基于混合學習的電力電子技術實驗教學改革研究

劉金華　吳佳楠　余翼

摘要：針對傳統實驗教學的弊端，基于泛雅網絡教學平臺，結合學生智能手機終端APP超星學習通，本文提出了基于混合學習的電力電子技術實驗教學改革，系統化地創建了混合學習教學模式，最后取得了良好的教學效果。

關鍵詞：混合學習；教學模式；實驗教學

中圖分類號：G434 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）44-0117-02

一、混合學習的內涵

20世紀90年代初，隨著網絡技術的發展，網絡學習（E-learning）逐漸興起。與傳統課堂教學相比，由于擺脫了傳統學習方式在時間和空間上的限制，網絡學習更具有快速、高效、個性化和低成本等優勢[1]。但是，針對高校大學生人群，網絡學習缺乏面對面的互動與交流，學生很容易產生疲倦心理，逐漸的網絡學習發展進入低潮，人們開始反思這種純技術環境是否適合高等教育。而同時，在一些企業里面為了節省成本、提高效率，逐漸把網絡遠程學習和傳統課堂教學相結合，結合專題講座、案例分析，取得了很好的效果。于是，21世紀開始，在網絡學習和互聯網普及的推動下，這種“混合學習”（Blended Learning）方式便應運而生了，隨即被引入教育界。混合學習的定義在學術界并沒有一個確切的說法。國外學者如：印第安那大學（Indiana University）教授柯蒂斯.J.邦克（Curtis J.Bonk）認為所謂的“混合”就是在大多數人的意識里傳統課堂教學和基于互聯網的學習的混合[2]。學者Harvi Singh和Chris Reed把混合學習劃分為如下五個維度：混合離線和在線學習、混合自定步調學習和實時的協作學習、混合結構化和非結構化學習、混合制定內容和現成內容、混合工作和學習[3]。美國學者Michael Orey認為：應該從學習者、教師或教學設計者以及教學管理者的三個角度來定義混合學習。Driscoll認為混合學習是教學技術（或者非教學技術）結合多種教學方式（認知主義、行為主義和建構主義）以此能夠呈現最好的教學效果。

在我國，“混合式學習”是由何克抗教授在2003年第七屆全球華人計算機教育應用大會上介紹的概念。國內研究學者以何克抗教授、李克東教授、祝智庭教授等作為代表，其中，何克抗教授認為[4]：混合式學習是把網絡化學習和傳統的學習方式結合起來的一種學習方式。

二、混合學習的需求性分析

電力電子技術課程是一門實踐性非常強的課程，培養方案中，40學時的理論知識，8個學時的課內實驗，另外還有16個學時的課程設計。在本文中，我們重點講述基于混合學習的課內實驗教學改革研究。目前，課內實驗教學一般是由教師課前20分鐘左右講理論和實際操作過程，接下來學生分組做實驗，課后交實驗報告，過程中存在很多問題：

1.教學組織方式單一。大部分學生不會課前預習相關的理論知識，只是根據老師的演示，照葫蘆畫瓢的做完實驗。

2.教師精力不夠。一個班大概40個學生同時做實驗，老師分身乏術，遇到問題不能及時解決，也沒有相應的配套資料教學生如何解決問題。

3.部分學生懶散，并沒有實際參與實驗過程，最后根本沒有掌握對應的知識和能力。

4.教學評價單一。主要是根據學生的實驗報告，以及課堂表現來評價成績。課堂表現因為人數過多，時間倉促很難做出客觀評價。

針對上述問題，基于學校2017年引進的泛雅網絡學習平臺，結合學生智能手機終端APP超星學習通，以2015級電氣工程及其自動化專業的大三學生為實踐對象，創建混合學習教學模式，從以下五個方面進行教學改革：制定混合學習任務、搭建混合學習環境、建設混合學習資源、設計和組織混合學習活動、混合學習過程評價[5]。

三、混合學習教學模式創建

1.制定混合學習任務。電力電子技術課內實驗的主要目的是讓學生通過實驗，理解課堂上的理論知識，熟練掌握示波器的用法；掌握整流、直流斬波、調壓等模塊電路的變換原理；掌握晶閘管相位控制、直流PWM控制技術；更進一步地掌握設備及器件的檢測方法，能夠結合線上教學資源，排除故障；學會團隊分工合作，良好的溝通和協調能力。

