(dǎo)向的電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱．教學(xué)大綱設(shè)計(jì)思路見圖1．

圖1 電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱設(shè)計(jì)思路

1.2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目制定

依據(jù)課程教學(xué)大綱教學(xué)目標(biāo)要求，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在內(nèi)容上涵蓋觸發(fā)電路工作原理分析、4種變流電路工作原理分析、控制電路設(shè)計(jì)3個(gè)主要部分．實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)見圖2．

圖2 電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程實(shí)現(xiàn)

OBE理念以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)參與、思考分析與實(shí)踐驗(yàn)證相結(jié)合的能力[9]．因此，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，依據(jù)電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)目標(biāo)要求，以單項(xiàng)橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)為例（見圖3），設(shè)計(jì)了仿真實(shí)驗(yàn)與操作臺(tái)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、線上預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)與課堂驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)方式．

課前，學(xué)生需要完成2部分內(nèi)容：（1）學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，完成預(yù)習(xí)內(nèi)容，主要包括鋸齒波觸發(fā)電路工作原理、單項(xiàng)橋式半控整流電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)3部分；（2）借助仿真軟件，完成單相橋式半控整流電路模型建立，并完成運(yùn)行調(diào)試部分（見圖4～5）．在預(yù)習(xí)部分納入仿真環(huán)節(jié)，彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)電路連接被隱藏、電路連接方式不直觀的缺點(diǎn)[10]，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)開展之前充分了解電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為實(shí)驗(yàn)過程中的原理分析、波形分析以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證提供了基礎(chǔ)．

課中，學(xué)生主要完成實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)驗(yàn)證內(nèi)容，包括鋸齒波觸發(fā)電路各點(diǎn)波形測定、單相橋式半波整流電路不同觸發(fā)角下電阻性負(fù)載、阻感性負(fù)載輸入輸出波形測定及數(shù)據(jù)讀?。诓ㄐ渭皵?shù)據(jù)讀取環(huán)節(jié)，注意與仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形的判斷能力增強(qiáng)，同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的興趣，提高了實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)效果．

課后，學(xué)生主要針對(duì)仿真環(huán)節(jié)、實(shí)驗(yàn)臺(tái)操作環(huán)節(jié)的波形及數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題，分析改進(jìn)方法，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告．

圖3 單相橋式半控整流電路接線圖

圖4 單項(xiàng)橋式半控整流電路仿真

圖5 單項(xiàng)橋式半控整流電路波形

3 實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)包括實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)及反饋評(píng)價(jià)，考核評(píng)價(jià)主要包括實(shí)驗(yàn)過程考核與期末考核（見圖6）．反饋評(píng)價(jià)包括學(xué)生自我評(píng)價(jià)、學(xué)生信息員評(píng)價(jià)、校院兩級(jí)督導(dǎo)評(píng)價(jià)、學(xué)生參與各類學(xué)科競賽反饋、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)企業(yè)單位評(píng)價(jià)等．

圖6 實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)

4 結(jié)語

基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出教育理念的人才培養(yǎng)過程可概括為定義預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出、實(shí)施學(xué)習(xí)產(chǎn)出和評(píng)估學(xué)習(xí)產(chǎn)出3個(gè)階段．本文在深度分析學(xué)習(xí)產(chǎn)出人才培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)上，結(jié)合電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程培養(yǎng)目標(biāo)要求，以學(xué)生學(xué)習(xí)能力要求為中心，制定了課程教學(xué)大綱，設(shè)計(jì)了涵蓋觸發(fā)電路工作原理分析、4種變流電路工作原理分析、控制電路設(shè)計(jì)3個(gè)主要部分的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，制定了學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)辦法．將軟件仿真環(huán)節(jié)引入教學(xué)過程，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)參與的積極性，提高思考分析能力和綜合實(shí)踐能力．

[1] Richard M，F(xiàn)elder，Rebecca Brent．Designing and Teaching Courses to Satisfy the ABET Engineering Criteria[J]．Journal of Engineering Education，2003，62（1）：7-25．

[2] 高發(fā)亮．基于OBE理念的“電力電子技術(shù)”課程改革探究：以濱州學(xué)院為例[J]．工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2021，34（6）： 155-156．

[3] 張志，劉暢，唐校，等．賽教融合下《電力電子技術(shù)》實(shí)踐教學(xué)模式的探索與實(shí)踐[J]．中國電力教育，2020（9）：50-51．

[4] 吳新開，舒薇．應(yīng)用型本科專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)的特點(diǎn)與改革：以“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)的改革為例[J]．教育教學(xué)論壇，2021（1）：90-93．

[5] 范茂彥，張麗芳．拓展“電力電子技術(shù)應(yīng)用型人才”創(chuàng)新思維探索[J]．教育教學(xué)論壇，2019（19）：60-61．

[6] 章小衛(wèi)，周京華，宋曉通，等．新工科背景下“電力電子技術(shù)”創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)研究[J]．中國電力教育，2018（5）： 78-80．

[7] 林華，覃禮釗，李慶．大類招生背景下材料專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐[J]．遵義師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2020，22（1）： 122-123，132．

[8] 王琪，鈕燕燕，羅印升，等．電氣類專業(yè)課程教學(xué)模式的探索：以“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)為例[J]．江蘇理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2021，27（2）：102-110．

[9] 王慧，孫麗玲，田艷軍．基于MATLAB仿真的電力電子技術(shù)綜合性課程設(shè)計(jì)[J]．實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2021，38（9）：191-194．

[10] 張耀鋒．基于Matlab仿真技術(shù)在電力電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[J]．天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2020（5）：38-42．

Experiment curriculum reform of power electronics technology based on OBE

DU Xiaoting，XIA Baihua，WEI Ying

（School of Electronic and Electrical Engineering，Anhui Sanlian College，Hefei 230061，China）

Based on the concept of OBE，and the requirement of students′ learning ability，the curriculum syllabus is formulated，explores a teaching reform method of power electronic technology experiment course，which combines software simulation with operation experiment，online preview and experimental verification．And the feedback of experimental results will be incorporated into the evaluation method of course results．Through the experiment example， the teaching realization process is analyzed．Students′ ability of active participation，thinking and analysis is cultivated．To solve the students study enthusiasm is not high， the general effect of comprehensive practical ability training and so on．

power electronics；learning output；teaching reform

1007-9831（2022）03-0090-04

TM13∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2022.03.019

2021-11-09

省級(jí)線下課程“電力電子技術(shù)”（2020kfkc199）；省級(jí)“雙基”示范基層教學(xué)組織（教研室）（2020sjjxzz01）

杜曉婷（1982-），女，河南新鄉(xiāng)人，副教授，碩士，從事智能控制研究．E-mail：xt198200@163.com