面向卓越計劃的高電壓技術(shù)課程PBL教學(xué)模式研究

高金蘭　陶國彬　付光杰　任爽　劉超　許愛華　李宏玉

【摘 要】 由于高電壓技術(shù)課程內(nèi)容工程實踐性較強，傳統(tǒng)教學(xué)方法存在理論知識難懂，枯燥乏味，學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性不高等問題，本文通過將PBL教學(xué)法引入高電壓技術(shù)課堂教學(xué)，以問題為主線，將課堂中抽象的概念轉(zhuǎn)換成問題的形式，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，使學(xué)生由被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾鲗W(xué)習(xí)，提高了學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的解決問題能力，有助于實現(xiàn)卓越工程師人才培養(yǎng)目標。

【關(guān)鍵詞】 卓越計劃；PBL教學(xué)；高電壓技術(shù)；教學(xué)改革

【Abstract】Due to the content of high voltage technology course has stronger engineering practicality， the traditional teaching methods existing that the theory knowledge is not easy understanding and boring， so the students learning activity is not high. This paper put PBL teaching method into the classroom teaching of high voltage technology， problems as the main line， the class abstract concept into the problems， guide the students to think actively， and from passive acceptance into autonomous learning， improve the learning enthusiasm， cultivate students' ability to solve problems， help to achieve excellent engineer personnel training objectives.

【Key Words】Excellent program； PBL teaching method； High voltage technology； Educational reform

【中圖分類號】 G643.2 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 2095-3089（2016）25-0-02

引言：

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”旨在面向工業(yè)界、面向世界、面向未來，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為建設(shè)創(chuàng)新型國家、實現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化奠定堅實的人力資源優(yōu)勢，增強我國的核心競爭力和綜合國力。2013年我院電氣工程及其自動化專業(yè)成為我校“卓越計劃”試點專業(yè)之一，“卓越計劃”的核心是創(chuàng)新能力，隨著“卓越計劃”在應(yīng)用型本科院校的深入推廣，傳統(tǒng)教學(xué)模式只強調(diào)知識的灌輸，忽視對學(xué)生能力培養(yǎng)的弊端日益凸顯，不利于卓越工程師人才培養(yǎng)計劃的實施1。

PBL（基于問題的學(xué)習(xí)）教學(xué)模式是“以學(xué)生為主體、以問題為中心”，在教師的整體把握和指導(dǎo)下，強調(diào)學(xué)生的主動參與，其精髓在于發(fā)揮問題對學(xué)習(xí)過程的指導(dǎo)作用，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。PBL教學(xué)模式是順應(yīng)時代發(fā)展和教育改革潮流發(fā)展起來的一種注重理論和實際相結(jié)合的教學(xué)方法。通過PBL教學(xué)模式的展開，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生具有批判性思維和創(chuàng)造性思維以及團結(jié)合作、解決實際問題的能力，使之成為具有創(chuàng)新能力和應(yīng)用設(shè)計能力的跨世紀卓越工程師2。

一、卓越計劃下高電壓技術(shù)課程PBL教學(xué)的必要性

傳統(tǒng)的教學(xué)方法不僅易導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生畏難厭學(xué)情緒，更違背了培養(yǎng)卓越工程師人才的目標。另外隨著高電壓技術(shù)日新月異的發(fā)展，相關(guān)儀器設(shè)備的更新?lián)Q代，迫切需要及時采取應(yīng)對措施，更新教學(xué)內(nèi)容，改進教學(xué)方法，因此，在高電壓技術(shù)課程中應(yīng)用PBL教學(xué)法十分必要。

1.高電壓技術(shù)PBL教學(xué)法符合卓越計劃的人才培養(yǎng)目標

從“卓越計劃”的目標和我院的人才培養(yǎng)目標來看，以高電壓技術(shù)為主的專業(yè)課教育應(yīng)該得到重視，在該課程中采用PBL教學(xué)法能夠提高學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力，每個參與者都需要積極發(fā)揮他們的創(chuàng)造力和主動性，學(xué)習(xí)隱含于問題背后的科學(xué)知識，并形成自主學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)具有國際競爭力的人才，適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，實現(xiàn)卓越工程師人才培養(yǎng)目標。

2.高電壓技術(shù)PBL教學(xué)法能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強學(xué)習(xí)動機

PBL教學(xué)法以問題為主線，將“高電壓技術(shù)”課的抽象概念與問題的提出、分析、解決相結(jié)合，從而使學(xué)生由被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾鲗W(xué)習(xí)，這一方面符合學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)3，另一方面也體現(xiàn)了以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)的先進教育理念，能起到最大限度調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的作用。

3.高電壓技術(shù)PBL教學(xué)模式能夠培養(yǎng)學(xué)生的參與精神和團隊意識

在PBL教學(xué)模式下，學(xué)生以小組的形式積極參與到課堂討論、設(shè)計和評價中，他們對學(xué)習(xí)目標都有較為明確的認識，長期訓(xùn)練之下學(xué)生必然能夠提高課程的參與感和認同感。學(xué)生也不再是孤軍奮戰(zhàn)，從而能培養(yǎng)他們的團隊合作意識，樹立他們學(xué)好高電壓技術(shù)課程的信心。

