基于項目導向的研究性教學模式探索

劉少克 李曉龍

摘要：近年出現的基于項目導向的研究型教學方法，把傳統重理論知識的課堂教學思想提升到重實踐、重應用能力培養的教學新理念。結合實際的項目導向教學，提高了學生的學習興趣，對鞏固學生所學無疑大有幫助。本文對項目導向教學中綜合性工程平臺的選擇進行了探討，并以電力電子技術課程教學為背景，對綜合性工程平臺選擇進行了舉例分析。

關鍵詞：教學方法；教學研究；實踐教學；工程案例；電力電子技術

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）36-0114-02

一、前言

從傳統重理論知識的課堂教學到現代重實踐、重應用能力培養的研究性教學模式的出現和發展，教學的理念發生了根本變化，從而給教學的模式也帶來了根本變化。基于項目教學是近年出現的研究性教學方法，由于其與實踐結合緊密，在工科技術類教學中深得廣大教師的喜愛。

侯艷霞將項目導向式教學法應用于傳感器技術教學，實現了學生的動手能力和綜合素質的提高。李娜針對“電力電子技術”課程涵蓋內容多、難度大、實用性強，結合企業實際需要，提出采用項目教學法，把理論與實踐有機結合起來，在激發學生學習興趣的同時，也發掘了學生的創造潛能。王武通過采用工學結合、項目導向、情境設計的實施過程，實現了基于項目導向法的電力電子技術教學新模式。張玲針對現階段互動平臺主要是單一互動平臺的不足，介紹了基于多媒體電子課堂、電話等立體化師生互動平臺的建設。周殿鳳通過分析技術類專業課教學中存在的問題，對技術類專業課的項目化教學進行了探索。周彤以《二維動畫設計》課程為例，介紹了分析項目教學法在多媒體系列課程中的教學應用。上述項目教學實踐方法的提出和利用，對提高教學效果無疑是有幫助的。

從傳統的知識傳授到能力傳授是研究性教學實踐的根本出發點和教學宗旨。在研究性教學實踐中，結合實際的項目教學，對提高學生學習興趣、鞏固學生所學大有幫助。但在查閱了眾多基于項目和案例的研究性教學文獻資料后，筆者發現現代研究性教學雖然在與實踐結合緊密性方面比傳統教學上了一個臺階，但同時也出現了一些新的問題，如：有的所舉項目和案例所涉及的背景知識生僻，不具典型性；有的所舉項目和案例采用的技術面臨淘汰，不具先進性。鑒于此，結合研究性教學實踐，提出采用綜合性工程平臺的概念，并以磁浮列車供電系統作為綜合性工程平臺在電力電子技術教學中的應用進行了舉例說明。本文在此基礎上對基于項目導向的研究性教學模式進行了進一步的探索。

二、項目導向教學中綜合性工程平臺的選擇

（一）綜合性工程平臺選擇的必要性

綜合性工程平臺是指我們在同一門課程研究性教學中，結合課程特點，選擇一個工程平臺為背景，以該平臺技術為基礎，從中選擇、分類出涉及課程不同知識內容的項目，進行研究性教學的實踐探索。

傳統教學中，教師在課堂上對課程知識進行講解，學生通過自學、做習題、例行實驗和教師答疑消化課程知識，通過考試鞏固所學知識。這種教學方法，學生的理論基礎往往很好，但與實際聯系不緊密；進入工作后，需要較長時間的適應過程。現代教學中引入項目和案例教學法，與實際聯系密切，學生的動手能力得到了鍛煉和提高，但是也產生了一些新的問題，如在項目和案例教學中，對于每一個項目的完成，學生需要用更多的時間和精力去完成。尤其對于從未做過實際項目設計工作的學生來說，僅僅是把理論知識硬搬至實際項目中，在項目完成過程中難免會理想化，所完成的項目設計在工程實際中很難實現，甚至根本實現不了。對此，借助專業化的軟件進行仿真，可解決一部分問題，但軟件仿真也不是萬能的。這樣，完成一個結合實際的項目，往往需要大量的時間和精力，且隨時需要工程實際經驗豐富的教師指導，這就使每一個學生能夠承擔的項目數量是極其有限的，而一個項目往往只對應一個知識點，因此，有必要采用綜合性工程平臺，將不同學生完成的不同項目通過平臺聯結在一起，從而取得好的教學效果。

