行動導向教學法在電力電子技術課程中的實施
——以許昌學院電梯學院為例

許昌學院電氣（機電）工程學院　郭利輝

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行動導向教學法在電力電子技術課程中的實施
——以許昌學院電梯學院為例

許昌學院電氣（機電）工程學院郭利輝

在地方高校轉型發展的進程中，許昌學院創新地成立了具有行業背景的行業學院——電梯學院。傳統的電力電子技術課程的教學存在諸多弊端，本文在研究行動導向教學的理論及其變換教學法的基礎上，將行動導向教學法引入到行業學院電力電子技術課程的教學中，大大提高了學生的專業能力、實踐動手能力、關鍵能力等，切實提高了應用技術型人才的培養質量。

行動導向教學法；行業學院；轉型發展；電力電子技術課程；實施

0　引言

在地方高校轉型發展的浪潮中，為了提高應用技術人才的培養質量，許昌學院立足地方、開拓創新，與當地龍頭企業西繼迅達（許昌）電梯有限公司聯合辦學，成立了具有行業背景的行業學院——電梯學院。行業學院的人才培養標準與普通專業不同，要求強化學生的實踐動手能力。為此，在電梯學院開設的電力電子技術課程中引入行動導向教學法，通過行動培養技能，有助于切實鍛煉學生的知識轉化能力、實踐操作能力、團結協作能力和溝通能力等，以達到培養復合型高素質應用技術人才的目的。

1　行動導向教學法的理論研究

20世紀60年代，英國的瑞恩斯教授最早提出了行動導向教學法的概念。80年代起，該教學法在德國受到極大的重視和廣泛的應用。行動導向教學法的精髓在與專業能力、核心能力和關鍵能力的培養［1］，即在教師的組織和引導下，不斷激發學生的學習興趣，逐漸調動學生學習的積極性與主動性，學生根據自己的基礎，結合教師指定的學習任務和目標，主動制定學習計劃、分析問題、擬定實施方案、解決問題，最終實現掌握知識、強化思維、鍛煉技能、情感培養等一系列目標的教學方法。

行動導向教學理論是建立在行動理論和教育學理論的基礎之上的［2］。行動導向教學理論符合人類學習的規律、外部活動內化為精神活動的規律、認知心理學鼓勵等，能夠有效地提高學生的學習自覺性和積極性，培養學生的行動能力和勝任某種工作的職業能力。

2　行動導向教學法的變換教學法

行動導向教學法在實際應用時衍生出多種不同的變換教學法，包括項目教學法、案例教學法、角色扮演法、引導教學法、實驗教學法等［3］。在實際教學過程中，可根據教學內容、教學材料、教學目標，科學合理地選用其中的一種或多種教學方法組織教學。

（1）項目教學法。項目教學法指專業教師根據教學目標，設計符合實際工作情況的問題、課題或項目，指導學生剖析問題、制定課題計劃、探索解決方案、做出決策、實施方案、并客觀科學地評價實施效果等，從而鍛煉學生的學習能力、專業能力、職業能力和社會能力等關鍵能力。該教學法具體實施過程中需要注意以下幾點：①問題的提出要符合實際工作情況；②項目實施后能獲得實踐的成果；③重視學生的主導性，專業教師為輔助角色，僅提供必要的幫助；④對項目實施結果進行必要的評價、反思和總結。只有做到這幾點，才能切實調動學生的積極性，切實使學生做到理論知識與實際行動形結合，最終實現知識的成果轉化，鍛煉學生的綜合能力。

（2）案例教學法。案例教學法的首次使用，出現在美國商業學校經濟法律專業課堂上，可以有效地鍛煉學生的決策能力。學生必須對預設問題做出獨立分析，并在團隊協作中探索問題的解決方案。案例教學法的實施分為三個階段：一是對問題的辨析；二是解決方案的決策；三是解決方案的評價。案例教學法側重于培養學生信息的獲取能力、協作溝通能力、決策能力、辨析能力和評判能力，而不要求給出最終的解決結果。

（3）角色扮演法。角色扮演法是由指導教師設定虛擬的情景，安排學生扮演不同身份的社會角色，引導學生在規定的場景中針對指定問題進行思考、討論、分析和行動，同時對其他角色的表現進行觀察和評價。角色扮演法最能調動學生參與的積極性和主動性，非常適合培養學生的團結協作能力和社會溝通能力，為將來學生獨立走向社會、適應社會提供了一個綜合演練平臺。