二、高電壓技術(shù)課程PBL教學(xué)法的實施過程

1.課前設(shè)置任務(wù)，構(gòu)建問題

PBL教學(xué)法的主要特征是以問題為核心，圍繞問題來開展的教學(xué)方法。因此要精心設(shè)計問題，問題設(shè)計要多角度、多方式、多層次，高電壓技術(shù)課程組的教師共同研究各課程的特點，凝練出一系列按照基礎(chǔ)、拓寬與創(chuàng)新的學(xué)習(xí)規(guī)律呈螺旋上升趨勢的“問題”，設(shè)置學(xué)習(xí)目標，在新章節(jié)開始，設(shè)計的問題具有普遍性，讓學(xué)生從解答問題中明白本章節(jié)所要講授的內(nèi)容；而后設(shè)計的問題要具有一定的難度梯度，讓學(xué)生從解決問題的過程中體會樂趣，從而達到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的目的。同時，教師將自己的科研課題成果、專業(yè)領(lǐng)域新知識、新技術(shù)融合到教學(xué)案例的設(shè)計中，以豐富學(xué)生的視野，達到最佳的學(xué)習(xí)效果。

2.課堂教學(xué)實施

首先在第一次課中將全班學(xué)生根據(jù)他們的興趣、愛好自由組合，以5人為一組共分成6組。要求學(xué)生以團隊合作的方式來完成課堂問題及課后作業(yè)，鼓勵自主探究，激發(fā)和支持學(xué)生的主動思維，使學(xué)生在探索研究過程中能充分地進行討論和交流。

每堂課開始都先由老師提出問題，再由各組學(xué)生解答問題，然后教師再對解答進行深入講解，引出本堂課的教學(xué)重點和難點，從而完成本堂課的教學(xué)目的。在授課過程中，教師通過講授原理和相關(guān)的實例，引導(dǎo)學(xué)生去思考和探究，自行發(fā)現(xiàn)并掌握相應(yīng)的結(jié)論。以絕緣電阻的測量方法為例：首先，提出絕緣電阻的定義是什么？讓學(xué)生思考回答，由此引出講解測量電路的原理；其次，提出如何防止測量誤差問題，由學(xué)生總結(jié)解決問題的方法。再如：在講解電暈放電的限制措施時，首先提出什么是電暈？通過圖片向?qū)W生介紹特高壓輸電工程中的電暈放電現(xiàn)象。為了說明電暈放電的幾種限制措施，先給出場強和電壓的經(jīng)驗公式，然后引導(dǎo)學(xué)生按照對公式的理解說出相關(guān)的電暈放電限制措施，并分析哪些限制措施起主要作用。給出問題：高壓輸電線為什么采用分裂導(dǎo)線？并將該問題作為課后思考題，讓學(xué)生在課外自學(xué)完成，鍛煉學(xué)生自己解決問題的能力。在學(xué)生提交答案之后，教師再組織討論、作點評，使學(xué)生對知識的理解更加深入。

不僅如此，在一學(xué)期的學(xué)習(xí)當中，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)查閱和本課程有關(guān)的最新學(xué)術(shù)動態(tài)和國內(nèi)外學(xué)術(shù)動態(tài)，開展3次以上專題講座。每次講座20分鐘，每個同學(xué)都可以發(fā)表演講，由學(xué)生來當教師，教師作為學(xué)生，每個“學(xué)生”都可以發(fā)出提問。經(jīng)過實踐證明，學(xué)生對老師介紹的學(xué)術(shù)動態(tài)都很感興趣，而且課下都積極的查閱資料，主動發(fā)表演講，受到了院系領(lǐng)導(dǎo)的一致表揚，改善了以往課堂教學(xué)枯燥、平庸的狀態(tài)，收到了良好的教學(xué)效果。

在該課程結(jié)束時安排一次到高壓戶外試驗變電站參觀實習(xí)，結(jié)合變電站的設(shè)備，將該課程的重點內(nèi)容逐一進行梳理和總結(jié)，給學(xué)生以系統(tǒng)的、直觀性的理解和認識，從高電壓的產(chǎn)生到試驗設(shè)備，從絕緣理論到絕緣測試技術(shù)，從電力系統(tǒng)到過電壓保護等等，理論聯(lián)系實際讓學(xué)生身臨其境、大開眼界。

3.課后自主學(xué)習(xí)

由于“高電壓技術(shù)”課程的學(xué)時少，內(nèi)容多且深，僅靠課堂授課往往講不深、講不精，因此建立了“高電壓技術(shù)”課程教學(xué)網(wǎng)站，包含了課程教學(xué)大綱、課堂教學(xué)PPT、作業(yè)點評、實驗指導(dǎo)書、課程設(shè)計指導(dǎo)書、交流答疑、主題討論、在線測試、問卷調(diào)查等欄目，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，進行在線學(xué)習(xí)，傳遞參考資料，為教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的互動、交流搭建了良好的溝通平臺，提高了教學(xué)效率，增強了教學(xué)效果。