（二）怎樣選擇合適的綜合性工程平臺

當選擇綜合性工程平臺時，典型性、適應性、先進性和系統性等是需要考慮的重要因素。典型性是指所選擇的工程平臺應具有廣泛的應用背景，是學生容易接觸、感性認知到的東西，且該工程平臺采用的技術涵蓋了所授課程重要的知識點。適應性是指所采用的工程平臺，所涉及的知識點應該與本門課所講授的重要知識內容相一致，且深度和工作量要適中。通過一個平臺，在合理占用學生時間的前提下，完成課堂多個知識點的傳授和實踐鞏固。先進性是指所選擇的綜合性工程平臺所涉及的技術，目前在工程實際中廣泛被采用或即將被廣泛采用，并在未來一段時間內不會被淘汰。系統性是指綜合性工程平臺應該涉及所講授課程的大多數核心知識內容和知識點。通過在同一工程平臺上，挑選、提煉出不同項目，使學生所學的知識得到有機統一。

三、綜合性工程平臺選擇舉例

（一）磁浮列車是電力電子技術一個好的工程平臺

磁浮列車是一種與輪軌類似的新型交通工具，除了車輛通過電磁力懸浮支撐外，列車供電、牽引和運行控制技術與輪軌交通大同小異。磁浮列車供電系統由地面供電和車輛供電兩大部分組成。地面供電主要由各種變電所、動力照明和電纜輸電線路構成。車輛供電主要包括牽引逆變器、懸浮電源、輔助逆變器和控制電源等。其中地面供電系統的主變電所將城市電網提供的高壓AC110KV、50Hz的三相交流電降壓成中壓AC35KV/20KV/10KV、50Hz的三相交流電；牽引變電所再將中壓三相交流電降壓整流成DC1500V直流電，通過接觸軌、車輛受電系統和配電系統分配給各個用電設備，供磁浮列車牽引、懸浮、導向、制動、控制、信號、照明、空調等設備使用。車輛牽引逆變器完成直流DC1500V變換為三相變頻變壓（VVVF）交流電源，給車載牽引直線電機供電；懸浮電源完成直流DC1500V至直流DC330V的降壓斬波變換，供車輛懸浮系統用電；車載輔助逆變器完成直流DC1500V變換為三相AC380V、50Hz恒頻恒壓（CVCF）交流電源，供車輛空調、照明、散熱風機、電加熱和控制用電；車載控制電源完成交流AC380V至直流DC110V整流變換，供列車控制信號用電。

磁浮列車供電系統涉及“電力電子技術”課程中整流AC/DC、斬波DC/DC、調壓AC/AC、逆變DC/AC四大主變換電路和軟開關諧振技術，這些知識是“電力電子技術”課程的核心知識內容。近年，隨著電力電子技術的發展，其供電系統也不斷發展，如地面牽引變電所中的降壓整流，由最初采用的單象限整流供電方式到目前采用的PWM控制技術的四象限整流，供電功率因數得到了提高，列車制動下的能量可直接回饋到電網加以利用，因此磁浮列車供電系統可作為“電力電子技術”課程多項目綜合性工程平臺。

（二）磁浮列車工程平臺項目舉例

磁浮列車供電系統是一個好的綜合性工程平臺，在電力電子技術課程教學中，利用該平臺可以列出涉及不同知識點的多個典型案例和項目，供研究性教學使用。表1列出了在車輛懸浮控制系統中，利用斬波DC/DC技術，采用3個不同項目，進行研究性教學的示例。

表1中3個項目的設置有明顯的目的和應用背景。其中項目1為結合工程實際應用的DC/DC斬波變換PWM控制方法，目前在工程實際中被廣泛使用。項目2和項目3分別針對純電勵磁、永磁和電勵磁混合懸浮電磁鐵兩種結構，其DC/DC變換要求提供負載單向、雙向電流，以進行車輛懸浮的控制。3個項目結合了工程實際，學生通過設計、實驗，解決了實際問題，看到了車輛懸浮效果，有好的成就感。

四、結語

基于項目導向的研究性教學能夠讓學生將課本上學到的理論知識與工程實際結合起來，達到提高學生動手能力的目的。但怎樣選擇項目，對教學的效果影響很大。選擇和利用綜合性工程平臺，通過在同一平臺中，挑選相互聯系的項目，無疑可達到事半功倍的效果。

參考文獻：

[1]侯艷霞.項目導向式教學法在《傳感器技術》教學中的嘗試[J].北京市經濟管理干部學院學報，2009，（3）.