電力電子技術課程教學改革新思路

摘要本文分析了目前電力電子技術課程的教學現狀及普遍存在的問題。以提高學生主動探索興趣和加強實踐動手環節為目的，文章從課堂組織形式、實驗改革以及成績考核三個方面，提出了將傳統教學法與討論式教學法相結合、實驗電路設計與實驗臺相結合以及大幅度增加平時成績占總成績比例的改革新思路。

中圖分類號:G420文獻標識碼:A

近幾年里，隨著我國社會經濟的快速發展，電力電子技術在應用上呈現出快速發展趨勢。面對全球性的能源危機和環境問題，電力電子技術更是利用其獨有的特點，發揮出不可替代的作用。目前電力電子技術已經成為國民經濟建設中的關鍵基礎性技術之一，其應用領域幾乎涉及到國民經濟的各個工業部門。作為高等院校電氣工程及其自動化、自動化和機電一體化等專業的主干專業課程，其內容學科涉及面廣、實踐性強。①然而目前的教學體系下，大多數學生學完該課程后，僅僅局限于課本、作業和考試，缺乏工程實踐能力。因此如何提高教學效果，使學生較好地掌握課程內容，培養學生的工程實踐能力和創新能力，提高學生的學習興趣，是當前急需解決的問題。本文首先從分析當前教學現狀出發，針對教學中普遍存在的問題，從教學組織形式、實踐環節以及考核方法等幾個方面提出了將傳統教學法與討論式教學法相結合、實驗電路設計與實驗臺相結合以及大幅度增加平時成績在總成績中所占比例的新思路。

1 教學課堂現狀分析

在目前的教學課堂中，多數是采取以教師為主體的講授式教育模式。講授式教育模式是教育歷史上最悠久的方法之一，是教師向學生傳授知識的重要手段。在講演式教學中，教師借助口頭言語和板書呈現教材，闡明知識的聯系和邏輯關系，促進知識的理解。講授式教學法的主要優點是教師能夠按照事先備好的內容，有條理的闡述完整的知識體系，直接鼓勵學生的學習熱情，且能經濟地同時向許多人傳授知識。對于大學教育來說，講授法比其他教學方法更容易掌握，信息量大而且快，安全可靠。

盡管講授法有其不可替代的優點，但是在大多數教學研究型高等院校的實施過程中，普遍存在以下兩方面的問題:

首先，由于這種教學方式從形式上，學生主要任務是聽懂老師講授的內容，大多數學生處于被動接受狀態，注意力經常分散，很難在45分鐘內都全神貫注。每次課的最后5-10分鐘，很多同學會感到疲倦而期待著下課。因此每堂課的最大有效時間約在35分鐘至40分鐘。

其次，在學生聽課過程中常會碰到問題，或者說聽不懂的地方，這種情況下只有極少數學生會把問題記錄下來，下課問老師。大部分同學都會放棄，不記錄。雖然在上課過程中，老師也會向學生提問，或者問學生有什么問題，但是由于國內學生大部分都很內向，不愿意開口。碰到難點，也許老師重復多次仍然沒有講到學生真正弄不懂的地方，針對性不強。造成這種情況的原因主要在于師生雙方交流不夠。這樣日積月累，越到后面學生學習越困難，最終會導致部分學生放棄聽課。

針對上述存在的問題，下面從改進教學方法的角度來探討如果提高學生的學習積極性。

2 討論式教學法在課堂中的應用

討論式教學法是通過教師組織和引導，為實現一定的教學目標，啟發學生就特定問題發表自己的見解，并通過學生之間，師生之間的相互交流討論，以培養學生的獨立思考能力和創新精神并尋求獲得真知和全面提高學生素質的教學模式。②

討論式教學法在我國可以追溯到孔子的啟發式教育方式。而萌芽于唐代，興盛于宋代的書院，既中國古代高等學府，可謂中國古代討論式教學的鼎盛時期，書院基本采取討論式、論辯式教學，氣氛活躍，學生可以暢所欲言，極大的釋放了學生的創造才能。在國外，1919年英國教授俄斯凱恩也明確提出了討論式教學模式的概念，這是目前西方國家大學教學早已習慣的教學模式之一。但是此類教學模式在我國現代大學教育中很少被采用。

