概念圖教學(xué)策略在電力電子技術(shù)課程中的應(yīng)用

張福軍，石建飛，汪東欣

(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 信息技術(shù)學(xué)院，黑龍江 大慶 163319)

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概念圖教學(xué)策略在電力電子技術(shù)課程中的應(yīng)用

張福軍，石建飛，汪東欣

(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 信息技術(shù)學(xué)院，黑龍江 大慶 163319)

摘要：用概念圖來描述電力電子技術(shù)課程的主要內(nèi)容及其內(nèi)在聯(lián)系，對于課程知識的整合、概念的理解具有重要作用。概念圖教學(xué)策略在電力電子技術(shù)課程中的應(yīng)用應(yīng)結(jié)合學(xué)生知識儲備、學(xué)習(xí)習(xí)慣、課程內(nèi)容，探索概念圖教學(xué)模式，能有效整合、梳理邏輯線索，濃縮知識結(jié)構(gòu)，構(gòu)建立體知識網(wǎng)絡(luò)，提升學(xué)生自學(xué)能力、思維能力和自我反思能力。

關(guān)鍵詞：概念圖；電力電子技術(shù)；教學(xué)模式；思維能力

電力電子技術(shù)是一門利用電力半導(dǎo)體開關(guān)器件對電能進行高效變換和控制的技術(shù)，它是橫跨電子、電力和控制三個領(lǐng)域的一門綜合學(xué)科，是電氣信息類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。隨著電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，雖教學(xué)內(nèi)容越來越豐富，但電力電子技術(shù)課程的學(xué)時越來越少，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不適應(yīng)新的教學(xué)要求。故將概念圖引入到電氣工程及其自動化專業(yè)電力電子技術(shù)課堂教學(xué)中，探索應(yīng)用此種可視化知識呈現(xiàn)的方式改變傳統(tǒng)教學(xué)方式，從而提供一種新的工具與策略，以提升課程的教學(xué)效果[1]。

1概念圖教學(xué)的實際意義

概念圖的理論基礎(chǔ)主要有奧蘇貝爾的認(rèn)知心理學(xué)和有意義學(xué)習(xí)理論，它是一種用圖表組織和表達知識的工具，通過其促成可視化的思維網(wǎng)絡(luò)，形成頭腦風(fēng)暴，能夠輔助教師進行教學(xué)設(shè)計，改進教學(xué)模式，開闊學(xué)生的思路，增強學(xué)生對煩瑣知識的理解與記憶[2]。

1.1輔助教學(xué)

電力電子技術(shù)課程要求教師具有較強的抽象思維和邏輯思維的能力，所以在備課中，教師可以利用概念圖歸納整理自己的教學(xué)設(shè)計思路，將頭腦中的教學(xué)內(nèi)容、理論、方法和過程以可視化的形式表現(xiàn)出來，相當(dāng)于在虛擬的環(huán)境中完成了一次教學(xué)過程[3]。概念圖繪制的基本方法是：(1)列出概念；(2)對概念分層次；(3)根據(jù)概念的聯(lián)系畫連接線；(4)提煉概念間的關(guān)聯(lián)詞，寫在連線旁；(5)把說明概念的具體例子寫在概念旁。

經(jīng)過一段學(xué)習(xí)后，學(xué)生對相應(yīng)的概念有所了解，但對各概念間的關(guān)系有所遺忘，比如：四種單相可控整流電路之間的聯(lián)系與區(qū)別是什么?此時可利用概念圖對四單相可控整流電路已學(xué)知識進行整合，使學(xué)生能更好把握每個概念的意義，也能對各概念間的聯(lián)系有進一步的認(rèn)識，圖1為單相可控整流電路的概念圖。

1.2輔助學(xué)生自主學(xué)習(xí)

電力電子技術(shù)課程在學(xué)習(xí)完電力電子器件的導(dǎo)通和關(guān)斷條件后，學(xué)生可以根據(jù)掌握的電路、模電相關(guān)知識后自主的學(xué)習(xí)新內(nèi)容，學(xué)生通過繪制概念圖清晰地展現(xiàn)概念之間的關(guān)系，可以幫助學(xué)生理清新、舊知識間的關(guān)系，將多個零散的知識點集合在一起[4]。圖2為某位學(xué)生自主學(xué)習(xí)三相電壓型橋式逆變電路繪制的相關(guān)知識點的概念圖。

1.3輔助教學(xué)評價

傳統(tǒng)的教學(xué)評價常常只是考查學(xué)生的離散知識，而概念圖卻可以檢測學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)及對知識間相互關(guān)系的理解和認(rèn)知能力，有效地評價學(xué)生創(chuàng)造性思維。通過學(xué)生繪制的概念圖，教師可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容掌握的情況，有助于判斷學(xué)生的水平和存在的問題，對后期教學(xué)工作具有重要意義[5]。

2概念圖在課程教學(xué)中的具體實施

2.1概念圖在課程教學(xué)中的實施步驟

概念圖支持的電力電子技術(shù)教學(xué)基本操作程序分為6步：教學(xué)準(zhǔn)備、構(gòu)思框架、精細(xì)繪制、成果展示、反思評價和建立檔案評價袋，如圖3所示。