教師還可以充分利用學(xué)生感興趣的qq、微信、飛信、博客等這些網(wǎng)絡(luò)資源，和學(xué)生進行溝通，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

4.期末考核評價

為推進PBL教學(xué)模式的進行，實現(xiàn)卓越工程師培養(yǎng)目標，必須改革傳統(tǒng)的期末考試考核方法，推行平時作業(yè)、期末試卷、實驗?zāi)芰Α⑿〗M討論表現(xiàn)、專題演講、設(shè)計報告等多種考核方式相結(jié)合的考核制度，并加大課堂小組討論表現(xiàn)的比重，對于學(xué)生的參與、交流、團隊合作精神等方面，按深入程度分別評定為較差、不及格、及格、良好、優(yōu)秀5個等級，形成教師對學(xué)生的考核條例。如：針對學(xué)生參與教學(xué)活動的態(tài)度，“偶爾參與，通常表現(xiàn)膚淺，看得出是興趣有限”為不及格；“對討論回答問題有一定貢獻，學(xué)習(xí)態(tài)度端正，有一定興趣”為合格；“經(jīng)常參與討論回答問題，對話題有較深理解，學(xué)習(xí)目的明確”為良好；“積極并富有建設(shè)性地參加討論并回答問題，理解深刻，興趣濃厚，熱情高”為優(yōu)秀4。因此，學(xué)生如果想在PBL教學(xué)中獲得優(yōu)秀，就必須要積極并富有建設(shè)性地參加討論并回答問題，熱情高；要有極好的交流技巧，能準確、清晰地解釋要點和觀點；具有優(yōu)秀的團隊精神。

三、反思

經(jīng)過教學(xué)實踐，作者發(fā)現(xiàn)PBL教學(xué)法在高電壓技術(shù)課堂上是切實可行的，也受到了學(xué)生的歡迎，同時也存在一些問題，值得我們反思。

1.PBL教學(xué)模式對教師要求更高

大多數(shù)老師都習(xí)慣以課堂講授為主，實踐能力相對較弱。而PBL教學(xué)過程中，教師應(yīng)該既是一個學(xué)科專家又是一個指導(dǎo)家5。這對教師知識層次、專業(yè)水平和課堂管理能力都有更大的要求。因此，需要指定教學(xué)水平高、教學(xué)、科研經(jīng)驗豐富的老師作為該門課程的負責人，制訂科學(xué)合理的課程建設(shè)規(guī)劃與實施方案，有計劃有步驟地培養(yǎng)課程組教師的創(chuàng)新教育思想和教育教學(xué)理念。教師網(wǎng)絡(luò)交流或者到國內(nèi)成功實施PBL模式的高校進行實地考察，定期組織教學(xué)研討和教學(xué)經(jīng)驗交流，借鑒成功經(jīng)驗，及時更新和修正教學(xué)方法和教學(xué)手段，建設(shè)一支知識淵博、工程能力強、教學(xué)水平高、能夠勝任卓越工程師培養(yǎng)要求的教學(xué)團隊。

2.PBL教學(xué)模式對學(xué)生要求更高

PBL教學(xué)模式要求學(xué)生需要自我激勵、做獨立的研究、將新建構(gòu)的知識應(yīng)用到復(fù)雜的問題解決之中，還要監(jiān)控和反思解決問題的過程。這對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和自主性提出了更高的要求。在教學(xué)實踐中作者發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生還是習(xí)慣于“接受式”的“被動”學(xué)習(xí)，因此，他們在查閱資料、小組討論、成果匯報等學(xué)習(xí)階段表現(xiàn)出對教師依賴性較強，在前期準備上的時間精力大大超過普通的課堂學(xué)習(xí)，與預(yù)期的教學(xué)效果和目標有一定差距。

四、結(jié)論

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是工程教育的新理念。本文通過PBL教學(xué)法在高電壓技術(shù)課堂教學(xué)的實施，學(xué)生的反映不錯，該方法不僅更新了教師的教育理念，創(chuàng)新了教學(xué)模式，同時將學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由被動轉(zhuǎn)為主動，培養(yǎng)了學(xué)生的問題解決能力、知識獲取能力與團隊合作能力，有助于實現(xiàn)卓越工程師人才培養(yǎng)目標。但PBL教學(xué)法的實施過程與學(xué)生的積極配合密不可分，如何讓更多的學(xué)生積極主動地響應(yīng)PBL教學(xué)法，直接關(guān)系到PBL教學(xué)法的實施效果。因此，教師需要不斷地提高自身的綜合素質(zhì)，充分發(fā)揮個人魅力，引導(dǎo)學(xué)生積極地參與高電壓技術(shù)課堂的PBL教學(xué)，從而使PBL教學(xué)法取得更好的教學(xué)效果。

參考文獻：

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