由前所述，討論式教學法正好是對講授法教學的諸多不足的一種彌補。在討論教學中，采用學生分小組討論的方式交流，學生自由發言、提問;教師參與小組討論。教師在課堂上主要起到引導、組織以及答疑解惑等作用。由于課程不可能完全采用討論式的方法，因此這里所說討論式教學法是對講授法教學的一種補充。③

2.1 課前準備

電力電子技術課程主要內容有電力電子器件、整流電路、直流變換電路、逆變電路和交流變換電路。④根據章節的內容，每個章節安排1-2次討論課，一共大約10次討論課。每講完一個主題進行一次討論。

由于是討論課，因此與講授式教學方法不同之處首先在于課前準備工作，包括學生和老師兩方面的準備，教師應該根據每次課的主題精心準備題目，每次課的前3天將下次課的內容和參考書目公布在課程網站上，內容包括下次課的主題，討論的核心問題和考核方法。同學們應根據老師布置的內容，充分查閱資料，做好準備。例如上第一次課緒論之前，可以布置以下幾個問題，什么是電力電子學，它的起源是什么?電力電子學和電子學的區別是什么?線性電源和開關電源的區別在哪里?電力電子學的應用主要在哪些領域?電力電子學和其他課程之間的聯系是什么?電力電子學研究的內容包括哪些方面?等等。首先通過課前預習這一系列的問題，使同學們對該次討論課的主題首先有一個初步的認識。

2.2 課堂組織

上課時，老師先拿出課堂大約15分鐘的時間，給同學們互相討論交流課前布置的討論問題，然后了解各小組對問題的掌握程度。老師隨機抽取不同的小組同學給大家講解他所了解的情況，如果回答不好，再換其他同學補充，每講完一個問題，其他同學可以補充。當一個論題討論結束后，老師根據同學們的回答的實際情況，對該問題進行進一步深入分析講解和拓展。后面的每個問題均按照這樣的方法進行。

討論教學法可以安排在該內容講授之前，作為提前預習，這樣學生可以先行了解所學內容，老師可根據學生已經掌握的情況，有的放矢的講解，這樣的教學針對性強，效率高。也可以安排在內容講授之后，由于同學們已經對相關知識有一定掌握，因此這類討論課可以作為學習之后進一步的討論，也可以將前段時間學習的內容進行全面的復習，把存在的問題提出來，同學們互相交流。

對于討論課的組織形式，在開始試點教學時，由于經驗不足，宜采用小班教學，人數不超過30人。可以分為5個組，每組5-6人。小組成員可以在班長和學習委員協助下進行自由組合，盡量安排每個小組有2-3個態度認真，學習成績較好的同學。每個組要有組長和副組長。組長和副組長負責主持該小組的討論活動，以及小組成員問題的歸納總結，鼓勵小組的同學之間互相幫助，以達到共同提高到目的。

采用討論式教學，大大提高了同學們的學習主動性，課堂氣氛寬松，師生互動效果良好，而且對其他采用講授法教學的課堂也會產生良好的促進作用。

3 實踐環節教學現狀分析及改進措施

電力電子技術作為工程實踐性非常強的一門課程，實驗必不可少，多數院校安排大約10學時左右的實驗。目前多采用大型實驗臺的方法做實驗，實驗內容基本是驗證性的實驗。多數實驗設備僅僅引出幾根測試線，可調節的地方非常少，例如，三相橋式整流實驗，大部分的實驗裝置，僅僅為連接主電路和負載線路。對于晶閘管驅動部分，脈沖如何產生的均沒有涉及。因此學生做完實驗，只能是把書上的電路波形搬到示波器上。對于電路的理解是非常淺顯的。而且事實上現在能夠做到預習實驗的學生非常少，學生到實驗室之后，僅僅需要接上幾根線就能完成波形測試。特別是逆變電路部分的實驗臺，需要接線的就更加少。學生對于控制芯片的使用，可以在完全不了解到情況下完成實驗。

