基于CDIO的《電力電子技術》課程改革研究

李　萍

（電子科技大學成都學院 電子工程系，成都 611731）

基于CDIO的《電力電子技術》課程改革研究

李萍

（電子科技大學成都學院 電子工程系，成都 611731）

本文分析了《電力電子技術》的課程特點以及當前教學方法的不完善之處，提出了課程教學中，采用CDIO教育模式的理念。從增強課堂上的師生互動、項目制體驗式教學以及考核機制的完善等方面進行實施。同時，為驗證CDIO教學模式能否達到良好的教學效果，在12級電氣專業的課程教學中，進行了為期一學期的效果測試。數據顯示，開展CDIO教育模式后，學生的實踐動手能力、理論知識水平，都有一定程度的提高。為相關課程的CDIO教學模式改革，奠定了基礎。

CDIO電力電子技術課程改革

引言

《電力電子技術》是主要研究電子元器件工作時，電能變化規律的課程。其涉及的內容較多，主要包括橋式電路、PWM逆變電路以及相控整流電路等重要知識點。確保學生的學習質量，對于后續與電氣專業相關的學生項目制開展，創新產品的設計與研發等方面，奠定堅實的理論基礎。由此可見，完善課程的教學模式，勢在必行。就當前而言，電子科技大學成都學院（以下稱：我院）電氣工程專業在該課程的教學活動中，采用課堂理論授課為主，輔之以課內實驗的二元制模式。課堂的授課內容，側重于介紹電力電子元件（如二極管、晶閘管等）的電路工作原理、相關理論公式的演算等。雖然，該教學思路的實施，一定程度上有效地提升了學生的理論水平。卻也存在諸多弊端，如：授課內容過于抽象，除極少數的優秀學生，絕大部分學生的聽課效率并不高，且存在上課注意力不集中，課程內容不感興趣等問題。雖然在實驗課程中，學生能夠主動參與動手，但也只是進行簡單的驗證實驗，從全面培養學生實踐動手能力方面來看，收效甚微。因此，該課程的教學模式必須進行變革。基于三本院校對人才培養的目標定位，旨在提升學生的工程實踐能力，培養高端的工程技術人才。所以，探索CDIO的課程教學模式，是完善教學現狀的關鍵。

1　CDIO教學模式的實施方案

1.1增強課堂互動環節

根據《電力電子技術》的授課現狀可知，基于課程理論抽象的特點，滿堂授課的方式并不適用。因此，要提升學生的課程參與度，可以減少理論知識點的講授比例，取而代之的是讓學生多參與課堂互動。具體的實現方案為：（1）增加提問環節的比例，即理論教學中，通過提問的方式引導學生積極思考問題；（2）設置討論互動環節，減少每次教學授課的知識點，每堂課預留15～20分鐘，讓學生組成討論組，展開與此次授課內容相關的專題討論。這樣，在理論課時的教學中，學生的主動參與性得到了提升，聽課質量也能隨之提高。

1.2項目驅動法

CDIO的本質，是以項目制的形式驅動學生專業學習興趣。在《電力電子技術》課程中，讓學生參與課程相關課題的研究，是必不可少的環節。與以往教學中的驗證性實驗不同，項目制的實施，是將學生按照不同的課題，進行分組，然后展開自主研發，過程式體驗的教學環節。具體操作步驟為：

（1）課題的確定。本院為鼓勵在校大學生創新，近年來一直對學生項目制給予了大量的人力和財力支持 。即學生團隊根據專業發展計劃、興趣以及產品調研情況等，擬定研究題目。

（2）項目制體驗式教學。受課題的難度、項目方向的研究現狀、支撐項目的軟件和硬件條件的制約，要求所有的學生項目制均取得良好的成果是不太合理的。因此，項目制教學的開展中，重在讓學生體驗CDIO的項目制流程，而非僅注重結果。因此，教師僅需要在項目進行中，讓學生對產品的設計、制作、運行等環節，進行階段式體會即可，即CDIO的本質，就是讓學生完成項目制的體驗式教學。

（3）考核形式的多樣化。在項目驅動式的教學中，成績考核形式按照C-D-I-O的階段完成情況進行評定，并按照一定比例計入最終成績。如此一來，學生在項目制的研發過程中，動手積極性，將得到較大的提高。

2　教學案例分析

2.1教學質量測試

《電力電子技術》的CDIO教學改革的效果如何，需要進行驗證。對此，取樣本院2012級電氣專業的6個班級進行分析。在一學期的教學中，從增強互動、項目制體驗式學習兩個方面開展，學生的具體成果見表1。部分學生作品，如圖1～2所示。

表1　學生成果統計

圖1　推免電路

圖2　數字濾波器

從表 1可知，12級電氣專業學生的課題總數為 37項，其中31項完成研究任務；學生的實物作品數高達28項，成績及格率為93.5%。因此，在課程實施CDIO的教學模式后，學生的學習效果較為良好。

2.2調查問卷

為了更加客觀地了解學生學習效果，在課程結束后，對12級電氣專業隨機取樣10名學生，開展問卷調查。其中，包含4個問題：（1）你對晶閘管的工作原理是否熟悉？（2）完成該課程學習后，你是否覺得實踐能力有所提高？（3）課程學習期間，學習興趣如何？（4）你認為自己的整體學習效果怎樣？具體情況見表2。

表2　問卷調查情況（人）

表2結果顯示，對晶閘管工作原理比較熟悉的人數為8人；認為自身實踐能力提高較大的人數為7人；對課程保持較高興趣的有7人；感覺學習質量較高的有7人。

綜上所述，是從學生的項目完成情況和問卷調查可以看出，在采取CDIO工程教育模式后，教學測試的結果比較良好，較之以前，教學效果有所提升，達到了預期對學生綜合實踐能力的培養。

3　結語

結合《電力電子技術》的課程特點，分析了傳統教學模式的弊端。在課程教學中，引入了CDIO工程教育模式。從教學案例分析的結果來看，取得了良好的教學質量。同時，課程教學方法的探索之路，是永無止境的。因此下一步的工作，需要在CDIO的實施細節上進行更多論證，以達到穩步提升教學水平的目的。

［1］周海，葛友華，朱龍英等.基于CDIO理念的機械類“卓越工程師”培養［J］.現代制造技術與裝備，2011（6）：60-61.

［2］王旭.《電機與拖動基礎》課程教學研究［J］.機電技術，2013，36 （4）：162-164.

［3］史勤剛，馬俊成.基于CDIO《電路分析》教學改革的研究和探討［J］.科技視界，2015，（35）：165-186.

［4］楊峰.理論力學課程教學革新［J］.現代制造技術與裝備，2015，（5）：190.

The Study on Teaching Method for Power Electronical Technology based on CDIO

Li Ping
（Chengdu College，University of Electronic Science and Technology of China，Chengdu，Sichuan，611731）

The characteristics of the course of Power Electronics Technology and the imperfections of the current teaching methods are analyzed.In the course of teaching，the idea of using CDIO education mode is put forward.From the teachers and students in the classroom to enhance interaction，the project system experience teaching and the improvement of the assessment mechanism，etc.At the same time，in order to verify the CDIO teaching mode can achieve good teaching effect，in the 12 level of electrical professional course teaching，the results of a period of one semester test.Data show that after the CDIO education model，students'practical ability，and theoretical knowledge level，have a certain degree of improvement.To reform the CDIO teaching mode of related courses，and lay the foundation.

CDIO，power electronic technology，teaching reform

電子科技大學成都學院院級教學改革項目（CDIO的《電力電子技術》課程改革）。