2.搭建混合學習環境。搭建混合學習環境，就是整合各種真實的和數字的學習環境，使學習者既可以在虛擬的網絡環境中進行在線學習，還可以在真實的環境中進行現場體驗。搭建的網絡環境以泛雅網絡教育平臺為基礎，以學生智能手機終端APP超星學習通為載體，在這里為學生提供如PPT、實驗指導書、虛擬實驗、授課視頻等網絡學習資源，便于學生開展自主學習，同時在交互環境中教師能進行發布課前預習作業、發起討論、進行答疑、批改作業等活動，學生能進行在線留言、異步討論、作業遞交、資源分享等活動。真實的實訓環境，則以DJDK-1型電力電子技術及電機控制實驗裝置為平臺，在這里學生進行相應的實驗操作，與教師良好互動，開展團隊分工協作，完成相應的實驗任務。

3.建設混合學習資源。建設混合學習資源是整個混合學習教學改革中最重要的一環，我們設計開發了立體化的配套資源，包括實驗指導書、配套課件、相關電子書、工具軟件等。另外，我們請專業人員專門錄制了5個實驗操作視頻，分別是實驗裝置介紹及器件檢測、鋸齒波移相觸發、單相橋式整流電路、直流斬波電路、單相交流調壓。每個視頻從六個方面講述：實驗原理PPT講述、實驗前器件檢測及注意事項、控制電路調試、主電路接線、主電路和控制電路聯合調試、波形和數據記錄，基本上包括了該實驗所用到的知識。當然，對于一些學有余力的學生，我們還提供專業化的仿真軟件，讓學生開展創新性實驗開發。

4.設計和組織混合學習活動。混合學習活動無疑是開展混合學習的核心。本課程把混合學習理念融入整個教與學過程之中，主要體現在網絡學習中以學生為主導，實訓中以學生為主體。本課程的學習組織主要圍繞任務開展，任務包括個體任務和小組任務。為了保證教學質量，我們采取了以下措施：①實驗課前提前一周發布下一個實驗視頻，并且針對該實驗課的重點和難點問題，發布配套作業和Matlab/simulink仿真練習，要求學生在實驗課前完成。配套作業的內容主要是視頻中的知識點，可以保證學生觀看視頻的質量，使其對整個實驗有充分的認識和了解。同時發布該實驗內容的四個階段任務，要求4人一組的每個學生都有任務安排；②實驗課中，教師不再講述實驗內容，而是進行實驗活動的組織和管理，以及學生實驗操作的個人任務評價和小組任務評價。整個實驗過程的操作學生已經在視頻中掌握，可以節省20—30分鐘時間，這樣學生有充足的時間進行實驗操作。

5.混合學習過程評價。過程評價由線上評價、線下評價和實驗報告評價組成，權重分別為20%、60%和20%。線上評價由泛雅網絡學習平臺進行記錄、考核。線下評價由教師在2課時的實驗過程中實時打分，學生按照學號分成四人一組之后，根據實驗過程的任務分配進行個人任務打分和小組打分，權重各自占30%。實驗報告評價主要看重學生的波形繪制和數據處理，較為簡單。立體式的過程評價改變了學生的懶散，也避免了只依賴實驗報告評價的方式，加強了學生和老師的溝通，提高了學生的團隊分工協作能力。

四、結束語

以2015級電氣工程及其自動化專業點的學生為研究對象，經過一個學期電力電子技術課內實驗的教學改革，混合學習的教學模式比起傳統的教學模式，在促進學生自主學習方面起了很大的作用，學生實驗成績的評定更加科學和客觀。事實表明，混合學習的教學模式有利于提高高等教育實驗教學效果。

參考文獻：

[1]汪灝.基于混合學習的教學模式研究和應用[D].河南大學，2012.

[2]汪燕，鄭蘭琴.實踐、反思與交流：聚焦國際混合式教學研究[J].現代遠程教育研究，2010，（5）：7-11.

[3]祝智庭，孟琦.遠程教育中的混和學習[J].中國遠程教育，2003，（19）：30-31.

[4]何克抗.從Blending Learning看教育技術理論的新發展[J].國家教育行政學院學報，2004，（09）：37-48

[5]黃映玲，蘇仰娜.三合一《現代教育技術》課程混合學習模式的研究與實踐[J].中國教育信息化，2017，（14）：20-23.

Abstract：According to the malpractice of traditional experimental teaching，this paper puts forward the experimental teaching reform of power electronics based on blended learning，combined with Fanya network teaching platform and student's smartphone terminal APP -super star learning .It creates blended learning teaching mode systematically，and finally obtains good teaching effect .

Key words：blended learning；teaching mode；experimental teaching