圖3　概念圖教學(xué)基本操作程序

2.2概念圖在緒論課中的運用實例

在課程教學(xué)初期，學(xué)生常常會提出這樣的質(zhì)疑：這門課都學(xué)什么、課程的整體結(jié)構(gòu)怎樣、課程對學(xué)生知識和技能方面有什么樣的要求等問題，授課教師往往不能具體地用語言回答清楚。如果引入概念圖教學(xué)策略，在授課開始，采用備課時準(zhǔn)備好的概念圖向?qū)W生介紹本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、技能要求和本門課程的關(guān)系，以及該課程的前導(dǎo)課和后續(xù)課，使學(xué)生了解該課程的性質(zhì)、地位和作用。在緒論課程中讓學(xué)生適應(yīng)這種教學(xué)模式的運用，強調(diào)知識點的脈絡(luò)，激發(fā)學(xué)生的主動性、創(chuàng)造性，讓他們在以后的授課過程中繪制出自己的課程概念圖，感受到成功的快樂[6]。對此，概念圖教學(xué)無疑是十分有效的手段，圖4為課程教學(xué)脈絡(luò)概念圖。

圖4　電力電子技術(shù)課程教學(xué)脈絡(luò)概念圖

2.3概念圖在實驗課中明了實驗設(shè)計

電力電子技術(shù)有很強的實踐性，實驗是培養(yǎng)理論聯(lián)系實際、動手能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)研究方法的重要手段。在實驗教學(xué)中，為了避免學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書“依葫蘆畫瓢”，教學(xué)通過概念圖讓學(xué)生明確實驗教學(xué)的目標(biāo)、任務(wù)，以及各階段做什么、怎么做、達到什么標(biāo)準(zhǔn)，而不需要詳細(xì)地介紹到每個具體細(xì)節(jié)[7]。

實驗教學(xué)利用浙江天煌公司的“電力電子與自動控制系統(tǒng)”實驗臺，通過概念圖與思維導(dǎo)向圖相結(jié)合來引導(dǎo)學(xué)生一步一步明了實驗設(shè)計的思路，明確實驗操作過程，輸出波形的分析方法。這樣學(xué)生在實驗訓(xùn)練中既動手又動腦，既能發(fā)現(xiàn)問題，又能在教師啟發(fā)指導(dǎo)下分析問題和解決問題，從而培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力。

2.4概念圖教學(xué)成果分析

電力電子技術(shù)課程教學(xué)過程中任意選取了兩個班級分別作為實驗班和控制班開展教學(xué)研究。其中實驗班(電氣2012二班)47人，利用概念圖工具開展教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計活動；控制班(電氣2012一班)48人，采用以教師講授為主的教學(xué)方式開展教學(xué)活動。

表1為兩個班期末考試成績各項數(shù)據(jù)的對比分析結(jié)果，從表中分析結(jié)果得出以下結(jié)論：第一，實驗班的最高與最低分都高于控制班；第二，從兩個班的得分平均值來看，實驗班明顯高于控制班；第三，從標(biāo)準(zhǔn)差可以看到，實驗班掌握知識水平較高，學(xué)習(xí)成效明顯，處于優(yōu)良狀態(tài)，而控制班高分與低分分離度大，處于不穩(wěn)定的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

表1　實驗班與控制班期末考試成績統(tǒng)計分析結(jié)果

從以上分析結(jié)果得知，利用概念圖工具進行教學(xué)其教學(xué)效果是顯著的。

3總結(jié)

概念圖作為一種非常好的教學(xué)工具，對于知識的整合、概念的理解具有重要作用。電力電子技術(shù)作為電氣工程及其自動化專業(yè)一門基礎(chǔ)課程，是學(xué)生務(wù)必要學(xué)好的課程，為后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。要積極探索、精心設(shè)計貼近學(xué)生實際、適合他們學(xué)習(xí)的概念圖教學(xué)策略模式，并將此模式的創(chuàng)新理念和改革路徑推廣到更寬的高校工科其他專業(yè)的教學(xué)領(lǐng)域[8]。

[參考文獻]

[1] 朱莉.基于網(wǎng)絡(luò)平臺的高職數(shù)學(xué)概念圖教學(xué)模式探索[J].南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報,2014,28(4):63-65.

[2] 謝亮,張進治，等.概念圖在工科大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].課程教育研究,2015(8):130.

[3] 李壯苗,龐書勤，等.概念圖教學(xué)策略在《健康評估》課程中的應(yīng)用[J].廣西中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報,2015, 18(2):116-120.

[4] 余薇薇,蔣紅霞，等.基于信息技術(shù)的化學(xué)概念圖教學(xué)初探[J].化學(xué)教育,2011(2):49-51,66.

[5] 王宏霞,宋志堅.高職院校醫(yī)學(xué)護理專業(yè)概念圖教學(xué)模式的探索[J].黑龍江教育,2011,962(8):65-66.

[6] 張倩葦.概念圖及其在教學(xué)中的應(yīng)用[J].課程與教學(xué)探索,2002(11):25-27.

[7] 張洪波.概念圖應(yīng)用于課題教學(xué)的實踐研究[J].教學(xué)研究,2010(7):104-108.

[8] 孫立會.概念圖在《廣播電視概論》課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].白城師范學(xué)院學(xué)報,2010(6):78-81.

[責(zé)任編輯：金穎男]

作者簡介：張福軍(1980-)，男，黑龍江大慶人，副教授，從事智能控制、系統(tǒng)仿真、傳感器技術(shù)等的教學(xué)與科研工作。

基金項目：黑龍江省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃重點課題(GJB1215053)；黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)校級教研課題(NDJY15B28)。

中圖分類號：G642.4

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-0063(2016)03-0111-03

收稿日期：2016-01-15

DOI 10.13356/j.cnki.jdnu.2095-0063.2016.03.030