（4）實驗教學法。實驗是通過書面測試或實踐操作，檢驗一種假設或者獲取數據和信息的行動過程。巴德爾給出的實驗過程主要包括以下幾個階段：①觀察一種物理現象；②針對各物理量提出一種假設的關系；③在一定的條件下構建一個實驗系統，設計一系列方案以驗證②中的物理關系；④實施實驗，并對實驗現象進行觀察、測量、記錄和理論驗證；⑤得出結論，驗證②中提出的假設物理關系是否得到支撐；⑥理論層面的歸納整理；7實踐層面的反思和應用可能性分析。實驗教學法側重于培養學生的實踐操作能力、問題的分析能力和歸納總結能力。

3　電力電子技術課程傳統教學法的弊端

電力電子技術課程是電氣工程及其自動化本科專業的一門重要的專業基礎課。許昌學院新建行業學院——電梯學院，對學生的實踐動手能力的培養尤其重視。而電力電子技術課程的傳統教學法只有兩種：講授法和實驗法。在電力電子技術課程的教學過程中存在許多弊端，難以達到培養學生應用技術能力的目標［4，5］。

（1）復雜抽象的理論內容，“滿堂灌式”的講授教學法。電力電子技術的主要內容是四大電力變換或四大變流技術。其基本電路元件為電力電子器件（如晶閘管、IGBT、MOSFET）等。其控制方法常用的有相控法和斬控法。在分析變流電路的工作原理時，由于控制相位的變化和波形的變化多樣，學生很難理解。而教師采用的教授法常常安排的非常緊湊，知識量非常大，數學分析又很難，學生無法徹底領會電路工作原理的根本。這些弊端使學生逐漸喪失了學習的興趣，壓制了學生學習的積極性和主動性，學習效果較差。

（2）實驗設備老化，實驗項目設計簡單。實驗教學方面，由于電力電子技術是重要的專業基礎課程，其實驗室建設的歷史較長，許多實驗設備老化故障，無法滿足正常教學需求。另外由于實驗設備在設計時，針對的教學目標多為“傻瓜式”的驗證實驗。學生只需按照老師的指導連接少數線路，觀察記錄輸出波形即可。實驗內容的設計與實際應用脫節，僅僅拘泥于對課本理論知識的驗證，無法拓展學生在實踐動手能力方面的訓練。

在地方高校應用技術轉型發展的進程中，對學生實踐動手能力的培養質量要求越來越高，因此要在教學過程中引入行動導向教學法，從本質上解決傳統教學的弊端。

4　行動導向教學法在電力電子技術課程中的實施

電力電子技術課程是一門應用性很強的課程。引入行動導向教學法有助于幫助學生理解抽象復雜的理論知識。在行動導向教學法實施的過程中，理論知識和實際行動相結合，有助于培養學生的動手能力和綜合素質。下面以教學過程中的一個實際項目案例說明行動導向教學法的具體實施和應用過程。

以項目教學法為例，通過實施一個具體的與實踐應用聯系緊密的實際項目，以達到學習目標要求。項目教學法的實施過程一般分為以下幾個步驟：項目的設計、項目的分析、項目實施方案的制定、項目的實施過程和實施效果的評價。

結合電力電子技術第六章交流交流變換電路的內容，要求學生完成一個單相交流調壓電路的設計。具體過程如下：

（1）項目的設計。指導老師根據教材內容，設計學生能夠實施完成的，貼合教材需求的具體項目。

根據教材第六章的內容，要求學生設計一個單相交流調壓電路。該電路的輸入信號電網電壓，要求①該電路能夠輸出0-220V可調的交流電；②分析不同觸發角的情況下輸出電壓、電流波形的特點。

（2）項目的分析。學生成立項目小組，5人左右為一個小組。小組設小組長一名，負責根據每個學生不同的長處和特點，安排其在項目中分擔的任務，并合理安排時間，督促項目按計劃按時完成。

該項目的核心內容為單相交流調壓電路，其基本電路結構如圖1所示。包含三個部分：交流電源u1、反相并聯的開關器件VT1和VT2、負載R。

圖1　單相交流調壓電路結構圖（電阻負載）

其工作原理十分簡單，在交流電源u1的正半周和負半周，采用相位控制法分別對VT1和VT2進行控制，即可實現交流輸出電壓的調節。當觸發角為某一值時的電路波形如圖2所示。

