基于創新能力培養的考試方法改革與探索

袁登科 徐 虹 孫梁榕 朱琴躍 張文豪

【摘要】文章以《電氣傳動與牽引控制系統》課程為例，描述了同濟大學電氣工程系本科教學在考試方法中采取的一些措施，目的是為了更好的激發學生的學習主動性、積極性，提高學生的創新能力，學生的反饋表明了采取的措施是行之有效的，同時這些措施也與目前高校正在進行的學科專業認證的要求是相吻合的。

【關鍵詞】考試方法 創新能力 本科生教育 專業認證

【基金項目】本項目得到同濟大學教改項目的資助。特此表示感謝。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）01-0225-02

1.引言

同濟大學電氣工程及其自動化本科專業開設了《電氣傳動與牽引控制系統》課程，原本的開課學期是大四上，現已調整為大三下。為了與其他課程教學更好的相結合，該課程授課教師一直在結合著該領域的發展趨勢進行著教與學的改革探索。

2.考核方式改革內容

針對《電氣傳動與牽引控制系統》課程，在2016-2017學年的第二學期（即2017年3-7月）期間，電信學院教務科老師與該課程的授課教師一起討論并制定了該時間段內關于課程考核方式改革的一些具體要求和采取的措施。

3.課程教學采取的具體措施及反思

下面結合《電氣傳動與牽引控制系統》課程中電力電子功率變換器的PWM控制技術部分內容，介紹一下本課程采取的一些具體措施。

（1）課前準備

考慮到同學們在前一個學期剛剛學過《電力電子技術》，該課程由兩位教師分別教授，一位在課堂中介紹過SVPWM技術，另一位則沒有，而SVPWM技術是目前應用最廣泛的PWM技術之一。考慮到這些具體情況，本課程授課教師多次鼓勵同學們在課下相互交流與學習SVPWM的內容，并且在課堂上準備了一份調查表格，用來對此進行記錄，這份表格將作為平時成績的一部分。

（2）課堂問題回答

教師除了記錄學生的平時出勤，另外還針對平時問題的回答進行了記錄。每位同學都要求必須至少回答5次問題，教師對回答情況進行記錄。如果回答出色，可以考慮加分；如果同學沒有及時回答出來，就請同學繼續思考，以后再回答（這樣可以避免學生對回答問題有太大壓力從而產生對抗情緒）。

另外，因為對每位同學回答問題都有相同的要求，所以可以避免某些同學心存僥幸，從而鼓勵他們積極回答自認為比較簡單的問題。對此做法，同學們反映良好。另外，同學們希望教師提前公布問題列表，便于課下提前準備。

（3）問題的分類

課程教學的問題討論中，有同學表示，有些討論內容比較容易，有些難度較高，希望教師可以更好的布置討論內容。

實際的情況是，學生的水平有明顯的分層現象，有的同學基礎好，學習也更積極，課下投入精力也更多，所以比較容易掌握一些中等難度的知識，所以也自然提出了更高的要求。這要求教師準備更多的問題，并且根據難度的不同對其進行分類。既要滿足一般學生的要求，也要考慮水平較高的同學們的要求，鼓勵他們繼續深入學習與研究。

（4）課后作業

本課程的特點是理解電機難，控制電機更難，實驗需要良好的硬件系統、軟件系統的聯合支持，做電機功率實驗的難度更大，對平臺的要求非常高。針對這些特點，所以多布置MATLAB仿真作業。另外可以布置與具體應用密切結合的作業題目。

4.學生反饋

本課程教學中，鼓勵同學們針對教與學進行思考，并及時反饋給老師（對于完成反饋的同學，平時成績加分），下面就是同學們反饋的部分內容。

（1）關于SVPWM的課堂教學

不同老師講授《電力電子技術》課程內容的側重有一定差異，部分同學學習過SVPWM，部分同學則未曾接觸。然而SVPWM是異步電機控制技術中十分重要的內容，因此教師還在講直流調速系統時就鼓勵同學之間互相交流，并且在上課時針對是否進行過交流作統計記錄，推動了同學之間的學習交流。