針對上述情況，我們按照實驗臺的實驗內容設計實驗電路設計任務，每次實驗之前兩周，就將實驗任務布置下去，但是要求學生以討論小組為單位，完成該實驗電路板的設計工作。對于電力電子技術來說，多半情況下是10個學時的實驗，可以安排電路電子器件及驅動電路測試、單相橋式整流、逆變電路、直流變換器，一共4個實驗。基本上是每章一個實驗，每個討論小組最少完成一件電路實物制作。在做實驗之前專門上一次針對實驗課的討論課。對設計內容和電路制作出現的問題，充分討論，然后老師給出電路講解。采用上述方法后，很多同學們對該課程產生了濃厚的興趣，效果顯著。

4 改進考核方法

目前多數課程的考核均由期末考試成績、平時成績、實驗成績來決定最終的綜合成績，其比例一般為70%、20%和10%，可以看出，期末成績占主要部分，而平時成績主要由作業和考勤來決定。在這種考核方式下，只要最終考試考好，平時作業都交了，考勤每次都能到，成績一定好。由于是期末考試，因此很多同學平時并不十分重視學習，聽不懂也就算了。僅僅等到臨考前一段時間，根據老師復習范圍，突擊復習。這樣的后果就是，即使考分高，也只能說明對復習那部分掌握情況不錯，基本局限于教材，考生的成績并不能反映學生的真實水平。而且這樣學習到的知識面是很窄，并無法全面真實反映學生的綜合能力。而考試的另外一個作用是督促學生學習，如果采用上述方法，對于大多數學生，僅僅能督促他們在考前好好學習，也無法督促他們平時好好學習。

我們希望學生一直保持良好的學習狀態，因此應該加強平時成績的考核，加大平時成績的比例。這里我們將考試成績分為4部分，平時討論課的小組成績，實驗設計成績，作業成績，考試成績。其比例可以劃分為3:3:1:3。其中討論課的考核辦法，可以根據學生的參與度以及對所討論問題的理解程度給予評分，例如規定有ABCD四個等級，A表示回答并且完全理解，B表示能夠找到正確的答案，但理解不夠充分，C表示回答基本正確，D表示沒有課前準備。對于實驗成績，可以首先將完成設計和制作任務的同學歸為A，僅僅完成設計任務而沒有制作成功的歸到B，僅僅只能在實驗臺完成實驗的同學歸為C，如果實驗臺上的實驗都無法完成則表示完全沒有學習的，歸為D類。其他兩種成績可以參照以往的評定方法。這樣對成績考核方法，大幅度提高了平時成績和實驗成績所占的比例，將大大促進同學們的平時學習和動手能力鍛煉。

5 結束語

根據上述分析，我們將傳統的講授式教學方法改進為講授式與討論式相結合，將實驗臺實驗改為實驗電路設計，最后在考核方式中加入了討論式課堂的成績，大幅度提高了實驗成績在綜合成績中的比例。總的目的在于提高學生平時的學習主動性，提高學習興趣。然后實際中，這樣的改革是無法靠教師單獨完成的，由于引入了討論式教學，那么原來的學時數必定不夠，因此需要增加一定的學時，否則難以完成教學計劃。第二，由于實驗采用了電子設計項目，同學們做實驗經常需要用實驗室，而且會用到電子器件，因此這也需要學校和院系的支持。當然老師在教改初期會投入更多的精力，學校也應給予支持和鼓勵，最終從點到面，全面推廣，進而形成一個良好的學習氛圍。

基金項目:“湖北省高等學校品牌專業(電氣工程及其自動化)”經費資助(鄂教高〔2010〕10號)

注釋

①陳新，王慧貞.淺析“電力電子技術\"專業課程教學[J].電氣電子教學學報，2010(2).

②吳援明，肖華.“分組討論式教學法”的實踐與思考[J].高教論壇，2008.6(3).

③謝少安.關于大學互動教學設計的探索與思考[J].教育探索，2010(1).

④王兆安，黃俊.電力電子技術(第四版)[M].北京:機械工業出版社，2000.