圖2　單相交流調壓電路的波形圖（電阻負載）

通過分析可知，改變觸發角可改變輸出電壓、電流的波形，即實現輸出波形有效值大小的調節（此處略去數值分析過程）。

（3）項目實施方案的確定。在教師的指導下，學生根據自身已儲備的知識基礎、已掌握的學習工具和學校能夠提供的軟件、硬件支撐，通過討論確定切實可行的實施方案。

在該項目中，為了節約教學成本，減少不必要的浪費，結合計算機技術，選擇在MATLAB平臺完成該項目的設計與模擬仿真。為了使問題簡化，避開復雜觸發電路的設計，利用脈沖發生器，設計合適的輸出作為開關器件的控制信號。

（4）項目的實施過程。學生在主動查閱各種資料、自學MATLAT的基礎上，搭建單相交流調壓電路的仿真模型。

具體的電路仿真模型如圖3所示。

圖3　單相交流調壓電路仿真模型

觸發角在30°時，VT1導通，由于VT1導通180°后，VT2導通，所以VT2的設置時間比VT1多0.01s，所以VT1和VT2觸發脈沖設置的時間分別為：tVT1=0.016667S，tVT2=0.016667S。仿真結果如圖4所示。

當改變觸發角的設置時，學生會得到不同的輸出波形。并將這些實驗仿真波形與理論波形進行比較和分析。

（5）項目實施效果的評價。項目實施效果的評價有兩部分組成，一是教師對每位學生的評價。根據學生在項目實施過程中的積極程度、貢獻程度、分析問題和解決問題的能力、仿真設計能力、溝通能力、協作能力以及項目實施報告的撰寫能力等等做出綜合性的評價。二是學生的自評和學生之間的互評，學生根據其他同學的表現，以及自身的表現給出自己的評價。最終的總評有老師參考學生的自評和互評之后確定。

圖4　時的仿真結果

5　總結

本文在研究行動教學法的理論和變換教學法的基礎上，針對地方高校中行業學院培養應用技術型人才的培養目標要求，進行電力電子技術課程的教學改革，引入行動教學法，以提高學生實踐動手能力、專業能力和關鍵能力。具體地，以電力電子技術課程中的一個具體項目教學的實施過程說明了行動導向教學法在改課程教學的有效性、先進性和科學性。

［1］韓茂源.行動導向教學法的理論釋義及實踐解讀［J］.黑龍江高教研究，2011，06:146-148.

［2］姜大源，吳全全.當代德國職業教育主流教學思想研究［M］.北京:清華大學出版社，2007:241-247.

［3］蔡曉云，馬曉妮.行動導向教學法與高職學生的職業能力提升［J］.安徽職業技術學院學報，2011，01:54-57.

［4］鐘曉強.淺析“電力電子技術”課程改革與實施［J］.新課程研究（中旬刊），2012，07:43-45.

［5］蘇良昱，王武，葛瑜.電力電子技術仿真實驗教學與創新思維拓展［J］.實驗技術與管理，2013，01:170-173.

Implementation of Action-oriented Teaching Method of Power Electronic Technology Course in Industry Department——Taking Elevator Department of Xuchang University as Example

Guo Lihui
（Department of Electrical（Electro-mechanical）Engineering，Xuchang University，Xuchang，China 461000）

In the process of transformation development of local colleges and universities，Xuchang University innovatively established Elevator Department with industry background.There are a lot of disadvantages in traditional teaching process of Power Electronics Technology course.On the base of the theory study of action-oriented teaching method and the introduction of its transformation methods，action-oriented teaching method is introduced into the teaching process of Power Electronics course in Elevator Department.This method enhances students’ professional ability，practice manipulative ability，and key ability，and really improves the training quality of technical type talent

Action-oriented Teaching Method；Industry Department；Transformation Development；Power Electronics Course；Implementation

（1）2015年度許昌學院教育教學研究立項項目（02015058，02015008）；（2）2015年河南省教育技術裝備和實踐教育研究立項課題（GZS272，GZS389）；（3）許昌學院第一批轉型發展建設項目（專業基礎課程建設87）。

郭利輝（1981—），女，河南洛陽人，電機與電器專業碩士，許昌學院電氣（機電）工程學院講師，研究方向：新能源并網發電技術研究、高等教育比較研究。