（2）關于SVPWM課堂教學

在課堂上，教師提出了9個問題，分別如下：

1）異步電機變頻調速對供電電源有何需求？

2）PWM含義是什么？其輸出波形有何特點？

3）常見PWM技術有哪些？它們的工作原理是什么？

4）SPWM中的調制比、載波比是什么？

5）空間電壓矢量的定義式是什么？

6）三相正弦電壓對應的電壓空間矢量是什么？它有何特點？由它供電時的電機定子磁鏈矢量有何特點？

7）兩電平逆變器供電時，電機的定子電壓矢量有何特點？磁鏈矢量應如何控制？

8）什么是方波逆變器？什么是PWM逆變器？

9）如何實現六邊形和準圓形磁鏈軌跡的控制？

前4題對前面所學重點進行復習，能夠較好的使同學們回想起相關內容，有助于更好的理解本節課內容；后5題是對預習的檢驗并且是對SVPWM的講解，由淺入深，層層遞進，直擊要點。第5題直入SVPWM的理論基礎；第6題為理想情況下的磁鏈軌跡；第7題則回到了實際電路對矢量的等效合成實現，逆變器在開關控制下輸出六邊形的電壓矢量；第8、9題，則討論不同的控制手段下電壓與磁鏈的空間矢量軌跡，涉及電壓矢量的合成等效。

以提問的形式將SVPWM原理部分梳理清楚，檢驗了課前預習的成果，能夠發現預習的疏漏和誤區，同時也一改通常的上課形式（教師單方向的講述、傳授），能夠降低課堂的單調程度，提高學生們的學習積極性。

接著簡要的講述了問題中所未涉及的SVPWM實現部分，最后以小測驗作為課堂結尾。

（3）學生對課堂教學的理解與建議

從這次關于SVPWM的課前預習和交流的情況可以看出，在反復強調與有對結果進行調查和記錄的情形下，教師布置的課前任務能夠在一定程度上被執行完畢，但對其課前任務的執行程度往往取決于同學自身，可能認為抱有基本的了解即可，或可能認為需要對其較為進行全面的認識，因此在布置課前任務時，除了需要反復強調并且對課前任務完成情況進行調查記錄，教師還應設置一些關鍵詞與預習問題，方便統一課前任務的完成程度。

通過在課堂上提問的結果來看，預習能夠保證同學們對相關內容有一定的理解，能夠較為流暢的正確回答基本問題。

5.小結

在當前大力推行素質教育和通識教育的情況下，專業課的學時遭到明顯削減。更好的布置課前任務，能夠有效的減少課時削減帶來的影響。此外，在基礎知識教學上省下的時間也能夠用于能力偏向型教學部分，例如仿真實踐、試驗課、講座、討論課等。

能力的培養也同等重要。一般的課堂往往更加偏重于知識的講解，因此要進行教改，多通過實驗、設計任務與實踐等非講授課程來構建由知識向能力的過渡，能夠有助于檢驗學生的知識水平與其運用能力。

目前高等學校的工科類學科的專業認證正在緊張的進行著，它督促著高校的教與學更加密切的結合，相互促進，不僅提高學生的水平與能力，也有利于提高教師的教學水平，所以在具體的教學過程中探索各種行之有效、因材施教的具體措施是非常必要的。

參考文獻：

[1]余清臣，徐蘋.當代課堂教學模式改革的實踐內涵：一種反思的視角，教育科學研究，2014（1），15-18

[2]陳樹彬，陳罡，張淑敏.校企聯盟——工學結合人才培養模式研究，教育與教學，2010（1），93-96

[3]袁登科，牙生·合力力.本科生創新實踐課程建設探索，課程教育研究，2015（3），219-220

作者簡介：

袁登科，講師，博士，同濟大學電氣工程系。

徐虹*，農藝師，碩士，同濟大學電信學院教務科， xuhong636@tongji.edu.cn